Imunochémia
štúdium štruktúry protilátok a ich schopnosti viazať antigény rôznej štruktúry
štúdium imunitného systému
Ing. Michal Kaliňák
5. posch. č. dv. 511
kl. 513, 512
Imunochémia
Podmienky zápočtu
• prítomnosť na prednáškach (možné 2
ospravedlnené absencie)
• vypracovanie a prezentovanie referátu
Odporúčaná literatúra
• Buc Milan: Imunológia, Veda, 2001
• Ferenčík M. a kol: Zápal, horúčka, bolesť,
Slovart, 1997
• Ferenčík M. a kol: Imunológia: základné termíny
a definície, SAP, 2001
• Kontseková E.: Základy imunológie, UK, 2004
• Abbas A. K.: Cellular and Molecular
Immunology, 2005
• Roitt Ivan: Essential Immunology, 2006
• Janeway C.: Immunobiology, 2004
• Paul W. E.: Fundamental Immunology
Internetové zdroje
Texty o imunológii
• www.wikipedia.org (immune system)
• en.wikibooks.org/wiki/Immunology
• www.theimmunology.com
• www.hhmi.org/biointeractive/immunology/index.html
Animácie
• www.blink.biz/immunoanimations
Imunologický slovník
• www-micro.msb.le.ac.uk/MBChB/ImmGloss.html
Historické medzníky v imunológii
1721
Mary Wortley MONTAGU
variolizácia (imunizácia proti pravým kiahňam)
Ján Adam RAYMAN
1798
Edward JENNER
vakcinácia
1866
Joseph LISTER
dezinfekcia
1880
Louis PASTEUR
oslabené živé vakcíny
1884
Elie METCHNIKOFF
fagocytóza
1885
Louis PASTEUR
vakcinácia proti besnote
1888
George NUTTALL
baktericídne vlastnosti krvi
1890
Emil von BEHRING
antitoxínová séroterapia
1897
Paul EHRLICH
štúdium imunity
1903
Almroth WRIGHT
úloha séra vo fagocytóze
Stewart DOUGLASS
1923
Gaston RAMON
toxoidná imunizácia
1957
Alick ISAACS
interferóny
Jean LINDENMANN
Historické medzníky v serológii
1896
Max GRÜBER
aglutinačná metóda
Herbert DURHAM
1896
G. Fernand WIDAL
aglut. metóda pre horúčku brušného týfusu
1897
Rudolf KRAUS
precipitačná metóda
1898
Jules BORDET
komplement
1901
Jules BORDET
popis väzby komplementu
Octave GENGOU
1906
August von WASSERMANN
metóda využivajúca väzbu komplementu (sifilis)
1942
Albert COONS
fluorescenčná protilátka
1945
R.R.A. COOMBS
antiglobulínové testy
1946-48
Örjan OUCHTERLONY
difúzne gélové metódy
Jacques OUDIN
Stephen ELEK
1953
Pierre GRABAR
imunoelektroforéza
Curtis WILLIAMS
1959-60
Solomon BERSON
Rosalyn YALOW
rádioimunoanalýza
Historické medzníky v imunochémii
1906
F. OBERMAYER
zmenené proteínové antigény
E. PICK
1907
S. ARRHENIUS
monografia imunochémie
1917
Karl LANDSTEINER
haptény
1929
Michael HEIDELBERGER
kvantitatívna chemická serológia
1934
J. MARRACK
reakcia antigén-protilátka
1938
Elvin KABAT
protilátky ako globulíny
Arne TISELIUS
1958
Rodney R. PORTER
štruktúra imunoglobulínov
1959
Gerald M. EDELMAN
štruktúra imunoglobulínov
1966-68
K. ISHIZAKA
štúdium IgE
H. BENNICH
S.G.O. JOHANSSON
Historické medzníky v imunobiológii
1890
Robert KOCH
oneskorená hypersenzitívnosť
1901
Karl LANDSTEINER
ľudské krvné skupiny
1902
Charles RICHET, Paul PORTIER
anafylaxia
1905
Clemens von PIRQUET
sérová choroba
1908
Paul EHRLICH
teórie tvorby protilátok
1921
Carl PRAUSNITZ, Heinz KÜSTNER
objav reagínu
1930
Felix HAUROWITZ
templátové teórie tvorby protilátok
1940
Karl LANDSTEINER, Alexander WIENER
Rh antigény
1942
Karl LANDSTEINER, Merrill CHASE
bunkový prenos oneskorenej
hypersenzitívnosti
1944-60
Macfarlane BURNET, Peter MEDAWAR
imunologická tolerancia
1956
Ernest WITEBSKY
štúdium autoimunity
1960
George SNELL, Jean DAUSSET
imunogenetika, histokompatibilnosť
Baruj BENACERRAF
1984
Niels Kay JERNE, Georges F. KÖHLER
hybridómová technológia, idiotypová sieť
Cesar MILSTEIN
hybridómová technológia, monoklonové
protilátky
NOSITELIA NOBELOVEJ CENY
za imunológiu, fyziológiu a medicínu
1901
1905
1908
1912
1913
1919
1930
1948
1951
1957
1960
1972
von BEHRING E.
antitoxínová séroterapia, sérum proti
záškrtu
KOCH R.
tuberkulín, bunková imunita
MEČNIKOV I.
fagocytóza
EHRLICH P.
antitoxíny, protilátky, chemoterapia
CARRELL A.
transplantácia orgánov
RICHET C.
anafylaxia
BORDET J.
komplement, teórie imunity
LANDSTEINER K.
krvné skupiny (systém AB0)
TISELIUS A.
protilátky ako -globulíny, voľná elektroforéza
THEILER M.
vakcína proti žltej horúčke
BOVET D.
antihistaminiká
BURNET F. M.
získaná imunologická tolerancia
MEDAWAR P.
EDELMAN G. M.
chemická štruktúra protilátok (IgG)
PORTER R. R.
www.nobelprize.org
NOSITELIA NOBELOVEJ CENY
za imunológiu, fyziológiu a medicínu
1976 GAJDUSEK C.
mechanizmus šírenia infekcií, pomalé
vírusy
rádioimunoanalýza (RIA)
komplex H-2
hlavný histokompatibilný komplex
gény imunitnej odpovede
idiotypová sieť
monoklonové protilátky
1977 YALOW S. R.
1980 SNELL D. G.
DAUSSET J.
BENACERRAF B.
1984 JERNE K. N.
KÖHLER J. F. G.
MILSTEIN C.
1987 TONEGAWA S.
štruktúra imunoglobulínových génov
1991 THOMAS E. D.
transplantácie orgánov
MURRAY E. J.
1996 ZINKERNAGEL M. R.
ochrana ľudskej imunity pred vírusmi
DOHERTY C. Peter
1997 PRUSINER B. S. objav priónov
www.nobelprize.org
IMUNOCHÉMIA
MOLEKULOVÁ IMUNOLÓGIA
KLINICKÁ IMUNOLÓGIA
CHÉMIA
MIKROBIOLÓGIA
IMUNOPATOLÓGIA
MIKROBIÁLNA IMUNOLÓGIA
IMUNOBIOLÓGIA
BUNKOVÁ IMUNOLÓGIA
TRANSPLANTAČNÁ IMUNOLÓGIA
BIOLÓGIA
IMUNOLÓGIA NÁDOROV
IMUNOLÓGIA
PATOLÓGIA
GENETIKA
FARMAKOLÓGIA
PSYCHONEUROLÓGIA
HEMATOLÓGIA
MEDICÍNA
IMUNOFARMAKOLÓGIA
IMUNOGENETIKA
IMUNOLÓGIA STARNUTIA
PSYCHONEUROIMUNOLÓGIA
IMUNOTOXIKOLÓGIA
IMUNOHEMATOLÓGIA
EKOIMUNOLÓGIA
VÝZNAM A FUNKCIE
IMUNITNÉHO SYSTÉMU
Mechanizmy nevyhnutné pre vznik a
udržiavanie života
• získavanie voľnej energie, metabolizmus a
biokatalýza látok
• prepis a prenos genetickej informácie
(transkripcia a replikácia génov)
• neuro-endokrinno-imunitný supersystém vyšších
organizmov
 príjem a spracovanie informácií z prostredia
 udržanie homeostázy, zachovanie integrity a
individuality organizmu
FUNKCIE IMUNITNÉHO SYSTÉMU
NORMÁLNE
• INFORMAČNÁ (diskriminačná, rozpoznávacia)
 rozpoznanie vlastných štruktúr (self) od nevlastných (non-self)
 tolerovanie vlastných a likvidácia cudzích alebo odcudzených zložiek
• KONTROLNÁ (imunologický dohľad = surveillance)
 kontrola životných procesov a iniciácia efektorových mechanizmov
• EFEKTOROVÁ
 zapojenie výkonných zariadení do činnosti a ich príprava na opakované
stretnutie s tou istou látkou
• PAMÄŤOVÁ
 ukladanie realizovaných dejov do pamäti
IMUNOPATOLOGICKÉ
• AUTOAGRESÍVNE autoimunitné odpovede
• ZNÍŽENÉ (defektné) imunodeficiencie
• ZVÝŠENÉ (abnormálne)
alergie, hypersenzitívne reakcie
Formy imunity
PROSPEŠNÁ
vznik imunity
INERTNÁ
imunologická tolerancia
ŠKODLIVÁ
imunopatologické stavy (alergia, autoimunita)
SYSTÉMOVÁ
pôsobí v celom organizme
LOKÁLNA
pôsobí len v určitých častiach tela (sliznica nosa, čreva)
AKTÍVNA
postinfekčná, postvakcinačná
PASÍVNA
transplacentový a kolostrálny prenos, injikovanie
antitoxických sér a gama-globulínu
Formy imunity
NEŠPECIFICKÁ (prirodzená,
vrodená)
realizácia
• viaceré anatomické štruktúry a
fyziologické systémy
• fagocytóza, NK-bunky (bunkové
mechanizmy)
• komplementový systém a mnohé
cytokíny (humorálna)
podmienky
• nie je potrebný predchádzajúci
kontakt s antigénom
• pôsobia ihneď po styku organizmu
s antigénom
• nemajú imunologickú pamäť
využitie
• pri očisťovaní tkanív od
cudzorodých látok
• v antiinfekčnej a protinádorovej
obrane
ŠPECIFICKÁ (získaná, adaptívna)
realizácia
• výkonné a regulačné T-lymfocyty
(bunkové mechanizmy)
• protilátky (humorálna)
podmienky
• reagujú len s antigénom, ktorý
ich aktivoval
• nepôsobia ihneď po styku
organizmu s antigénom (po
niekoľkých dňoch)
• majú imunologickú pamäť
využitie
• v antiinfekčnej a protinádorovej
obrane
PROSPEŠNÁ
(vznik imunity)
INDIFERENTNÁ
(imunologická tolerancia)
ŠKODLIVÁ
(imunopatologické alebo
autoimunitné reakcie)
IMUNITA
AKTÍVNA
IMUNITNÁ ODPOVEĎ
prirodzená (postinfekčná)
umelá (postvakcinačná)
PASÍVNA
NEŠPECIFICKÁ
(prirodzená, vrodená)
BUNKOVÁ
profesionálne fagocyty
NK-bunky
mastocyty
endotelové bunky
HUMORÁLNA
komplementový systém
niektoré cytokíny
enzýmy
ŠPECIFICKÁ
(získaná)
prirodzená (placenta)
umelá (antitoxické séra)
BUNKOVÁ
HUMORÁLNA
bunky prezentujúce (protilátková)
antigén (APC)
T- lymfocyty
B-lymfocyty
cytotoxické (TC, CTL)
protilátky
pomocné (T H1, T H2)
cytokíny
Zložky imunitného systému
IMUNITNÝ SYSTÉM
difúzny orgán s hmotnosťou 1000 g (1012 lymfocytov, 1020 protilátok)
Lymfoidné orgány
• kostná dreň, týmus
• lymfatické uzliny, slezina, mandle, slizničné lymfoidné tkanivo
Bunky imunitného systému
• lymfocyty
• fagocyty
• bunky prezentujúce antigén
• pomocné bunky
Molekuly imunitného systému
• protilátky
• zložky komplementu
• imunohormóny, cytokíny,...
• receptory
Lymfoidné orgány
PRIMÁRNE
• týmus, kostná dreň (ekvivalent Fabriciovej burzy vtákov)
• dozrievanie a diferenciácia lymfocytov
SEKUNDÁRNE (periférne)
• lymfatické uzliny, slezina, tonzily (okapsulované)
• slizničné lymfoidné tkanivo (MALT)
• realizácia lokálnej špecifickej imunity (slizničnej)
• MALT (mucosa-associated lymphoid tissue)




črevo: GALT (gut-associated lymphoid tissue), Peyerove plaky
priedušky: BALT (bronchial-associated lymphoid tissue)
koža: SALT (skin-associated lymphoid tissue)
nosné dutiny: NALT (nasal lymphoid tissue)
Lymfoidné orgány
Bunky imunitného systému
LYMFOCYTY
• B-lymfocyty, T-lymfocyty, NK-bunky (LGL - veľké granulové
lymfocyty)
PROFESIONÁLNE FAGOCYTY
• mononukleárne fagocyty: krvné monocyty, tkanivové makrofágy
• granulocyty: neutrofily, eozinofily
BUNKY PREZENTUJÚCE ANTIGÉN (APC)
• primárne: makrofágy, dendritové a Langerhansove bunky, Blymfocyty
• sekundárne: endotelové bunky ciev, epitelové bunky čreva
POMOCNÉ BUNKY
• bazofily, mastocyty (žírne bunky), trombocyty (krvné doštičky)
Diferenciácia
Hematopoéza
Lymfoidný rad
• B-lymfocyty
• T-lymfocyty
• NK-bunky
Populácie lymfocytov
• B-lymfocyty (B-bunky)
• T-lymfocyty (T-bunky)
• NK-bunky (LGL, veľký granulový lymfocyt)
Vlastnosť
Percentuálne
zastúpenie
B-lymfocyty
T-lymfocyty
NK-bunky
20-30%
60-70%
10-15%
Typické diferenciačné antigény
CD19, CD20,
CD24, CD72
CD2,CD3, CD4
alebo CD8
CD16,CD56,
CD57
BCR, FcR,
LFA-3
TCR, LFA-1,
LFA-3
LFA-1
Iné funkčné
znaky
Hlavná
biologická
funkcia
špecifická
protilátková
imunita
nešpecifická bunková
špecifická
imunita (proti nádorom
bunková imunita
a vírusom)
B-lymfocyty
po styku s antigénom
diferencujú na
• plazmové bunky
• pamäťové bunky
Subpopulácie T-lymfocytov
• TH-lymfocyty (pomocné) CD4+,
 TH0
 TH1
 TH2
naivné, panenské
zápalové, majú aj cytotoxickú aktivitu
pomáhajú B-lymfocytom rozpoznať antigén
• regulačné T-lymfocyty CD25+,
 Treg
 Tr1
 TH3
bráni navodeniu reakcie voči autoantigénom
tolerancia na strávené antigény
ako Tr1 + produkcia hojivých cytokínov
• TC-lymfocyty (cytotoxické) CD8+
• TM (pamäťové) CD8+, CD45R0+, CD29+
T-lymfocyty
T-lymfocyt (vľavo) naviazaný na antigén
prezentujúcu bunku – makrofág (vpravo)
T-lymfocyty interagujúce s makrofágom
NK bunky
Natural Killer (funkčne)
Veľký granulový lymfocyt
(morfologicky)
LAK bunky (lymfokínom
aktivované killer bunky)
vznikajú z NK buniek po
indukcii cytokínmi v
laboratóriu
Na obrázku NK bunka
usmrcuje nádorovú bunku.
Myeloidný rad
Monocyty
• makrofágy
• dendritové bunky
• a ďalšie (histiocyty, mikrogliá, Kupfferové bunky,
osteoklasty, alveolové makrofágy)
Granulocyty
• neutrofily
• eozinofily
• bazofily
Mastocyty (žírne bunky)
Makrofágy
NORMÁLNE MAKROFÁGY
• spojivového tkaniva (histiocyty)
• pečene (Kupfferove bunky)
• pľúc (alveolárne makrofágy)
• lymfatických uzlín a sleziny (voľné a usadené makrofágy)
• kostnej drene (usadené makrofágy)
• seróznych tekutín (pleurálne a peritoneálne makrofágy)
• kože (histiocyty, Langerhansove bunky)
• iných tkanív
ZÁPALOVÉ MAKROFÁGY
• v rôznych zápalových exudátoch
Funkčné štádiá makrofágov
• pokojové (neaktivované)
• primované (predaktivované)
• aktivované - cytokínmi, niektorými súčasťami mikroorganizmov
Monocyty
veľkosť: priemer 16-22 m
jadro: charakteristický tvar podkovy
alebo obličky
cytoplazma: pinocytové vakuoly,
lyzozómové granuly, mitochondrie
a cisterny drsného endoplazmového
retikula
výskyt: periférna krv, 2-10% z prítomných
leukocytov
súčasť mononukleárového fagocytového
systému, profesionálny fagocyt
Makrofágy
a) dlhé pseudopodie makrofágu
obklopia a uzavrú baktérie za
vzniku fagozómu
b) fagocytóza a procesovanie
exogénneho antigénu makrofágmi
Dendritové bunky
koža, sliznice Langerhansenové
bunky
Folikulové dendritové bunky
v lymfatických orgánoch
orgány
intersticiálne d. b.
týmus
interdigitálne d. b.
kostná dreň
folikulové d. b.
krv
dendritové bunky krvi
lymfa
„závojové“ bunky
Granulocyty
• neutrofily
• eozinofily
• bazofily
Neutrofily
• veľkosť: priemer 12-15 m
• jadro: viaclaločnaté
• cytoplazma: azurofilná
granula, špecifické granuly,
• výskyt: krvná cirkulácia, 4570% z prítomných
leukocytov, zapálené
tkanivá
• neutrofilný granulocyt,
polymorfonukleárny
leukocyt (PMN)
• profesionálny fagocyt
Eozinofily
• veľkosť: 13-20 m
• jadro: viaclaločnaté
• cytoplazma: špecifické granuly,
primárne a malé lyzozómy
• výskyt: krvná cirkulácia, 2-5%
z prítomných leukocytov
• granulocyt, profesionálny
fagocyt, boj proti parazitom
(helmintom)
Bazofily
• veľkosť: 13-20 m
• jadro: laločnaté
• cytoplazma: špecifické
granuly, primárne a malé
lyzozómy
• výskyt: krvná cirkulácia,
0,5-2% z prítomných
leukocytov
• granulocyt, nefagocytuje,
úloha pri alergiách
Mastocyty
Mastocyty (žírne bunky) uvoľňujú histamín z tmavosfarbených granúl a
stimulujú tak odpoveď buniek imunitného systému
V patologických stavoch spôsobujú alergické reakcie
Molekuly imunitného systému
• protilátky (imunoglobulíny), zložky a faktory
komplementu
• imunohormóny, cytokíny a iné imunoregulačné
látky
• receptory na povrchu imunologicky aktívnych
buniek (antigénové, Fc)
Descargar

1. prednáška