Immunoloogia eksami kordamisküsimused (0)

Kordamisküsimused
Immunoloogia I
1. Mis on immuunsus ? Kirjelda organismi kaitsemehhanisme inimese näitel!
Immuunsus on organismi võime muuta kahjutuks mitmesuguseid haigustekitajaid, nende mürke ja kõrvaldada surnud rakke enne, kui need haigust põhjustavad. Samuti reageerida siirdatud kudedele ja muundunud rakkudele (kasvajatele).
Immuunsüsteem ei ole meie arenguks hädavajalik, kuid ilma selleta jääksime ellu vaid steriilsetes tingimustes.
Kaitsemehhanismid:
Barjäärid- nahk ja limaskestad , ensüümid, antibakteriaalsed peptiidid , konkurents
Nahk: mehhaaniline tõke ja happeline keskkond (pH 3-5), RNAsid, sebum (sebum- triglütseriidide, vaha ja õli segu mis teeb nii naha kui juuksed veekindlamaks)
Limaskestad: Sealne normaalne mikrofloora on patogeenidele kinnitumiskoha ja toitainete konkurent. Enamus patogeene pole vôimelised tervet limaskesta läbima. Ripsepiteel väljutab mikroobe . Lima koosneb põhiliselt mutsiinidest, mis on klass tugevalt glükosüleeritud valkusid (glükoproteiine). Patogeenid kleepuvad sinna kinni, ei saa edasi. Lisaks on lima koostises ka antimikrobiaalsed peptiidid (näiteks defensiinid- nahal, limaskestadel, lüsosüüm-pisarates, süljes), võivad lõhkuda bakteri membraani, aktiveerida ensüümid, peatada nukleiinhapete sünteesi
Madal pH (nahal ~5.5, mao pH 2). Lima ja ripsmed. Antibakteriaalsed peptiidid. Mikrofloora. Immuunrakud epiteelkoes (alveolaarmakrofaagid, nuumrakud ). Sülg ja pisarad, ensüümid. Kehatemperatuur .
Retsptorid, mis võimaldavad infektsioone ära tunda
- Mitte spetsiifiline (innate) TLR, LRR
- Spetsiifiline (adaptive) TCR, BCR
Signaali ülekande rajad
Immuunsüsteemi aktivatsiooni teed
Efektormehhanismid infektsioonide hävitamiseks
Otsene destruktsioon (antibakteriaalsed peptiidid (lüsosüüm jne), komplemendi tekitatud lüüs, fagotsütoos, hapniku ja lämmastiku radikaalide produktsioon , NK rakkude tekitatud lüüs), patogeeni leviku blokeerimine ( opsoniseerimine C3b, neutraliseerimine Ab), patogeeni paljunemise blokeerimine (piiratud ligipääs toitainetele, viirusega nakatunud rakkude apoptoos )
Efektormehhanismide regulatsiooni süsteemid
Normaalseisundi taastamine (puhkeolek): kudede parandamine, homoöstaasi taastamine
Põletik
Kui patogeen tungib koesse, siis algab põletik: kude tursub, läheb soojaks ja punaseks. Seda põhjustavad veresoonte muutused, mis tekivad immuunsüsteemi aktivatsioonil. Veresooned muutuvad läbilaskvateks ja niiviisi saavad immuunsüsteemi komponendid paremini infektsioonikohta jõuda. Rollid: tuua infektsioonikoldesse uusi immuunrakke ja efektormolekule, luua füüsiline barjäär mikrovaskulaarse koagulatsiooni näol takistamaks infektsiooni levikut vereringesse, soodustada kahjustatud kudedes regeneratsiooni. Kui põletikulised reaktsioonid toimuvad vales kohas, valel ajal või on liiga tugevad, siis on tagajärjeks näiteks allergia ja astma .
2. Selgita, mis on loomulik (=innate; = sünnipärane) immuunsus ja mis on omandatud (=adaptiivne) immuunsus.
Innate immuunsus: mitte spetsiifiline, kiire ( minutid , tunnid), mälu ei teki. Ta on alati olemas ja kohe valmis atakeerima. Näiteks fagotsütoos, komplement , interferooni süntees.
Adaptiivne immunsus: väga spetsiifiline, aeglane (päevad) ja ei ole valmis kohe atakeerima. Adaptiivne immuunsus stimuleeritakse innate immuunsuse poolt patogeeni sisenemisel, oma magnituudilt on ta võimsam kui innate, kuid vajab aega aktivatsiooniks. Näiteks T- ja B- rakud .
Innate immuunsuse puhul tekib ühetaoline kaitsereaktsioon samatüübiliste mikroobide vastu, eristamata eri liike kuid eristades gruppe (bakterite vastu tekivad üht liiki kaitsereaktsioonid ja viiruste vastu teist tüüpi). Adaptiivse immuunsuse puhul tekib mikroobi tüve spetsiifiline immuunvastus ca 5-7 päevaga. Adaptiivne immuunvastus tekib kiiremini, kui täpselt sama mikroob teist korda siseneb.
Omandatud immuunsusel on kahte tüüpi vastust: Ühe reaktsioonina ( humoraalne vastus) sekreteerivad B-lümfotsüüdid antikehasid ja teise reaktsioonina ( rakuline vastus) tapavad tsütotoksilised T-lümfotsüüdid viirusinfekteeritud rakke.
Kuidas kaasasündinud immuunsus nakkuse ära tunneb?
Nii selgrootutel kui ka selgroogsetel on Pattern Recognition Receptors (PRR), mis tunnevad ära patogeenidele omaseid molekulaarseid struktuure (Pathogen Associated Molecular Patterns - PAMP). PAMP – need on kindlad molekulid ja struktuurid , mida leidub vaid prokarüootidel. PAMP-e toodavad vaid mikroobid ja seega kaasasündinud immuunsüsteem on võimeline tegema vahet oma ja võõra vahel.
3. Joonista adaptiivses immunsuses osalevad tähtsaimad molekulid: Ig, TCR, MHCI ja MHCII , millistel rakkudel need ekspresseeruvad, millistele struktuuridele seonduvad/milliseid peptiide seovad ja mis neid iseloomustab?
alfa beeta
Ig (BCR) ekspresseerub B- raku pinnal. B- rakk tunneb ära kas lineaarseid või konformatsioonilisi epitoope (valgulisi, karbohüdraatseid ja lipiidseid).
TCR ekspresseerub T- raku pinnal. T rakk tunneb ära ainult lineaarseid peptiidseid epitoope mis on seondunud MHCII või MHCI molekulidele. TCR spetsiifilisus MHC suhtes: Kui autoloogne MHC presenteerib viirust mille suhtes T rakk on spetsiifiline, siis toimub raku lüüs. Kui allogeenne MHC presenteerib sama viirust või kui autoloogne MHC presenteerib teist viirust, siis lüüsi ei toimu.
T rakkude aktivatsiooniks on vajalik kolmikkompleks: peptiid (9 aa) + MHC I+TCR-Tc või peptiid (12-25 aa) + MHC II+TCR-Th.
MHCI esineb kõikidel keha tuumsetel rakkudel, selleks et immuunrakkudele esitleda raku sees toodetud (= endogeenseid) valke.
MHCII esineb nn “antigeeni esitlevate rakkude” (APC- DC, MQ, B) pinnal, selleks et immuunrakkudele esitleda rakuvälisest keskkonnast sisse võetud (= eksogeenseid) valke.
4. Kirjelda primaarset ja sekundaarset lümfoidset kudet ja mis protsessid seal toimuvad. Nimeta lümfoidsed organid ja nende funktsioonid. Mis sarnasused ja erinevused on vere ja lümfiringel, mis on lümfi funktsioon?
Primaarsed lümfoidorganid: luuüdi ja tüümus, IMMUUNRAKKUDE GENEREERIMINE. Nendes toimub algselt lümfotsüütide teke vereloome tüvirakkudest ja nende funktsionaalne küpsemine, diferentseerumine T- ja B- lümfotsüütideks.
Sekundaarsed lümfoidsed organid ja koed: põrn, lümfisõlmed ja lümfoidse koe kogumikud (MALT, GALT), IMMUUNVASTUSE GENEREERIMINE. Spetsiifilised , peamiselt lümfoidkoest koosnevad elundid, mis on paigutunud teiste kudede suhtes selliselt , et oleks tagatud maksimaalne tõenäosus patogeenide ja lümfotsüütide kontaktiks. Sekundaarsed lümfoidorganid on seega sageli spetsiifiliste immuunreaktsioonide toimumispaigaks.
Tertsiaarne lümfoidne kude: ag poolt sekundaarsetes organites aktiveeritud immuunrakud võivad lümfisõlmedesse jääda või pöörduda lähteorganisse (kops, maks, aju) tagasi efektor- ja mälurakkudena ja moodustada seal organiseeritud lümfoidse koe kogumikke.
Luuüdi: Luuüdis asuvatest vereloome tüvirakkudest (HSC) arenevad välja kõik punased ja valged vererakud ning trombotsüüdid. Luuüdis valmivad ka B- rakud. Luuüdi strooma rakud toodavad vereloomeks ja immuunrakkude arenguks vajalikke tsütokiine: IL3, IL7, CSF.
Tüümus: Tüümus asub südame kohal otse rinnakuluu all. Ainus lümfoidorgan, kus immuunvastust ei genereerita. Tüümuse epiteelirakud toodavad hormoone: tümosiini, mis on lümfoidsete rakkude paljunemist reguleeriv hormoon . Tüümuses toimub T- rakkude valmimine.
Põrn: Veres leiduvate antigeenide vastu immuunvastuse initsieerimine, vanade ja defektsete RBC eraldamine, uute RBC ja Mo reservuaar , Fe varu. Põrna kude on pehme ja vererikas- punane üdi ( pulp ): erütrotsüüdid (RBC), vere filtratsioon, valge üdi (pulp): lümfotsüüdid, spetsiifilised immuunreaktsioonid, lümfotsüütide aktiveerumine, proliferatsioon ja diferentsioon ning antikehade süntees.
Lümfisõlmed: Püüavad antigeene kudedest, vastavalt koele tuleneb ka nende nimetus. Aferentsoone kaudu saabub ag ja eferentsoone kaudu lahkuvad lümfivedelik, antikehad ja rakud.
Lümfi funktsioon: Lümfisõlmede filtreerimine (bakterite, viiruste ja vähirakkude transport). Liigse vedeliku transport kudedest verre. Toitainete, eriti lipiidide transport.
Lümfiringe ja vereringe võrdlus: Lümfiringes voolab lümf, vereringes veri . Lümfiringe on ühesuunaline (kudedest südame poole), vereringe kahesuunaline. Lümfikapillaarid on läbilaskvamad kui verekapillaarid .
5. Kirjelda vereloome arengut ning joonista vastav skeem. Nimeta tüvirakust algavad arenguteed ja kõik terminaalselt diferentseerunud vererakud, nende kuuluvus adaptiivsesse või innate süsteemi, ning funktsioon organismis.
Granülotsüüdid:
Neutrofiilid (N)- 50-70% vere leukotsüütidest, N arvu tõus ja noorvormid veres näitavad põletikku, põletikukoldes lõhkevad, vähesel määral ka fagotsüteerivad, hukkunud neutrofiilidest moodustub mäda.
Basofiilid (B)- Veres alla 1%, olulised parasiitide vastu ja allergilistes reaktsioonides, graanulites histamiin .
Nuumrakud (MC)- Esinevad nahas, respiratoor- ja seedetraktis. Graanulid sisaldavad histamiini jt aktiivseid substantse. Nuumrakud ja vere basofiilid indutseervad allergiaid. Nuumrakud tekivad luuüdis vereloome käigus ja kudedes differentseeruvad limaskoe või sidekoe nuumrakkudeks.
Eosinofiilid (E)- Veres alla 1%, esinevad luuüdis, soole limaskestades, eskpresseerivad tsütokiine, olulised parasiit -infektsioonide vastu.
Monotsüüdid –tsirkuleerivad veres ca 8 tundi, suurenevad ja migreeruvad kudedesse, kus diferentseeruvad koespetsiifilisteks makrofaagideks - paikne lokalisatsioon, kindel funktsioon. Luuüdist verre saabunud osad monotsüüdid migreeruvad kudedesse ja arenevad seal makrofaagideks. M1- inflammatoorsed- sisenevad kudedesse infektsiooni korral. M2-patrullivad- liiguvad aeglaselt mööda veresooni, moodustavad koe- resident monotsüütide reservuaari.
Makrofaagid (MQ)-koristajad. M1- inflammatoorsed. M2- koe parandajad, kasvajaid toetavad . Aktiveeritud makrofaagid on parimad fagotsüüdid. Toodavad tsütokiine.
Dendriitrakud (DC) on parimad APC. DC esinevad erinevates kudedes: nahas, seedeelundite sisekestas. Funktsioon: ag esitlus Th rakkudele. DC rakud ei vaja eelnevat aktivatsiooni ag-ni esitlemiseks, nad ekspresseerivad MHCII pidevalt.
Follikulaarsed dendriitrakud (FDC): FDC ei ekspresseeri oma pinnal MHC II-te, seega pole APC –rakud ega esitle ag-ni Th-le. Lokaliseeruvad lümfisõlme folliikulites, mis on B-rakkude poolest rikkad. FDC ekspresseerivad kõrgel tasemel antikeha ja komplementi siduvaid retseptoreid ja seovad vabalt tsirkuleerivaid ag-Ab komplekse. FDC aktiveerivad B-rakke lümfisõlmedes.
Follikulaarsed dendriitrakud (FDC) ja dendriitakud (DC) on vaatamata välisele sarnasusele täiesti erineva funktsiooniga rakud: FDC “hoiavad antigeeni (Ab-ag kompleksidena)” oma pinnal B- rakkudele, DC esitlevad (MHC-TCR interaktsioonis) antigeeni T rakkudele.
NK rakud-5-10% lümfotsüütidest, suured, granuleeritud. Puudub TCR ja MHC klass I/II restriktsioon . Reageerivad MHC I puudumisele teistel rakkudel. Ei vaja eelnevat aktiveerimist. Sihtmärkraku lüüsimine toimub perforiini abil. Toodavad tsütokiine: IFNgamma. Intratsellulaarsete infektsioonide ja kasvajate vastane kaitse. Mõningane immunoloogiline mälu. Esmaseks ülesandeks on kiiresti ära tunda ja hävitada kasvajarakke ja viirusega infitseeritud rakke. Teiseks tähtsaks funktsiooniks on immuunvastuse kulu regulatsioon tsütokiinide tootmise kaudu (IFNgamma).
6. Mis on lümfisõlme funktsioon? Kirjelda lümfisõlmes toimuvaid protsesse, rakkude tüüpe ja nende terminaalset differentseerumist, GC kujunemist, klonaalset selektsiooni ja FDC osa selles.
Lümfisõlmede funktsiooniks on lümfi filtreerimine. Lümfisõlmedes toimub lümfogeensete ehk kudedest lümfiga saabunud patogeenide kahjutustamine. Seal toimub immuunvastuse algatamine. Immuunaktivatsioon toimub lümfisõlmedes, peale antigeeni kontakteerumist.
Lümfisõlme koores ehk korteksis asuvad B- rakud, makrofaagid ja follikulaarsed dendriitrakud, mis moodustavad rakkude kogumikke- primaarseid folliikuleid . Immuunvastuse tekkimisel muutuvad need sekundaarseteks folliikuliteks, mille keskel asub follikulaarsete dendriitrakkude, aktiveeritud T- helperite ja paljunevate B- rakkude moodustatud germinaaltsenter (GC) ehk idukeskus.
Korteksi all asuvas parakorteksis on B- rakke vähe, kuid leidub hulgaliselt T- rakke (toimub T- rakkude aktivatsioon ). Samuti leidub seal hulgaliselt dendriitrakke, mis ekspresseerivad MHCII molekule, esitamaks antigeeni Th- rakkudele. Aktiveeritud T- helperite ja B- rakkude esmased interaktsioonid toimuvad samuti parakorteksis. Sellele järgnev B- rakkude paljunemine toimub juba korteksi ja parakorteksi piiril , samuti idukeskuste ümber.
Afiinsusküpsemise ja isotüüp- ümberlülituse järel tekkinud plasmarakud liiguvad medullasse, samuti vereringe kaudu luuüdisse.
Germinaalsetes keskustes toimub:
1. Afiinsuse küpsemine (SM)- Tugevam seondumine ag-le FDC pinnal tagab B- rakule pääsu GC keskele , rohkem toitu ja edukama paljunemise.
2. Isotüübi vahetus (IgM-ist erinevaks)
3. B- plasmarakkude ja mälurakkude teke
FDC-d seovad ja säilitavad immuunkomplekse. FDC-d on tähtsad follikulaar- ja germinaaltsentrite struktuuri püsimises ja antigeeni esitlemisel diferentseeruvale B-rakule.
Klonaalne selektsioon : Antigeeni kokkupuutel seda äratundva retseptoriga vastav rakk stimuliseeritakse, millele järgneb raku paljunemine klonaalsel teel, st kõigil raku järgnevatel generatsioonidel on samasugune antigeeni retseptor , et luua antigeeni reaktiivsete rakkude populatsioon .
T-rakud lümfisõlmes
T-rakud, mis sirvivad lümfisõlme, kuid ei seondu MHC-peptiididele, väljuvad eferentsete lümfisoonte kaudu. T-rakud, mille TCR seondub APC raku MHC- peptiidi kompleksile lümfisõlmes, peatavad migreerumise ja jäävad mõneks päevaks lümfisõlme. Siin see paljuneb ja APC-lt saadud vihjete alusel diferentseeruvad järglasrakud erinevate funktsioonidega efektorrakkudeks. CD8- T-rakud omandavad võime tappa sihtmärkrakke. CD4- T-rakud võivad diferentseeruda mitut erinevat tüüpi efektorrakkudeks, sh nendeks, mis võivad aktiveerida makrofaage, CD8- T-rakke ja B-rakke.
B-rakud lümfisõlmes
Lümfisõlmes B-rakud aktiveeritakse ja diferentseeritakse kõrge afiinsusega antikehasid sekreteerivateks plasmarakkudeks. B-raku aktiveerumine vajab nii antigeeni seondumist B-raku BCR-retseptorile kui ka otsest kontakti aktiveeritud Th- rakuga. Mõlemad sündmused on tagatud lümfisõlme anatoomiaga. B-rakud erinevad T-rakkudest selle poolest, et nende retseptorid saavad ära tunda vaba antigeeni. B-rakk kohtub antigeeniga tavaliselt folliiklis. Kui tema BCR seondub antigeenile, aktiveerub B-rakk osaliselt ning „neelab alla“ ja protsessib selle antigeeni. B-rakud on spetsialiseerunud antigeeni esitlevad rakud, mis esitlevad protsessitud peptiid-MHC komplekse oma pinnal Th- rakkudele. B-rakud, mis on antigeeni edukalt protsessinud, muudavad migreerumiskäitumist ning liiguvad T-raku-rikkase parakorteksisse, kus suureneb nende võimalus kohata aktiveeritud Th- rakku, mis tunneb ära B-raku esitletava MHC- antigeen kompleksi. Kui B-rakk interakteerub edukalt Th- rakuga, jäävad nad kontakti mitmeks tunniks, muutudes täielikult aktiveerituks ja saades signaale, mis indutseerivad B-raku jagunemist. Mõned aktiveeritud B-rakud diferentseeruvad otse antikeha tootvaks rakuks (plasmarakuks), kuid osad taassisenevad folliiklisse, et moodustada GC.
7. Immunogeensus versus antigeensus. Mis teeb antigeenist immunogeeni?
Adjuvandid ja miks neid kasutatakse.
Antigeensus – on võime spetsiifiliselt seonduda BCR-i või TCR-iga (hoolimata kas immuunvastus järgneb).
Immunogeensus- võime esile kutsuda spetsiifilise immuunvastuse ( humoraalse või rakulisel tasandil).
Antigeenid - ained, mis seonduvad antikehadega. Immunogeenid – need antigeenid, mis tekitavad immuunvastuse.
Head immunogeenid on reeglina makromolekulid ( valgud ja suhkrud ). Puudulikud immunogeenid on väikesed molekulid – hapteenid, selleks et hapteeni immunogeensust tõsta, seotakse ta suuremale kandjale.
Immunogeensust mõjutavad faktorid :
• Immunogeeni poolt vaadelduna
1. võõraks tunnistamine 2. suurus 3. keemiline koostis 4. füüsikaline seis ( natiivne , denatureeritud) 5. sobivus antigeeni protsessinguks (fagotsütoosile allumine ja MHC-le seondumine)
• Bioloogilise süsteemi poolt vaadatuna: geneetilised faktorid ja organismi vanus
• Antigeeni sisestamise meetodid (kogus, viis, adjuvandid)
Mis teeb antigeenist immunogeeni?

• Antigeen peab olema organismile võõras. Selle määrab antigeeni ja organismi analoogi geneetiline erinevus. Mida kaugemal fülogeneetiliselt asetsevad 2 liiki teineteisest, seda suurem on nende vahel struktuuriline ja järelikult ka antigeenne erinevus.
  
• Suur molekulmass
  

1000-6000 Da – immunogeensus on varieeruv
> 6000 Da – tavaliselt immunogeenid
50 -100 000 Da tavaliselt parimad immunogeenid

• Antigeen peab olema keemiliselt keeruline.
  

peaaegu kõik valgud on immunogeensed b) karbohüdraadid (polüsahhariidid) on potentsiaalselt immunogeensed (näiteks: ABO veregrupid ) c) lipiidid pole tavaliselt immunogeenid d) nukleiinhapped on nõrgad immunogeenid
Adjuvandid on vaktsineerimisel kasutatavad lisaained (immuunvastuse tõhustamiseks). Adjuvante kasutatakse immuunvastuse tõstmiseks, kui antigeen on nõrk immunogeen või antigeeni on vähe. Adjuvant : a) pikendab antigeeni püsimist b) võimendab ko-stimulatsiooni signaale c) indutseerib granuloomi teket d) stimuleerib põletikku ja migratsioooni. Adjuvant -klassikaliselt sisaldab mineraalõli ja surmatud gr- baktereid. Inimese puhul kasutatakse alumiiniumi ja Al(OH)3 geeli (CD4+ kostimulaator).
8. IgG. Joonista IgG molekuli skeem ja märgista H ja L ahelad , ahelate vahelised ja sisesed disulfiidsed sidemed, “hinge” piirkond, Fab ja Fc piirkonnad ja milline osa seondub antigeenile.
“Hinge” regioon on antikeha molekuli kõige altim koht proteolüütiliste ensüümide toimele.
Fab- fragment tagab algse antikeha võime seonduda spetsiifiliselt antigeenile.
Fc- fragment, seostudes komplemendiga ja Fc- retseptoritega immuunrakkudel määrab antikeha bioloogilise sekundaarse efekti tüübi, efektorfunktsiooni.
9. Inimese Ig isotüübid, struktuur, esinemine vere seerumis . Antikeha funktsioonid organismis.
Immuunoglobuliinid on valgud, mida toodavad B- rakud vastuseks immunogeenile.
Variaabel regioon erineb erinevate B- rakkude poolt produtseeritud antikehade vahel, aga sama raku poolt produtseeritud antikehades on samasugune. Konstantne regioon on identne kõikides sama isotüübi antikehades, aga erineb erinevate isotüüpide antikehades. Konstantne regioon determineerib mehhanismi, mis on vajalik antigeeni hävitamiseks.
Ig H ahela konstantne osa on isotüüpidel IgM ja IgE ühe C domääni võrra pikem.
IgM –5-15% seerumi Ig-dest. Monomeerne IgM- membraanseotud vorm, ekspreseeritakse esimese antikehana B-raku pinnale. Sekreteeritav IgM –pentameer, J ( joint chain ) osaleb pentameeri polümerisatsioonis. Erütrotsüüdid+IgM agregatsioon -agglutinatsioon. Parim komplemendi aktivaator ! Viirus +IgM – neutraliseerib võimsalt. IgM suur molekul , vähe liikuv, vähene kontsentratsioon veres, võib läbida epiteelrakud. Iseloomulik primaarsele immuunvastusele.
IgG-80% seerumi Ig-dest. Inimesel 4 IgG alamklassi (IgG1, IgG2, IgG3, IgG4), aa erinevused γ –ahelas. IgG1, IgG3 ja IgG4 –läbivad platsenta ja neil on tähtis roll loote arengul. IgG3- efektiivne komplemendi aktivaator. IgG1 ja IgG2 vähem. IgG4 ei aktiveeri komplementi. IgG1 ja IgG3 seonduvad makrofaagide ja neutrofiilide Fc- retseptoritega ja seega vahendavad opsoniseerimist. IgG4 madalam afiinsus Fc retseptori suhtes, IgG2-l see puudub. Iseloomulik sekundaarsele immuunvastusele. Bakteriaalsete toksiinide neutraliseerimine ja bakterite opsoniseerimine.
IgD: 0,2%, IgD-d leidub ainult B- lümfotsüütide pinnal, osaleb mälurakkude väljakujunemisel.
IgE: 0,001%, IgE on seerumis, seostub Fc retseptori abil eosinofiilidele, nuumrakkudele ja basofiilidele. Põhjustab allergia reaktsioone ning aktiveerib otse need rakud, mille membraanile IgE on kinnitunud kui antigeen IgE-le seondub. Esineb monomeerina. IgE – seotud allergiliste reaktsioonidega. IgE tunneb ära ka helminte ja eosinofiilid omakorda selle kompleksi (IgE FcR abil) ja tapavad helmindi. IgE ei seo komplementi.
IgA: 10-15% seerumi Ig-dest. Põhiliselt esineb sekretsioonides (sülg, pisarad, bronhide limas), seedetraktis. Inimesel on kaks IgA alamklassi: (IgA1 ja IgA2). IgA võib esineda monomeeri ja dimeerina. Sekretoorset IgA-d on palju ternespiimas. Koos IgG-dega kaitsevad vastsündinut infektsioonide eest. Sekretoorne IgA kaitseb efektiivselt näiteks salmonella, lastehalvatuse, gripi ja retroviiruste eest. sIgA väldib bakterite adhesiooni epiteelirakkudele ja hoiab neid limas, blokeerib bakterite adhesiine ja viiruste retseptoreid.
Antikehadel on 2 põhilist funktsiooni:
1) seondub võõrantigeeniga
2) vahendab efektor-funktsioone, et elimineerida või neutraliseerida antigeeni

• Neutraliseerimine – antikeha seondumisel viiruste, bakterite ja toksiinide külge Fab osa kaudu takistatakse nende seondumist oma retseptoritega ja kahjustava toime avaldamist. (IgG, IgM, IgA)
  
• Opsoniseerimine ja selle kaudu fagotsütoosi võimendamine makrofaagide ja neutrofiilide poolt. Antikehad nn märgistavad antigeene, rakke, kudesid seondudes neile. Fagotsüütidel on antikeha (IgG) spetsiigilised Fcγ retseptorid, millega nad antikehale seonduvad. Järgnevalt initsieeritakse signaalülekanne, ja märklaud antigeeni, raku, koe fagotsütoos. (IgM, IgG, IgA)
  
• Komplemendi aktivatsioon: Peamiselt IgM ja kordi kehvemini IgG aktiveerivad komplementi. Antikeha, mis on seondunud oma antigeenile aktiveerib komplementi klassikalisel teel: komplemendi esimene komponent C1q aktiveeritakse, kui läheduses on piisavalt palju Ab Fc piirkondi ja seda on IgM puhul, mis on pentameer. (IgM, IgG)
  
• Antikehadest sõltuv rakkude tsütotoksilisus (ADCC)- antikeha märgistab antigeeni, raku või koe: tekib Ab-ag kompleks . Fagotsüüdid ja NK rakud seonduvad antikehale oma Fcγ retseptoriga. Järgneb märklaud raku tsütotoksiline lõhustamine. Makrofaagid, monotsüüdid, neutrofiilid ja eosinofiilid omavad Fcγ retseptorit (FcγR). Peale FcγR-ga seondumist toimub nende rakkude metabolismi aktivatsioon (nende lüütiliste ensüümide kontsentratsioon lüsosoomides ja graanulites tõuseb ja ensüümid suunatakse Fc ühenduspiirkonda ning märklaudrakk hävitatakse. (ADCC puhul ei rakendata komplemendi poolt vahendatud lüüsi). NK ja eosinofiilid – graanulites perforiin, mis tapab . NK, monotsüüdid ja makrofaagid sekreteerivad TNF-i, millel ka tsütotoksiline efekt. (IgG)
  

10. Immunoglobuliini raske ahela geeni ümberkorraldumine. Millised mehhanismid genereerivad Ig variabiilust. N nukleotiidide lisamise eelis ja puudus.
Ig lookuse ümberkorraldamine toimub alati kindla korra järgi:
VH:
D+J
DJ+V
VL:
V+J
form a signal joint.
Variabiilsuse genereerimine:

• Kombinatsioonide arv- Iga funktsionaalne VH segment võib rekombineeruda iga DH ja iga JH segemendiga. Iga funktsionaalne VL segment võib rekombineeruda iga JL segmendiga. 106 on minimaalne vôimalik B- raku variantide arv. Siia lisanduvad veel: junktsionaalne variabiilsus (CDR3), trimming (nukleotiidide deletsioon ), P ja N nukleotiidide lisamine, D kolm raami. Totaalne Ig kombinatsioonide arv on 1013 .
  

• Junctional diversity - Kodeeriva ala ühenduskohtadesse lisatakse nukleotiide .
  
• H ja L ahelate kombineerumine
  
• Somaatilised hüpermutatsioonid- Toimuvad põrnas ja LN-des (eelnevad kolm protsessi toimuvad luuüdis). B- raku rekombineerunud DNA ahela V piirkonda tekitatakse punktmutatsioonid ( single nt mutations). Suureneb Ab ja ag vaheline afiinsus (seondumise tugevus).
  

Ensüüm AID (activation induced cytidine deaminase) tekitab mutatsioone.
Eelis: tekitab lisa mitmekesisuse CDR3 hüpervariaablis regioonis
Puudus: võivad tekkida paardumata nukleotiidid , lugemisraam võib minna katki.
11. Monoklonaalsete antikehade valmistamise põhimõte ja kasutamine teraapias. Milline peaks olema edukas ravim ?
Monoklonaalne antikeha on antikeha, mis on produtseeritud ühe raku või rakuliini poolt, mis on ühest rakust arenenud. On identsed ja omavad unikaalset aminohappe järjestust, kasvavad identselt. Reageerivad vaid ühe epitoobiga antigeeni molekulis.
Hiirt immuniseeritakse antigeeniga, eraldatakse põrnarakud, fuseeritakse müeloomi rakkudega, kasvatatakse HAT söötmel (Aminopteriin blokeerib nukleotiidide sünteesi põhiraja ning HGPRT defekti tõttu ei saa müeloomirakud kasutada alternatiivseid substraate ja surevad, vanuse tõttu hukkuvad ka põrnarakud. Alles jäävad vaid hübridoomid.), isoleeritakse üksikutest hübridoomidest pärinevad rakukloonid, mis produtseerivad ühesuguste omadustega monokloonseid antikehi immuniseerimisel kasutatud antigeeni vastu, paljundatakse, säilitatakse ja kasutatakse antikehade tootmiseks koekultuuris.
Kasutatakse astma, autoimmuunhaiguste ja kasvajate ravis.
Edukas ravim peab olema spetsiifiline- toimima ainult teatud rakkude grupile. Ei tohi olla immuunogeenne (ei tohi põhjustada enda vastast immuunvastust). Peab olema ilma kõrvaltoimeteta. Peab jõudma mõju avaldada enne kui ta organismis lagundatakse. Ei tohi ladestuda ja peab olema süsteemist täielikult kõrvaldatav.
12. Tsütokiinid. Kirjelda tütokiinide üldiseid omadusi. Pleiotroopia, redantsus. Nimeta pro- ja anti-inflammatoorseid tsütokiine ning kirjelda nende funktsioone organismis.
Tsütokiinid on väikeste sekreteeritavate signaalvalkude üldnimetus, mis vahendavad immuunvastuse käigus kommunikatsiooni rakkude vahel.
Omadused:
1. Tsütokiinid on mitte-spetsiifilised
Spetsiifilisus on tagatud retseptori kaudu- retseptorid on ekspresseeritud ainult aktiveeritud rakkudel, rakkude lähikontakti kaudu- tsütokiinide kontsentratsioon on väga lokaalne , ainult interakteerunud rakud aktiveeruvad, tsütokiinide ebastabiilsuse kaudu.
2. Võivad mõjuda parakriinselt, autokriinselt, juktakriinselt, endokriiselt ja intrakriinselt
Parakriinne- tsütokiin mõjub sekreteeriva raku vahetusläheduses. Autokriinne- tsütokiin mõjub sekreteerivale rakule. Endokriinne- suur mõju kogu organismile, levib igale poole. Juktakriinne- mõjub lähikontaktis. Intrakriinne- mõjub raku sees.
3. Pleiotroopia ja redantsus
Pleiotroopia- Üks tsütokiin mõjutab mitut erinevat bioloogilist funktsiooni (IL-4 B-raku aktivatsioon ja proliferatsioon, nuumraku proliferatsioon).
Redantsus- tsütokiinide funktsioon kattub (IL-2, IL-4 ja IL-5 indutseerivad B- rakkude proliferatsiooni.)
4. « In vivo » toimivad tsütokiinid alati koostöös teiste tsütokiinide, hormoonide ja neurotrofiinidega
5. Mõjuvad madalates kontsentratsioonis 10-8 kuni 10-10 M-1. Juba üksikute molekulide sektretsioonil võib olla suur efekt.
Funktsioonid:
1. Reguleerivad immuunvastuse algatamist, intensiivsust ja kestvust
2. Vahendavad märklaud-raku aktivatsiooni, proliferatsiooni ja diferentseerumist
3. Vahendavad antikehade või tsütokiinide sekretsiooni ja tsütokiinide retseptorite ekspressiooni
Pro-inflammatorsed: IL1, IL6, TNFα, IFNγ
IL1 (Mo, MQ) põhjustab palaviku ja valu teket, stimuleerib CRP sünteesi ja Th2 proliferatsiooni, mobiliseerib luuüdist leukotsüüte, stimuleerib T- ja B-rakkude proliferatsiooni, indutseerib IL-6 sünteesi.
IL-6 (T, Mo) aktiveerib B- rakke. IL6 on tuntud kui lihasrakkude poolt toodetud tsütokiin, kuna ta tase tõuseb lihaste treeninguga.
TNFα (MQ, Mc) aktiveerib endoteeli rakke, indutseerib ka palavikku, valu. TNFα suur kogus põhjustab šokki. Aktiveerib neutrofiile, makrofaage ja dendriitrakke. Stimuleerib endoteelirakke ja makrofaage tootma kemokiine.
IFNγ (T) keskne makrofaage aktiveeriv tsütokiin, osaleb nii loomuliku kui omandatud immuunvastuse reguleerimises, stimuleerib MHCI ja II klassi molekulide ekspressiooni APC-del, soodustab fagotsütoosi võimendavate IgG- alaklasside tootmist, aktiveerib neutrofiile.
Anti-inflammatoorsed: IL10 , transforming growth factor (TGFβ), IL1 retseptori antagonist (IL1Ra)
IL10- enamasti immunosupressiivne (pidurdab teiste rakkude funktsioone), inhibeerib pro- inflammatoorseid tsütokiine (TNFa, IL1, IL6, IL12 , IFNγ), inhibeerib MHCII ekspressiooni.
TGFβ- fibroblastide kasvufaktor, armkoe tekitaja, inhibeerib B- rakkude proliferatsiooni, inhibeerib aktiveeritud makrofaage, blokeerib rakutsükli G1 faasi.
(IL-1Ra) ei lase intensiivsel põletikulisel vastusel lisakahju tekitada, inhibeerides pro-inflammatoorsete tsütokiinide produktsiooni ning põletikku soodustavaid signaale.
Perekonnad: interleukiin 1, hematopoietiinid, interferoonid , TNF-id, interleukiin 17, kemokiinid.
13. Kemokiinid, retseptorid, üldine iseloomustus, funktsioon ja nende klassifikatsiooni põhimõte.
Neid toodavad peamiselt põletiku käigus aktiveeritud leukotsüüdid ja kudedes olevad rakud (endoteelirakud, fibroblastid , epiteelirakud).
Peamine roll on käituda kui kemoatraktant, et juhtida rakkude migratsiooni . Liigutavad rakke ühest kohast teise, kemokiini kontsentratsiooni gradiendi suunas. Reguleerivad rakkude liikumist, ka pikkuse kasvu, haavade paranemist, kasvajate metastaseerumist.

• Immuunrakkude põletikukoldesse meelitamine - see protsess algab leukotsüütide kinnitumisega endoteelile, mille järel nad liiguvad kemokiini gradiendi kasvu suunas põletikukoldesse.
  
• Immuunrakkude liikumise regulatsioon läbi immuunorganite ja kudede- kemokiinide kaudu suunatakse diferentseeruvaid rakke ühest organist teise või ühest organipiirkonnast teise.
  

IL8 (Mo, MQ) mobiliseerib N, on põletikku indutseeriv faktor ja osaleb veresoonte tekkes .
Kemokiine klassifitseeritakse struktuuri järgi- selle aluseks on tsüsteiinijääkide paigutus molekuli teatud konserveerunud alas .
C- kemokiinid
CC- kemokiinid
CXC- kemokiinid (eraldatud ühe aminohappe poolt)
CX3C- kemokiinid (eraldatud kolme aminohappe poolt)
Kemokiini retseptorid on seitse korda membraani läbivad G- valk seotud retseptorid, klassifitseeritakse vastavalt sellele, milliseid kemokiine seovad (CCR, CXCR).
14. Fagotsütoos ja selle tähtsus. Patogeeni lõhustamine fagotsüüdi sees. Erinevates kudedes leiduvad fagotsüüdid.
Fagotsütoos- partikulaarsete substantside ja organismide õgimine rakkude poolt. Fagotsütoosil on kaitsefunktsioon, kui õgitakse mikroorganisme või muid organismile kahjulikke partikleid, ja puhastusfunktsioon, kui eemaldatakse surnuid või surevaid keharakke ja nende osiseid. Fagotsüteeritud materjal enamasti lagundatakse fagotsüüdi sees.
Fagotsüüdid ekspresseerivad oma pinnal erinevaid retsetoreid, mis tunnevad ära spetsiiflisi molekulaarseid komponente mikroobide pinnal. Nii selgrootutel kui ka selgroogsetel on Pattern Recognition Receptors (PRR), mis tunnevad ära patogeenidele omaseid molekulaarseid struktuure (Pathogen Associated Molecular Patterns - PAMP).
Fagotsüüdid: neutrofiilid, monotsüüdid  makrofaagid. Makrofaagid on parimad fagotsüüdid: mikrogliiarakud ajus, Kuppferi rakud maksas , osteoklastid luus , histiotsüüdid sidekoes , Langerhansi rakud nahas, alveolaarsed ja pleura makrofaagid kopsus , intraglomerulaarsed mesangiaalsed rakud neerus, makrofaagid põrnas, luuüdis ja lümfisõlmedes.
Etapid:

Fagotsüüdi liikumine põletikukoldesse ehk kemotaksis - kemoaktraktantideks on komplemendi komponendid (C5a ja C3a), kemokiinid

Neelatava objekti ära tundmine ja seostamine rakumembraaniga, mis viib fagotsüüdi aktivatsioonile

Vahetu neelamine ja fagosoomi moodustamine tsütoplasmas- fagotsüüt sopistab oma rakumembraani neelatava objekti ümber

Lüsosoomi liitumine fagosoomiga

Bakteri hävitamine- lüütilised ensüümid: lüsosüüm, proteaasid , NADPH oksüdaasid, mille toimel tekivad reaktiivsed hapnikuosakesed (ROS). Bakterit aitab veel hävitada ka madal pH.

Laguproduktide väljutamine
Opsoniinidega (antikehad, komplemendi aktiivsed komponendid- C3b) märgistatud patogeen on tunduvalt paremini allaneelatav kui märgistamata infektsioonitekitaja.
15. Komplemendi aktivatsiooni teed ja peamised funktsioonid organismis
Komplement on grupp seerumivalke (30+), mis on tavaolekus inaktiivsed ja moodustavad 5% vereseerumi globuliini fraktsiooni massist.
Komplemendi aktiveerimisel käivitub kaskaad , mille lõpptulemuseks on patogeeni märgistamine ja/või patogeeni membraani lõhkumine.
1. Antikehade poolt märgistatud rakkude lüüs
2. Opsonisatsioon –> fagotsütoos
3. Kemotaksis, põletikuvastuse induktsioon, patogeenide hävitamine
4. Immuunkompleksidele seondumine muudab need lahustuvaks ja kergesti lagundatavaks- immuunkomplekside koristamine
Klassikaline tee- Aktiveerivad immuunkompleksid, mis tekivad antikehade seondumisel märklaudantigeenidega. Antigeenile seondunud pentameerne IgM on parim komplemendi klassikalise tee aktivaator. Esimeses etapis seonduvad erinevad C1 alakomponendid antikeha Fc- osale- viimases toimub antigeeni sidumise järel konformatsiooniline muutus, mis paljastab vastava sidumiskoha C1-le. Järgnevalt liituvad erinevad C1 alakomponendid ja tekkiv C1qr2s2- kompleks lõhustab nii C4 kui ka C2 kaheks aktiivseks alaosaks a ja b. C4b ja C2a moodustavad C3- konvestaasi, mis asub lõikama C3 molekule.
Lektiini tee- Komplemendi aktivatsioon lektiinide kaudu sarnaneb klassikalise teega . Erinevuseks on see, et immuunkompleksi asemel seondub märklauaga vereplasmas leiduv lektiin - mannoosi siduv valk MBL- MBL tunneb ära bakteri pinnal olevaid suhkrujääke. MBL on võimeline sarnaselt C1-ga aktiveerima C4 ja käivitama komplemendi kaskaadi.
Alternatiivne tee- algatajaks mikroobide membraanid , kobra mürk. Seerumis toimub ka spontaanne C3 hüdrolüüs C3(H2O)-ks. C3(H2O) seob faktor B-d, mis omakorda võimaldab faktor D-l selle lõigata Ba-ks ja Bb-ks. Bb ja C3(H2O) moodustavad C3 konvertaasi C3(H2O)Bb, mis lõikab C3 C3a-ks (põletik) ja C3b-ks (seda tekib vähe, kuid on efektiivne). C3b (opsonisatsioon) ja Bb moodustavad uue C3 konvertaasi C3bBb, mida stabiliseerib seerumi valk properdiin.
Kõik komplemendi kolm aktivatsiooniteed lõpevad ühesuguse lüütilise aktivatsiooniteena. C5- konvertaasid lõikavad inaktiivse C5 kaheks aktiivseks alaosaks C5a (põletik) ja C5b (lüüs). C5b seob endaga C6 ja C7 ja kinnitub mikroorganismi membraanile, kinnitumise stabiliseerib C8. Tekkinud kompleks seob endaga 10-16 C9 molekuli, mis polümeriseerudes moodustab membraani läbiva poori . Tekkinud kompleksi nimetatakse membraani atakeerivaks kompleksiks ehk MAC.
16. Kirjelda MHC I ja II molekulide strukturaalseid ja funktsionaalseid erinevusi.
Inimesel paikneb kromosoomis 6 “HLA kompleks”. Hiirel paikneb kromosoomis 17 “H-2 kompleks”.
MHCI esineb kõikidel keha tuumsetel rakkudel, selleks et immuunrakkudele esitleda raku sees toodetud (= endogeenseid) valke. MHCI esitleb peptiide Tc (CD8+) rakkudele.
MHCII esineb nn “antigeeni esitlevate rakkude” (APC- dendriitrakud, makrofaagid, B-rakud) pinnal selleks et immuunrakkudele esitleda rakuvälisest keskkonnast sisse võetud (= eksogeenseid) valke. MHCII esitleb protsessitud antigeenseid peptiide Th (CD4+) rakkudele.
MHCI: α ahel ja β2 mikroglobuliin. MHCII: α ja β ahelad. Iga α ja β ahelal on TM regioon ja C- terminaalne tsütoplasmaatiline osa. β2m seondub ainult α3-ga. α2, α3 ja β2 on disulfiidsed sidemed konformatsiooni hoidmiseks. Peptiidi siduv osa on MHCI α1 ja α2, MHCII α1 ja β1.
MHCI peptiidi siduva vao otsad on kinnised, mis määrab ära selle, et seonduv peptiid ei saa olla pikem kui 10aa, antigeeni esitamiseks lõigatakse valkude polüpeptiidid väiksemateks peptiidideks. Peptiidi aminohapped kinnituvad α1 ja α2 domeenides olevate ankuraminohapete abil. Reeglina MHCI, mis on seondunud organismi enda peptiidiga, ei aktiveeri T- rakke, sest sellised T- rakud on kas juba tüümuses eemaldatud või muudetud tolerantsusmehhanismide kaudu anergiliseks.
MHCII peptiidi siduv vagu on otstest avatud, võimaldades pikemate peptiidide seondumist, 12-25aa. T- rakud aktiveeruvad, kui neile esitatakse organismile võõrast peptiidi MHCII pinnal.
MHCI ja MHCII funktsioonid:
Oma ja võõra eristamine- T- rakkude põhiline roll organismis
Ag esitlus (ja esitlemata jätmine)
Millised rollid on MHC molekulil just raku pinnal? Esitleda oma MHC I-te, et näidata, et rakk on terve. Esitleda võõrast peptiidi MHC I-ga, et näidata, et rakk on nakatunud ja Tc- rakud peavad selle lüüsima. Esitleda oma peptiidi klass I ja II MHC-ga T- rakkude arengu käigus tüümuses. Kontrollida tolerantsi organismi oma valkude suhtes, st esitleda oma peptiide MHC I ja II-ga (toimub perifeerias). Esitleda võõrast peptiidi MHC II-ga, et näidata, et organism on nakatunud ja vajab Th –rakkude aktiveerimist ja abi.
Kuidas saab väike kogus MHC molekule esitada suurt arvu peptiide TCR-le ära tundmiseks?
1. Polügeenne- igal indiviidil on palju MHC geene
2. Polümorfne- populatsiooni lookustes on palju erinevaid alleelle
3. Ko- ekspressioon - üks MHC molekul seob erinevaid peptiide
17. Antigeeni töötlemine (protsessimine) ja esitlus. Ekso - ja endogeensed antigeenid. Professionaalsed ja mitte professionaalsed antigeeni esitlevad rakud.
MHC I antigeense peptiidi töötlemine ja esitlemine: Valkude lagundamine proteosoomides. TAP on ER-i läbiv kompleks, mis suunab peptiidid tsütsoolist ER-i luumenisse. Peptiidid on transpordi ajal kaitstud HSP (kuumashoki) valkudega. MHCI α ahel sünteesitakse ER-is asuva ribosoomi poolt, mis ER-i membaanil seondub kaitsevalgu kalneksiiniga, mis aitab α ahelal leida partneriks β2 mikroglobuliini. Kalneksiin vahetatakse kalretikuliini vastu. Seejärel toimub MHC seondumine peptiidiga, mille käigus tekib ka interaktsioon TAP kompleksiga, mille stabiliseerib tapasiin. Viiakse Golgi kompleksi, kust viiakse edasi plasmamembraani. MHCI esitab enamasti oma keha valkude peptiide va juhul kui raku sees sünteesitakse viiruse või kasvajate valke.
Tulemus: Võõra endogeense antigeeni esitamine, raku märgistamine lagundamiseks.
MHC II antigeense peptiidi töötlemine ja esitlemine: MHCII esitab rakuväliseid peptiide, millest enamus on samuti enda peptiidid. Infektsioonide korral esitatakse peptiide, mis on raku välistest bakteritest, toksiinidest või parasiitidest. Olnevalt APC-st võetakse valgud rakku sisse kas endotsütoosi või fagotsütoosi teel. Membraanilt sisse sopistunud vesiikul koos fagotsüteeritud materjaliga liitub endosoomidega, milles on madal pH. Endosoomid sisaldavad proteaase ja algab valkude lagundamine 10-30 aa fragmentideks, mis kantakse transportvesiikuli abil nn hilisesse endosoomi, kus toimub peptiidide seondumine MHCIIga. Nagu MHCI nii ka MHCII ahelad viiakse kohe sünteesi järel ER-i. MHCII katab kolmas valk “ invariant chain” (IC), mis kaitseb peptiidi siduvat osa. MHCII + IC liigub Golgi kompleksi ja sealt endolüsosoomi, kus IC laguneb. Alles jääb CLIP osa, mis vahetatakse peptiidi vastu välja. Klass II MHC- peptiid viiakse plasmamembraani.
Tulemus: Võõra eksogeense antigeeni esitamine, indutseerib antikehade tootmise, meelitab immuunrakke infektsiooni piirkonda.
Enamikel juhtudel esitlevad klass I molekulid protsessitud endogeenset antigeeni CD8+ Tc rakkudele ja klass II molekulid protsessitud eksogeenset antigeeni CD4+ Th rakkudele.
Endogeenne rada
Endogeensed antigeenid degradeeritakse tsütosoolis proteasoomide poolt väiksemateks peptiidideks, pannakse MHC klass I molekulidega kokku karedapinnalises ER-s ja esitletakse membraanil CD8+ Tc rakkudele.
Eksogeenne rada
Eksogeensed antigeenid võetakse sisse ja degradeeritakse endotsüütilises kompartmendis happeliste, pH-sõltuvate endosomaalsete ja lüsosomaalsete ensüümide poolt ja need kombineeruvad MHC klass II molekulidega CD4+ Th rakkudele esitlemiseks.
Professional APCs specialize in presenting antigen to T cells. They are very efficient at internalizing antigens, either by phagocytosis (macrophages and dendritic cells) or by receptor-mediated endocytosis (B cells), processing the antigen into peptide fragments and then displaying those peptides, bound to a class II MHC molecule, on their membrane.
Non-professional antigen presenting cells include all nucleated cell types in the body . They use an MHC class I molecule coupled to beta-2 microglobulin to display endogenous peptides on the cell membrane.
18. T rakkude areng. Positiivne ja negatiivne selektsioon tüümuses. AIRE . MHC restriktsioon. Rakkude populatsioonid tüümuses (FACS analüüs hiire tüümusest).
T rakk (α/β) tunneb ära ainult lineaarseid peptiidseid epitoope, mis on seondunud MHCII või MHCI molekulidele.
TCR-ist olenevalt esineb kahesuguseid T rakke: αβ vôi γδ. Inimese ja hiire veres on enamus (90%) αβ Τ rakud, ülejäänud (10%) on γδ. Môlemat tüüpi T rakud (αβ ja γδ) vôivad olla nii “helper” kui “ killer ” funktsiooniga. Kôik TCR αβ ja γδ rakud on CD3+, 2/3 αβ T rakkudest on CD4+, 1/3 αβ T rakkudest on CD8+.
Enamus γδ T rakke on CD4-/CD8-. 1-10% γδ on CD4+, 1/3 γδ on CD8+. Toodavad palju tsütokiine. Esinevad peamiselt nahas ja limaskestades. Ekspresseeruvad veres rohkem varajases ontogeneesis (kuni paar kuud peale sündi). Tunnevad ära mitte lipiidseid ligande (bakteriaalseid fosfolipiide) ja HSP.
Erinevalt Ab-st TCR (va γδ) ei tunne vaba antigeeni. TCR variabiilsust ei suurendata somaatiliste hüpermutatsioonide abil.
Tüümuses toimub: T rakkude areng. T rakkude astmeline küpsemine, mis on fenotüübi ja funktsionaalsuse poolest määratletavad. TCR ümberkorraldus. T(α/β) rakkude positiivne ja negatiivne selektsioon.
T raku eellane rändab luuüdist tüümusesse ja siseneb Notch /Notch ligand interaktsiooni abil.
Positiivne selektsioon (koores): seondumine oma MHC-le ja oma peptiidile päästab raku (kui ei seondu, või seondub liiga nõrgalt  apoptoos).
Negatiivne selektsioon (säsis): liiga tugev seondumine oma MHC-le ja peptiidile viib apoptoosi .
Positiivse selektsiooni eesmärk on elimineerida ebaefektiivsed ja negatiivse selektsiooni eesmärk on elimineerida autoimmuunsust põhjustavad T-rakud.
AIRE- transkriptsiooni faktor tüümuses, mis vastutab koespetsiifiliste antigeenide ekspressiooni eest tüümuses. Pakib kromatiini lahti ja vastutab keha valkude ekspressiooni eest. Expression of non- local proteins by AIRE in the thymus reduces the threat of autoimmunity by promoting the elimination of auto-reactive T cells that bind antigens not normally found in the thymus.
MHC restriktsioon- T rakud tunnevad antigeeni ära, kui see on seondunud MHC molekulile, Tc (CD8+) - rakud MHCI, Th (CD4+)- rakud MHCII.
Rakupopulatsioonid tüümuses: CD8+ ehk T- killer rakud, CD4+ ehk T- helper rakud, topeltnegatiivsed rakud (alles tüümusesse sisenenud).
19. T raku aktivatsioon. T raku ko-retseptor molekulid.
T raku aktivatsioon toimub sekundaarses lümfoidses koes naiivse T- raku ja APC (eriti DC) interaktsiooni tagajärjel. Positiivse tagasiside saamise korral partner -rakult järgneb T- rakkude diferentseerumine efektor- ja mälurakkudeks. Efektorrakud migreeruvad põletikukoldesse (kemokiini gradiendi suunas), mälurakud migreeruvad peamiselt nahka ja limaskestadesse (paika, kust sama antigeen võib uuesti saabuda) ja resideeruvad seal aeglaselt paljunedes kuni paarkümmend aastat.
Naiivse T raku aktivatsiooniks on vaja kolme signaali.
APC rakk annab T- rakule
1. (MHC-TCR) ja 2. (B7-CD28, CD40-CD40L) signaali,
3. signaali (IL2- IL2R ) annab T- rakk endale ise.
Kui blokeerida 2. signaal (CD28-B7 seondumine) siis T- raku aktivatsiooni ei järgne. T- rakk muutub “anergseks” - mitte reageerivaks, immuunsüsteemile kasutuks.
T- rakud sisenevad lümfisõlmedesse spetsiaalsete endoteelirakkude (HEV) kaudu ja moodustavad seal APC-dega kontakte. Edasine TCR ja MHC interaktsioon viib TCR kompleksiga seotud CD3 rakusiseste domeenide (ITAM) fosforüülimisele. CD3 on vajalik TCR membraani ekspressiooniks ja signaaliülekandeks (peale TCR-ag-MHC seondumist). Lck poolt fosforüülitud türosiinid on võimelised enda külge siduma teisi kinaase, mis omakorda fosforüülivad lähedal olevaid signaaliülekannet vahendavaid valke. Aktiveerub biokeemiline kaskaad, mis võimaldab signaali liikumist membraani pinnal ja sealt edasi tsütosooli ning sealt omakorda rakutuuma (NFkB). TCR-i interaktsioon MHC-ga ei ole võimeline aktiveerima T- rakku, kui kahe retseptori omavaheline seondumisvõime on selleks liiga nõrk ja seondumine lühiajaline. Kui TCR ja MHC on moodustanud kontakti, siis kokkupuute piirkonda tulevad teised sama raku TCR kompleksid ja moodustavad kontakti MHC kompleksidega, moodustub immunoloogiline sünaps. Aktivatsiooniks vajavad T- rakud veel teist signaali, mida vahendavad kostimulatoorsed molekulid. Kostimulatoorset signaali T- raku pinnal vahendab CD28 molekul. CD28 interakteerub dendriitraku pinnal B7 molekuliga ning alles nende kahe retseptori interaktsioon annab edasi signaali. Kui T- raku ja APC vaheline sünaps on alles algusjärgus, siis dendriitraku pinnal olev B7 molekulide vähene arv ei suuda täiemahulist signaali edasi anda. Selleks, et dendriitrakk ekspresseeriks B7 kõrgel tasemel, aktiveerub sünapsi tekke tagajärjel T- raku pinnal CD40L molekul, mis on CD40- retseptori ligandiks dendriitraku pinnal. CD28 vahendataval signaalil on mitu hästi läbi uuritud tagajärge: transkriptsioonifaktorite aktivatsioon, IL-2 süntees, IL-2R retseptori aktivatsioon.
Ko-retseptorid: CD4 ja CD8, seonduvad MHC molekulidele ja osalevad samuti signaali ülekandes, võimendavad TCR-i poolt saadud signaali, CD4 seondub MHCII-ga ja CD8 MHCI-ga.
20. Nimeta ja kirjelda T helper rakkude alatüüpe, nimeta nende poolt toodetud tsütokiine ja kirjelda nende funktsioone organismis.
Th1 ja Th17- rakuline immuunsus. Th2 ja TFH- humoraalne immuunsus, antikehade tootmise toetamine . Treg- inhibeerib kõigi T- rakkude vastuse.
Th1: IL-2 võimendab T- ja B- rakkude proliferatsiooni, aktiveerib lümfisõlmedes ja põletikukoldes CTL-e. IFNγ võimendab makrofaagide aktivatsiooni (suureneb fagotsütoos), stimuleerib B- rakke sünteesima IgG1 ja IgG3 (opsoniseerimine, fagotsütoos, komplemendi aktivatsioon).
Th2: IL-4 IgG toodang ja IgE toodang (nuumraku aktivatsioon), IL-5 eosinofiili aktivatsioon, IL-10 pärsib proinflammatoorsete tsütokiinide tootmist, inhibeerib MHCII ekspressiooni.
Tc- rakud: tsütotoksilised ensüümid.
21. B raku aktivatsiooniks vajalikud signaalid. Mis järgneb B raku aktivatsioonile? Mille poolest erinevad B1 ja B2 rakud?
B rakk tunneb ära kas lineaarseid või konformatsioonilisi epitoope (valgulisi, karbohüdraatseid ja lipiidseid).
B- raku aktivatsiooniks on vaja kolme signaali. Esiteks antigeeni seondumine BCR-iga, teiseks CD40 ja CD40L kostimulatoorne signaal, mis tuleneb B- raku kontaktist CD4+ Th- rakuga ning kolmandaks Th- rakkudes toimuv tsütokiinide süntees.
Antigeeni seondumine ja signaali edastamine eeldab B- raku pinnal mitme BCR-i kaasamist. Ig-α ja Ig-β edastavad B- raku aktivatsioonisignaali ITAM kaudu. Ig-α ja Ig-β ITAM valmistab B- rakku ette edasist T- raku abi vastu võtma. Umbes 12 tundi peale antigeeni ära tundmist
B- rakud suurenevad, kasvab nende transkriptsiooniline aktiivsus, nad sisenevad rakutsüklisse. B- rakud hakkavad ekspresseerima rohkem MHCII ja kostimulatoorseid molekule. Peamine kostimulatoorne signaal B- raku pinnal on CD40, mis interakteerub T- raku pinnal oleva CD40L molekuliga. Kolmas B- raku aktivatsiooni signaal tuleneb T- raku poolt sünteesitavate tsütokiinide olemasolust, ilma Th2 poolsete tsütokiinide olemasoluta jääb B- rakkude proliferatsioonivõime nõrgaks (IL-4, IL-5, IL10).
Osad aktiveerunud B- rakud diferentseeruvad plasmarakkudeks ja mälurakkudeks, mis toodavad antikehi. Osades B- rakkudes toimuvad somaatilised hüpermutatsioonid ja isotüübi vahetus. Madala afiinsusega ja autoimmuunse retseptoriga B-rakud surevad.
Somaatilise hüpermutatsiooni (viib läbi ensüüm AID) käigus toimuvad muutused antikehade V- regioonides, peamiselt tekivad mutatsioonid neis geenisegmentides, mis kodeerivad CDR3 alasid ja tõstavad antikeha afiinsust antigeeni suhtes. Selle kaudu paraneb oluliselt antikehade afiinsus antigeeniga seondumisel.
Isotüübi vahetuse käigus vahetatakse antikeha konstantset regiooni kodeeriv segment. Algul on kõik antikehad IgM konstantse regiooniga, isotüübi vahetamise käigus toimub B- rakus genoomne reorganiseerumine konstantse regiooni kodeerivate geenide piirkonnas. Isotüübi vahetus muudab Ab effektor funktsiooni muutmata Ab spetsiifilisust ag suhtes.
22. Kirjelda I ja II tüüpi ülitundlikkuse reaktsioone. Tüüp I IgE vahendatud ülitundlikkus. Tüüp II IgG vahendatud tsütotoksiline ülitundlikkus (näiteks reesus konflikt).
Allergia, ülitundlikkus: Immuunsüsteemi sobimatult suur reaktsioon väikesele ja ohutule tekitajale.
Tüüp I: tekib väliskeskkonnast organismi sattunud antigeenide toimel juba varem nende antigeenide suhtes sensibiliseerunud isikutel, kellel on vastavad IgE- klassi antikehad.
1. Süsteemne: anafülaktiline šokk- raske, generaliseerunud (mitut elundkonda haarav ) ülitundlikkusreaktsioon. Kujuneb mõne minutiga, vajab kohest esmaabi (adrenaliini süst- kitsendab veresooni, avab hingamisteed, kõrgendab vererõhku, alandab sügelust).
2. Lokaalne: allergiline nohu , astma, toiduallergia
A type I hypersensitive reaction is mediated by IgE antibodies, whose Fc region binds to receptors on mast cells or blood basophils. Crosslinkage of the fixed IgE by allergen leads to mast cell or basophil degranulation with release of pharmacologically active mediators. The principal effects of these mediators are smooth -muscle contraction and vasodilation.
Tüüp II: tekivad enamasti autoantikehade mõjust kudedele, harvem on need tingitud mikroobidevastastest antikehadest. Koekahjustus tekib seeläbi, et antikehad (IgG1, IgG3) aktiveerivad kudedes leukotsüüte, seostudes nende pinnal olevate vastavate Fc- retseptoritega, võivad aktiveerida ka komplemendisüsteemi klassikalise tee kaudu. Antikehade mõju tulemusena sekreteeritakse aktiveeritud leukotsüütidest mitmesuguseid koerakke lõhustavaid substantse (ensüümid, ROS). Antikehade kinnitumisel rakkude membraanidele toimub aga märklaudrakkude opsonisatsioon ja fagotsüteerimine, otsene komplemendisüsteemi aktivatsioonist tingitud hemolüüs, samuti ka NK-rakkude poolt FcR-i vahendusel esilekutsutud tsütolüüs. Kõiki neid reaktsioone võib leida: alloimmuunsete hemolüütiliste aneemiate, autoimmuunsete (vereülekandest tingitud) aneemiate, kudede siirdamisel tekkinud kiiret tüüpi äratõukereaktsioonide ja mõningate autoimmuunhaiguste korral (Goodpasture sündroom).
Reesus konflikt: Ema ja loote reesus- või veregrupi erinevusest tingitud loote haigusseisund . Reesuskonflikt tekib ema ja loote vahel, juhul kui ema veri on reesusnegatiivne ja loote veri reesuspositiivne . Loote verd võib sattuda raseduse ajal ema verre, kuid suurema tõenäosusega satub see ema verre sünnituse, kirurgiliste manipulatsioonide, abordi käigus. Võõra antigeeni (võõrvalgu) sattudes ema organismi hakatakse selle vastu tootma antikehi. Toimub niinimetatud sensibiliseerumine. Värsked antikehad on suure molekulmassiga ja ei suuda seetõttu läbida platsentaarbarjääri ning seetõttu jääb esimesel korral loode puutumatuks. Järgneva reesuspositiivse loote puhul on aga antikehad sellise molekulmassiga, et läbivad platsenta ja satuvad loote organismi. Antikehad hakkavad loote punaliblesid kui võõrvalke lammutama. Punalibled , mis normaalselt transpordivad hapnikku, lammutatakse ja loote koed kannatavad hapnikupuuduse all, samuti vabaneb lagunevatest punalibledest bioaktiivne aine bilirubiin , mille kõrged kontsentratsioonid kahjustavad loote kesknärvisüsteemi.
23. Kirjelda III ja IV tüüpi ülitundlikkuse reaktsioone. Tüüp III: immunkomplekside poolt tekitatud ülitundlikkus (ja koe kahjustused). Tüüp IV: rakkude (T & MQ) vahendatud ülitundlikkus (TBC, leepra , Ni -allergia)
Tüüp III: antigeen- antikeha- kompleksidest vahendatud koekahjustus. Tekivad suured mittelahustuvad immuunkompleksid, mis peetuvad kudede piirkondades, kus nende tsirkulatsioon on takistatud. Seeläbi aktiveerub komplemendisüsteem ja protsessi lisanduvad Fc- retseptorite kaudu mitut liiki rakud. Koekahjustus võib tekkida autoantigeenidest, bakteriaalsetest antigeenidest ja viirusantigeenidest.
SLE- immuunkompleksid ladestuvad naha, neeru, liigeste kapillaaridesse ning põhjustavad põletikulise reaktsiooni.
Tüüp IV: esinevad autoimmuunhaiguste kui mikrobiaalsete haiguste puhul, kuid on olulised ka transplantaadi hilistes äratõukereaktsioonides. Autoantigeenide või mikrobiaalsete antigeenide suhtes sensibiliseerunud CD4+ T-rakud produtseerivad kudedes tsütokiine, mille tulemusena aktiveeruvad makrofaagid, kujunevad erinevad T-rakkude populatsioonid (Th1, Th17), kahjustuse piirkonda migreerub erinevate omadustega leukotsüüte. Kahjustuse otseseks põhjustajaks on neutrofiilid ja makrofaagid.
TBC ( tuberkuloos )- kudesid lagundav põletik kopsus.
Leepra- nahka ja närvisüsteemi kahjustav nakkushaigus , lööve ja haavandid, sõrmede kahjustused ja amputatsioonid.
Ni allergia- põhjustab dermatiiti.
24. Autoimmuunhaiguste klassifikatsioon , tekke põhjused ja ravi.
„Oma“ vastased (autoreaktiivsed) B- ja T-rakud tekivad ka täiesti tervetel inimestel. Nende eest kaitseb meid immunoloogiline tolerants . Autoimmuunsuse põhjustavad need autoreaktiivsed rakud, mida tolerants ei ole elimineerinud. Immunoloogiline tolerants-lümfotsüütide poolne antigeeni ignoreerimine.
Aegunud klassifikatsiooni järgi jagati autoimmuunhaigused süsteemseteks ja organspetsiifilisteks või paikseteks (sõltuvalt iga haiguse peamistest kliinilis -patoloogilistest tunnustest). Lokaalsed võivad olla näiteks endokrinoloogilised (I tüüpi suhkurtõbi, Hashimoto türeoidiit), dermatoloogilised (harilik vill-lööve) või hematoloogilised (autoimmuunne hemolüütiline aneemia ). Süsteemsed autoimmuunhaigused hõlmavad SLE-d, reumatoid artriiti. Need haigused on seotud autoantikehadega antigeenide vastu, mis ei ole koespetsiifilised.
Autoantikehad oma koe struktuuride vastu
Autoantikehad põhjustavad ebanormaalse füsioloogilise vastuse: retseptori aktiveerimine (agonism). Graves ’i tõbi.
Autoantikehad põhjustavad ebanormaalse füsioloogilise vastuse: retseptori blokeerimine (antagonism). Müasteenia.
Tsöliaakia
Autoimmuunne hemolüütiline aneemia
Hashimoto türeoidiit
Immunkomplekside poolt pôhjustatud kahjustused
koekahjustus  rakkude surm  uus ag vabaneb
Immuunkompleksid ladestuvad veresoontesse, kopsudesse, neerudesse. Neutrofiilide kemotaksis, hapniku radikaalide vabanemine .
Luupus: võimalikud on liigeste, naha, neerude, südame, kopsude, veresoonte ja aju turse ning kahjustus, “libliklööve” ninal ja põskedel, lööved kehal ka teistes kohtades, liigesed valulikud ja turses, tundlikkus päikese suhtes. Immuunsüsteemile esitletakse surnud rakkude tuuma komponentide (DNA, histoonid jne) vastaseid antikehasid. Tekkinud immuunkompleksid ladestuvad kudedesse ja põhjustavad põletikku ning rakusurma. Sealt vabaneb juba uut rakutuuma materjali. SLE puhul võivad olla puudulikud apoptoos, fagotsütoos, DNAaas, komplement. Raviks kasutatakse mittesteroidseid põletikuvastaseid ja malaaria vastaseid ravimeid.
Rakuline patoloogia (valdavalt T rakkude poolt põhjustatud autoimmuunhaigused)
Reumatoidartriit (RA): põletik algab liigesekoest ja seejärel haarab kogu liigest .
Tüüp I diabeet: rakuline patoloogia-praktiliselt ainuke AI, mis on meestel veidi sagedasem . Insuliinist sõltuv diabeet ( juveniilne )- krooniline inflammatoorne insuliini tootvate ß-rakkude hävitamine pankreases (CD8+T). Ravi: Igapäevased süstid/ dieet .
Tekkepõhjused:

• Kaitstud (segregeeritud) antigeenide vabanemine (kõhre, südame ja närvikoe antigeenid). Näiteks autoimmuunne müokardiit tekib peale südamekahjustusi.
  
• Molekulaarne mimikri (reumapalavik peale streptokoki infektsiooni).
  
• B- ja T- rakkude polüklonaalne aktivatsioon (superantigeenid).
  
• Vigane MHCII esitlus mitte APC poolt. Ravimid ( penitsilliin – seondub erütrotsüütidele- põhjustab hemolüütilist aneemiat).
  

AI soodustavad: Soolised iseärasused (AI haigused valdavalt naistel kuna östrogeen on imuunrakkudele stimuleeriv), vanuselised iseärasused (puudulik tolerants, Treg), keskkonnast tingitud faktorid (neurogeenne stress , toit, mikrofloora), geneetilised (AIRE).
Ravi:
Eesmärk- taastatakse immuuntolerants.
Manustatakse puuduvat hormooni (türoksiini, insuliini)
Kortikosteroidid (Tänapäeva meditsiinis kasutatakse sünteetilisi kortikosteroide, kuna nad seonduvad retseptoritele tugevamini. Mõju: Peatab allergilised reaktsioonid. Tugevalt anti-inflammatoorne kuna: Inhibeerib rakkude jagunemise vôi DNA sünteesi, pikendab haava paranemise aega, peatab lastel kasvu.)
Immuunostaatikumid
Anti TNFα- RA
Spetsiaalsed Treg
TCR, BCR blokeerimine (ravi efekt on eri haigete puhul varieeruv)
Plasmaferees
Aspiriin ja analoogid- RA: põletiku pidurdamine
Glükokortikosteroidid – infektsioonide ja kasvajate tekke oht
Multiple sclerosis (MS)
Patoloogia: neuroneid kaitsva müeliini kihi kahjustus. Müeliini kihti lagundavad organismi enda immuunrakud. Neurodegeneratiivne protsess on kroonilise põletiku tagajärg.
25. Nimeta infektsioonidega ( viirused , bakterid , parasiidid , seenhaigused ) võitlemise peamised innate ja adaptiivsed meetodid inimese näitel ja kirjelda neid.
Mikroobide vastase immuunsuse üldine printsiip 1: Infektsioonide vastane kaitse on vahendatud varajase kaasasündinud immuunvastuse ja hilise omandatud immuunvastuse kombinatsioonist. Varajane innate immuunsus teeb kahjutuks enamuse sissetungijatest ja kontrollib infektsiooni seni kuni adaptiivne vastus aktiveeritakse. Osa mikroobe on innate immuunsusele resistentsed (või paljunevad liiga kiiresti)- selliste puhul aktiveeritakse adaptiivne immuunsus. Mikroobi vastane spetsiifiline adaptiivne immuunvastus on alati efektiivsem, kuna B- ja T- rakud paljunevad klonaalselt.
Printsiip 2
Erinevat tüüpi mikroobide vastu genereeritakse erinevat tüüpi immuunvastused.
– Viirused: IFNI, CTL, NK, Ab
– Ekstratsellulaarsed mikroobid: Ab, fagotsüüdid, TH17, (TH1)
– Intratsellullarsed mikroobid: fagotsüüdid + TH1, CTL
– Parasiit- infektsioonid (helmindid): IgE, eosinofiilid, TH2
Printsiip 3
Infektsioonide ja immuunvastuse evolutsioon - nii mikroobid kui peremehed võitlevad oma ellujäämise eest. Infektsioonide tulemus on tasakaal peremehe immuunvastuse ja mikroobide võime vahel seda taluda. Peremehe immuunvastus (eriti viiruste vastane) põhjustab peremehele endale koekahjustusi.
26. Immuunvastus viirushaigustele. Millised faktorid reguleerivad immuunvastust viirushaigustele. Kirjelda gripiviiruse näitel, mis toimub, kui esimesed partiklid sisenevad kurgu limaskesta rakkudesse. Millised tsütokiinid siin osalevad ja millised rakud neid toodavad?
IFN-id takistavad viiruse paljunemist.
NK- rakud ründavad ja hävitavad nakatunud rakke, kui nende pinnal on vähenenud MHCI hulk.
Antikeha tõkestab viiruse sisenemise rakku, soodustab fagotsütoosi ja viiruse lüüsi komplemendi vahendusel.
Tc- rakud kahjustavad märklaudraku membraane perforiinide ja seriini proteaasi - gransüümi abil, samuti aktiveerivad apoptoosiprotsesse surmaretseptorite kaudu. Spetsiifiline immuunvastus algab viirusantigeenide esitamisega rakkudele professionaalsete antigeeni esitavate rakkude kaudu. Th- rakud aktiveeruvad ja sekreteerivad tsütokiine, mis on vajalikud Tc- rakkude kasvuks ja diferentseerumiseks. Küpsedes efektorrakkudeks, hakkavad Tc- rakud ära tundma viirusega infitseeritud rakke.
Interferoon alpha ja beeta (Tüüp I) IFNα, IFNß: Toodetakse viirusega infekteeritud rakkude poolt, difundeerub naaberrakkudele ja soodustab nendel antiviraalsete valkude tootmist (antiviral proteins -AVPs). Peamised tüüp I IFN tootjad on pDC, epiteeli rakud ja fibroblastid.
IFNα/β süntees peatab viiruse replikatsiooni (inhibeerivad translatsiooni, degradeerivad RNA-d, indutseerivad apoptoosi) ja muudab naaberrakud viirusresistentseks.
Interferoon gamma (Tüüp II) IFNγ: Toodetakse lümfotsüütide (Th1), NK ja MQ poolt. Akiveerib neutrofiile ja makrofaage.
Interferooni poolt indutseeritud viiruse vastased mehhanismid- restriktsiooni faktorid (RF): inhibeerivad viiruse replikatsiooni. RF on näiteks raku sisesed membraan -seoselised PRRs, TLRs ( toll like receptors) või raku sisesed tsütoplasmaatilised NLRs (NOD like receptors).
Sünteesitakse ka TNFα (MQ), soodustab apoptoosi, inhibeerib viiruse replikatsiooni.
IL12 toodetakse MQ ja DC poolt, aktiveerib NK rakke ja Th1 rakke.
27. Ekstra ja intratsellulaarsete bakterite vastane kaitse
Peamisteks loomuliku immuunsuse kaitsemehhanismideks rakuväliste tekitajate vastu on komplemendi aktivatsioon, fagotsütoos ja põletiku teke. Gramposiitvsete bakterite seina peptidoglükaanid aktiveerivad komplemendi alternatiivset teed. Sama toimega on gramnegatiivsete bakterite endotoksiin- LPS. Komplemendi aktiivsed komponendid kinnituvad bakteritele ja märgistavad (opsoniseerivad) neid efektiivsemaks fagotsütoosiks. Komplement aktiveerib ka põletikku, sest komplemendi aktiivsed komponendid, anafülatoksiinid (C5a, C3a) meelitavad kohale põletikus osalevaid rakke. Ohuretseptorite kaudu aktiveeritud fagotsüüdid neelavad ja hävitavad baktereid ja toodavad põletikukoldes märkimisväärses koguses tsütokiine. Antikehade kinnitumisel neutraliseeritakse bakteri toksiinide toime või häiritakse bakterite elutegevust (nt kinnitumist). Antikehad võimendavad ka fagotsütoosi (opsoniseeriv efekt) ja nende kaudu aktiveerub komplement.
Esimese kaitseliini intratsellulaarsete bakterite invasioonile moodustavad fagotsüüdid ja NK rakud. Kuigi fagotsüüdid õgivad edukalt paljusid haigusetekitajaid, on viimastel mitmeid võimalusi fagotsüüdi sees ellu jääda. Rakusisene bakteri hävitamine muutub edukaks vaid hüperaktiveeritud neutrofiilis või makrofaagis. Sellise aktivatsiooni saavutavad fagotsüüdid tsütokiin IFNgamma toimel. Seda toodavad infektsioonikoldes olevad NK rakud, mis omakorda saavad stiimuli baktereid neelanud fagotsüütidelt IL-12 kaudu.
Omandatud immuunsuse rakulistest mehhanismidest on põhilised kaks järgmist: Th- rakkude poolne makrofaagide hüperaktivatsioon ja infitseeritud rakkude lüüs tsütotoksiliste T-rakkude abil. Hüperaktiveerudes hävitab fagotsüüt tavaliselt rakusisese bakteri. Kui see siiski ebaõnnestub või bakter põgeneb raku tsütoplasmasse, siis hävitavad nakatunud fagotsüüdi Tc- rakud ja rakuvälisesse ruumi sattunud bakterit rünnatakse antikehade ja komplemendi abil.
28. Kuidas kujuneb välja bakteriaalne septiline šokk? Mis on septilise šoki kliinilised tunnused?
1. Bacterial toxins or LPS bind to TLRs on monocytes, systemically.
2. This results in the production of TNF, IL-1, and other pro-inflammatory cytokines. Fever .
3. Neutrophils are recruited to the blood stream
4. Endothelial cells respond to the TNF, IL-1, lowing blood pressure and resulting in the expression of chemokines by the endothelial cells.
5. Activation and egress of neutrophils from the vessels leads to an oxidative response and more vascular leakage, lowering blood pressure even more.
6. The kinin proteolytic cascade is induced, resulting in production of bradykinin and increased vascular permeability.
7. The coagulation cascade is initiated. Disseminated intravascular clotting occludes small vessels, reducing perfusion of all major organs . Eventually, this contributes to organ failure .
8. Other organs (especially the liver ) are acted upon by the pro-inflammatory cytokines, and begin to produce inflammatory molecules themselves.
9. Myocardial function is reduced by TNF and IL-1, exacerbating the problems with vascular leakage.
10. Death in 50-90% of cases.
Sümptomid:
• Palavik /hüpotermia (üle 38° vôi alla 36°)
• Tahhükardia (90 x min)
• Tahhüpnoe
• Leukotsütoos, leukopeenia või esineb üle 10% leukotsüütide noorvorme veres
• Kahvatus
• Valu
• Paistetus
• Vasodilatsioon (vererõhu langus)
• Organi talitluse häire
29. Ainuraksete ja hulkraksete parasiitide vastane kaitse. Malaaria ja ehinokokkoosi näited.
Eukarüoodi vastu on raske võidelda, kuna haigustekitajal on organismile sarnane biokeemia.
Samuti on hulkrakne parasiit tavaliselt hiiglasuur objekt, sageli tugeva välispinnaga.
Ainuraksetel parasiitidel on sageli keerukas elutsükkel, mille käigus muudetakse korduvalt eluvormi, peremeest ja oma antigeenset väljanägemist.
Loomulik immuunsus: Fagotsüüdid neelavad ainurakseid parasiite, kuid sageli ei suuda neid hävitada. Parasiidid inhibeerivad fagolüsosoomi tekke. Parasiidid jäävad fagotsüüdi sees ellu ja isegi paljunevad. Hulkraksete parasiitide puhul makrofaagid aktiveeruvad ja sekreteerivad bioaktiivseid aineid. Parasiitide kutiikula on sageli neile resistentne.
Ainuraksete parasiitide vastane kaitse on nii humoraalne kui rakuline. Humoraalne - on aktuaalne kui parasiit on vabalt veres. Rakuline - siis kui parasiit on rakus sees.
Ainuraksed parasiidid väldivad immuunsüsteemi: muutes pinna valke (genetic switch ,
Trypanosoma), kesta vahetades ( Plasmodium ).
Malaaria vastane immuunvastus sarnaneb rakusiseste bakterite vastase immuunvastusega:
Fagotsüüdid aktiveeruvad Th1 tsütokiinide (IFNgamma) abil. (Th2 eelistusega indiviidid on malaariale vastuvõtlikumad). Antikehad toimivad parasiidi rakuvälises faasis, kuid malaaria vahetab eluvormi ja põgeneb sellega antikehade eest.
Hulkraksete parasiitide vastane kaitse põhineb peamiselt IgE tüüpi antikehadel ja eosinofiilidel. Aktiveeritud Th2- rakud stimuleerivad antikehade sekretsiooni ja immunoglobuliini klassi lülitumist IgE tootmisele. IgE antikehad kinnituvad parasiidile ning aktiveerivad eosinofiile ja nuumrakke. Tekib tugev põletik, eosinofiilide graanulites olevad valgud kahjustavad parasiidi välismembraani. Sellise Th2- tüüpi immuunreaktsiooni tekkel on olulised tsütokiinid IL-4 ja IL-5.
Ehhinokokoosi vastane immuunvastus: kõrgem tase -IL3, IL4, IL5, IL6, IL9, IL10, IL13, IgE süntees – allergilised reaktsioonid.
30. Primaarne ja sekundaarne immuunpuudulikkus
Primaarne immuunpuudulikkus: geneetilistest või arengulistest defektidest tulenev.
Klassifikatsioon:
Puudub/ puuduvad
• T- või rakuline immuunsus
• B – või antikeha vahendatud immuunsus
• T- ja B- rakuline immuunsus
• Fagotsüütide ja NK vahendatud mittespetsiifiline immuunsus
• Komplemendi aktivatsioon
Esimese 4 punkti juurde lisanduvad ka tsütokiinide, kemokiinide või nende retseptorite puudulik funktsioon.
Mida varasemas diferentseerumise järgus on rakkude areng peetunud, seda enam on puudu immuunrakkude alapopulatsioone ja seda raskem on immuunsüsteemi häire.
Lümfoidne arengutee - mõjutatud on T- ja B- rakud
SCID- IL2, IL4, IL7, IL9, IL15 retseptori γ ahela defekt
WAS- CD43 defekt
IFN-γ puudulikkus
X-liiteline agammaglobulineemia- B rakkude signaaliülekande defekt
X-liiteline hüper-IgM sündroom- defekt CD40L kodeerivas geenis
Tavaline variabiilne IP (CVI)- vähenenud plasmarakkude hulk
Hüper-IgE sündroom (Job sündroom)- kõrgenenud IgE tase
Selektiivne Ig puudulikkus
Ataksia telangiestaasia- vaskulaarne dilatatsioon
Lümfoidne immuunpuudulikkus võib kahjustada B- rakke, T- rakke või neid mõlemaid korraga. B- raku immuunpuudulikkuse korral on inimene nö märklauaks bakteritele. Samas aga viiruste ja seente vastu on immuunkaitse normaalne. Kuna T- rakkudel on immuunsüsteemis keskne osa, siis nende puudulikkus võib kahjustada nii humoraalset kui rakuvahendatud immuunvastust. Kõige tõsisem on kombineeritud puudulikkus ehk korraga nii T- kui B- rakkude kahjustus. Infektsioonid puhkevad juba varases imikueas ning võivad
põhjustada imiku surma, kui ei hakata kohe varakult aktiivselt ravima.
Müeloidne arengutee
Neutrofiilide hulga vähenemine- müeloid prekursori defekt
Krooniline granulomatoosne haigus- defekt oksüdatiivses rajas
Chediak-Higashi sündroom- mutatsioon LYST valgus
Leukotsüütide adhesiooni puudulikkus-defekt adhesioonimolekulide β ahelas
Immuunpuudulikkus on meestel sagedasem, sest paljud IP mutatsioonid on X-kromosoomis.
Sekundaarne immuunpuudulikkus: mingi välise teguri poolt põhjustatud. Toidudefitsiit, nakkushaigused, kasvajad , rasked traumad ja põletused, kiirgused, mürgid, immuunrakkude kaotus.
AIDS: põhjustajaks HIV. AIDSi haigetel on rakulise immuunvastuse puudulikkus ja Th- rakkude vähenemine.
Immuunpuudulikkust võib ravida puuduoleva valgu, geeni või raku asendamisega. Tihti kasutatakse immunoglobuliine.
IP-le on iseloomulik kolme haigusgrupi sagenemine: infektsioonid, kasvajad ja autoimmuunhaigused.
31. Selgita, mida tähendab kasvajate arengus “EEE- Elimination, Equilibrium, Escape : eliminatsioon , tasakaal ja põgenemine”, mis rakud ja tsütokiinid selles protsessis osalevad?
Kasvajarakud on võimelised indutseerima peamiselt just rakulist immuunvastust.
– Tc –tunnevad ära muteerunud valgu + MHC I
– kui MHC I ekspressioon on maha reguleeritud – siis NK atakeerivad kasvajat (lüüs, Ab-ADCC)
– Kasvaja vastases immuunvastuses osalevad ka MQ (Ab-ADCC, TNFalfa, reaktiivsed O, N)
Immunoediting on protsess, mille käigus on organism kaitstud kasvaja eest nende immuunsüsteemi poolt.
Eliminatsioon (kasvaja kõrvaldamine):
– faas I – põletik, mis põhjustab NK rakkude, makrofaagide ja dendriitrakkude liikumist kasvaja juurde, toimub IFNgamma ekspressioon
– faas II – IFNgamma aktiveerib NK ja T rakke ja CXCL9-11 produktsiooni, kasvaja-antigeen viiakse DC abil lümfisõlmedesse
– faas III –B ja T rakkude differentseerumine
– faas IV –CD4 ja CD8 positiivsed T rakud liiguvad tagasi kasvaja juurde, B rakud toodavad antikehi, tsütotoksilised T rakud hävitavad järelejäänud antigeene kandvaid kasvajarakke
Equilibrium (tasakaal):
Eliminatsiooni faasis ellujäänud kasvajarakud on selektiivse surve all lümfotsüütide ja IFNgamma poolt. Need kasvajarakud on tavaliselt geneetiliselt ebastabiilsed ja muteeruvad.
Escape (põgenemine):
Rakud, mis muutuvad eliminatsioonile resistentseks lähevad peale tasakaalu faasi põgenemisfaasi, kus nad hakkavad piiramatult paljunema ja põhjustavad kasvaja tekke.
32. Kasvaja kõrvaldamise organismi poolsed viisid ja kasvajate vastane immuunteraapia.
a) Direct tumor cell killing can be elicited by receptor agonist activity , such as an antibody binding to a tumor cell surface receptor and activating it, leading to apoptosis (represented by the mitochondrion). It can also be mediated by receptor antagonist activity, such as an antibody binding to a cell surface receptor and blocking dimerization, kinase activation and downstream signaling, leading to reduced proliferation and apoptosis. An antibody binding to an enzyme can lead to neutralization, signaling abrogation and cell death, and conjugated antibodies can be used to deliver a payload (such as a drug, toxin, small interfering RNA or radioisotope) to a tumor cell.
b) Immune-mediated tumor cell killing can be carried out by the induction of phagocytosis, complement activation, antibody-dependent cellular cytotoxicity (ADCC), genetically modified T cells being targeted to the tumor by single-chain variable fragment (scFv), T cells being activated by antibody-mediated cross -presentation of antigen to dendritic cells, and inhibition of T cell inhibitory receptors, such as cytotoxic T lymphocyte-associated antigen 4 (CTLA4).
c) Vascular and stromal cell ablation can be induced by vasculature receptor antagonism or ligand trapping (not shown), stromal cell inhibition, delivery of a toxin to stromal cells, and delivery of a toxin to the vasculature.
Immunoteraapia
1. Madalate kostimulatoorsete signaalide võimendamine
Antigeeni presenteerivate rakkude aktiivsuse suurendamine
– viies kasvajarakkudesse GM-CSF-i geeni- kasvaja tootes seda aktiveerib DC
– Kasvajarakkudesse B7 viimine ja sellega kostimulatoorse signaali võimendamine
– kasvatades dendriitrakke koos GM-CSF-i, TNF-alfa, IL-4 ja kasvaja antigeenide juuresolekul
2. Immuunrünnak kasvaja stroomaraku ja vaskulaarsüsteemi vastu
3. Tsütokiinide kasutamine
– interferoonid suurendavad MHC molekulide arvu kasvajarakkude pinnal
– TNF-id põhjustavad kasvaja rakkude surma, takistavad kasvaja verevarustust
4. Monoklonaalsete antikehade kasutamine
– kasutusel juba mitmeid, võivad olla paljalt või konjugeeritud mingi ainega, mis tõstab effektiivsust.
– väga sageli vähi rakud muteeruvad ja Mab muutub tarbetuks
33. Millised ühised immuunsüsteemi komponendid on imetajatel, lindudel, roomajatel , kaladel ? Millised ühised ja millised erinevad immuunsüsteemi komponendid on selgroogsetel ja selgrootutel? Millised erandeid immuunsüsteemides esineb? Mille poolest erinevad inimese ja hiire immuunsüsteem?
Ühised immuunsüsteemi komponendid imetajatel, lindudel, roomajatel ja kaladel:

• Ig (IgM)
  

Imetajatel: IgM, IgG, IgD, IgA, IgE
Lindudel: IgM, IgY, IgA
Roomajatel: IgM, IgD, IgY, IgA
Kaladel: luukalad- IgM, IgD, (IgW), IgT/Z, kõhrkalad- IgM1, IgM2, IgW, IgNar , IgX

• TCR
  
• MHC I ja MHC II
  
• Komplement
  
• NK- rakud
  
• Antimikroobsed peptiidid
  
• Fagotsütoos
  
• GALT, tüümus, põrn, luuüdi (puudub kõhrkaladel)
  

Lümfisõlmed on lindudel ja imetajatel.
Lindudel arenevad B- rakud primaarses lümfoidorganis Bursa Fabricius, Ig geeni konversioon B- rakkudes.
Ühised immuunsüsteemi komponendid selgroogsetel ja selgrootutel:

• Innate immuunsus
  
• Fagotsütoos
  
• Antibakteriaalsed peptiidid
  
• Komplement
  
• Kaitsefunktsiooniga retseptorid
  

Erinevused: selgrootutel puudub adaptiivne immuunsus, selgrootutel puuduvad lümfotsüüdid, selgrootutel puuduvad antikehad.
Inimese ja hiire immuunsüsteemi erinevused:
Mouse
Human
Hemotopoiesis in spleen
Active into adulthood
Ends before birth
Presence of BALT
Significant
Largely absent in healthy tissue
Neutrophils in periph. blood
10–25%
50–70%
Lymphocytes in periph. blood
75–90%
30–50%
Serum IgA
Mostly polymeric
Mostly monomeric
Ig classes
IgA, IgD, IgE, IgG1, IgG2a*, IgG2b, IgG3, IgM * absent in C57BL/6, /10, SJL and NOD mice , which have IgG2c
IgA1, IgA2, IgD, IgE, IgG1, IgG2, IgG3, IgG4, IgM
Ig CDR-H3 region
Shorter, less diverse
Longer, more diverse
IL-13 effect on B cells
None
Induces switch to IgE
MHC II expression on T cells
Absent
Present
Mouse lymph nodes are relatively few and organized into low numbers of simple chains. Lymph nodes of larger species are generally more numerous and organized into more complex chains that individually drain proportionately smaller areas of tissue.
Significant differences in NK cell biology between mice and man have been identified. Mouse NK cell activity in spleen and blood tends to peak early in life (4/10 weeks of age) while in man, NK cell activity is relatively stable throughout life. Mice have high, whereas man has low, NK cell activity in the lung . Fc receptors are easily detected on human, but markedly less so on mouse NK cells.