Mechanizmy obronne organizmu: Tkanka limfoidalna i układ limfatyczny Odporność wrodzona: bariery nabłonkowe komórki fagocytujące receptory rozpoznające wzorzec ostre stany zapalne (neutrofile, makrofagi, inne granulocyty, mastocyty) limfocyty NK układ dopełniacza Odporność adaptatywna (nabyta) reakcje immunologiczne (limfocyty B, T, komórki prezentujące antygen, makrofagi) Komórki uczestniczące w nieswoistych reakcjach obronnych posiadają receptory rozpoznające wzorzec (RRW) wzorce molekularne występujące w mikroorganizmach, natomiast nieobecne u zwierząt bakteria receptor Antygen: substancja (zazwyczaj białko) wywołująca reakcję immunologiczną Epitop: fragment antygenu rozpoznawany przez receptory limfocytów i/lub wiążący się z przeciwciałem RRW rozpoznają specyficzne związki chemiczne obecne w komórkach bakterii, grzybów, bakteryjny DNA, wirusowe kwasy nukleinowe (DNA i RNA) Dotychczas zidentyfikowano receptory rozpoznające ponad 00 wzorców Typy RRW: RRW związane z endocytozą po związaniu wzorca indukują selektywną endocytozę zawierającego go mikroorganizmu RRW sygnalizacyjne po związaniu wzorca przekazują do komórki sygnał, uruchamiający ekspresję genów i syntezę cytokin. cytokiny Przeciwciało (immunoglobulina): białko (produkowane głównie przez komórki plazmatyczne) swoiście wiążące epitop Klasy: IgG, IgM, IgD, IgE, IgA - zmodyfikowane przez komórki wydzielnicze Antygeny: własne - tolerowane przez układ immunologiczny (tu ważna grupa: antygeny MHC czyli zgodności tkankowej) obce - atakowane przez układ immunologiczny, np. bakteryjne, wirusowe, pasożytnicze, przeszczepu) Subpopulacje limfocytów: Limfocyty B - odpowiedzialne za humoralną reakcję immunologiczną, receptor BCR (immunoglobulina) Limfocyty T - odpowiedzialne za komórkową reakcję immunologiczną, receptor TCR limfocyty T pomocnicze (T H ) limfocyty T cytotoksyczne (T C ) limfocyty T regulatorowe (T reg ) = supresyjne (T S ) Limfocyty NK (natural killers) BCR TCR Limfocyty NK (natural killers): nie mają cech limfocytów B ani T duże ( µm) zawierają dość liczne, duże pęcherzyki hydrolazowe stała gotowość cytotoksyczna receptory pobudzające aktywność: rozpoznają odcinki Fc immunoglobulin receptory hamujące aktywność: rozpoznają własne antygeny MHC zwierzęcia limfocyty NK zabijają: - komórki obce antygenowo, zwłaszcza pokryte przeciwciałami - komórki bez własnych antygenów MHC lub z ich obniżoną ekspresją (komórki zainfekowane wirusami, komórki nowotworowe) mechanizm zabijania taki jak limfocytów Tc
Komórki prezentujące antygen (APC):. Profesjonalne (działają spontanicznie) makrofagi komórki dendrytyczne - kom. dendrytyczne w tkance limfoidalnej - kom. splatające się w tkance limfoidalnej - kom. Langerhansa w naskórku i innych nabłonkach (jama ustna, drogi oddechowe) limfocyty B MHC II antygen. Nieprofesjonalne (wymagają stymulacji cytokinami) komórki nabłonkowe zrębu grasicy komórki śródbłonka naczyń fibroblasty komórki mikrogleju Profesjonalne APC z wyjątkiem limfocytów B mają receptory rozpoznające wzorzec Komórki APC pochłaniają antygen, nadtrawiają go (w lizosomach, niekiedy w proteasomach) i wystawiają jego fragmenty (epitopy) na swoją błonę komórkową razem z antygenem MHC II - prezentując w ten sposób antygen limfocytom T. Typy reakcji immunologicznych: odpowiedź humoralna Typy reakcji immunologicznych: odpowiedź komórkowa Komórka APC cytokiny: IL-4, IL-5, IL-6, IL-0 plazmocyty IL- cytokiny granzymy perforyny limfocyty B pamięci. Przyłączenie obcego antygenu do receptora limfocytu B. Pobranie i prezentacja antygenu przez limfocyt B (pełni rolę APC) limfocytowi T H aktywacja limfocytu T H (produkuje cytokiny) 3. Aktywacja limfocytu B przez cytokiny limfocytu T H 4. Proliferacja limfocytów B (powstaje klon) 5. Transformacja limfocytów B w plazmocyty 6. Plazmocyty produkują przeciwciała (immunoglobuliny) skierowane przeciw antygenowi, który wywołał reakcję! Niektóre limfocyty B nie przekształcają się w komórki plazmatyczne, pozostając jako limfocyty B pamięci. Rozpoznanie obcego antygenu związanego z komórką przez limfocyt T C i limfocyt T H. Limfocyt T H aktywuje limfocyty T C 3. Proliferacja limfocytów T C 4. Kontakt limfocytów T C z komórkami obcymi antygenowo 5. Limfocyty T C zabijają obce antygenowo komórki, wydzielając specjalne białka: perforyny i granzymy! Niektóre limfocyty T C pozostają jako limfocyty T pamięci Perforyny wbudowują się w błonę komórkową atakowanej komórki i tworzą w niej stale otwarte kanały Granzymy wnikają do wnętrza atakowanej komórki i indukują proces apoptozy Tkanka limfoidalna = tkanka łączna siateczkowata + bardzo liczne limfocyty atak... i zwycięstwo Tkanka łączna siateczkowata: sieć włókien srebrochłonnych tworzących rusztowanie dla komórek z wypustkami (fibroblasty, makrofagi, komórki dendrytyczne)
Formy tkanki limfoidalnej: Umiejscowienie tkanki limfoidalnej: narządy limfatyczne: grudkowa (głównie limfocyty B) rozproszona (limfocyty T i B) śledziona węzły chłonne grasica* Grudki chłonne: pierwotne wtórne (po kontakcie z obcym antygenem) - mankiet - ośrodek odczynowy (namnażanie limfocytów B i przekształcanie się w komórki plazmatyczne) tkanka limfoidalna błon śluzowych: - migdałki - przewód pokarmowy wraz z wyrostkiem robaczkowym - drogi oddechowe T B Węzeł chłonny zrąb łącznotkankowy: - torebka - beleczki/przegrody kora i pas przykorowy obszary: - kora (grudki chłonne, głównie limfocyty B) - pas przykorowy (tkanka limfoidalna rozproszona, głównie limfocyty T) - rdzeń (sznury rdzenne, limfocyty B, T, komórki plazmatyczne) przybeleczkowa rdzeń Węzły chłonne są filtrami na przebiegu naczyń limfatycznych, monitorują antygeny obecne w chłonce i w razie potrzeby inicjują reakcje immunologiczne Naczynia chłonne Drogi przepływu chłonki przez węzeł chłonny 3. Naczynia chłonne doprowadzające. Zatoki brzeżne 3. Zatoki przybeleczkowe (promieniste) 4. Zatoki rdzenne 5. Naczynie chłonne wyprowadzające 3 4 Zatoki: przestrzenie wyścielone fibroblastycznymi komórkami siateczkowymi Kapilary: kom. śródbłonkowe (ściana ciągła, ale o znacznej przepuszczalności) blaszka podstawna Większe naczynia chłonne: budowa ściany jak w cienkościennych żyłach obecne zastawki 5 zatoki brzeżne i przybeleczkowe zatoki rdzenne 3
Recyrkulacja limfocytów Śledziona tkanka limfoidalna węzła zatoki przykorowe i rdzenne węzła wyprowadzające naczynie chłonne krew żyłki o wysokim śródbłonku tkanka limfoidalna węzła HEV Zrąb łącznotkankowy: torebka beleczki Żyłki o wysokim śródbłonku (HEV) postkapilary wyścielone sześciennymi lub walcowatymi komórkami śródbłonkowymi. Komórki te mają w błonie cząsteczki adhezyjne (adresyny) rozpoznawane przez receptory ( receptory powrotu do domu, homing receptors) limfocytów Obszary: miazga biała (tkanka limfoidalna) miazga czerwona (tkanka łączna siateczkowata z licznymi cienkościennymi naczyniami krwionośnymi) Miazga biała: tkanka limfoidalna jest rozmieszczona na przebiegu małych tętnic (tętniczek centralnych) i tworzy: mankiety okołotętnicze (głównie limfocyty T) lokalne zgrubienia mankietów - grudki chłonne śledzionowe (głównie limfocyty B) TC T. centralna Żyła beleczkowa T. beleczkowa Beleczka Strefa brzeżna Tkanka limfoidalna miazgi białej monitoruje skład antygenowy przepływającej krwi Strefa brzeżna (pogranicze miazgi białej i czerwonej) jest miejscem pierwszego kontaktu antygenów z tkanką limfoidalną śledziony liczne niewielkie naczynia zatokowe liczne komórki prezentujące antygen Miazga czerwona: sznury śledzionowe (tkanka łączna siateczkowata z licznymi makrofagami) zatoki śledzionowe (kapilary o nieciągłej ścianie) lub szerokie postkapilary (śledziona zatokowa lub niezatokowa) komórki mięśniowe gładkie Zatoka śledzionowa: wrzecionowate komórki śródbłonkowe z szerokimi szczelinami międzykomórkowymi okrężne włókna srebrochłonne nieciągła blaszka podstawna Postkapilara miazgi czerwonej: cienka ściana, płaskie komórki śróbłonkowe ze szczelinami i otworami, nieciągła blaszka podstawna Makrofagi miazgi czerwonej fagocytują i trawią stare erytrocyty, które: są sztywniejsze, z trudem przeciskają się przez tk. siateczkowatą, mają dłuższy kontakt z makrofagami, mają zmieniony skład reszt cukrowcowych, rozpoznawanych przez makrofagi Krążenie krwi w śledzionie zatokowej (pies, królik) dwa systemy Krążenie otwarte (eliminacja erytrocytów): tętnice beleczkowe tętniczki centralne tętniczki pędzelkowe tętniczki osłonkowe* OTWARTE prekapilary przestrzenie międzykomórkowe sznurów śledzionowych zatoki śledzionowe żyły miazgowe żyły beleczkowe Krążenie zamknięte (reakcje immunologiczne): tętnice beleczkowe tętniczki centralne gałązki t. centralnych zatoki strefy brzeżnej żyły miazgowe żyły beleczkowe *osłonka z dojrzewających makrofagów 4
Krążenie krwi w śledzionie niezatokowej (kot, koń, świnia, przeżuwacze) Krążenie zamknięte tętnice beleczkowe tętniczki centralne tętniczki pędzelkowe tętniczki osłonkowe prekapilary postkapilary o nieciągłej ścianie żyły miazgowe żyły beleczkowe Eliminacja starych erytrocytów w śledzionie niezatokowej jest słabsza, istotny udział w tym procesie ma wątroba Śledziona jako zbiornik krwi (koń, chart) Grasica różni się od innych narządów limfatycznych: pochodzenie nabłonkowe brak tkanki łącznej siateczkowatej brak grudek chłonnych wyłącznie limfocyty T nie zachodzą reakcje immunologiczne skierowane przeciw obcym antygenom funkcja: szkoła dla niedojrzałych limfocytów T Budowa pseudozrazikowa: torebka łącznotkankowa niekompletne przegrody łącznotkankowe dzielące miąższ na obszary (zraziki) o podobnej budowie Strefy zrazika grasiczego: kora (bardzo liczne limfocyty) rdzeń (mniej liczne limfocyty) Wewnętrzne rusztowanie zrazików grasicy budują komórki nabłonkowe (nabłonkowo-siateczkowe) różnych typów:. Komórki gwiaździste prezentują antygeny MHC dojrzewającym limfocytom T komórka gwiaździsta gwiaździste barierowe ciałek Hassalla kora. Komórki barierowe Są połączone strefami zamykającymi, tworząc bariery oddzielające korę zrazika od tkanki łącznej, naczyń krwionośnych (bariera krew-grasica) i od rdzenia. Bariera uniemożliwia dostęp obcych antygenów na teren kory (przedwczesna aktywacja limfocytów spowodowałaby ich apoptozę). Komórki nabłonkowo-siateczkowe tworzą sieć, w jej przestrzeniach leżą: limfocyty T makrofagi komórki dendrytyczne rdzeń Dojrzewanie limfocytów w grasicy komórka gwiaździsta prezentująca antygeny Ciałka Hassalla tylko w rdzeniu zrazików koncentryczny układ komórek nabłonkowych, często degenerujacych (rogowacenie) wydzielają cytokiny kontrolujące dojrzewanie limfocytów Treg ekspresja receptorów TCR ekspresja antygenów CD (różnicowanie w T H, T C lubtreg) selekcja: komórki gwiaździste i komórki dendrytyczne prezentują limfocytom antygeny własne limfocyty, które ich nie rozpoznają albo rozpoznają, ale atakują giną. Przeżywa zaledwie ok. %! receptory niedojrzałe limfocyty T słabe wiązanie mocne wiązanie (atak) brak wiązania selekcja przechodzą do rdzenia i krwi apoptoza i eliminacja przez makrofagi Komórki nabłonkowo-siateczkowe grasicy produkują peptydy wpływające na proliferację i różnicowanie limfocytów T 5
Limfocyty B dojrzewają w szpiku krwiotwórczym, gdzie ulegają podobnej selekcji antygeny są im prezentowane przez komórki zrębowe komórka zrębowa szpiku U ptaków limfocyty B dojrzewają w specjalnym narządzie limfatycznym torebce Fabrycjusza (bursa Fabricii) zlokalizowana w ścianie kloaki pochodzenie nabłonkowe ściana tworzy liczne, głębokie fałdy pokryte nabłonkiem wielorzędowym w obrębie fałdów zraziki posiadające część korową i rdzenną, są oddzielone tkanką łączną zrazikach: nabłonkowe komórki zrębu, limfocyty B, makrofagi struktura i funkcja podobna do grasicy Migdałki są wbudowane w błonęśluzową (należą do tzw. tkanki limfoidalnej błon śluzowych) ich powierzchnię pokrywa nabłonek, który może tworzyć wpuklenia krypty) obecne grudki chłonne i rozproszona tkanka limfoidalna przeważają limfocyty B brak doprowadzających naczyń chłonnych, obecne naczynia wyprowadzające krypty Tkanka limfoidalna migdałków reaguje na antygeny obecne w jamie gardłowej (powietrze, pokarm), jeżeli przejdą one przez barierę nabłonkową Rodzaje migdałków Migdałki podniebienne największe otoczone łącznotkankową torebką liczne głębokie krypty nabłonek wielowarstwowy płaski Migdałek językowy nabłonek wielowarstwowy płaski Migdałek gardłowy nabłonek dróg oddechowych (wieloszeregowy z migawkami i komórkami kubkowymi) Migdałki trąbkowe zlokalizowane u ujścia trąbek słuchowych nabłonek dróg oddechowych Migdałki przynagłośniowe nabłonek wielowarstwowy płaski Migdałek podniebienia miękkiego zlokalizowany na górnej powierzchni podniebienia (od strony jamy nosowej) nabłonek dróg oddechowych Występowanie: wszystkie migdałki u owcy i kozy świnia brak migdałków podniebiennych krowa, koń brak migdałków przynagłośniowych kot brak migdałków trąbkowych i podniebienia miękkiego pies brak migdałków trąbkowych, przynaglośniowych i podniebienia miękkiego Skupiska tkanki limfoidalnej (zwłaszcza węzły chłonne) łatwo ulegaja procesom zapalnym. Węzły chłonne są też typowym miejscem przerzutów nowotworowych. Nowotwory wywodzące się z tkanki limfoidalnej (chłoniaki, chłoniakomięsaki) występują stosunkowo często u zwierząt domowych. 6