Rok akad. 2013/2014 Semestr zimowy, czwartek,

Transkrypt

1 PROWADZĄCY: Prof. Nadzieja Drela koordynator Dr Magdalena Markowska - koordynator Prof. Krystyna Skwarło-Sońta Dr Paweł Majewski Rok akad. 2013/2014 Semestr zimowy, czwartek,

2 Tydzień Data Temat wykładu Prowadz Podstawy funkcjonowania układu odpornościowego i neuroendokrynowego - mechanizmy odbioru i przekazywania informacji przez układ odpornościowy i neuroendokrynowy KSS Neuroendokrynoimmunologia: nowa dziedzina badań interdyscyplinarnych - podstawowe szlaki komunikacji między układem odpornościowym i neuroendokrynowym, rola neuroprzekaźników, neuropeptydów, hormonów i cytokin w przekazywaniu informacji między układami i regulacji aktywności układu odpornościowego KSS OUN w rozwoju i regulacji układu odpornościowego. Rola głównych osi regulacyjnych: HPA, HPG i HPT. Prezentacja antygenów w ośrodkowym układzie nerwowym: weryfikacja poglądów o immunologicznym uprzywilejowaniu mózgu KSS Rola regulacji neuroendokrynowej w utrzymywaniu homeostazy w układzie odpornościowym w warunkach zależnych i niezależnych od aktywacji antygenowej. Udział hormonów, neuroprzekaźników, neuropeptydów i cytokin w utrzymaniu homeostazy układu odpornościowego i tolerancji na własne antygeny w warunkach niezależnych od antygenów obcych oraz w przebiegu infekcji ND Stan zapalny: rola w rozwoju prawidłowej odpowiedzi immunologicznej, regulacja przez układ neuroendokrynowy, chroniczny stan zapalny. Charakterystyka stanu zapalnego i jego rola w rozwoju prawidłowej i patologicznej odpowiedzi immunologicznej (przykłady chorób związanych z chronicznym stanem zapalnym) PM Odpowiedź organizmu na stres wpływ stresu na odpowiedź immunologiczną. Definicja stresu i przebieg reakcji stresowej, skutki działania stresu ostrego i chronicznego na odporność MM Rola hormonów w aktywności układu odpornościowego w przebiegu ciąży. Zmiany profilu hormonalnego w przebiegu ciąży, przydatność parametrów immunologicznych do śledzenia prawidłowości przebiegu ciąży, rola hormonów i cytokin w regulacji odporności w przebiegu ciąży ND

3 Tydzień Data Temat wykładu Prowadz Podstawy funkcjonowania układu odpornościowego i neuroendokrynowego - mechanizmy odbioru i przekazywania informacji przez układ odpornościowy i neuroendokrynowy KSS Neuroendokrynoimmunologia: nowa dziedzina badań interdyscyplinarnych - podstawowe szlaki komunikacji między układem odpornościowym i neuroendokrynowym, rola neuroprzekaźników, neuropeptydów, hormonów i cytokin w przekazywaniu informacji między układami i regulacji aktywności układu odpornościowego KSS OUN w rozwoju i regulacji układu odpornościowego. Prezentacja antygenów w ośrodkowym układzie nerwowym: weryfikacja poglądów o immunologicznym uprzywilejowaniu mózgu. Rola głównych osi regulacyjnych: HPT, HPA i HPG. Oś szyszynkowo-odpornościowa. KSS Rola regulacji neuroendokrynowej w utrzymywaniu homeostazy w układzie odpornościowym w warunkach zależnych i niezależnych od aktywacji antygenowej. Udział hormonów, neuroprzekaźników, neuropeptydów i cytokin w utrzymaniu homeostazy układu odpornościowego i tolerancji na własne antygeny w warunkach niezależnych od antygenów obcych oraz w przebiegu infekcji ND Stan zapalny: rola w rozwoju prawidłowej odpowiedzi immunologicznej, regulacja przez układ neuroendokrynowy, chroniczny stan zapalny. Charakterystyka stanu zapalnego i jego rola w rozwoju prawidłowej i patologicznej odpowiedzi immunologicznej (przykłady chorób związanych z chronicznym stanem zapalnym) PM Odpowiedź organizmu na stres wpływ stresu na odpowiedź immunologiczną. Definicja stresu i przebieg reakcji stresowej, skutki działania stresu ostrego i chronicznego na odporność MM Rola hormonów w aktywności układu odpornościowego w przebiegu ciąży. Zmiany profilu hormonalnego w przebiegu ciąży, przydatność parametrów immunologicznych do śledzenia prawidłowości przebiegu ciąży, rola hormonów i cytokin w regulacji odporności w przebiegu ciąży ND

4 Wykład 3.,

5

6 1873 Van Dooremal mózg wykazuje znaczną tolerancję różnych obcych przeszczepów, akceptując je bez oznak odrzucania; 1948 Medawar przeszczepy obcych tkanek wprowadzone do mózgu nie wywołują w nim reakcji odpornościowej, ale mogą być odrzucone po uprzednim wywołaniu zapalenia na obwodzie; 1953 Billingham i Boswell mózg wykazuje cechy narządu uprzywilejowanego immunologicznie, sugerując ewolucyjną konieczność ograniczenia niektórych procesów odpornościowych w szczególnie ważnych tkankach (także komora oka, gonady) obecnie to pojęcie podlega weryfikacji

7

8 Komórki glejowe nie generują ani nie przekazują potencjału czynnościowego, ale towarzyszą neuronom na poziomie ciała komórek, aksonów i synaps w całym UN Mają wspólne pochodzenie z neuronami z neuroektodermy, z wyjątkiem mikrogleju; są to komórki odpornościowe, zasiedlające mózg drogą krwi na wczesnych etapach rozwoju osobnika

9 Glej jest konserwowany ewolucyjnie od najprostszych bezkręgowców do ludzi; Im większe zwierzę, tym ich więcej: Małe robaki płaskie kilka komórek Drosophila ok. 25% komórek mózgu Mysz do 65% Człowiek 90% Słoń do 97% BEZ KOMÓREK GLEJOWYCH NEURONY GINĄ!!!!!

10 FUNKCJE KOMÓREK GLEJOWYCH; Podtrzymują właściwe działanie neuronów ułatwiając neurotransmisję, utrzymując równowagę jonową w przedziale pozakomórkowym, przyspieszając przekaźnictwo impulsów, Mikroglej - rola ochronna: usuwanie martwych komórek i ich szczątków, eliminacja niewłaściwie funkcjonujących synaps (przebudowa w trakcie rozwoju), są aktywowane w chorobach neurodegeneracyjnych (dobrze czy źle?)

11 FUNKCJE KOMÓREK GLEJOWYCH: Astrocyty: podtrzymują funkcjonwanie neuronów! Dostarczają neuronom substratów energetycznych (glukozy mleczanu) i do syntezy neuroprzekaźników; Tworzą fizyczną barierę pomiędzy synapsami sąsiednich neuronów, Usuwają nadmiar neurotransmitera ze szczeliny synaptycznej

12

13 FUNKCJE KOMÓREK GLEJOWYCH: Astrocyty: podtrzymują funkcjonowanie neuronów! Pośredniczą w przepływie metabolitów i tlenu między neuronami a naczyniami krwionośnymi Uczestniczą w tworzeniu SYNAPSY TRZYCZĘŚCIOWEJ (TRIPARTITE SYNAPSE) modulują funkcję synaps dzięki dwukierunkowemu kontaktowi fizycznemu i funkcjonalnemu z neuronami

14

15 FUNKCJE KOMÓREK GLEJOWYCH: Astrocyty: są wyposażone w takie same jak neurony, receptory neurotransmiterów (zwłaszcza glutaminianu i D-seryny), pod wpływem ich uwolnienia z neuronów aktywuje się w nich prąd Ca, uwalniający gliotransmitery, jak: glutaminian, D-seryna, ATP, i inne Nadmierna aktywacja takich synaps wydaje się wiązać z padaczką, zbyt słaba ze schizofrenią.

16

17

18 CZASZKA OPONY MÓZGU: Twardówka Pajęczynówka Miękka OPONY RDZENIA: Twardówka Pajęczynówka Miękka KRĘGI RDZEŃ KRĘGOWY OPONY warstwy tkanki łącznej otaczające mózgowie i rdzeń kręgowy; Liczba tych warstw zależy od pozycji systematycznej: u ryb tylko jedna, u ssaków trzy; PŁYN MÓZGOWO-RDZENIOWY (CSF) wypełnia przestrzenie między oponami i stanowi ochronę przeciw-wstrząsową; BARIERA KREW-MÓZG (BBB) tworzy się dzięki ścisłym połączeniom śródbłonka naczyń mózgowych chroni przed niekontrolowanym ruchem substancji między OUN a układem krążenia (w obydwie strony)

19 OPONY TWARDE PAJĘCZYNÓWKA OPONY MIĘKKIE TKANKA MÓZGOWA EPENDYMA KOMORA MÓZGU SPLOT NACZYNIÓWKOWY

20

21

22 WNĘTRZE NACZYNIA WŁOSOWATEGO MÓZG ZAKOŃCZENIE ASTROCYTU

23 Jest selektywna, tworzy ją śródbłonek mózgowych naczyń włosowatych Działa jak bariera fizyczna - obecność tight junctions między sąsiednimi komórkami śródbłonka wymusza transkomórkowy ruch cząsteczek, w odróżnieniu od ruchu przez złącza w śródbłonku innych narządów Swobodnie dyfundują cząsteczki gazów (O 2 i CO 2 ) i drobne związki lipofilne (np. EtOH, barbiturany) Swoiste transportery, umożliwiające ruch małych cząsteczek hydrofilnych (glukoza, aminokwasy), tworzą selektywną barierę transportową wchodzą związki pożyteczne, utrudniony napływ szkodliwych

24 Barierę metaboliczną tworzą enzymy zewnątrz- i wewnątrzkomórkowe (peptydazy, nukleotydazy, oksydaza MAO, cytochrom P450) inaktywujące substancje neuroaktywne i toksyczne Duże cząsteczki hydrofilowe (białka i peptydy) raczej nie przechodzą, niektóre są przenoszone w mechanizmie transcytozy z udziałem odpowiednich transporterów W narządach okołokomorowych BBB jest mniej szczelna i tą drogą mogą przenikać nośniki informacji z układu odpornościowego (cytokiny, komórki)

25 tylny (nerwowy) płat przysadki mózgowej narząd naczyniowy blaszki krańcowej (organum vasculosum of the lamina terminalis, OVLT) narząd podsklepieniowy (subfornical organ, SFO) narząd podspoidłowy (subcommissural organ, SCO) pole najdalsze (area postrema) szyszynka (pineal gland) sploty naczyniowe komór (ventrical choroid plexus)

26

27 szybki krążących WBC (z rezerw obwodowych), dłuższa ekspozycja krążących Li receptor β 2 -adre (β 2 AR) na Li Th1 (ale nie na Th2), powoduje cytokin typu Th1 (IFNγ i IL-2) bez wpływu, a nawet wzmagając produkcję cytokin typu Th2 bezpośredni wpływ zdolność APC do indukowania Th1, pobudzenie β 2 AR hamuje różnicowanie naiwnych CD4+ w kierunku Th1 w sposób zależny od IL-12, produkcji TNFα, IL-1β i IL-12 przez WBC stymulowane LPS, aktywności NK CaS i β 2 AR cytokiny przeciwzapalnej IL -10 przez Mo/DC stymulowane LPS a nawet przez niestymulowane; wzrost IL-10 aktywnie hamuje aktywność prozapalną i prezentację antygenu przez APC, łącznie: CAs upośledzają zdolność do rozwoju odpowiedzi Th1

28 Rodzaj urazu Częstość występowania (na mln osób) Częstość infekcji (%) Śmiertelność (%) Typowe infekcje Udar 2 tys 3,5 tys Zapalenie płuc, infekcje dróg moczowych Uraz mózgu 1,6 tys > 6,7 Zapalenie płuc, sepsa, infekcje dróg moczowych Uszkodzenie rdzenia kręgowego ,4 16,7 Owrzodzenia, zapalenie płuc, trzustki, zakażenia ran

29 Początkowo objawy zapalenia, ale potem: liczby krążących Li i funkcji LiT: zdolności do proliferacji i produkcji cytokin in vitro; rozwój reakcji nadwrażliwości w teście skórnym, skorelowany z rozległością urazu upośledzenie aktywności granulocytów (fagocytoza) i monocytów (ekspresja MHC, prezentacja antygenów, produkcja cytokin prozapalnych) liczby i aktywności cytotoksycznej komórek NK odpowiedź humoralna upośledzona w mniejszym stopniu

30

31

32 Mózg wykrywa nadchodzące z obwodu sygnały z układu odpornościowego wywołuje to odpowiedź neuroendokrynową i syntezę cytokin przez komórki nerwowe Pobudzenie komórek nerwowych powoduje ekspresję prozapalnych cytokin IL-1 i IL-6 w podwzgórzu Długotrwałe wzmocnienie synaptyczne (LTP) aktywność związana z pamięcią i uczeniem się dogodny układ do badania zależności neuro-immunologicznych

33

34

35 Immunology Today, 2000, 21(3): 133

36

37

38 ROK AKAD. 2011/1 WPŁYW OSI PODWZGÓRZOWO- PRZYSADKOWO-TARCZYCOWEJ NA GRASICĘ 1. WPŁYW TRH zapewnia normalny rozwój grasicy i śledziony 2. WPŁYW TSH wykazuje plejotropową funkcję cytokiny, której efekty zależą od stanu (dojrzewanie i aktywacja) komórek docelowych 3. WPŁYW T4 i T3 niedoczynność tarczycy upośledza rozwój grasicy i syntezę tymuliny (tymulina pośredniczy w stymulującym proliferację tymocytów wpływie T3)

39

40

41 EFFECT OF GnRH ON IMMUNE CELLS

42

43 Rola osi HPT będzie szczegółowo omówiona przy okazji chorób autoimmunizacyjnych Rola osi HPA w związku ze stresem Rola osi HPG odporność podczas ciąży, dymorfizm płciowy odporności

44 Wykład 2.,

45 MELATONINA w ODPORNOŚCI chirurgiczna (Csaba i Barath, 1975, Del Gobbo i wsp., 1989) szyszynka Px funkcjonalna (LL) (Maestroni i wsp., 1987) inwolucja grasicy skutki odwracane przez wieczorne zastrzyki Mel aktywność NK odpowiedź komórkowa synteza przeciwciał farmakologiczna (Maestroni i wsp., 1987) związana z wiekiem (Pierpaoli i Regelson, 1994)

46

47 szyszynka bursyna bursa Fabrycjusza? Mel? Mel synteza Mel? Mel grasica? szpik kostny hormony grasicy Melatonina? receptory Mel synteza Mel? endogenne opioidy komórki odpornościowe

48 OŚ SZYSZYNKOWO-ODPORNOŚCIOWA

49

50 ROLA OSI SZYSZYNKOWO-ODPORNOSCIOWEJ

51

52 OUN jest włączony w dwukierunkowe oddziaływania z układem odpornościowym: jest zarówno celem jak i kontrolerem przebiegu reakcji odpornościowych Regulacyjne osie neuroendokrynowe dostosowują przebieg procesów odpornościowych do aktualnych potrzeb i możliwości organizmu Toczący się proces zapalny hamuje aktywność szyszynki, wyłączając czasowo kontrolę zegara endogennego nad zwalczaniem patogenu

53

54 Dziękuję za uwagę