imunologija javetz studij imunologije sirokega podrocja ki zdruzuje temeljne raziskave in klinicno aplikacijo se ukvarja z antigeni protitelesi in celicno posredovanimi funkcijami gostiteljeve obrambe posebej zato ker povezujejo imunost z boleznijo hipersenzitivnimi bioloskimi reakcijami alergijami in zavrnitvijo tujih tkiv to poglavje predstavlja temeljne principe imunologije posebno kako je usmerjena proti infekciji vkljucen je slovarcek terminov imunost in imunski odziv imunost je lahko naravna prirojena ali pridobljena adaptivna naravna imunost naravna imunost je odpornost ki ni pridobljena preko kontakta z antigenom je nespecificna in vkljucuje bariere za infekcijske agense npr kozo in mukozne membrane nk celice fagocitozo vnetje interferone in razlicne druge nespecificne faktorje lahko variira s starostjo in s hormonsko ali metabolno aktivnostjo pridobljena imunost pridobljena imunost ki se pojavi po izpostavitvi antigenu npr infektivnemu agensu je specificna in pos redovana preko protiteles ali limfoidnih celic lahko je pasivna ali aktivna a pasivna imunost pasivno imunost posredujejo protitelesa ali limfociti ki so nastali v drugem gostitelju pasivna administracija protitelesa v cepivu proti bakterijam npr diphteria tetanus botulizem povzroca da je takoj na voljo antitoksin v velikih kolicinah ki nevtralizira toksine podobno se lahko injicirajo predhodno nastala protitelesa v drugem gostitelju proti dolocenim virusom npr rabies hepatitis a in b med inkubacijsko dobo s cimer se omeji virusno razmnozevanje glavna prednost pasivne imunizacije s predhodno formiranimi protitelesi je takojsnja prisotnost velikih kolicin protitelesa slabosti so kratka zivljenjska doba teh protiteles in mozna preobcutljivost ce izvirajo protitelesa imunoglobulini iz druge vrste b aktivna imunost aktivna imunost nastane po kontaktu s tujim antigenom npr mikroorganizmi ali njihovimi produkti ta kontakt lahko sprozijo klinicne ali subklinicne infekcije imunizacija z zivimi ali mrtvimi infekcijskimi agensi ali njihovimi antigeni izpostavitev mikrobnim produktom npr toksini toksoidi ali transplantacija tujih celic v vseh teh primerih gostitelj aktivno producira protitelesa limfaticne celice pridobijo sposobnost odziva na antigene prednosti aktivne imunosti vkljucujejo dolgorocno odpornost temelji na spominu predhodnega kontakta z antigenom in kapaciteto za hitrejsi odgovor v vecji meri pri kontaktu z istim antigenom slabosti vkljucujejo pocasni nastop odpornosti in potrebo po podaljsanem ali ponavljajocem kontaktu z antigenom mehanizmi nespecificne obrambe gostitelja fizioloska bariera na mestu vstopa a koza nekaj mikroorganizmov je sposobnih penetracije v intaktno kozo mnogi pa lahko vstopijo preko zlez znojnic in lojnic lasnih foliklov ter se tam zakoreninijo izlocki loja in znoja glede na kisli ph in dolocene kemicne substance posebno mascobne kisline imajo antimikrobne lastnosti ki tezijo k unicenju patogenih organizmov lizocim encim ki razstaplja nekatere celicne stene in morda tudi drugi encimi so prisotni na kozi lizocim je prisoten tudi v solzah in respiratornih in cervikalnih izlockih kozna odpornost se lahko razlikuje glede na starost npr otroci so zelo dovzetni za infekcijo s krastami po puberteti se odpornost na take glivne infekcije znatno poveca z zvisano vsebnostjo nasicenih mascobnih kislin v izlockih lojnic b mukozne membrane slovarcek ab protitelo protein ki nastaja kot rezultat vnosa antigena in ima sposobnost povezave z antigenom ki je njegovo produkcijo pospesil anafilatoksin substanca ki nastane z aktivacijo komplementa posebno c a c a zaradi cesar se poveca zilna permeabilnost preko sprostitve farmakolosko aktivnim mediatorjev iz mastocitov antigen ag substanca ki povzroci imunski odgovor ki ga zaznamo ko jo vnesemo v zival b celica tudi b limfocit pri letalskih vrstah strogo nastaja v bursi analogno pa nastaja iz ekvivalenta burse v neletalskih vrstah b celice so prekurzorji plazmatk ki tvorijo protitelesa celicno posredovana imunost imunost v kateri prevladuje udelezba limfocitov in makrofagov obicajno termin uporabljamo za iv tip hipersenzitivne reakcije citokin faktor kot je limfokin ali monokin ki ga izlociajo celice ki vplivajo na druge celice npr limfociti ali makrofagi in ima multiple funkcije ki modulirajo imunost citokini vkljucujejo interlevkine in interferone citoliza liza bakterije ali celice kot je tumorska ali rdeca krvna celica preko insercije kompleksa ki napade membrano kompleks nastane zaradi aktivacije komplementa glavni histokompatibilni kompleks mhc skupek genov lociranih tesno v blizini ki doloca histokompatibilne antigene clanov neke vrste hapten molekula ki ni imunogenska sama po sebi vendar lahko reagira s specificnim protitelesom histokompatibilen ima enake transplantacijske antigene humoralna imunost se nanasa na imunost v telesni tekocini in je oznacevuje imunost posredovano s protitelesi in komplementom kemotaksa proces kjer fagocitne celice privlaci okolica vdirajocih patogenov komplement sistem serumskih proteinov ki je primarni mediator antigen protitelo reakcij hipersenzitivne reakcije te se pojavljajo v stirih oblikah hipersenzitivnost posredovana s protitelesi tip i anafile kticni ige protitelo se vzbudi z alergenom in se veze preko svojega fc receptorja na mastocite in bazofilce po vnovicnem vnosu antigena postanejo fiksirani ige precno povezani kar sprozi degranulacijo in sprostitev mediatorjev posebno histamina tip ii citotoksicni antigeni na celicni povrd ini se zdruzijo s protitelesi kar vodi do lize posredovane s komplementom npr transfuzija ali rh reakcije ali drugih citotoksicnih poskodb membrane avtoimunska hemoliticna anemija tip iii imunski kompleks antigen protitelo tvori imunski kompleks ki se odlaga v tkivih aktivira se komplement polimorfonuklearne celice romajo na tisto mesto ter povzrocajo tkivno poskodbo celicno posredovana hipersenzitivnost tip iv zapoznela t limfociti senzibilizirani z antigenom sproscajo limfokine pri vnovicnem kontaktu z istim antigenom limfokini povzrocijo vnetje in aktivirajo makrofage imunost naravna imunost nespecificna odpornost ni pridobljena preko kontakta z antigenom vkljucuje kozne bariere mukozne membrane kot prepreke za infektivne agense in razlicne ne specificne imunoloske faktorje lahko variira s starostjo in hormonalno ali metabolicno aktivnostjo pridobljena imunost zascita pridobljena preko namernega vnosa antigena v odzivnega gostitelja aktivna imunost je specificna in je posredovana preko protiteles ali limfoidnih celic ali oboje imunski odgovor razvoj odpornosti imunosti na tujo substanco npr infekcijski agens lahko je posredovana s protitelesi humoralna ali pa s celicami celicna ali oboje imunoglobulin glikoprotein sestavljen iz h in l verig ki funkcionirajo kot protitelo vsa protitelesa so imunoglobulini vendar ne funkcionirajo vsi imunoglobulini kot protitelesa imunoglobulinski razred delitev imunoglobulinskih molekul ki temelji na znacilnih antigenskih determinantah v fc regiji h verig pri ljudeh poznamo imunoglobulinskih razredov igg igm iga ige in igd imumoglobulinski podrazred poddelitev razredov imunoglobulinov ki temelji na strukturnih in antigenskih razlikah v h verigah za cloveski ifg poznamo podrazrede igg igg igg igg interferon ena izmed heterogene skupine nizkomolekularnih proteinov ki jih izlocajo okuzene gostiteljske celice ki scitijo neokuzene celice pred virusno infekcijjo interferoni ki so citokini imajo tudi imunomodulirajoce funkcije interlevkin citokin ki stimulira ali kako drugace vpliva na funkcijo limfocitov in nekaterih drugih celic interlevkin faktor makrofagov ki pospesuje kratkorocno proliferacijo t celic interlevkin faktor limfocitov ki pospesuje dolgorocno proliferacijo t celicnih linij v tkivni kulturi interlevkin t celicni produkt ki sprozi proliferacijo in diferenciacijo v drugih limfocitih in nekaterih hematopoetskih celicah limfocit mononuklearna celica m m v premeru ki vsebuje nukleus z gosto zlozenim kromatinom in majhnim delom citoplazme limfociti vkljucujejo t celice in b celice ki imajo primarno vlogo v imunosti limfokin citokin ki je topen produkt limfocita limfokini so odgovorni za stevilne efekte v celicnih imunskih reakcijah makrofag fagocitna mononuklearna celica ki nastane iz monocitov kostnega mozga in jo najdemo v tkivih na mestu vnetja makrofagi sluzijo kot pomocniki v celicni imunosti kemotaksa proces kjer fagocitne celice privlaci okolica vdirajocih patogenov kompleks membranskega napada koncni produkt aktivacije kaskade komplementa ki vsebuje c c c in c in c kompleks membranskega napada naredi luknje v membranah gram negativnih bakterij kar jih ubije in rezultira pri rdecih krvnickah ali drugih celicah v lizi komplement sistem serumskih proteinov ki je primarni mediator antigen protitelo reakcij monocit cirkulirajoca fagocitna krvna celica ki se razvije v tkivni makrofag opsonin substanca sposobna spodbujanja fagocitoze protitelesa in komplement sta glavna opsonina opsonizacija prekritje antigena ali delca npr infektivnega agensa s substanco kot je npr protitelo komponente komplementa fibronektin in tako dalje ki pospesujejo prevzem tujih delcev v fagocitno celico polimorfonuklearna celica pmn poznana tudi kot nevtrofilec ali granulocit pmn se razvije iz hematopoetske celice kosntega mozga in je zanjo znacilno multilobularno jedro pmn migrira iz cirkulacije na mesto vnetja s kemotakso in fagocitira bakterije ter druge delce t celica tudi t limfocit celica nastala v timusu ki sodeluje v razlicnih celicno posredovanih imunskih reakcijah mehanizmi specificne obrambe gostitelja imunski odgovor imunski odgovor lahko posredujejo protitelesa humoralni celice celicni ali oboje bojevanje proti mikrobnemu ali virusnemu agensu obicajno poteka preko kompleksne mavrice odgovorov pregled teh podajamo tukaj podrobnosti so pojasnjene kasneje ob vstopu potencialnega patogena v gostitelja so njegovi antigeni pregledani z antigen predstavitven imi celicami apc npr makrofagi taki antigeni se znova pojavijo na makrofagni povrsini zdruzeni s proteini ki jih kodira mhc in so predstaljeni t limfocitom mhc antigen komplekse prepoznavajo specificni receptorji na povrsini t celic in te celice potem tvoorijo razlicne limfokine ki sprozijo klonalno proliferacijo dve orozji imunskega odgovora celicno in protitelesno posredovani se razvijata socasno pri odgovoru posredovanem s protitelesi prepoznajo cd t limfociti pomagalke patogeni anti gen zdruzen z razredom ii mhc proteinov na povrsini antigen predstavitvene celice makrofaga ali b celice in tvorijo limfokine ki aktivirajo tiste b celice ki izrazajo protitelesa ki so ustrezna antigenu te b celice proliferirajo in se diferenciirajo v plazmatke ki lahko potem tvorijo specificne imunoglobuline protitelesa glavne obrambne funkcije protiteles v gostitelju vkljucujejo nevtralizacijo toksinov in virusov in opsonizacijo coating patogena kar pomaga pri njegovem sprejemu v fagocit obramba posredovana s protitelesi je pomembna proti patogenom ki tvorijo toksine npr clostridium tetani ali imajo polisaharidno kapsulo ki moti fagocitozo npr pneumococcus nanasa se predvsem na ekstracelularne patogene pri celicno posredovanem odgovoru prepozajo kompleks antigen mhc razred ii t limfociti pomagalke cd medtem ko prepoznajo kompleks antigen mhc i citotoksicni cd limfociti vsak razred t celic tvori limfokine se aktivira in razmnozi preko klonalne proliferacije t celice p omagalke in njihova aktivnost pospesi razvoj pozne preobcutljivosti in sluzi v obrambi proti intracelularnim agensom vkljucno z intracelularnimi bakterijami npr mycobacterije glive protozoi in nekateri virusi aktivnosti citotoksicnih t celic je usmerjena pretezno k destrukciiji celic v tkivnih presadkih tumorskih celic ali celic inficiranih z nekaterimi virusi te celice lahko poleg t citotoksicnih limfocitov dodatno ubija kombinirano delovanje citotoksicnih t limfocitov s protitelesi fig po vzema specificni in nespecificni obrambni mehanizem pri zoperstavljanju mokroorganizmom rezultat ucinkovite imunosti je gostiteljeva odpornost na mikrobne in druge patogene in tuje celice v nasprotju se motena imunost kaze sama po sebi kot vecja dovzetnost za take patogene ali tumorje specificni primeri so predstavljeni spodaj antigeni lastnosti antigenov ki dolocajo imunogenost v imunskem odgovoru so naslednji a tujost na splosno molekule ki jih organizem prepozna kot lastne niso imunogene za imunogenost morajo biti mmolekule prepoznane kot ne lastne b molekularna velikost najbolj potentni imunogeni so obicajno veliki proteini molekule z molekulsko tezo manj kot so sibko imunogene in zelo majhne npr amino kisline so neimunogene dolocene majhne molekule npr hapteni postanejo imunogene le kadar so povezane s prenasalnim proteinom c kemicna in strukturna zapletenost dolocena kolicina kemicne kompleksnosti je potrebna npr amino kislinski homopolimeri so manj imunogeni kot heteropolimeri ki sebujejo dve ali tri razlicne amino kisline d antigenske determinante epitopi najmanjsa enota kompleksnega antigena ki je sposobna vezave na protitelo je znana kot antigenska determinanta ali epitop antigen ima lahko enao ali vec determinant na splosno je determinanta velika pet amino kislin ali sladkorjev e genetska konstitucija gostitelja dva primerka iste vrste zivali se lahko odzivata razlicno na isti antigen zaradi razlicne sestave genov za imunski odgovor f doza pot in cas napada antigena ker je stopnja zivalskega odgovora odvisna od kolicine danega antigena se imunski odgovor lahko optimizira s pazljivim dolocanjem doze vkljucno s stevilom doz poti administracije in casa administarcije vkljucno z intervali med dozami celicne osn ove imunskega odgovora kapaciteta za odgovor na imunoloske stimuluse je odvisna predvsem od limfoidnih celic med embrionalnim razvojem je najti prekurzorje krvnih celic v fetalnih jetrih in drugih tkivih postnatalno bivajo zarodne celice v kostnem mozgu lahko se diferencirajo po razlicnih poteh v jetrih in kostnem mozgu se lahko zarodne celice diferencirajo v celice rdece vrste ali v celice limfoidne vrste limfoidne zarodne celice evolvirajo v dve glavni limfocitni populaciji b celice in t celice a b celice b celice so limfociti ki se razvijejo v crevesnem limfoidnem tkivu in drugih ekvivalentih fabricijeve burze letalcev dodatka crevesa pri pticah so vir protiteles in humoralne imunosti protitelesa so imunoglobulini b celicam ni potrebno dozorevanje v timusu za doseganje zrelosti b t celice t celice so limfociti ki zorijo v timusu in oblikujejo mnogo podrazredov s specificnimi funkcijami so vir celicno posredovane imunosti o kateri razpravljamo kasneje nekatere limfocitne celice npr nk celice nimajo lastnosti b ali t celice imajo pa zelo pomembno imunolosko vlogo fig predstavlja pregled imunolosko aktivnih limfocitov in njihovih interakcij antigenska prepoznava molekul da bi se imunski sistem odzval na ne lastni to je tuji antigen se je moral razviti prepoznavni sistem sposoben natancnega prepoznavanja in locevanja lastnega od ne lastnega ta odlomek poglavja se ukvarja z molekulami sposobnimi razpoznave tujih antigenov najprej bomo pregledali nekaj membranskih receptorjev za antigene antigensko specificni t celicni receptor in produkte mhc protitelesa imunoglobulini protitelesa se oblikujejo s klonalno selekcijo vsaka oseba ima veliko zalogo b limfocitov okoli sto milijonov ki imajo zivljenjsko dobo dnevov ali tednov in nastanejo v bezgavkah in limfnih tkivih crevesa tonzille ali appendix b celice izpostavljajo imunoglobulinske molekule celico na njihovi povrd ini ti imunoglobulini sluzijo kot receptorji za specificni antigen tako da lahko vsaka b celica odgovori na le en antigen ali tesno povezano skupino antigenov vse nezrele b celice nosijo igm imunoglobuline na svoji povrd ini vecina jih nosi tudi igd b celice imajo tudi povrsinske receptorje za fc del imunoglobulinov in za mnoge komponente komplementa antigen interreagira z b limfocitom ki najbolj ustreza njegovemu imunoglobulinskemu povrsinskemu receptorju antigen se veze na receptor in b celica je stimulirana k delitvi in oblikovanju klona take izbrane b celice kmalu postanejo plazmatke in izlocaj o protitelesa ker ima vsaka oseba okoli sto milijonov razlicnih molekul protiteles lahko mesto na b celici ustreza skoraj katerikoli antigenski determinanti zacetni korak pri tvorjenju protiteles je fagocitoza antigena obicajno z makrofagi ki predelajo in predstavljajo antigen t celicam te aktivirane t celice potem interreagirajo z b celicami b celice ki nosijo povrd inski imunoglobulin ki najbolj ustreza antigenu so stimulirane k proliferaciji in se diferencirajo v plazmatke glej zgoraj ki tvo rijo specificne proteinska protitelesa plazmatke sintetizirajjo isti razred imunoglobulinov t j isti razred h verige isti razred l verige razen za spremembo izotipa glej spodaj ki ga je nosila b prekurzorska celica plazmatke se lahko spremenijo v majhne limfocite z dolgo zivljenjsko dobo ki pa sluzijo kot spominske celice b struktura protiteles in funkcija protitelesa so imunoglobulini ki reagirajo specificno z antigenom ki je stimuliral njihovo produkcijo njihov delez med plazemskimi protei ni je protitelesa ki nastanejo v zivali v odgovor na en sam kompleks antigena so heterogena saj jih tvorijo razlicni kloni celic od katerih vsak izraza protitelo sposobno reagiranja z razlicno antigensko determinanto na kompleksu antigena ta pr otitelesa se imenujejo poliklonalna protitelesa ki natanejo iz enega samega klona celic npr v mielomu tumor plazmatk so homogena t j monoklonalna monoklonalna protitelesa se lahko tvorijo s fuzijo mielomske celice z limfocitom ki producira protitelesa taki hibridomi tvorijo skoraj neomejene kolicine monoklonalnih protiteles in vitro s studijo monoklonalnih protiteles smo prisli do pomembnih informacij o strukturi in funkciji protiteles vse imunoglobulinske molekule so narejeene iz lahke in tezke polipeptidne verige termina lahki in tezki se nanasata na molekularno tezo t j lahke verige imajo molekularno tezo tezke verige imajo molekularno verigo lahke l verige pripadajo enemu od dveh tipov k kapa ali l lambda razdelitev temelji na amino kislinski razlikah v njunih konstantnih regijah oba tipa se pojavljata v vseh razredih imunoglobulinov igg igm iga ige in igd vendar katerakoli imunoglobulinska molekula vsebuje le en tip l verige amino konec vsake l verige vsebuje del ki veze antigen tezke h verige so drugacne za vsakega izmed petih imunoglobulinskih razredov in so oznacena g gama m mikro a alfa d delta x epsilon amino konec vsake h verige sodeluje pri vezavnem mestu za antigen drugi karboksi konci tvorijo fc fragment ki ima razlicne bioloske aktivnosti npr aktivacijo komplementa in vezava celice na povrsinske receptorje molekulo posameznega protiteles vedno sestavljajo identicne h verige in identicne l verige najpreprostejsa molekula protitelesa ima obliko y fig in vsebuje stiri polipeptidne verige dve h verigi in dve l verigi Štiri verige so kovalentno povezane z disulfidnimi vezmi ce taka molekula protitelesa naleti na dodani proteoliticni encim npr papain se peptidne vezi v zgibni hinge regiji podro proces cepitve da dva identicna fab fragmenta ki nosita natigen vezavna mesta in en fc fragment ki je vkljucen v prenos preko placente fiksacijo komplementa pritrditev za razlicne celice in druge bioloske aktivnosti l in h veriga se delita na variabilne in konstantne regije regije so sestavljene iz trodimenzionalno zgubanih ponavljajocih segmentov imenovanih domene l verigo sestavlja ena variabilna domena in ena konstantna domena vl cl vecina h verig vsebuje eno variabilno domeno vh in tri ali vec konstantnih domen ch vsaka domena je dolga priblizno amino kislin variabilne regije so odgovorne za vezavo antigena konstantne regije so odgovorne za bioloske funkcije v variabilnih regijah tako l kot h verige so tri vi soko variabilne hipervariabilne amino kislinske sekvence ki oblikujejo mesto vezave antigena hipervariabilne regije oblikujejo regijo po strukturi komplementarno antigenski determinanti ali epitopu in so zatorej poznane kot komplemetarnost dolocajoce regije cdr le pet do deset amino kislin v vsaki hipervariabilni regiji tvori mesto vezave antigena vezava antigena je nekovalentna vkljucuje van der waalsove elektrostaticne in druge sibke sile kot tudi hidrogenske in druge vezi izotipi alotipi idiotipi ker so imunoglobulini proteini so antigenski izotipi so antigenske lastnosti razreda imunoglobulina h ali l verige npr m h veriga je izotipicno drugacna od g h verige vsi normalni ljudje delimo dolocene izotipe saj vsi tvorijo razlicne h in l verige alotipi so dodatne antigenske lastnosti imunoglobulinov ki variirajo med posamezniki in so pod genetsko kontrolo g h veriga vsebuje alotip imenopvan gm k l veriga vsebuje alotip imenovan km alotipi so lahko enaki med nekaj clani ene vrste idiotip je unikatna antigenska determinanta hipervariabilne regije ki jo tvori specificni klon celic ki producirajo protitelesa ne idiopatsko protitelo reagira samo z v domeno specificnega imunoglobulina ki je vezavo inducirala taksno protitelo lahko kaze regulatorne funkcije z reguliranjem utisanjem protitelesnega odgovora imunoglobulinski razredi