Bazofily a mastocyty a jejich význam v imunitních reakcích

1. Bazofily a mastocyty a jejich význam v imunitních reakcích

2. Mastocyty ( žírné buňky) • Slizniční mastocyty – ve sliznicích dýchacího a gasrtointestinálního traktu, produkují histamin, serotonin, heparin, tryptázu,leukotrien C4…, účastní se při parazitózách a při alergiích • Pojivové mastocyty – v pojivové tkáni, produkují tryptázu, chymázu, PGD2…, jsou zmnoženy při fibróze, při parazitózách a alergiích se neúčastní

3. Funkce mastocytů • obrana proti parazitárním infekcím • za patologických okolností jsou zodpovědné za časný typ přecitlivělosti (imunopatologická reakce typu I) • uplatňují se při zánětu, při angiogenezi, při remodelaci tkání • regulace imunitní odpovědi

4. Aktivace mastocytů • Žírné buňky mohou být stimulovány k degranulaci prostřednictvím - propojením Fc receptorů pro IgE - anafylatoxiny (C3a, C4a, C5a) - přímého poškození (opiáty, alkohol a některá antibiotika)

5. Aktivace mastocytů prostřednictvím IgE • Po navázání multivalentního antigenu ( mnohobuněčného parazita) pomocí IgE na vysokoafinníFc receptor pro IgE (FcRI) dojde k agregaci několika molekul FcRI • Iniciace degranulace mastocytu ( fúze cytoplazmatických granulí s povrchovou membránou a uvolnění jejich obsahu) • Aktivace metabolismu kyseliny arachidonové (leukotrien C4, prostaglandin PGD2) • Zahájení produkce cytokinů (TNF, TGF, IL-4,5,6…)

6. Aktivace mastocytů prostřednictvím IgE

7. Sekreční produkty mastocytů • cytoplazmatická granula: hydrolytické enzymy, proteoglykany (heparin, chondroitinsulfát), biogenní aminy (histamin,serotonin) Histamin způsobuje vasodilataci, zvýšení vaskulární permeability, erytém, edém, svědění, kontrakci hladké svaloviny bronchů, zvýšení peristaltiky střev, zvýšení sekrece hlenu slizničními žlázkami v respiračním traktu a GITu (napomáhá eliminaci parazita) • Metabolity kys. arachidonové (leukotrien C4, prostaglandin PGD2) • Cytokiny (TNF, TGF, IL-4,5,6…)

8. Úloha mastocytů při rozvoji alergické reakce

9. Bazofily • diferencují se z myeloidního prekurzoru a vstupují do krevního oběhu • bývají považovány za cirkulující formu mastocytů • receptorovou výbavou, obsahem granul, mechanismy stimulace a funkcemi jsou velmi podobné mastocytům • jsou zodpovědné za vznik anafylaktického šoku

10. Imunitní mechanismy zánětu • (lokální a systémová reakce)

11. ZánětJe souhrn fyziologických reakcí na porušení integrity organismu, které vedou k ochraně proti infikování poškozeného místa, k lokalizaci poškození a jeho zhojení.První signály k rozvoji zánětlivých reakcí pocházejí od mastocytů, fagocytů a od látek uvolněných z poškozených buněk a součástí mezibuněčné hmoty.

12. Zánět - fyziologická obranná reakce - obvykle odezní bez následků, poškozená tkáň se zcela zhojí)- patologický zánět – chronický, alergický, autoimunitní Odpověď organismu - lokální - systémová

13. Lokální odpověď organismu na zánětProjevy- bolest (dolor), teplo (calor), zčervenání (rubor), otok (tumor) a ztrátou funkce (funkcio laesa)

14. Lokální zánět* zvýšení permeability cév ( vazoaktivní aminy, složky komplementu C3a, C5a, leukotrieny; otok v místě zánětu )* zvýšení exprese adhezivních molekul na endoteliích* aktivace koagulačního, fibrinolytického, komplementového a kininového systému * ovlivnění místních nervových zakončení ( prostaglandiny, bolest )* změny regulace teploty ( IL- 1, IL-6, TNF, prostaglandiny )

15. Lokální zánětlivá reakce

16. Systémová odpověď na zánět*je závislá na rozsahu poškození a délce trvání lokálního zánětu* horečka (prozánětlivé cytokiny TNF, IL-1, IFN stimulují hypotalamové centrum termoregulace)* mobilizace tkáňového metabolismu* indukce exprese Hsp (heat-shock-proteins; fungují jako chaperony)* produkce proteinů akutní fáze (CRP, SAP, C4, C5; opsonizace a aktivace komplementu)

17. *zvýšená jaterní syntéza některých sérových transportních proteinů (ceruloplasmin, transferin)* zvýšená syntéza proteázových inhibitorů (makroglobulín)* leukocytózaSeptický šok – při masivním průniku mikroorganismů do krevního oběhuAnafylaktický šok – při degranulacibazofilů a aktivaci komplementu alergenem

18. Reparace poškozené tkáně- eliminace poškozených buněk fagocyty- aktivace fibroplastických mechanismů- aktivace angiogeneze- regenerace a remodelace tkání

19. Fyziologické imunitní regulační mechanismy

20. Regulace antigenem • Vyvolání a vyhasnutí imunitní odpovědi • Afinitní maturace B lymfocytů • Udržení imunologické paměti • Antigenní kompetice • Prahová hustota komplexu MHC gp II-Ag na APC

21. Regulace protilátkami • Protilátky kompetují s BCR o antigen (negativní regulátor stimulace B lymfocytů) • Imunokomplexy s IgG se váží na B lymfocyt na BCR a FcgR, důsledkem je blokování aktivace B lymfocytů • Zatím je nejasný význam regulace pomocí idiotypové sítě

22. Regulace cytokiny a mezibuněčným kontaktem • Interakce APC - T lymfocyt • Interakce TH1 – makrofág • Interakce TH2 – B lymfocyt • Vzájemná regulace aktivit TH1 versus TH2 • Vývoj subpopulací leukocytů • Negativní regulace efektorových lymfocytů: • CTLA-4 inhibiční receptor T lymfocytů, váže ligandy CD80 a CD86 • Inhibiční receptory NK buněk • Sebedestrukční interakce apoptotického receptoru Fas s ligandem FasL na povrchu aktivovaných T lymfocytů

24. Suprese zprostředkovaná T lymfocyty • Vzájemná negativní interakce TH1 a TH2 zprostředkovaná cytokiny (TH2 lymfocyty produkují IL-4 a IL-10, které potlačují imunitní reakce založené na TH1 buňkách) • Klonální eliminace či anergizace T lymfocytů po rozpoznání antigenu na povrchu jiných buněk, než APC (chybí kostimulační signály • Regulační T lymfocyty pomáhají udržet toleranci k autoantigenům

25. Faktory ovlivňující výsledek imunitní odpovědi Tentýž antigen může navodit aktivní imunitní odpověď nebo stav aktivní tolerance, výsledek odpovědi závisí na mnoha faktorech: • Stavu imunitního systému • Vlastnostech antigenu • Dávce antigenu • Způsobu podání

26. Cytokiny( tkáňové hormony )

27. Cytokiny • Regulační proteiny a glykoproteiny produkované leukocyty i jinými buňkami • Základní regulátory imunitního systému • Uplatňují se i mimo imunitní systém (angiogeneze, regenerace tkání, kancerogeneze, ovlivnění řady mozkových funkcí,embryonální vývoj…) • Cytokiny - sekretované - membránové (zajištěno lokální působení; CD 80, CD86, CD40L, FasL..)

28. Pleiotropní účinek • Působí v kaskádě • Cytokinová síť • Cytokinový systém je redundantní • Působení cytokinů- autokrinní - parakrinní - endokrinní • Jsou označovány jako interleukiny (vyjímka: TNF, lymfotoxin, TGF, interferony, CSF a růstové faktory)

29. B lymfocyt komunikuje s makrofágem a T lymfocytem pomocí cytokinů

30. Přehled cytokinů • interleukiny ( IL-1 až IL-37 ) • chemokiny ( IL-8 a příbuzné molekuly ) • interferony ( IFN-, -, - ) • transformující růstové faktory ( TGF,TGF ) • faktory stimulující kolonie ( G-CSF, M-CSF, GM-CSF ) • faktory nekrotizující nádory ( TNF-, lymfotoxin ) • jiné růstové faktory (SCF, EPO, FGF, NGF,LIF )

31. Rozdělení cytokinů podle funkce • Prozánětlivé cytokiny (IL-1 a , IL-6, 8, 12, 18, TNF) • Protizánětlivé cytokiny (IL-1Ra, IL-4, IL-10, TGF ) • Cytokiny s aktivitou růstových faktorů hemopoetickýchbb. ( IL-2, 3, 4, 5, 6, CSF, SCF, LIF, EPO ) • Cytokiny uplatňující se v humorální imunitě TH2( IL-4, 5, 9, 13 ) • Cytokiny uplatňující se v buněčně zprostředkované imunitě TH1( IL- 2, IL-12, IFN, GM-CSF, lymfotoxin ) • Cytokiny s antivirovým účinkem ( IFN-, IFN-, IFN- )

32. Receptory cytokinů • Jsou složeny ze 2 či 3 podjednotek • Jedna váže cytokin, další asociovány s cytoplazmatickými signalizačními molekulami (protein-kinázami) • Signalizační podjednotka bývá sdílena několika různými cytokinovými receptory – tzv. receptorové rodiny • Signalizace přes tyto receptory může vést k proliferaci, diferenciaci, aktivaci efektorových mechanismů či zablokování buněčného cyklu a indukce apoptózy

33. HLA systém (MHC glykoproteiny)

34. MHC glykoproteiny I. třídy (major histocompatibility complex) • Funkcí MHC gp I je prezentace peptidových fragmentů, které jsou produkovány buňkou (včetně virových, pokud jsou přítomny), na buněčném povrchu tak, aby byly rozpoznávány T lymfocyty (cytotoxickými CD8) • Přítomny na všech jaderných buňkách organismu • 3 izotypy klasických lidských MHC gp. ( HLA - A, -B, -C ) • 3 izotypy neklasických MHC gp. ( HLA – E, -F, -G; molekuly CD1)

35. Prezentace peptidového fragmentu pomocí MHC gp I. třídy cytotoxickému T lymfocytu

36. Struktura MHC gp I • MHC gp. I. třídy se skládají z transmembránovéhořetězce aa nekovalentně asociovaného b2mikroglobulinu • Řetězec a má 3 domény, 2 N-terminální (a1, a2 – vazebné místo pro peptidy) a 1 C-terminální doménu (a3 – zakotvena v cytoplazmatické membráně) • Vazba peptidu je nezbytná pro stabilní konformaci MHC gpa tím zajišťuje jeho dlouhodobou prezentaci na buněčném povrchu

37. Vazba peptidů na MHC gp I • MHC gp I váží peptidy o délce 8 až 10 AK • Určitá molekula MHC gp váže peptidy sdílející společné strukturní rysy - vazebný motiv (rozhodující jsou AK poblíž konců peptidu) • K vazbě endogenních peptidů dochází v endoplazmatickém retikulu během biosyntézy MHC gp.

38. Vazba peptidů na MHC gp I • Po vytvoření řetězce a a b2mikroglobulinu dochází v ER k poskládání do správné konformace a k vzájemné asociaci a k asociaci vhodného peptidu, tento komplex je dále zpracován v Golgiho aparátu a pak je prezentován na buněčném povrchu • Navázané peptidy pocházejí z proteinů degradovaných proteazómem, který štěpí cytoplasmatické proteiny určené k likvidaci (označené ubiquitinem), peptidové fragmenty jsou transportovány do ER pomocí specifických membránových pump

39. Vazba peptidů na MHC gp I

40. Vazba peptidů na MHC gp I

41. Neklasické MHC gp. I • HLA – E, -F, -G; molekuly CD1 • Strukturně podobné klasickým MHC gp • Jsou méně polymorfní • Vyskytují se jen na některých buňkách • Specializují se na vazbu zvláštních ligandů

42. HLA-E a HLA-G - vyskytují se na buňkách trofoblastu • Komplexy HLA-E a HLA-G s peptidy jsou rozpoznávány inhibičními receptory NK buněk a přispívají k toleranci plodu v děloze

43. MHC glykoproteiny II. třídy • Funkcí MHC gp II je prezentace peptidových fragmentů z proteinů pohlcených buňkou tak, aby byly rozpoznatelné T lymfocyty (pomocnými CD4) • Vyskytují se na APC ( dendritické buňky, monocyty, makrofágy, B lymfocyty) • 3 izotypy MHC gp II ( DR, DQ, DP )

44. Struktura MHC gp II • MHC gp. II se skládají ze 2 nekovalentně asociovaných transmembránovýchpodjednotek aab • Vazebné místo pro peptid je tvořeno N-terminálními doménami a1 a b1 • Vazba peptidu je nezbytná pro stabilní konformaci MHC gp a tím zajišťuje jeho dlouhodobou prezentaci na buněčném povrchu

45. Vazba peptidů na MHC gp II • MHC gp II váží peptidy o délce 15 až 35 AK (ale i delší - vazebné místo pro peptid je na obou koncích otevřené) • Určitá molekula MHC gp váže peptidy sdílející společné strukturní rysy - vazebný motiv • K vazbě exogenního peptidu dochází po fúzi post-Golgiho váčku s endozómem

46. Vazba peptidů na MHC gp II Po vytvoření řetězce a a b v ER dochází k poskládání do správné konformace a k vzájemné asociaci a k připojení dalšího transmembránového řetězce, tzv. invariantního řetězce, který blokuje vazebné místo pro peptid, tento komplex je dále zpracován v Golgiho aparátu; sekreční váčky oddělené od GA fúzují s endozómy, poté se rozštěpí invariantní řetězce a do vazebného místa MHC gp se naváží peptidové fragmenty endocytovaných proteinů a poté je komplex prezentován na buněčném povrchu

47. Vazba peptidů na MHC gp II

48. Antigenní prezentace

49. Antigenní prezentace

50. Prezentace antigenu T lymfocytům Signál TCR – MHC gp I(II)+Ag peptid (APC) Signál kostimulační CD 28 (Tlymfocyt) – CD 80, CD 86 (APC)