Basal Immunologi
Homira Behbahani PhD
27/11 2009
Kl: 12:30-15 p.m
[email protected]
Institutionen för neurobiologi, vårdvetenskap och samhälle (NVS)
Innehålla
Allmänna begrepp och immunsystemets uppbyggnad
Det ospecifika medfödda immunförsvaret
Det specifika immunförsvaret: antigenantikroppsreaktioner-humoral immunitet samt
cellförmedlad immunitet
Det immunologiska minnet, tolerans, autoimmunitet
Instuderingsfrågor
Behbahani H, PhD
27 november 2009
2
Några viktiga begrepp
• Immunologi: av immun och grek. -logi´a '-lära', '-vetenskap', av
lo´gos 'ord'), benämning på läran om immunsystemets uppbyggnad
och funktion vid hälsa och sjukdom.
• Cellers förmåga att känna skillnad på “själv” och “icke själv” är
avgörande för immunreaktionerna.
• Vårt specifika infektionsförsvar utgörs av:
Humoral och cellmedierad immunitet.
• Normalflora: Mikroorgansimer som normalt koloniserar människan.
• Tolerans: Specifik inaktivering av immunsvar mot visst antigen.
• Autoimmunitet: Immunologisk reaktion mot kroppsegen struktur.
Behbahani H, PhD
27 november 2009
3
Lymfatiska systemet
- Bestående av
lymfan, lymfkärlen och
ett flertal organ
- De finns på många håll
i kroppen
Ex: Lymfknutorna, mjälten
Och brässen (Tymus)
Behbahani H, PhD
27 november 2009
4
Det lymfoida systemet
Primära lymfoida organ:
Benmärgen och Tymus
Övriga perifera lymfoida organ:
Tunntarm, tjocktarm med blindtarmen
Mjälten
Lymfkärlsplexa och lymfkörtlar
Indirekt ingår blodkärlen där
immunologiska celler transporteras
Behbahani H, PhD
27 november 2009
5
Lymfknutorna:
-bönformade organ, har lymfkärl, omges av en kapsel
-bindvävsväggar, lymfocyter (follikalar)
-folliklar innehåller celler i olika mognads stadier
-filtreras mikroorganismer och andra främmande material
-sitter i grupper
-ytliga ligger:
-framför örat
-under hakan
-på halsen
-axillerna
-i nacken
-ljumskvecken
-knävecken
Behbahani H, PhD
27 november 2009
6
Mjälten (spleen):
-ligger i översta vänstra delen av bukhålan
-bönformad, 150 g, omges av bindvävskapsel
-har en port
-finns lymfatiska vävnad (vit och röd märg)
I den röda märgen finns:
blodets celltyper ex. lymfocyter och plasma celler
RES-celler (makrofager, tar hand om förbrukade röda
blodkroppar)
Behbahani H, PhD
27 november 2009
7
Brässen (Tymus)
Ett parigt organ
I förhållande till kroppsstorleken är stösrts vid födelsen (15-20g)
Störst vid puberteten (30-60g) och minskar med ålder
Kallas utbildningsställe:
Lymfocyter (T-lymfocyter)
T-lymfocyter mognad bero på hormoner som brässsen utsöndrar
Behbahani H, PhD
27 november 2009
8
Immunsystemets celltyper
• Lymfocyter:
B- lymfocyter (plasma och
minnescell)
T-lymfocyter (T-hjälparcell, Tsuppressorcell, T-Cytotoxiskcell
och Minnescell)
NK (mördar)-celler
• Makrofager/Monocyter
• Granulocyter; Neutrofila,
Basofilaoch Eosinofila.
Behbahani H, PhD
27 november 2009
9
Lymfocyt
En makrofag eller sk ”ätarcell”
NK-celler
monocyt
Eosinofila
Behbahani H, PhD
27 november 2009
10
Lymfocyternas olika funktion
Behbahani H, PhD
27 november 2009
11
Lokalisation för mognaden av lymfocyter
Behbahani H, PhD
27 november 2009
12
Klonal lymfocyt-selektion
T Celler bildas i:
-benmärgen
-En mognadsprocess i thymus
-Recirkulera mellan blodbanan och
sekundära lymfoida organ;
lymfkörtlar och mjälte
-Där exponeras T-cellen för såväl
kroppsegna som främmande ämnen
Behbahani H, PhD
27 november 2009
13
Behbahani H, PhD
27 november 2009
14
Kroppens immunförsvar inkluderar både sk
Ospecifikt (medfött) och specifikt (förvärvat) immunförsvar
Behbahani H, PhD
27 november 2009
15
Vårt ospecifika infektionsförsvar
Vårt ospecifika medfödda infektionsförsvar
innefattar:
1. Mekaniska hinder såsom intakt hud och slemhinna med cilier.
2. Sekretion av baktericida sekret, mjölksyra, lysosym samt magsaftens
låga pH skyddar mot mikroorgansimer.
3. Laktoferrin binder järn och är bakteriostatiskt.
4. Interferon (IFN- , IFN- och IFN- ) har bl a antiviral effekt
5. Det inflammatoriska svaret
6. Komplementsystemet
7. Fagocytos
8. NK-cellerna som direkt kan döda infekterade celler och aktivera
makrofager.
och är beroende av:
9. Ålder, hormonbalans, nutritionsläge etc
Behbahani H, PhD
27 november 2009
16
Vårt ospecifika infektionsförsvar
Det inflammatoriska svaret
1. Kärlsammandragning -> kärlvidgning med ökat
blodflöde och genomsläpplighet, ökning av
vävnadsvätska (svullnad), ansamling av
inflammatoriska celler (vita blodkroppar) och smärta.
2. Fibrinbildning från plasmafibrinogen, blockerar att
mikrooranismer tränger till blodbana.
3. Främmande mikroorganismer lockar till sig först
granulocyter och sedan monocyter/makrofager. Men
även trombocyter, lymfocyter, endotelceller och
fibroblaster är aktiva vid inflammationsreaktionen
Tecken på inflammation:
Rodnad, smärta, svullnad och värmeökning
Behbahani H, PhD
27 november 2009
17
Vårt ospecifika infektionsförsvar
Komplementsystemet
C-systemet består av ett stort antal plasmaproteiner
som spelar en viktig roll i immunförsvaret genom att
1.Utlösa en akut inflammation
2.Orsaka kemotaxi
3.Underlätta fagocytos och
4.Ge upphov till cytolys
Kan aktiveras med eller utan antikroppar och
antigen-antikropp komplex.
De bildas bl a i tunntarmsepitelet, makrofager,
fibroblaster, leverceller…
Behbahani H, PhD
27 november 2009
18
Vårt ospecifika infektionsförsvar
Fagocytos
• Fago-äta och cyt= cell
• Exempel på fagocyterande celler: Granulocyter, monocyter,
makrofager, mikroglia, histiocyter (är en vävnad makrofag
("histo-" = "vävnad", och "-Cyte" = "Cell"), eller kupferceller.
• Med hjälp av fagocytens mikrofilament bildas en
inbuktning och fagocyten kupar sig runt ex bakterien
och omsluter denna varefter baktericida enzym
tömmes ut i den sk fagosomen.
Behbahani H, PhD
27 november 2009
19
Steg i ett makrofag intaget av en patogen
a. Förtäring genom phagocytosis, är
en phagosome bildas
b. Fusion av lysosomer med
phagosome skapar en
phagolysosome; Patogenen bryts ner
av enzymer
c. Avfallsmaterial utvisas eller
jämställas
Delar
1. Patogener
2. Phagosome
3. Lysosomer
4. Avfall
5. Cytoplasman
6. Cellmembran
Behbahani H, PhD
27 november 2009
20
Antigen presenterade celler (APC)
- Celler som visar patogen el
Antigen komplexet med större
histocompatibility komplexa
(MHC) på dess yta.
T-lymfocyter kan erkänna detta
komplexa att använda sina Tcell receptor (TCR).
Behbahani H, PhD
27 november 2009
21
APC delas in i två kategorier:
1. Professionella
• Dendritiska celler
• Makrofager
• B-lymfocyter
• Vissa aktiverade epitel celler
2. Icke-professionella
• Fibroblaster (hud)
• Epitel celler i sköldkörtel
• Glia celler (hjärna)
• Bukspottskörtel celler (beta celler)
• Vaskulär endotelial celler
Behbahani H, PhD
27 november 2009
22
Dendritiska celler (DC)
• Behandla antigen material och presentera
det på ytan till andra celler i immunsystemet
• Förekommer i små mängder i vävnader som
är i kontakt med den yttre miljön, främst hud;
(Langerhans celler)
• Finns även i tarmarna,
Lungor och näsa
• Hittas omogen i blodet
-När aktiveras, flyttar de till lymfvävnad där de interagerar med Tceller och B-celler att initiera och forma den adaptiva immunsvaret.
-På vissa utvecklingsskeden de växer grenade prognoser, de dendriter,
som ger cellen dess namn.
Behbahani H, PhD
27 november 2009
23
Vårt specifika immunförsvar
Vårt specifika immunförsvar utgörs
av vår:
1.
2.
1. Humorala
immunitet (förmedlad
av antikroppar bildade av
B-lymfocyterna)
2. Cellmedierade
immunitet (förmedlas av
cytotoxiska och lymfokinbildande hjälpar T-lymfocyter).
Behbahani H, PhD
27 november 2009
24
Antikroppar = immunglobuliner
De finns i kroppsvätskor och sekret.
De kan…
- Neutralisera toxiner
- Agglutinera mikroorganismer
- Orsaka bakteriolys och virolys mha
komlementsystemet
- Stimulera till fagocytos samt
cytotoxicitet.
- De bildas av B-lymfocyterna efter
specifik aktivering av antigen.
Behbahani H, PhD
27 november 2009
25
Antikroppar: beskriver om vad molekylen gör, ex mot främmande
molekyler
Immunglobuliner: beskriver om vad molekylen är (involverad i immunitet)
Antikroppar har en igenkännande del och en effektor funktion del
Behbahani H, PhD
27 november 2009
26
Bildandet av ett antigen-antikropp komplex
Fragment antigen-bindande (hinge region):
är en region på en antikropp som binder till antigener
(Fab fragment)
epitop
Fab fragment:
Ökar flexibilitet av antikroppar genom
Rotation, utöka dess förmåga att använda båda bindningssidor
Då utökas bindnings förmåga till antigen
Behbahani H, PhD
27 november 2009
27
Antikroppbildning
Sker i B-lymfocyterna, sk
plasmaceller.
Hela processen inkluderande
syntes och sekretion tar ca
30 minuter.
Behbahani H, PhD
27 november 2009
28
Olika klasser av antikroppar
IgG: Den dominerande klassen, monomer,
passerar placenta, binder komplement.
IgD: Monomer, sitter på B-lymfocyter.
IgE: Om förhöjt antal i blodet är det tecken
på allergi eller parasitinfektion. De sitter på
mastceller och basofila leukocyter.
IgA: I serum som monomer eller komplex. I
tarmsekret, bröstmjölk och saliv som
komplex.
IgM: Pentamer, kan binda komplement,
bildas allra först vid antigenstimulering.
Sitter på B-lymfocyter tillsammans med IgD.
Behbahani H, PhD
27 november 2009
29
IgG
IgA
Nyfödda har höga nivåer av IgG som de fått
av modern. Ger immunskydd de första
levnadsmånaderna. Egen maximal IgGproduktion upp nås först vid 5–6 års ålder.
Maximala nivåer av IgA i blodet uppnås
först under puberteten. 0.2% av vuxna
saknar IgA.
IgM
Vuxennivåer uppnås vid 1 års ålder
IgD
Vuxennivåer uppnås vid 4–5 års ålder.
20% av vuxna saknar dock IgD.
Behbahani H, PhD
27 november 2009
30
Antigen-antikroppsbindning
Bindningar:
Vätebindning
Jonbindning
Hydrofoba interaktioner
Van der Waalskrafter
Varje band är svag; många
är starka
För att kunna hålla ihop,
måste de vara nära
varandra
Behbahani H, PhD
27 november 2009
31
Antigener
För att vår kropp ska kunna
framkalla ett immunsvar måste en
substans uppfattas som ett
främmande antigen. Antigen kan
utgöras av alla sorters biologiska
makromolekyler tex polysackarider,
proteiner, glykoproteiner,
lipoproteiner, nukleinsyror,
glykolipider, fosfolipider och
lipopolysackarider
Vikten av en korrekt protein
struktur: primär, sekundär,
tertiär och kvartär struktur.
MHC klass I och klass II molekylen
Behbahani H, PhD
27 november 2009
32
Laborativa metoder som utnyttjar
antigen-antikroppsbindning
Immunocytokemi
Flödescytometri
Immunoblot
ELISA=enzyme linked immunosorbent assay
Behbahani H, PhD
27 november 2009
33
Behbahani H, PhD
27 november 2009
34
Cellförmedlade immunreaktioner
- även kallad cellbunden eller cellulärt immunitet
- beroende av T-lymfocyter som fr tymus vandrar till andra
organ
- de finns i mjältens vita märg samt i vissa regioner i
lymfknutorna
-T-lymfocyter förs med blodet och lymfvätskan fr det ena
organ till andra
- träffar på ett “passande” antigen, stannar i ngn lymfatisk
vävnad och utöka sig
Behbahani H, PhD
27 november 2009
35
Cellförmedlade immunreaktioner
T-lymfocyter:
T-hjälparcell
T-cytotoxiskcell
Suppressor T-celler
Känner igen främmande antigen på infekterad cell. De kan då
stimulera makrofager och övriga lymfocyter respektive direkt
döda den infekterade cellen.
Alla T-lymfocyter känner igen en antigen m.h.a. MHC I, II (finns I
alla celler)
Alla T-lymfocyter uttrycker T-cell receptorer som binder till MHC
I, II och antigen
Behbahani H, PhD
27 november 2009
36
T-hjälparcell
- CD4+ lymfocyter, eller hjälpar T-celler, är immunsvar medlare
- har ingen cytotoxisk eller fagocytos verksamhet
- kan inte döda infekterade celler eller klara sjukdomar
men i huvudsak "hantera" immunsvaret, genom att styra andra
celler för att utföra dessa uppgifter
-Hjälpar T-celler uttrycker T-cell receptorer (TCR) som känner igen antigen bundet till
MHC klass II molekyler
-Aktivering av en naiv hjälper T-cell får den att släppa cytokiner, som påverkar aktiviteten av
många celltyper inklusive APC celler
- kan ge ytterligare signaler om att "hjälpa" aktivera cytotoxiska celler
Behbahani H, PhD
27 november 2009
37
Cytotoxisk T celler
Kallas mördar-T-cell, eller cytotoxiska T-lymfocyter (CTL)
-inducerar död av celler som är infekterade med virus (och andra patogener),
skadade och dysfunktionella
-Naiva CTL aktiveras när deras TCR starkt samverkar med en peptid-bunden
MHC class I molekyler
När de blir aktiverade:
- Effektor CTL släpper ut perforin och granulysin: Cytotoxiner som bildar
porer i cellernas plasmamembran, Så joner och vatten kan flöda in i den
infekterade cellen, och orsakar spricka eller lyse i cellen
-CTL släpper ut granzym, en serinproteas som kommer in cellerna via porer
för att inducera apoptos (celldöd).
Behbahani H, PhD
27 november 2009
38
Hur CTL dödar infekterade
celler?
Behbahani H, PhD
27 november 2009
39
En översikt
Behbahani H, PhD
27 november 2009
40
Två typer av större
histocompatibility komplexa
(MHC) molekyler
MHC klass I:
finns i kärnförande cell i kroppen,
visar fragment av proteiner
inifrån cellen till T-celler
MHC klass II:
finns endast på ett fåtal
specialiserade celltyper, inklusive
makrofager, dendritiska celler
-peptider som lagts fram av klass II
molekyler härrör från extracellulära
proteiner
Behbahani H, PhD
27 november 2009
41
Vårt specifika immunförsvar
Faser vid aktivering av det specifika immunförsvaret
Behbahani H, PhD
27 november 2009
42
Vårt specifika immunförsvar-humoral immunitet
Primärt och sekundärt infektionssvar
Behbahani H, PhD
27 november 2009
43
Primärt: det Immnologiska svaret
när det första gången som kroppen
stöter på antigener.
Sekundärt: är ett snabbare svar
och är mer effektiv
-Sker när en påträffande antigen
dyker igen
Behbahani H, PhD
27 november 2009
44
Immunologisk tolerans
= specifik inaktivering av
immunokompetent lymfocyt
mot ett visst immunogen.
Det är viktigt att tolerans utvecklas mot kroppsegna
antigen. Tolerans kan dock brytas om t ex kroppen
slutar att producera ämnet i fråga.
T-suppressorcellerna spelar en viktig roll i utvecklingen
av tolerans.
Behbahani H, PhD
27 november 2009
45
Autoimmunitet
Kroppens immunförsvar förlorar sin tolerans för det egna och
uppfattar kroppseget material som immunogent (autoantigent).
En autoimmunitet har utvecklats.
Exempel
• Myastenia Gravis (MG): är en autoimmun neuromuskulär sjukdom
där signalöverföringen från nervändan till muskelcellen är störd.
• Systemisk lupus erythematosus (SLE):
“rött vargbett” och syftar på det röda, fjärilsformade
utslaget över näsan och kinderna som är ett klassiskt
kännetecken för sjukdomen
-kan drabba flera av kroppens organ (Kvinnor)
Behbahani H, PhD
27 november 2009
46
Immunogenetik
Blodgrupper:
ABO
-Ett antigen-system,
som tas hänsyn till vid
transplantation, är ABOsystemet
-ABO-antigen finns i
många organ och på
många celler i kroppen
A kan ge blod till: A och AB
0 kan ge blod till: Alla blodgrupper
B kan ge blod till: B och AB
AB kan ge blod till: AB
Behbahani H, PhD
27 november 2009
47
Rh-faktorn
- är en förkortning av Rhesus (apan)
-En person är antingen Rh-positiv (Rh+)
eller Rh-negativ (Rh-).
-Om man har den i blodet så kan man ta
emot blod både av typ Rh+ och Rh-
-Om en person med Rh- får in Rh+ i kroppen
kan det leda till hemolys.
-Hemolys innebär att röda blodkroppar
spricker, vilket kan bero på att det kan ha
bildats iskristaller i dem
Behbahani H, PhD
27 november 2009
48
Transplantationsantigen: Humant leukocytantigen, (HLA)
systemets antigen har stor betydelse vid transplantationer.
- Är glykoproteiner som finns på ytan av flertalet celler i
människokroppen. De spelar en viktig roll för att
immunförsvarets T-lymfocyter skall kunna skilja
främmande celler och substanser från kroppsegna.
- Innebär typning av HLA-A, -B och -C (Klass I).
Eller HLA-DR, HLA-DQ- och HLA-DP gener (Klass II)
Behbahani H, PhD
27 november 2009
49
Transplantationsantigen: (HLA-typning)
Den traditionella metoden att bestämma HLAtypen (vävnadstypen) är ett cytotoxicitetstest
som utförs på lymfocyter.
Eller DNA-teknik
Behbahani H, PhD
27 november 2009
50
Klinisk immunologi
• Vaccin-aktiv immunisering (ko på latin= vacca).
• Transplantationsimmunologi/immunsuppressiv behandling.
• Immunologiska sjukdomar;
Inflammation, allergi, autoimmunitet
Behbahani H, PhD
27 november 2009
51
Instuderingsfrågor
1. Vad är immunologi?
2. Nämn de viktigaste organen och cellerna som
bygger upp vårt immunförsvar.
3. Nämn några viktiga komponenter i vårt medfödda
och ospecifika immunförsvar?
4. Vårt förvärvade specifika infektionsförsvar utgörs av
två huvudelar. Vilka?
5. Vilken typ av lymfocyter bildar antikroppar?
6. Vad är tolerans?
7. Vad är autoimmunitet?
Behbahani H, PhD
27 november 2009
52
FÖRELÄSNING MÅL
1. Förteckning allmänna funktioner i immunsystemet och hur varje
verk.
2. Beskriv det medfödda immunsvar mot en utländsk agent, såsom
inflammation, invasion av leukocyter, interferon, membran bifoga
komplex, natural killer cells, och komplement.
3. Förklara förvärvad immunitet till en utländsk agent, såsom
antikroppsmedierat immunitet och cell-medierad immunitet.
4. Vad är strukturen av antikroppar?
5. Förklara hur antikroppar hindrar utländska agenter genom
neutralisering, agglutination, phagocytotic förbättring osv.
6. Förklara hur clonal resultat selektion i spridningen av specifika
antikroppar.
7. Fastställa hur Helper T-celler öka immunsvaret.
8. Beskriv roll Major Histocompatibility Complexs och själv-antigener i
immunsvaret.
9. Fundera några av de medicinska konsekvenserna av immunitet
(allergier, autoimmuna sjukdomar, transplantatavstötning, etc.)
Behbahani H, PhD
27 november 2009
53
