ANTIGEEN
on immuunvastust esilekutsuv aine, mille toimel organism toodab
antikehi.
Antigeen võib-olla potentsiaalselt organismi kahjustav
kehavõõras aine (nt valk) aga ka
bakterid ,
viirused , mille
sissetungimine organismi põhjustab
spetsiifiliste ,
nende vastu suunatud
antikehade
tekke, samuti
lümfotsüütide
aktiivseks
muutumise.
Antigeenid võivad organismi
tungida naha,
limaskestade , hingamis- ja
seedetrakti kaudu.
ANTIKEHAD
ehk
immunoglobuliinid
(ka
immuunkehad,
kaitsekehad)
on kehavedelikes lahustuvad
essentsiaalsed
molekulid,
mis liigitatakse
glükoproteiinid
hulka ja mida toodavad immuunsüsteemi
B-lümfotsüüdid.
Immunoglobuliinidel on omadus "ära tunda" ja seonduda
antigeenidega.
IMMUNOGEEN
on antigeen, mis kutsub esile immunvastuse. Reeglina makromolekulid.
Kõik immunogeenid on antigeenid, aga mitte alati vastupidi.
Immunogeensus antigeenil sõltub molekuli suurusest, keemilistest
omadustest jne. Nõrgad immunogeenid ei saa degradeerida ja esitleda
T- rakkudele. Suur,
lahustumatu makromolekul on parem immunogeen, kui
väike.
HAPTEEN on
madalmolekulaarne aine,
millel on
epitoop
e.
antikeha seostumise koht, kuid mis ise ei kutsu esile
immuunvastust.
EPITOOP
ehk
antigeenne
determinant
on antigeeni osa, kuhu antikeha
seondub .
Immunogeensus
-
võime esile kutsuda spetsiifilise im.vastuse
(humoraalsel
või rakulisel tasandil).
Antigeensus
–
on
võime
spetsiifiliselt
seonduda AK-de või TCR-iga
KAASASÜNDINUD IMMUUNSUS
moodustab esmase kaitseliini, kiire, kuid mitte tõhus:
Anatoomiline
Nahk – patogeenivastane barjäär, happeline keskkond.
Limaskestad – koosnevad glükoproteiinides. Mikrofloora on patogeenidele konkurendiks.
Rips -epiteelid – väljutab mikroobe
Füsioloogiline
Temperatuur
pH
lüsosoomid,
PRR
Fagotsütoos
Põletikuline – patogeen tungib koesse, tekib põletik, kude tursub. Põhjuseks versoonte muutused (läbilaskvamad), eksudaadi teke, fagotsütoos.
(kuidas
kaasasündinud im. nakkuse ära tunneb)
PRR
tunneb ära patogeenile omased molekulaarseid
struktuure
(PAMP – pathogen associated molecular patterns) – kindlald
molekulid ja stukruurid. (N: LPS, lipoproteiini, peptidoglükaanid).
PAMPe toodavad vaid mikroobid , seega teeb k.i. vahet omal ja võõral.
PRR retseptorid on konserveerunud hästi:
Toll -like receptor (TLR) – tunneb kindlale patogeenide klassile oamsed molekule ( LPSi Gr-bakteritel). Kutsutakse esile esmae mittsespets. im. vastus ja põletik; aktiveeritakse dendriitrakud ning viimasena antigeen-septsiifilien vastus.
Collectins – valgud , lõhuvad bakteride lipiidmembraane; aitavad moodustada agregaate.
OMANDATUD
IMMUUNSUS ei
muutu eluea jooksul; toimib kiirest ning olemas on mälu. Ei kandu
edasi. On seotud just lümfotsüütidega – s.t B- ja T-rakkudega
ehk antigeen-septsiifiline
lümfotsüütide vastus.
Vajab toimeks erilisi rakke/organeid:
- B- rakud – antikehad
- Th-rakud – abistavad
- Tc-rakud – tapavad
- Dendriitrakud – võimaldavad T-rakkudel antigeeni ära tunda
- Makrofaagid - fagotsüteerivad
- Neutrofiilid – fagotsüteerivad
Th
ja Tc tasakaal 2:1, kui rikutud see, siis autoim haigused ja
im.puudulikkus.
O.i.
on iseloomulik:
Spetsiifilisus
Mitmekesisus
Immunoloogiline mälu
Oma vs võõra eristamine
Inimesel
esinevad antikehade põhiklassid on:
- immunoglobuliin A (IgA)
- immunoglobuliin D (IgD)
- immunoglobuliin E (IgE)
- immunoglobuliin G (IgG)
- immunoglobuliin M (IgM)
Immuunsüsteem
töötab kolmel erineval moel:
HUMORAALNE
IMMUUNSUS
on spetsiifiline immuunsus, mis on vahendatud plasmarakkude poolt
toodetud antikehade poolt. Siia kuuluvad ka komplemendi valgud. AK
toodavad B-lümfotsüüdid.
RAKULISE IMMUUNSUSE
on igasugune omandatud immuunsus, mille puhul organismile võõrad struktuurid tuntakse ära ja kõrvaldatakse teatud rakkude poolt
(neutrofiilid, makrofaagid, T-lümfotsüüdid). Antikehad aitavad
fagotsüütidel võõrkehi ära tunda. Rakulist immuunsust kannavad
ka T-lümfotsüüdid,
mille pinnal on nakatatud rakke ära tundvad retseptorid. Veel üheks
rakulise immuunsuse kandjaks on loomulikud tapurrakud.
T-lümfotsüüdid ja loomulikud tapurrakud täiendavad üksteist:
need nakatatud rakud, mis jäävad märkamatuks T-rakkude poolt,
äratavad loomulike tapurrakkude tähelepanu, ja vastupidi.
Lümfokiinid
on valgud, mida toodavad T-abistajarakud.
Need on võimelised iseseisvalt ära tundma haigusetekitajaid ja
eritama lümfokiine,
mis stimuleerivad jagunema B-rakke,
T-rakke, loomulikke tapurrakke ja
makrofaage.
Iga
võõras valk (antigeen) kutsub organismi sattudes esile
immuunvastuse – talle vastavate antikehade sünteesi. Kuna see
protsess võtab veidi aega, peavad esmalt käivituma
MITTESPETSIIFILISED
KAITSESÜSTEEMID
– fagotsüüdid, komplemendi valgud ja NK-rakud.
Antikehad tunnevad antigeenist ära teatud väikse
osa
ja seonduvad
antigeeniga .
Antikehadele on iseloomulik kõrge
spetsiifilisus.
Kui organismi sattub antigeen, siis see reageerib antikeha
molekulidega vähestel
B-lümfotsüütidel,
mis juhtuvad sobima
antud antigeeniga. See B- rakk aktiveerub ,
hakkab kiiresti jagunema ning vastavaid antikehi eritama, tekitades
kloonitud
rakupopulatsiooni.
Kui antigeen kaob, siis kaovad ka antikehi tootnud B-rakud, kuid
väike osa neist jääb pikaealisteks
mälurakkudeks,
mis võimaldavad tulevikus sama antigeeniga kohtudes tekitada
immuunvastuse kiiremini ja tõhusamalt. Sellel
mehhanismil põhineb ka vaktsineerimine .
T-rakkude
pinnal on samuti antigeeni
siduvad retseptorid (TCR),
mis sarnanevad antikeha molekulidele, kuid T-rakud ei hakka neid
antigeeniretseptoreid eritama. T-raku antigeeni siduv retseptor tunneb antigeeni ära ainult
siis,
kui see on juba töödeldud
lühikesteks peptiidideks
näiteks makrofaagide
poolt. Tsütotoksilised
T-rakud
tunnevad ära ja tapavad rakke, mille pinnal on eksponeeritud
võõras peptiid .
T-abistajarakud
tunnevad samuti ära rakkude pinnal eksponeeritud
võõraid peptiide,
kuid vastuseks sellele nad eritavad lümfokiine,
mis aitavad käivitada
antikehade sünteesi B-rakkudel
ja võimendavad tsütotoksiliste T-rakkude toimet.
T-raku
retseptor (TCR) ei tunne ära vaba AGi, peab olema ühenduses erilise
valguga, koesobivusantigeeniga
( MHC1 ). Th-rakud
tunnevad AG ära koos MHC2 valguga.
NK
rakud
ehk natural
killers cells
– mittespets, tsütotoksilised rakud. Oskavad eristada terveid vs
nakatunuid rakke. Olemas CD16 retseptor.
NKT
rakud
ehk natural killer T cells
– sarnanevad nii NK kui ka T- rakkudega: olemas TCR, seondub CD1
retseptoriga (sarnane MHC1ga), ka CD16 ja killer-omadused.
CD
ehk cluster of differentiations
– leukotsüütide spetsialiseeritud rakkude pinnale
ekspresseeritavad markervalgud,
mis iseloomsutavad antud raku funktsiooni ja CD järgi rakkude
klasterdamine erinevatesse rühmadesse paigutamine toimub selle järgi
,milline AK teda ära tunneb. (CD4 + Th; CD8 + Tc).
Interferoonid
on valgud, mida rakud sünteesivad vastuseks viirusnakkusele ning
need valgud takistavad viiruste levikut organismi teistele rakkudele.
Sellele mittespetsiifilisele immuunvastusele järgneb
spetsiifiline immuunvastus :
patogeen aktiveerib otse või makrofaagide vahendusel lümfotsüüdid.
Makrofaage
leidub ringlemas kõikides kudedes. Makrofaagid on tavaliselt
esimesed
rakud,
mis kohtavad organismi tunginud antigeeni. Makrofaagid lagundavad patogeeni
ning sellest pärinevad peptiidid eksponeeritakse makrofaagi pinnal koos koesobivuskompleksi valkudega,
kus T-abistajarakud need ära tunnevad ning alustavad tsütokiinide
sünteesi.
Fagotsüüt
ehk õgirakk lagundab fagotsütoosi (kapseldavad võõrkeha enda sisse) teel
võõrkehi ja apoptoosi läbinud raku osakesi. Seega mängivad
fagotsüüdid olulist rolli hulkraksete organismide immuunsüsteemi
funktsioneerimises.Teatud suuri
õgirakke
nimetatakse makrofaagideks.
Erütrotsüüdid
e. punased vererakud .
LEUKOTSÜÜDID
e. valged vererakud:
Granulotsüüdid
a)
Neurtofiilid e. polümorfonukleaarsed leukotsüüdid
b) Basofiilid ja nuumrakud
c) Eosinofiilid
Monotsüüdid ja makrofaagid
Lümfotsüüdid
B-lümfotsüüdid ja plasmarakud - arenevad vereloome tüvirakkudest loote maksas ja hiljem diferentseeruvad luuüdis. Nendest arenevad plasmarakud kui antigeen seostub nende pinnal ekspresseeruva retseptoriga ning nad saavad T-abistaja rakkudelt signaali. Iga plasmarakk sekreteerib ainult ühe kindla spetsiifikaga antikehi e. immuunoglobuliine.
T-lümfotsüüdid:
T-abistajad - tunnevad ära viiruse peptiide kui need on esitletud antigeeni esitlevate rakkude pinnal kompleksis MHC klass II valguga. Sekreteerivad tsütokiine ning aktiveerivad makrofaage ja B-lümfotsüüte.
T-allasurujad - suruvad maha teiste T-rakkude ja/või B-rakkude poolt vahendatud immuunvastust
Tsütotoksilised T-lümfotsüüdid - tunnevad ära viiruse peptiide, mis on seotud MHC klass I molekulidega. Nad aktiveerivad ja lüüsivad rakke, mille pinnal viiruse peptiid on esitletud.
Loomulikud tapjarakud - Need on suured granulaarsed lümfotsüüdid, mis tapavad viirustest nakatanud rakke ja kasvajarakke.
Antigeeni
esitlevad rakud: dendriitrakud, monotsüüdid, makrofaagid ja B-
lümfotsüüdid.
Dendriitrakud ja makrofaagid ekspresseerivad oma
pinnal MHC klass II valke.
B-rakkude
ja T-rakkude suur vahe seisneb ka antigeenide äratundmise
erinevuses. B-rakud tunnevad antigeeni ära oma natiivses
ehk tavalises olekus.
Nad tunnevad ära vabu
antigeene
veres või lümfides, kasutades BCR
või membraaniseoselisi
immunoglobuliine.
Samas
tunnevad T-rakud antigeenid ära töödeldud
vormis,
kui nad on peptiidifragmendid.
Antigeeni esitleva raku MHC
molekuli abiga esitletakse antigeen T-raku retseptorile.
KLONAALNE SELEKTSIOON
on omandatud immuunsuse põhimõte, mis väidab, et omandatud
immuunvastuse annavad iseseisvad antigeen- spetsiifilised lümfotsüüdid, mis on organismi enda suhtes tolerantsed.
1 lümfotsüüt = 1 retseptor, mis on spetsiifiline ühele antigeenile.
Lümfotsüütide selektsioon toimub antigeenile seondumise efektiivsuse alusel.
Retseptorite mitmekesisus peab katma antigeenide mitmekesisuse, seepärast spetsiifilisus vajab mitmekesisust.
Selektsiooni
mitte läbinud lümfotsüüdid lähevad apoptoosi ja
fagotsüteeritakse. Positiivne selektsioon toimub tüümuse koores ,
negatiivne säsis.
Täpsemalt:
Iga lümfotsüüt kannab ainult üht tüüpi antigeeni retseptorit, mis on unikaalse spetsiifikaga
Organismile võõra molekuli ja sellele vastava lümfotsüüdi retseptori seostumine viib lümfotsüüdi aktivatsioonile
Diferentseerunud effektorrakud, mis tekkisid aktiveerunud lümfotsüüdist kannavad vanemrakkudele identse spetsiifikaga retseptoreid (aktiveeritud rakud = effektorrakud; aktiveerimata = naiivsed)
Lümfotsüüdid, mis kannavad organismi enda molekulidele spetsiifilisi retseptoreid elimineeritekse lümfoidse koe varajases arengus (nn. negatiivne selektsioon).
Esimene kohtumine AG-iga -> PRIMAARNE
IMMUUNVASTUS, teine kohtumine -> SEKUNDAARNE IMMUUNVASTUS.
Kui kahjulik patogeen satub inimese kehasse esimest korda, kutsub see
esile primaarse
immuunvastuse. Antigeeni esialgse äratundmise järel aktiveeruvad
B- ja T-lümfotsüüdid,
mis asuvad patogeeni hävitama.
U
10 päeva hiljem hakkavad B-lümfotsüüdid tootma infektsioonist jagusaamiseks erilisi valgumolekule– antikehi
–, mis on võimelised organismi tunginud patogeeni kui võõrkeha
märgistama.
Antikehad ei tunne ära mitte tervet antigeeni, vaid sellest ühte
kindlat
piirkonda,
epitoopi.
Aktiveeritakse ainult neid lümfotsüüte, mis suudavad ära tunda
parasjagu ründavat patogeeni. Aktiveerimata rakke nimetatakse
naiivseteks, aktiveeritud rakke aga
efektorrakkudeks.
Sekundaarne
immuunvastus
ilmub siis, kui see sama antigeen, mis korra juba oli, satub uuesti
inimese kehasse. See vastus on palju kiirem ja efektiivsem. Kaitsereaktsioon kutsutakse
sama patogeeni vastu kiiremini
esile. Selle tagab asjaolu, et osa efektorrakke
diferentseerub
pikaealisteks
mälurakkudeks,
mis
sünteesiti primaarse vastuse ajal. Sekundaarne vastus on võimalik
tänu mälurakkudele.
MONOTSÜÜDID
ehk mononukleaarsed
fagotsüüdid,
kuuluvad valgevereliblede e. leukotsüütide hulka ja on
fagotsütaarsete omadustega. Nad produtseerivad ka interferooni, mis
on kehaomane immunostimulaator. Monotsüütide teke on kiirem ja
veres püsimise aeg pikem kui sarnase toimega
neutrofiilidel.
Monotsüütide hulga tõusu veres e. monotsütoosi
võib täheldada krooniliste põletike korral, viirusinfektsioonide
korral, samuti ka tuberkuloosi puhul.
Kõik
vererakud saavad alguse vereloome
tüvirakkudest
(hematopoetic
stem cells, HSC).
Tüvirakud
on rakud, mis võivad differentseeruda
teisteks rakutüüpideks.
Vereloomerakud on pluripotentsed
st.
nad on võimelised differentseeruma kasutades eri radu ja seetõttu
genereerivad ka eri
tüüpi vererakke.
HEMATOPOEES
st punaste ja valgete vererakkude areng algab loote arengu esimestel
nädalatel embrüonaalses munarebu kotikeses, seal olevad tüvirakud
differentseeruvad esmasteks
erütroidseteks rakkudeks,
mis sisaldavad embrionaalset hemoglobiini . 3-dal raseduskuul HSCs
migreeruvad loote maksa, siis põrna.
Loote
varajases arengustaadiumis tekivad hemingoblastid,
mis võivad differentseeruda nii vere kui vaskulaarseteks
endoteeli rakkudeks.
Neist
algab nii primitiivne kui ka lõplik hemotopoees
ning arenevad
välja veresooned . Vereloome
e. hematopoeesi
käigus arenevad potentsetest vereloome tüvirakkudest
eri
diferentseerumise
radasid
kasutades
küpsed
vererakud.
Iga vererakkude diferentseerumise rada reguleeritakse
individuaalselt.
Täiskasvanud
organismis toimub vereloome luuuüdis
ja
põrnas,
harvemini
ka maksas, neerudes, neerupealistes ja rasvkoes .
Vereloomel
on kaks põhilist teed:
- Lümfoidne – B, T ja NK-rakud, mõned dendriitrakud.
- Müeloidne - erütrotsüüdid, granulotsüüdid (monotsüüdid) megakarüotsüüdid ( vereliistakud ), basofiilid, eosenofiilid, neutrofiilid, nuumrakud, dendriitrakud.
PRIMAARSED
LÜMFOIDORGANID
– toimub algselt lümfotsüütide teke vereloome tüvirakkudest ja
nende funktsioonale küpsemine ning diferentseerumine B ja T
lümfotsüütideks.
- Luuüdiks nimetatakse luu õõnsuses paiknevat kude. Jaguneb kollaseks ja punaseks luuüdiks. Sünnijärgses perioodis paikneb inimese vereloome ehk hemapoeetiline kude punases luuüdis.
- Tüümus - asub südame kohal otse rinnakuluu all. Tüümuse parenhüümil eristatakse tsentraalselt paiknevat säsi ja seda ümbritsevat koort. Ainus lümfoidorgan, kus immuunvastust ei genereerita. Tüümuse epiteelitrakud toodavad hormoone: tümosiini ja tümoetiini. Endotermaalset päritolu rakud koos makrofaagidega loovad barjääri, millega küpsevad T rakud eraldatakse ülejäänud organismist. Samuti loovad nad barjääri tüümuse koore ja säsi vahele, kus toimuvad küpsemise eri faasid . Lümfotsüütide küpsemise käigus nad interageeruvad struuma rakkudega, mis toodavad regulatoorseid faktoreid ja MHC I ja MHC II molekule. Tüümuses toimub negatiivne ja positiivne selektsioon.
SEKUNDAARSED
LÜMFOIDORGANID
ehk perifeersed lümfoidorganid -
on
spetsiifilised, peamiselt lümfoidkoest koosnevad elundid , mis on
paigutunud teiste kudede suhtes selliselt , et oleks tagatud
maksimaalne tõenäosus patogeenide ja lümfotsüütide kontaktiks.
On spetsiifilise immuunreaktsiooni toimumispaigaks. Siia kuuluvad
põrn, lümfisõlmed, tonsillid . Veresooned
ja lümfisüsteem
ühendavad neid organeid ühtseks funktsionaalseks tervikuks. Lümfis
ja veres on palju
leukotsüüte - osalevad immuun vastuses. Neist ainult
AG-spetsiifilistele lümfotsüüdidele
on omane: mitmekesisus, spetsiifilisus, mälu, oma/võõras
eristamine.
- Põrn on suurim lümfoidorgan, mille funktsiooniks on elimineerida veres leiduvaid antigeene. Sinna saabunud veri denereeritakse läbi lümfoidkoe võrgustiku. Põrnas toimub vereringesse sattunud patogeenide kahjustamine ja vanade- kahjustunud vererakkude fagotsütoos. Põrn jaguneb punaseks ja valgeks pulbiks. Punases pulbis toimub kahjustatud vererakkude fagotsütoos makrofaagide poolt. Valge moodustavad lümfoidkoe kogumikud, koosnevad peamiselt B ja T lümfotsüütidest. Valges pulbis toimuvad spetsiifilised immuunreaktsioonid, lümfotsüütide aktiveerumine, proliferatsioon, diferentsioon ning antikehade süntees.
- Lümfisõlmed paiknevad lümfisoonte ühinemiskohtades. Lümfotsüüdid satuvad sinna verega ja lahkuvad sealt koos lümfiga. Seal toimub patogeenide kahjustamine.
Veel
on lümfoidfolliiklid.
Neid ei käsitleta organitena, kuna puudub kapsel , mis eraldaks neid
ümbritsevatest kudedest. Paiknevad potentsiaalsetes patogeenide
sissekäigu väratites ( nt suus mandlid ).
Suur
antigeeni molekul aktiveerib B-rakke, mis toodavad hulga tema vastu
suunatud antikehi. Tekkivate antikehade segu nim POLÜKLANOOLSETEKS
ANTIKEHADEKS (PKA). Tunnevad
ära ja seostuvad paljude epitoopidega antigeeni molekulil.
Saadakse
loomade korduval süstimisel (immuniseerimisel) vastava antigeeni
lahusega.
PKA
saamine:
Antigeen segataks adjuvandiga ( substants , mida lisatakse immuniseerimise käigus, et suurendada immunvastuse tugevust) ja süstitakse loomale
Vastusena esimesele antigeeni süstile tekib loomale primaarne im.vastus, mille tulemusena tekib madala tiitriga antisseerum, mis sisaldab suures hulgas IgM tüüpi antikehi
Pärast ooteperioodi süstitakse looma uuesti, et saada loomal sekundaarne im.vastus. Korratakse mitu korda. Iga süstimse tulemusena tekib järjest kõrgema tiitriga antiseerum , mis sisaldab suures hulgas IgG antikehi.
Antiseerum saadakse looma verest. Lastakse hüübida, eemaldatakse erütrotsüüdid ja teised vererakud ning mõningad seerumvalgud.
Antikehade puhstamine antiseerumist.
Homogeenset
antikehade populatsiooni on võimalik saada B lümfotsüütide
liitmisel kasvajarakkudega. Saadud rakuliine kutsutakse
HÜBRIDOOMIDEKS.
Toodavad ühte kindlat liiki antikehi – MONOKLONAALSEID
ANTIKEHI (MKA).
Reageerivad vaid ühe epitoobiga antigeeni molekulis. On identsed
antikehad, toodetakse ühe klooni poolt.
B-RAKKUDE
ARENG
hõlmab kahte faasi:
1)
AG-sõltumatu
B-rakkude
küpsemise faas luuüdis;
2)
küpsete B-rakkude antigeenist
sõltuv aktivatsioon
ja differentseerumine perifeerias,
mille tulemusena tekivad antikehi sekreteerivad plasmarakud
ja
mälu B-rakud.
B-rakkude
areng saab alguse lümfoidsetest
tüvirakkudest,
need prolifereeruvad ja differentseeruvad pro-B
rakkudeks,
Ig-sid raku pinnal veel pole; sünteesitakse ainult µ- ahelat ; on ka
pseudo L ahelad , edasi pre-B
rakkudeks ja seejärel immature-B-rakkudeks.
Kerga
ahel on välja valitud. Toimub muutus RNA processingus. Saadakse
mature-B-rakud,
nende
pinnal on mIgM
ja mIgD.
Küpsesse staadiumisse jõuab ca
10% B-rakkudest, nad väljuvad
luuüdist
ja siirduvad perifeeriasse.
Kui
+
Ag
siis B rakk aktiveerub, toimub proliferats.,
edasi
differentseerumine plasma ja
mälu
B
rakkudeks.
Pro-B
rakkude prolifereerumine ja differentseerumine pre-B
rakkudeks sõltub ümbritsevast mikrokeskkonnast, mida pakuvad luuüdi
struuma
rakud.
T-RAKKUDE
ARENG tüümuses on kompleksne protsess ja oluline imetaja immuunsüsteemi
kujunemisel. Diferentseerumise protsessis arenevad naiivsed T rakud
kas tsütoplasmaatilisteks
või abistaja
T rakkudeks
ja protsess hõlmab muutusi efektormolekulide
geenide transkriptsiooni regulatsioonis
ning T rakkude pinnamolekulide
ekspressiooni regulatsioonis.
Enamus
T rakke, sisenedes tüümusesse, ei
ekspresseeri CD4
ja CD8
(DN)
ning
kutsutakse tümotsüütideks.
Tümotsüüdid
pääsevad tüümusesse läbi veeni, kus nad esmalt liiguvad
subcapsular
regiooni,
kus toimub nende t-retseptorite ümber organiseerumine. Tümotsüüdid
on
suuremad kui küpsed T-rakud ja prolifereeruvad aktiivselt.
( Varaste tümotsüütide eellaste puhul: kui rakud edukalt reorganiseerivad
oma TCR-b
lookuse ning ekspresseerivad funktsioneeriva eel-TCR- kompleksi, siis
nad paljunevad kiiresti ja teevad läbi edasise diferentseerumise ekspresseerides ko-retseptoreid
CD4 ja CD8. Signaalid kantakse üle eel-Tαβ retseptorite raku
proliferatsiooniks ja CD4/CD8 ekspressiooniks
(DP))
Aktiivset
proliferatsiooni aitavad stimuleerida mitte lümfoidsed tüümuserakud,
mis sekreteerivad
tsütokiini.
α ja β ahelate geenide ümberkorraldused, on vajalik RAG-1 ja RAG-2
valkude aktiivsust. Pärast
proliferatsiooni,
pääsevad rakud edasi tüümuse korteksisse. Seal interakteeruvad
nad tüümuse struuma
rakkudega,
makrofaagid ja dendriitrakud ekspresseerivad MHC I ja MHC II
molekule
oma
rakkude pinnal, aitavad läbi viia selektsiooni.
Selles
punktis arenev tümotsüüt ekspresseerib nii CD8 kui
ka CD4 retseptorit, kui ka alfa, beeta TCR. Kui retseptor tunneb
tüümuse raku pinnal ära
MHCI
molekuli, siis ta saab omale ellujäämise ja sobivus signaali. Rakud
lõpetavad CD4 ekspresseerimise
ja
jäävad ekspresseerima CD8. Tümotsüüdid, mis omavad
ellüjäämissignaali võivad minna edasi
positiivsesse
selektsiooni. Kui tümotsüüt tunneb
ära MHCII molekuli, saab ta samuti ellujäämise signaali ja
lõpetab
CD4 ekspresseerimise ja järkab CD8 ekspresseerimist.
Tümotsüüdid,
mis ei tunne kumbagi
molekuli
ära lähevad apoptoosi.
Samuti rakud, mis tunnevad liiga tugevalt
molekule, suunatakse tugeva signaali abil apoptoosi.
Negatiivne
selektsioon
– elimineeritakse T rakud, kes reageerivad liiga tugevasti self-MHC
või reageerivad self-MHC+self peptide. Valik toimub üle
MHC-peptiid kompleksi ja TCR afiinsuse. TCR peab ära tundma self-MHC ja ei tohi ära tunda oma peptiidi + MHC.
Positiivne
selektsioon
MHC (I/II) peptiidse kompleksiga tüümuse epiteliaalsete rakkude
küljes lubab tümotsüüdil minna järgmisesse etappi , kus DP muutub
SP ( single positive )
ehk tekib kahte tüüpi
CD4+CD8-
või
CD4-CD8+
T rakud,
mis on vastavalt abistaja
ja
tsütolüütilised T rakud
(vastavalt MHC I / MHC II). Elimineeritakse rakud, kes ei tunne ära
oma MHC-d.
Pro-T
rakk migreerub tüümusesse raseduse 8-9 nädalal, veel ei
ekspresseerita
pinnaretseptoreid
(CD4, CD8, TCR); ei ekspresseerita veel
RAG1
ja RAG2 valke, mis vajalik TCR ümberkorraldusteks.
MHC
VALGUD
on kõrgelt
polümorfsete geenide produktid ,
mida ekspresseeritakse erinevate rakkude pinnal. Koosneb
ca 100 geenist. Indiviidide vahel erinevad alleelide DNA järjestused
5-10 % st. eri indiviidide poolt ekspresseeritavad geeniproduktid on
unikaalset struktuuri erinevustega. MHC alleelide vahel võivad
aminohapete erinevused olla kuni 20 aa.
MHC molekulid, mida antud indiviidil ekspresseeritakse, ei muutu elu
jooksul.
Koesobivusantigeen
I
(MHC
I)
-
raku
pinnal asuv
valgukompleks,
millega seonduvad
rakus sünteesitavate valkude fragmendid .
On glükoproteiinid,
mida
ekspresseeritakse kõigi tuumadega rakkude pinnal. Sisaldavad kahte peptiidahelat:
- raske e. α-ahel sisaldab 3 domääni:
α1
α2
α3
Igaüks
neist sisaldab ca 90 aa, lisaks veel:
25 aa membraanset osa (hüdrofoobne)
tsütoplasmaatilist saba (30aa)
- kerge e. Β-ahel - seondub mittekovalentselt α-ahela ekstratsellulaarse osaga.
α
ja β ahelate ühinemine on vajalik MHC molekulide viimiseks raku
membraanile.
Esitlevad
peptiidi TC
rakkudele.
Koesobivusantigeen
II
(MHC
II)
-
raku
pinnal asuv valgukompleks, on glükoproteiinid, mida
ekspresseeritakse
APC (makrofaagid,
dendriitrakud, B-rakud)
pinnal. MHC
II koosneb kahest sarnasest ahelast α
ja
β
(33 ja 28kD), mis on omavahel seotud
mittekovalentse sidemetega,
mõlemad
polümorfsed.
Esineb:
peptiidi siduv osa: (α1ja β1); glükosüleeritud; üks S-S sild .
Ig-line domään: (α2ja β2). Β2 tunneb CD4-ja.
transmembraanne osa
tsütoplasmaatiline osa – lühike, ei sisalda fosforüleerimissaite, sealt signaali edasi ei kanta.
Sellega
seondunud võõrvalgu fragmente tunnevad ära Th-rakud.
MHC
molekul määrab ära T-rakkude aktivatsiooni,
mitte sellega seotud antigeen. Kogu T-rakkude repetuaar valitakse
välja tänu MHC molekulidele. MHC
valke kodeerivad geenid koonduvad lookustesse, mida kokku nim. MHC kompleks . MHC kompleksi nimetatakse inimesel HLA
kompleksiks, (asub 6-ndal kromosoomil).
MHC
geeni koonduvad lookustesse. Klass I ja klass II lookuste vahele jääb komplemendi valkude lookus , mis on klass III lookus. On
komplemendi valgud (C4;C2;BF ) ja põletiku vastuses osalevad
tsütokiinid TNF-α ja TNF-β, samuti heat - shock valgud.
MHC
valke ekspresseeritakse kõigil kõrgematel selgroogsetel
rakkude pinnal.
MHC
geenide lookused on kõrgelt polümorfsed
st.
et antud populatsiooni igas lookuses eksisteerib palju ühe geeni alternatiivseid vorme e alleele.
Geenid
MHC lookuses
paiknevad tihedalt koos, seetõttu pärib indiviid MHC lookuste alleelid , st. mõlemilt vanemalt. Iga alleelide set’i nim.
haplotüübiks.
Indiviid pärib ühe haplotüübi emalt, teise isalt. Päritud
alleelid ekspresseeritakse kodominantselt
st
mõlemalt vanemalt päritud geeniproduktid ekspresseeritakse
üheaegselt samal rakul.
Kui
B-RAKK
AKTIVEERITAKSE antigeeniga,
siis rakk alustab prolifereerumist ja differentseerumist, et toota
populatsiooni, milles on antikehi
sekreteerivad plasmarakud ja mälu-B-rakud.
Naive-
B rakk aktivatsiooniks on kaks teed, T-rakkust sõltuv ja mittseõltuv
tee.
TD-rakkude
aktivatsiooniks vaja:
1)
AG;
2)
kontakt T-rakuga;
3)
tsütokiinid.
TI-
võivad B-rakke aktiveerida ja AK-de sekretsiooni indutseerida ka
ilma T-rakkudeta.
Samuti
on vaja B raku aktivatsiooniks kahte
signaali.
TI
annab antigeeni seondumine mõlemad signaalid, TD annab antigeeniga
seondumine ainult 1
signaali
ja teise signaali jaoks on vaja
T-rakku.
Esimeseks
signaaliks
on seondumine B raku retseptoriga BCRga. Antigeen seondub IgM ja IgD
pinnaretseptoritega B raku pinnal. B raku retseptor saadab signaali
rakku edasi, kui kaks või enam molekuli on kõrvuti toodud, ehk siis cross - linked . Igα
ja Igβ moodustavad
heterodimeer. Interakteeruvad IgM,IgD jt.trans membraanse osadega.
Need kaks molekuli koos moodustavad B lümfotsüüt antigeeni
kompleksi. Nende tsütopl.sabades on
ITAM
moodulid (türosiinid). Igα ja Igβ-ga seonduvad src
family kinaasid
(Fyn, Blk, Lck). Aktiveerumine toimub läbi
fosforüleerumise,
loovad
koha syc
kinaasile,
seejärel toimub syc
aktivatsioon- ja käivitub rakusisene signaalide kaskaad . B-raku ko-retseptor koosneb kolmest membraanseotust valgust: TAPA-1
(CD81), CR2 (CD21),ja
CD19.
Nemad võimendavad reaktsiooni.
Teine signaal
tuleb CR2 retseptori vahendusel, mis on retseptoriks komplemendi
valgule C3.
Kui
on vaja Th rakku, siis esmalt, antigeeni seondumine IgM genereerib
signaali, mis viib klass II MHC molekulide ekspressioonini. Antigeen
võetakse endotsütoosi abil sisse ja lagundatakse peptiidideks. Esitletakse antigeen. Th rakud tunnevad antigeen-MHCII kompleksi
ära, mille tulemusena Th rakk aktiveerub. Th rakk ekspresseerib
CD40L ja interaktsioon CD40 tagab teise signaali. B rakk hakkab
tsütokiinide retseptoreid tootma ja Th tsütokiine. Seondumine nende
vahel tagab signaali, mis on vajalikud B raku proliferatsiooniks ja
diferantsiooni
plasma ja mälurakkudeks. Tsütokiinidel on ka tähtis roll
antikehade tüübi määramiseks, mida tootma hakatakse.
TD
korral toodetakse kõrge afiinsusega antikehi, see tuleb sellest, et
annavad b rakule edasi signaali, et nad toodaksid kõrge afiinsusega
antikehi.
TI
korral on madal afiinsusega antikehad.
ANTIGEENIDE ESITLEMINE JA ÄRATUNDMINE T-RAKKUDE POOLT
T
rakk tunneb ära kompleksi (MHC+peptiid),
mis on talle esitletud rakumembraani pinnal. Valguline antigeen peab
olema degradeeritud
peptiidideks
(antigen
processing).
On
kaks teed, endogeenne ja
eksogeenne.
Degradeeritud
peptiidid
seonduvad
MHC molekulidega (raku sees) ja seejärel kompleks peptiid-MHC
transporditakse raku membraanile
ja paisatake raku pinnale,
seda nimetatakse antigeeni esitlemiseks e. antigen
presentation.
MHC
I-ga
on seotud endogeensed peptiidid,
mis protsessitekse raku tsütoplasmas.
Endogeensed antigeenid produtseeritakse viiruste
poolt,
replitseeruvad peremees rakus, protsessitakse proteolüütilises
süsteemis ja esitletakse MHC I klass molekulide poolt. Intratsellulaarsed valgud lõigatakse lühikesteks
peptiidideks
proteosoomi poolt. Protesoomi kaks subühikut genereerivad
peptiide,
mis seonduksid eriti hästi MHC I molekulidega. Lõikamine toimub
protesoomi kanalis . Peptiid, mis genereeritakse tsütosoolis,
transpordirakse
ERi,
mis võimaldaks interaktsiooni MHC molekulidega. TAP
võimaldab seda transporti. Klass I MHC molekulid vajavad peptiidi,
et saavutada stabiilsus. Esiteks alfa ahel ja beeta2 mikroglobuliin assotseeruvad ER membraani proteiini kalneksiiniga
(chaperon).
Selle kompleksi sidumine TAPi külge initseerib peptiidi
kinnipüüdmise MHC poolt ja dissotsiatsiooni seejärel
kalneksiinilt. Osad
peptiidid ei seondu molekuliga üldse, osad seonduvad, aga on
ebastabiilsed. Stabiliseeritud
MHC molekul transporditakse läbi Golgi raku pinnale.
Eksogeenne
antigeen
on
ühinenud antigeeni
esitlevate rakkude APC-dega
nagu nt makrofaagid, dedtiidrakud, B lümfotsüüdid.
Ekstratsellulaarne
antigeen seondub
APC
ja siseneb rakku,
seejärel
lokaliseerub
endosoomides.
Endosoomides
olevad proteolüütilised
ensüümid
aitavad protsessida
antigeeni
MHCII molekuli jaoks.
Klass
II alfa
ja
beeta
ahelad on seotud ERiga. Alfa
ja beeta ja invariantne ahel sünteesitakse ERis, mis transporditakse
seejärel Golgi kompleksi. Golgist transporditakse eksotsüütilise
vesiikuli abli
endosoomi.
Endosoomis algab invariantse ahela proteolüüs. Proteiin nimega invariant II on seotud alfa ja beeta ahela pakkimisega, ER
väljumise võimaldamisega. MHC
invariantne kompleks
transporditakse varajasse endosoomi. MHC molekul võtab avatud
struktuuri. Ahel CIIP seondub osaliselt protsessitud antigeeniga.
Lüsosoomis ClIP eemaldatakse. MHC
antigeen
kompleks liigub raku pinnale.
Antigeeni
protsessing peatatakse keemiliste
agentide ja
proteaaside inhibiitorite
abil.
Mittepeptiidset
päritolu AG esitlemine
- need
antigeenid tuntakse samuti ära immuunsüsteemi poolt. Selliseid
antigeene esitlevad CD1 perekonna molekulid. CD1 perekonna molekul+
β2
mikroglobuliin = sarnane MHC I-ga
Kui
mikroobil on sellised valgud,
millest ükski ei seondu MHC-le,
siis
jääb ta T-rakkudele märkamatuks! Kui mikroob muteerub nii, et ta MHC-le ei seondu võib tagajärg olla
traagiline! See
seletab MHC
polümorfismi
vajaduse (popultsiooni sees suur hulk erinevaid alleele)
Igal
inimesel on palju erinevaid MHC I ja II geene. MHC seondumise vajadus
seletab ka miks peptiidid
iseenesest
on halvad antigeenid.
Märklaudrakud
–
(MHC I pinnal). Kui Tc rakud võõrpeptiidi ära tunnevad, siis see
rakk lüüsitakse.
APC
rakud
– (MHC II pinnal). Makrofaagi otseseks eelaseks monotsüüdid. Prof APC
esitlevad
Ag-i MHC II abil ja nende kostimul. signaal üle B7 aitab algatada T
raku aktivatsiooni.
Dendriitrakud
-
Dendriidid tekitavad
algse im. vastuse, neid palju MHC II pinnal; aktiveerivad naive TH
rakke.
Parimad
T raku aktivaatorid .
Makrofaagid
aktiveeritakse fagosütoosi teel. Aktiveeritud M-il kõrge MHCII ja
B7 ekspressioon tase ja nad aktiveerivad T-mälu ja effektorrakke,
aga
ei aktiveeri naive T-rakke.
B-rakk
osaleb
APC-na T-raku
aktivatsioonis.
Puhkav
B-rakk
ei ekspresseeri
pinnal B7-t ja ei saa aktiveerida naive-T-rakku, kuid saab
aktiveerida
mälu-
ja effektor-T-rakke.
Aktiveeritud
B-raku
MHC II tase on ülesreguleeritud ja seal algab ka B/7 ekspressioon
ning see B-rakk võib
aktiveerida
naive, memory, effector T cells
T-RAKKUDE
POOLT ANTIGEENIDE ÄRATUNDMINE JA AKTIVATSIOON
T-
lümfotsüütide pinnal asub valk (retseptor), mille
geenides
toimuvad ümberkorraldused sarnaselt neile,
mis
leiavad aset B-lümfotsüütide küpsemisel.
Varieeruvate
alade tõttu T lümfotsüüdi retseptoris
tunnevadki
need rakud paljusid eri antigeene ära.
T-rakud
aktiveeruvad, kui nad tunnevad ära MHC-antigeen kompleksi.
- Hakkavad tootma tsütokiine
- Paljunevad
- TH - regulatoorsed funktsioonid
- TC - tapavad nakatanud raku (tsütolüüs).
T-rakkudel
on antigeensed retseptorid TCR-CD3
kompleks,
ko-retseptorid CD4/CD8;
lisaks osalevad T-rakkude aktivatsioonil mitmed lisavalgud
(adhesioonimolekulid, signaalikandjad jt.). T-rakkude käitumine
sõltub ka peptiidist. TCR-ist
olenevalt esineb kahesuguseid T rakke αβ
vôi γδ.
Inimese veres on enamus (90%) αβ
heterodimeerid, ülejäänud (10%) on γδ.
Môlemad tüüpi T rakud vôivad olla nii “helper” kui “killer”
funktsiooniga.
γδ
T rakud on CD8-
ja CD4-;.
Ligandideks
on
põhiliselt fosforüleeritud
mittepeptiidsed metaboliidid,
mida rakus on raku endi omi ja bakteriaalseid. Retseptorite
repetuaar
- suhteliselt väike, sest metaboliitide varieeruvus ei ole suur.
Äratundmine
on:
MHC- laadne (kasutatavad MHC-d on mitteklassikalised)
superantigeen-laadne (superantigeenid seonduvad Vβ elemendi kaudu mittespetsiifiliselt)
allosteerilise efekti kaudu – (ligand seondub γδ retseptoriga- konformatsiooni muutus, mille tunneb ära teise raku retseptor)
AG-AK laadne.
γδ
T rakud
– osalevad autoimmuunsuse kujunemisel,
samuti kasvajarakkude ja self-stress valkude äratundmisel
50…95%
inimese γδ
T rakkudest ekspresseeerib
ühte
kindlat TCR varianti - γ9
/δ2.
Mittepeptiidseid
antigeene
tunnevad ära T rakud: αβ TCR+CD4-+CD8-; αβ
TCR+CD8+, γδ
TCR+CD4-+CD8- .
Nii humoraal kui rakulises imm.vastuses on kesksel kohal T rakkude
aktivatsioon ning klonaalne ekspansioon. Th-rakkude aktivatsioon
algab Th TCR-CD3 kompleksi interaktsiooniga APC pinnal.
Initsieeritakse biokeemiliste sündmuste kaskaad, mis indutseerib
resting Th rakku to enter the cell cycle (Go—Gi); Th –prolif. ja
differentseeruvad mälu ja efektor -rakkudeks. Th rakus aktiveeritakse mitmed geenid, millede produktid on olulised
interaktsioonides AG-ga ja äratundmisel.
1)
vahetud (ekspresseeritakse 30’ peale AG äratundmist); kodeerivad
transkriptsioonifaktoreid c-Fos, c-Myc, c-Jun, NF-AT, NF-kB.
2)
varajased (1-2h jooksul); kodeerivad erinevaid tsütokiine: IL-2;
IL-3; IL-6; IFNγ jt).
3) hilised geenid –ekspresseeritakse enam kui 2p hiljem st.peale AG
tundmist; kodeerivad adhesioonimolekule. Aktiveeritakse erinevad
signaalirajad.
BCR
ja TCR
Kuna
mõlemad retseptoritel on väga lühike tsütoplasmaatiline domään,
peavad nad assotsieeruma invariantsete signaali ülekande
molekulidega, selleks, et genereerida rakusisene signaal.
IgαIgβ BCR jaoks
CD3
TCR
jaoks.
BCR
on raske ahel ja kappa /lambda ahel. BCR retseptoriks
on antikeha.
Multivalentsed antigeenid saavad otse seonduda BCR ja sellega
põhjustada BCR cross-linki, mis tagab signaali ülekande.
TCR
on
alfa/beeta/ gamma /delta ahelad. TCR on heterodimeer.
Kaks ahelat on disulfiid sidemetega seotud T-raku plasmamembraani
külge. Geneetilise mitmekesisus
–
T-rakud ei
läbi somaatilist mutatsiooni
ega Class switching,
ei genereerita V(D)J rekombinastiooniga. Koretseptoritena kasutav BCR
CD19 ja CD21 ja TCR CD4 ha CD8.
B
rakud ja T rakud tunnevad ära erinevad substante kui antigeeni. B
rakk kasutab siis raku pinnal seotud immunoglobuliini kui
retseptorit. BCR tunneb ära natiivse
antigeeni.
TCR tunneb peptiid-MHC
kompleksi
ära. TCR vajab, et talle esitletakse
peptiidi koos MHC klass
molekulidega.
Üheks
sarnasuseks võiks lugeda selle, et nad mõlemad annavad
signaali edasi türosiinkinaaside abil
st vajavad türosiinkinaase
vastavalt t raku või b raku aktivatsiooniks.
NK
RAKUD
Organismis
on veel ka lümfotsüütidele lähedasi rakke, mida kutsutakse NK-
rakkudeks. (NK- natural
killer)
. Need osalevad kasvajarakkude
hävitamises
ning ka viiruste poolt nakatatud rakkude hävitamises. NK rakkude in
vitro uurimine on näidanud, et kui
nad on aktiveeritud, siis nad on võimelised tapma kõikvõimalikke
rakke.
Organismis käituvad nad aga väga selektiivselt,
tappes ainult võõraid
ja nakatatud
rakke, kuid mitte normaalseid rakke. Tuntakse nii positiivseid
retseptoreid
(mis vastava ligandiga seostumisel käivitab NK-rakus sihtrakku
surmava aktiivsuse), kui ka negatiivseid
retseptoreid
(mis ei lase NK-rakul sihtrakku tappa). Üheks ligandiks, mis seostub
nn. negatiivse
retseptoriga
ja mis seega pidurdab sihtraku tapmise NK-raku poolt, on suure
koesobivuskompleksi
klass I antigeenid
(MHC klass I). Need valgud on olemas enamikes normaalsetes kudedes
kuid tihti on nende valkude ekspressioon kadunud vôi alanenud
kasvajarakkudes vôi ka viiruste poolt nakatatud rakkudes.
Kuna
tsütotoksilised T-lümfotsüüdid vajavad sihtraku tapmiseks
MHC-antigeenide olemasolu, siis NK-rakkude puhul on asi vastupidi -
MHC
antigeenide puudumine on signaaliks NK-rakkudele, et tegemist on
'kahtlase' rakuga.
Siit on näha, et NK-rakud ja T-lümfotsüüdid täiendavad
teineteist: NK-rakud tapavad neid rakke, mis T-lümfotsüütidel jäi
kahe silma vahele.
Kuidas
im.süsteem kaitseb organismi patogeenide eest.
Patogeenide
selektiivse surve all on meil tänaseks väljakujunenud keerukas
immuunsüsteem. Loomulik
süsteem
– tagab esmase kaitse, aktiveerib adaptiivse immuunsuse (antikehad
ja T-rakuline vastus).
Bakterid
sisenevad organismi tavaliselt hingamisteede, seedetrakti või
urogenitaalse trakti kaudu või haavandid nahas, limaskestadel.
Organismi im.vastus sõltub nakatava patogeeni kogusest ja
virulentsusest. Madalast nakkustasemest saab jagu innate immuunsus.
Kõrgema nakkustaseme ja suurema virulentsuse korral vastab
bakteriaalsele nakkusele adaptiivne immuunsus, eelkõige AK-d.
Mõnedel
juhtudel, ntks kui bakter paljuneb rakus, on im.vastuseks
spetsiifiline delayed-type
hypersensitivity
(DTH)
vastus. Immuunvastus ekstra -ja intratsellulaarsete bakterite vastu on erinev.
Eksotokiine
toodavad ja sekreteerivad ekstratsellulaarsed bakterid,
eksotoksiinid
avaldavad erinevat kahjulikku toimet organismile ja halvavad ka
immuunsüsteemi aktivatsiooni.
Eksotoksiinid
on superantigeenid.
Aktiveerivad
T-rakke mittespetsiifiliselt
ja põhjustavad süsteemset põletikureaktsiooni, mis halvab
omakorda adaptiivsed immuunvastused. Ekstratsellulaarsed
bakterid replitseeruvad väljaspool rakku. Elavad veres, kudedes, kopsus , urogenitaaltraktis, seedeelundkonnas - põhjustavad põletikku
ja kudede destruktsiooni
Eraldavad toksiine :
- Endotoksiinid - bakterite raku kesta komponendid (LPS
- Eksotoksiinid – bakterite poolt sekr-tud (N: difteeria toksiin)
Toksiinid aktiveerivad tsütokiinide produksiooni, moduleerivad kinaaside jt
ensüümide aktiivsust. Ekstratsellulaarsete
bakterite vastase immuunsuse eesmärk on elimineerida bakterid ja
neutraliseerida toksiinid ja seda teevad hästi antikehad.
Intratsellulaarsed bakterid elavad
raku sees.
Nende vastu on loomulik
immuunsus ebaefektiivne,
kuna
bakterid on lüsosoomidele resistentsed, seetõttu infektsioonid on
sageli kroonilised. NK rakud on parim kaitse IC infektsiooni korral:
NK
suudavad ise hävitada nakatunud raku, sünteesivad INFγ-t,
mis aktiveerib teisi rakke. Omandatud
immuunsus - peamiselt cell mediated.
Th1
CD4+ Th rakud aktiveerivad CD8+ Tc rakke.
IC bakterid elavad raku sees -kättesaamatud AK-dele.
Th
rakkude poolt sekreteeritavad tsütokiinid on tähtsal kohal: N:IFNγ
on väga tähtis. Ta aktiveerib makrofaage
veel
aktiivsemalt kahjutuks tegema sissesöödud patogeenid .
Endotoksiinid
on mikroorganismi rakuseina integraalsed koostisosad, mis kutsuvad esile põletikulise vastuse.
Tulemuseks
- jõuline polüklonaalne antikehade immuun vastus LPS-ile.
Süsteemse
bakteriaalse nakkuse endotoksiinid võivad käivitada immuunvastuse
akuutse faasi. Põletikulise vastusega kaasnevad koe kahjustused/ purustused või
nakatunud raku hävitamine(killing) – ikka selleks, et hävitada
organismi sissetunginud patogeen. Sageli on tulemuseks ka immuunpatoloogia .
Viirused
elavad raku sees. Viirus saab organismi sisse tungida põhiliselt
ikkagi limaskestade kaudu või haava kohast. Peremehe organismi sees
hakkavad viirusnakkusele vastu nii innate
kui adaptive i. mehhanismid , et teha viirus kahjutuks. Kas see õnnestub sõltub sellest, kui efektiivsed on peremehe kaitsemehhanismid antud viiruse taktika vastu. Paljud viirused kasutavad nakatamisel kaitsmiseks mõeldud mehhanisme ja retseptoreid. Viiruste
esmane toime
on sageli tsütopaatiline
(lüüsivad
rakud), kuid viirused võivad pikka aega püsida ka latentses
faasis (N:HIV). Teised
viirused (N: influenza , rõuged) eelistavad ellujäämise
strateegiat,
kus toimub nakkuse kiire,
efektiivne levik infektsiooni akuutses
faasis.
Viiruse elimineerimiseks on organismis spetsiifilised effektor -mehhanismid
ja mittespetsiifilise vastuse mehhnismid.
Spetsiifilise
vastuse osa:
1.
Neutraliseerivad AK-d - seonduvad viirusega, kui ta on rakust
väljas;
2.
CD8 T rakud (CTL) - vajavad Th
rakke (tsütokiinide tootjad) ja kostimulatsiooni nakatunud rakkudelt.
Mittespetsiifilised:
Tüüp
I interferoon suudab inhibeerida viiruse replikatsiooni.
Inhibeeritakse
valgu süntees /viiruse replikatsioon .
INF
α/β
seostuvad ka NK rakkudega ja tõstavad NK rakkude lüütilist
aktiivsust.
NK-rakud
lüüsivad nakatunud rakud, sest need ei esitle enam AG-ne.
Interferoonid
on antiviraalsed valgud, mis takistavad viiruse paljunemist. On
väikesed (15-30kD), taluvad kuumust ja madalat pH-d. On eriti
olulised akuutsete, lühiajaliste infektsioonide puhul, ei avalda
mõju infekteeritud rakule on peremehe, aga mitte viiruse
spetsiifilised.
Paljud
viirused neutraliseeritakse AK- de poolt - tähtis infektsiooni
akuutses faasis ja reinfektsionide korral. AK-d on efektiivsed kui
takistavad kas viiruse seondumist rakuga või blokeerivad viiruse
envelope fuseerumist raku plasma membraaniga.
Kui
viirus on jõudnud latentsesse faasi (kui viiruse DNA integreerub
peremehe kromosomaal DNA-sse), siis on Th ja Tc rakud põhilised
antiviralkaitses.
Aktiveeritud
Th1 rakud toodavad IL-2, IFNγ,
TNF-i, mis vastavad viirusele otse või kaudselt .
Spetsiifilised
Tc rakud tekivad 3-4p jooksul peale infeks algust, Tc max.7-10 päeva
pärast, millal enamus virioone elimineeritakse Tc poolt ja seejärel
toimub spetsiifiline Tc langus.
Seened:
Eksisteerib ca 1 milj seene liiki, neist ca400 põhjustab haigusi
inimestel.
Neid
haigusi klassifitseeritakse:
- Infektsiooni koha järgi
- Virulentsuse järgi
- primaarsed (kõrgelt virulentsed, nakatavad terveid inimesi);
- oportunistlikud (sobiva juhuse tahtel) – nakatavad põhiliselt immuunsupresseeritud organisme.
Seente
elutsükli produktid võivad olla: toksilised, kartsinogeensed või
põhjustada isegi hallutsinatsioone.
Osa
on rakuvälised, osa on rakusisesed . Tugevate kestadega. Neid saab
hävitada hapniku radikaalidega ja madala pH juures. Spetsiifilise
immuunvastuse osas on olulisem rakuline
vastus.
Inimene saab seentega üldjuhul hästi hakkama. Immuunpuudulikkusega
inimesel võivad hakata vohama.
Loomulik
immuunsus kontrollib edukalt seentega nakkusi. Neutrofiilide abil
toimuv fagotsütoos saab hakkama enamusega seentest.
Neutropeenia
(madal
neutrofiilide arv)- sellised inimesed on vastuvõtlikud
seenhaigustele.
Komplemendi rajad
- edukas immuunvastus; TLRs seen .inf. vastuseks.
Parasiidid : ainuraksed , sooleussid, nematoodid . Rohkem on neid troopikas. ca 30 %
elanikkonnast kannatab nende käes. Malaariat põeb 600miljonit
inimest, nendest 1-2miljonit sureb igal aastal. Parasiidid suudavad
mitmel moel imuunsüsteemi üle kavaldada. Paljudel on tugev kest ja
teised paljunevad
makrofaagides. Immuunkaitses on oluline IgE
im.vastus
- (baso-ja eosinofiilid). Parasiitidel on erinevad arengustaadiumid
ja osa neist on sageli vaheperemeestes. Loomulik
immuunsus on ebaefektiivne (kui parasiit suudab tungida organismi, siis seal suudab ta ka ellu
jääda ). Komplement on ebaefektiivne; fagotsüüdid võivad hoopiski infeksiooni levitada, paljundada.
Omandatud immuunsus, eri parasiitidele on eri vastus. Ainuraksete parasiitide vastane kaitse on nii
humoraalne kui rakuline.
- Humoraalne kaitse, siis kui parasiit on vabalt veres.
- Rakuline kaitse, siis kui parasiit on raku sees.
Ainuraksed
parasiidid väldivad immuunsüsteemi: muutes pinnavalke (genetic swich).
ALLERGIA on
spetsiifiliste immunoloogiliste mehhanismide poolt vallandatud
ülitundlikkusreaktsioon.
Ülitundlikus jaguneb allergiline
ja
mitte
allergiline.
Allergiline jagunev omakorda IgE
vahentatud ja
mitte IgE vahendatud.
Allergeenid
on allergilist reaktsiooni põhjustavad antigeenid.
Tavaliselt
glükoproteiinid, molekulaarmass 15–50 kDa.
Valgu
allergeensus
sõltub tema epitoopide
arvust,
mis võibolla termolabiilne
või termostabiilne
– denaturatsioon kuumutamisel võib muuta valgu vähem
või rohkem allergeenseks
või luua uusi allergeene.
Hapteen
on madalmolekulaarne ühend, mis muutub
allergeeniks, seostudes kandjavalguga.
Peamised
teed, kuidas allergeenid organismi pääsevad on hingamisteed ,
silma sidekest, nahk, seedetrakti limaskest, toidu, ravimitega ja
veri (putukamürk).
Peamised
allergia teket mõjutavad tegurid on:
- Kontakt allergeeniga - oleneb kogusest ja ajast, töötlemine ja organismi sisemine tee.
- kaitsebarjääride läbilaskvus
- immuunreaktsiooni mõjutavad tegurid.
Allergiaid on mitmesuguseid. On:
- hingamisteede ja silma allergiahaigused
- naha allergiahaigused
- seedetraktiallergiad
- IgE vahendatud
- mitte IgE vahentatud.
Esimesed
on näiteks oraalne allergiasündroom, millega kaasneb huulte , suu
limaskesta sügelus ja turje jmt, mao sooletrakti nähud, millega
kaasneb oksendamine jmt. Teisteks on näiteks allergiline
eosinofiilne ösofagiit, gastriit ha gastroeneriit, millega kaasneb
kõhuvalu, oksendus jne, toiduvalgu enterokoliit ja proktiit, millega
kaasneb kõhulahtisus ja veriroe, ja paljud teised.
Anafülaksia
on
raske, generaliseerunud , mitut
elundkonda haarav ülitundlikkusreaktsioon.
Võibolla eluohtlik hingamisraskuse või järsust vererõhu langusest tingitud
šoki tõttu,
kujuneb
mõne minutiga, vajab kohest esmaabi.
Toiduallergia
on imikutel levinud, kuid vanusega sageli hakkavad taluma : lehmapiima 3
a vanuselt 75–90%, muna 5 a vanuselt 57%, kala, maapähklit 15%.
Kuid samas võib kujuneda aeroallergeenide allergia , atoopiline ekseem enamasti taandub, kuid 50–80%-l kujuneb allergiline nohu v
astma.
Viimastel
aastakümnetel on allegiahaigused arenenud riikides oluliselt
sagenenud,
seda eriti lapse- ja noorukieas. Allegiahaiguste levimuses on suuri
erinevusi.
Üheks
oluliseks probleemiks on ristallergia,
mis võib esineda näiteks bioloogiliselt lähedaste liikide vahel,
nt virsik ja aprikoos. Allergia diagnoosimiseks tehakse küsitlusi ja
nahateste. Ükski
meetod ei määra 100%-lise kindlusega isiku
allergilisuse/mitteallergilisuse.
Nahatestideks
on:
- nahatorketest, mida tehakse IgE-vahendatud allergia korral. Mõõdab nii spetsiifilist IgE-d, mediaatorite vabanemist nuumrakust kui ka koereaktsiooni mediaatoritele
- Epikutaan e aplikatsioon e lapitest , mida tehakse aeglast tüüpi ja kombineeritud allergia korral (atoopiline ja kontaktdermatiit )
- IgE antikehade määramine vereseerumis – RAST, ELISA , CLA - Esineb kvalitatiivne seos testi tulemuse ja kliiniliselt olulise allergia vahel: kõrgem tiiter – suurem allergia tõenäosus, ei sõltu ravimitest, naha reaktiivsusest, uuritava seisundist. Omab väiksemat tundlikkust ja spetsiifilisust kui nahatestil. Puuduseks on see, et on kallim, seetõttu kasutatakse, kui nahatest pole võimalik või nahatesti tulemus ei rahulda
- Provokatsioontest - allergeeni manustatakse šokkorganisse: nahale, silma, ninna, bronhidesse või suu kaudu. Esineb veenvaim tõestus, et antud allergeen vallandab haigusnähte. Samas negatiivne test ei välista täielikult ülitundlikkust ja samuti võib olla valepositiivne – platseebo. On kallis, keeruline, aeganõudev, esineb anafülaksia oht.
Nahateste
ei saa teha allergia ägenemise, oluliselt kahjustatud naha, teatud
ravimite kasutamise korral.
Allergia
raviks on allergeenide vältimine, tolerantsuse kujundamine,
medikamentoosnne ravi jmt.
HIV,
AIDS, IMMUUNPUUDULIKKUS
HIV
kuulub retroviiruste
perekonda lentiviiruste hulka.
HIV on RNA
viirus.
Avastati 1983 aastal. 1986 aastast nimetatakse HIV-ks.
Vastavalt
praegusele taksonoomilisele liigitusele jaguneb viirus kolmeks
subtüübiks :
- HIV-1 - 9 alatüüpi. Eestis on registreeritud alatüübid B, A, H
- HIV-2
- HIV-0.
Retroviirus ,
genoomiks -2 RNAd , tema kapsiidi pinnal on 2 olulist valku gp
120
ja gp
41.
gp
120
seondub suure afiinsusega T-rakkude
CD4
molekulile
(vajalik
ka kemokiini
koretseptor). Kui kemokiini
retseptor
on mutantne,
siis inimene ei nakatu.
gp41
on vajalik T-rakkude membraanist läbitungimiseks.
Viiruse
RNA genoom transkribeeritakse cDNAks - proviirus
RT
abil. Proviirus integreerub peremehe genoomi.
HIV-i
võimalik hoida teatud määral kontrolli all RT
inhibiitoriga
AZT
(3-azido 3-deoksü-tümidiin) abil.
Monotsüütidel/makrofaagidel
on koretseptoriks CCR5.
Koreseptorite olemasolu selgitab, miks ühed HIV-1 strains eelistavad T rakke, teised makrofaage.
Seega HIV viirus võib kinnituda ka dentriid rakudele ja
makrofaagidele. Haiguse
progresseerumise aeg väga erinev. Üldiselt
10 aasta jooksul.
5
– 10 % HIV positiivsetel pikka aega haigus ei progresseeru.
Viiruse
peamine paljunemiskoht organismis on lümforetikulaarne
kude,
peamiselt lümfisõlmed
ja luuüdi.
CD4
rakkude hulga vähenemine viib
rakulise
immuunsuse nõrgenemisele.
Langetab
vastupanuvõimet eelkõige intratsellulaarsete
mikroobide ja
viiruste suhtes.
HIV infektsioon nõrgendab
ka humoraalset immuunsust ja immunoloogilist
mälu.
Mikroobid
ei vallanda organismis adekvaatset immuunreaktsiooni.
AIDS
on omandatud immuunpuudulikkuse sündroom.
AIDS ehk HIV-tõbi on HIV-nakkuse
lõppfaas.
AIDSi väljakujunemisel on inimese kaitsesüsteemi töö tugevasti
häiritud ning organism muutub väga vastuvõtlikuks kõikvõimalikele
haigustekitajatele.
HIV-1
väliskeskonnas ebastabiilne. Kandub üle:
verega
otse. Proviiruse cDNA integreerub tuuma ja võib jääda pikaks ajaks
latentsesse seisu.
AIDS
areneb välja siis kui
CD4
T-rakke on jäänud 10 korda vähem algsest.
Päris nakatumise algul toimub viiruse kiire paljunemine. Viirust
aktiveerivad
kõik aktivaatorid, mis aktiveerivad CD4 T-rakke:
1)seondumine
AG-le;
2)tsütokiinid;
3)PAB
aktivaatorid.
Algul
sünteesitakse põhiliselt regulatoorseid valke, alles lõpus tehakse
pakkimiseks vajalikud valgud ja peremeesrakk lüüsitakse. HIV
nakatab ka makrofaage,
kus ta võib pikka aega pesitseda. Paljud haiguse ilmingud on
tingitud nakatunud
makrofaagide poolt sünteesitud tsütokiinidest. 60-70% AIDSi haigetest jäävad dementseteks. Makrofaage ei lüüsita.
Kui CD4 T-rakud on hävitatud, käib rakuline immuunsus alla.
Kui
vähem kui 200 T-rakku/mm3,
siis:
1)organism
ei suuda enam võidelda rakusiseste bakterite ja viirustega,
seenhaigustega;
2)
arenevad kasvajad (Caposi sarkoom ).
3)
makrofaagide geenide aktivatsioon muutub - dementsus.
On
takistatud ka uute CD4 T-rakkude küpsemine. gp120 sünteesitakse ka
lahustuva valguna rakkude kokku sulatamiseks. Seondub ka nakatumata
rakkudele, takistades nende funktsioneerumist. Tekivad ka antikehad
gp120 ja gp41 vastu.
Kui antikehad seonduvad
gp120-ga,
siis makrofaag
võtab viiruse enda sisse, mida too ootabki. T-rakuline immunsus ei saa funktsioneerida, sest regulatsioon blokeeritud.
HIV-nakkuse
ülekandumine emalt lapsele võib toimuda raseduse käigus,
sünnitusel või rinnapiimaga toitmisel. Sünnituse
käigus on nakatumisrisk 25–30%
ning see sõltub jällegi ema haiguse staadiumist – mida kaugemale
on arenenud haigus, seda suurem on ka risk – ning veel paljudest
muudest faktoritest.
Vaginaalse
sünnituse korral on risk nakkust saada suurem kui keisrilõikega
sünnitades. Rinnapiimaga nakatumise risk on 7–22%.
HIV-nakkuse
ülekandumist emalt lapsele saab vastavate ravimitega ära hoida!
Nakatumise tõenäosust on võimalik vähendada mõne protsendini.
VAKTSIIN
on vahend kunstlikult
kujundamaks immunoloogilist mälu.
Esimeseks vaktsiiniks oli lehma rõugete tekitaja Vaccinia
viirus, millega Ed. Jenner nakatas poissi ja poiss omandas immunsuse
Variola
viiruse
ehk rõugete suhtes ( 1798 ). Tänapäeval on vaktsiine 26
nakkushaiguse vastu.
Vaksineerimisel
kasutatakse
töödeldud
haigustekitajat,
mis ei ole võimeline haigust tekitama, kuid tagab siiski immuunsuse
tekke. Vaksineerimisel
tutvustatakse organismile võõraid antigeene, mis pärinevad
haigustekitajatelt ning nii õpetatakse organismi nende vastu
võitlema. Samas ei haigestuta selle protsessi käigus tegelikult.
Tekivad
B-ja
T mälurakud
mistõttu esineb uuel rünnakul kiire immunoloogiline kaitse.
Ideaalse
vaktsiini omadused:
- laialdaselt kasutatav (st kasutatav kõikjal üle maailma)
- temperatuuri (kuumuse) kindel,
- esineks efektiivne pikaajaline mõju ühekordsel kasutamisel ,
- oleks sobiv kasutamiseks väikelaste vaksineerimisel.
Passiivse
immuniseerimise
korral, ei kutsuta esile immuunsüsteemi aktivatsiooni ja ei teki
immunoloogilist mälu, kaitse on lühiajaline ja ajutine. Selleks on
näiteks mao hammustuste korral antav vaktsiin. Viiakse sisse puhastatud mürgiga seonduvaid antikehi.
- KAHJUSTATUD E. ATENUEERITUD ELUSVAKTSIINID - kasutatakse nõrgestatud tõvestavaid mikroobe, mis pole võimelised haigust põhjustama, aga suudavad organismis tekitada tugeva B- ja T-rakulise immuunvastuse. Kahjustatud viirusvaktsiinid on andnud paremaid tulemusi, sest viiruse puhul sünteesitakse antigeene raku sees ja humoraalsed AK-d ei saa neid üldjuhul kätte, kuid samas aktiveeritakse tugev T-rakuline i.vastus (Th abiga). Kahjustatud vaktsiinid on tõhusad, piisab ühest doosist, kuid nad pole alati ohutud elusa mikroobi tõttu. N: tüüfuse vaktsiin, kus Salmonella typhimurium’i kahjutuks tegemiseks eemaldati bakteriaalne O-antigeen. Katsetel saadi head tulemused, see tüüfuse vaktsiin litsenseeriti, võeti kasutusele. Tunduvalt hiljem selgus, et O-antigeeni eemaldamine polnud piisav S. typhimurium’i kahjutuks tegemiseks. Selles tüves sisaldus teine, esialgu avastamata jäänud mutatsioon , mis tagas tegeliku avirulentsuse. Kahjustatud vaktsiinide kõige suurema probleem on tasakaalu leidmine ohutuse ja tõhususe vahel.
- SURMATUD E BAKTERIAALSED VAKTSIINID - tõvestav mikroob on surmatud (kemikaalid, kõrge temp.) töötlusega. Tekitavad põhiliselt B-rakulise vastuse, kestva immuunsuse jaoks on vaja kasutada lisadoose ja/või adjuvante. N: kõige tuntum on tüüfuse vaktsiin; järgnesid teiste bakteriaalsete kõhutõbede ja läkaköha vastu. Probleemideks olid, et paljud osutusid ebaefektiivseteks, sest kaitse ei kestnud kaua, vaktsiinis olevad endotoksiinid tekitasid kõrvalnähte. Tänapäeval kasutatkse laiemalt veel vaid tüüfuse ja läkaköha vaktsiine. Planeeritakse kasutada surmatuid ja kahjustatud polioviiruse vastaseid vaktsiine segamini – esimesi laste vaksineerimiseks, hiljem teist kuna efektiivsem ja tagab kestva immuunsuse.
- MIKROOBSETEST KOMPONENTIDEST VAKTSIINID - töötati välja teetanuse ja difteeria vastu. Mõlemil juhul oli varem näidatud, et haigust põhjustab bakteris leiduv valguline toksiin. Seetõttu kasutati vaktsiinis keemiliselt muudetud toksiini, mis oli kaotanud oma toksilised omadused. Saadi suurepärased tõhusad ja ohutud vaktsiinid, mis on kasutusel siiani. Puhastatud ühekomponendilise vaktsiini puhul toimub immuunstimulatsioon eelkõige kaitset pakkuvatele molekulidele, kuid tavaliselt on see B-rakuline immuunvastus ja kaitse võib jääda nõrgaks, seepärast kasutatakse liitvalke: N.polüsahhariid+ valguline AG.
- REKOMBINANTSED VAKTSIINID - Suureks probleemiks uute vaktsiinide saamisel on mikroobid, mis ei kasva laborioludes. N: B ja C hepatiidi viirused; pidaltõbi, hingamisteede nakkus , malaaria. Läbimurre selliste mikroobide vastaste vaktsiinide valmistamisel tuli tehnoloogiaga, kus haigust tekitavate mikroorganismide geenid kantakse üle ja ekspresseeritakse tehistingimustes - kergesti kasvatavates organismides (E.coli) Esimeseks oli B-hepatiidi vaktsiin, see ekspresseeriti pagaripärmis.
- DNA VAKTSIINID - organismi viiakse DNA plasmiid , mis sisaldab tõvestaja (anti)geene. Plasmiidsel kujul “ paljas ” DNA sisaldab vähemalt 3 tähtsat komponenti:
- bakteriaalset replikatsiooni alguspunkti
- tugeva eukarüootse promootori kontrolli all olevat antigeeni (või mitut antigeeni)
- selektsioonimarkerit.
Esimene
ja viimane on vajalik plasmiidi tootmiseks bakterites suurtes kogustes ning et plasmiid poleks võimeline replitseeruma inimese
enda rakkudes, teise abil saab vaksineeritav organism ise toota ja
modifitseerida
antigeeni ning indutseerida selle vastu immuunvastuse
DNA vaktsiinidega tekkiv immuunvastus on tugev ja põhiliselt T-lümfotsüütide vahendatud. Plasmiidi
viimisel rakku kasutakse põhiliselt lahustunud plasmiidi süstimist
lihasesse või geenipüssi, kus kullaosakestele seotud DNA tulistatakse naharakkudesse.
Kui plasmiid on jõudnud raku tuuma, toimub plasmiidil paikneva
antigeeni transkriptsioon , tekkinud mRNA transporditakse
tsütoplasmasse ja transleeritakse. Seejärel toimub sünteesitud
valgu protsessimine proteasoomis, ning peptiidi sidumine MHC I
molekuliga. See kompleks viiakse tsütoplasma membraani, kus toimub peptiidi
esitlemine CD8+ T-lümfotsüütidele.
Oluline, et ei tekiks soovimatut immuunvastust ja et see oleks
suunatav antigeeni esitlevatele rakkudele (makrofaagid). DNA-vaktsiinid on perspektiivsed, praegu veel aktiivses uurimis-ja
arenguetapis.
- viiruse sarnastel partiklitel jt kandjatel põhinevad vaktsiinid.
AUTOIMMUUNSUS on
immuunsus, mille korral organism ründab iseennast , tootes enda vastu
AK-i.
Positiivse
selektsiooni korral jäävad ellu vaid need T-rakud, kelle TCR on
võimeline tüümuses ekspresseeritud oma keha MHC klass I või II
retseptoreid ära tundma. Positiivne selektsioon toimub tüümuse
korteksis. Need T rakud, kes ei suuda seonduda MHC I/II retseptorile,
lähevad tüümuses 3-4 päeva jooksul apoptoosi.
Negatiivse
selektsiooni korral elimineeritakse T-rakud, mis tunnevad liiga kõrge
afiinsusega ära üksikut kehaomast MHC molekuli. Toimub T rakkude
interaktsioon tüümuse stroomarakkudega. Liiga tugevalt seonduvad
tümotsüüdid hukkuvad apoptoosi tagajärjel.
Kuna
tüümuse MHC I ja II molekulid esitlevad
kehaomaseid antigeene tagatakse niimoodi tolerantsus enda antigeenide
suhtes.
Antigeeni
esitlus tüümuses on tolerantsi
tekkimise
eeltingimus.
- Tolerants on antigeeni suhtes õpitud ja spetsiifiline taluvus.
- Tsentraalne tolerants tekib lümfotsüütide arengu käigus tüümuses ja luuüdis, kus toimub autoreaktiivsete T ja B rakkude negatiivne selektsioon ja klonaalne kõrvaldamine.
- Periferaalne tolerants tekib perifeerias, peale T ja B rakkude küpsemist.
T
rakud muutuvad kiiremini
tolerantseks,
B rakud kaotavad
tolerantsese kiiremini.
T rakkude tolereeriv doos on madalam kui B rakkudel.
Tolerantsi
kadumise tagajärjel tekib autoimmuunsus.
Autoimmuunsus
on
organismi
võimetus teha vahet oma ja võõra komponendi vahel,
mille tulemusena tekib
immuunvastus
organismi enda
rakkude ja kudede vastu.
Tolerantsi
kadumise põhjusteks on:
- uued T ja B raku kloonid , mis tekivad ilma antigeeni juuresolekuta,
- viirusinfektsioonid indutseerivad vastava tsütokiinide keskkonna, mis võib anergseid rakke jälle sisse lülitada,
- viirusinfektsiooni tagajärjel tekkinud uued epitoobid,
- hormoonid (östrogeen),
- ravimid ,
- ristreaktiivsed antigeenid,
- mimikri,
- polüklonaalne aktivatsioon.
Immuunpuudulikkus
on põhjustatud sageli ühest geeni defektist; autoimmuunsus on
tavaliselt polügeenne. Tuntumad
autoimmuunhaigused on näiteks:
Tagajärgede
erinevusest hoolimata on autoimmuunsete haiguste tekkes mitu sarnast
joont, andes alust arvata, et haiguste põhjustes ja arengus mängivad
sageli rolli samalaadsed tegurid. Oluline osa immuunreaktsioonis on
T-lümfotsüütidel ja antikehadel. T-lümfotsüüdid
on oma ja võõra antigeeni äratundmise aluseks.
Nemad koos antikehi tootvate B-lümfotsüütidega vastutavad
selektiivse kaitse eest võõrastest mikroobidest pärit valkude ja
muude antigeenide vastu, samal ajal kui oma organismi antigeenid
jäetakse puutumata. Samamoodi on nad kesksel kohal autoimmuunse
reaktsiooni tekkes, sest sel juhul on nad kaotanud oma “orientiiri”
ja käituvad vastupidi
füsioloogiliselt
normaalsele olukorrale. Ainuke viis selliseid haigusi tõhusalt
ravida on tegelda nende haiguste põhjustega.
Autoimmuunsuse
teke on kompleksne protsess: mitme erineva teguri ja haigusmehhanismi
koosmõju. Kindlasti on pärilikkusel tähtis osa autoimmuunhaiguste
tekkes, kuigi autoimmuunhaigusi ei saa liigitada klassikaliste
geneetiliste haiguste hulka.
Autoimmuunhaiguste
puhul enamasti puudub üks kindel geneetiline mutatsioon, mis
põhjustaks haigust. Selle asemel on tegemist paljude
geenide koostoimega
ja oluline tähtsus on eri geenide väikestel erinevustel ehk
polümorfismidel.
Geneetilistele tegurite kasuks räägib ka asjaolu, et kolmandikul
kuni pooltel geneetiliselt identsetel ühemunakaksikutel, kellest üks
on haigestunud, areneb autoimmuunhaigus ka teisel kaksikul. Kuid
pigem tuleb geenide osa näha autoimmuniteedi eelsoodumusega, millest
omakorda
võib areneda mingi autoimmuunhaigus.
KOMPLEMENDI
AKTIVATSIOONI erinevad teed. Nimeta komplemendi peamised funktsioonid
organismis.
Komplement
on vere seerumi aktiivsus,
mis täiendab
antikeha funktsiooni.
On
evolutsioonis ammu välja kujunenud kaitsessüsteem,
mis koosneb enam kui 30-st vere valgust. Komplement ja fagotsüüdid
aitavad antikehal inaktiveerida organismi sissetungijaid.
Komplemendi
peamised funktsioonid on
- Antikehade poolt märgistatud rakkude lüüs
- Opsonisatsioon -> Fagotsütoos
- Kemotaksis
- Immuunkomplekside (IC) lagundamine
Komplemendi
aktivatsiooniks on kolm erinevat teed:
- Klassikaline - süütenööriks on IgM või IgG, mis on seondunud antigeeniga. Antikeha seondumisel antigeenle, paljastub antigeeni sidumissait , mis on sidumisekohaks esimesele komplemendi komponendile C1-le. See molekul on moodustunus C1q, C1r ja C1s. C1 seondumise tagajärjel aktiveeruvad C1r ja C1s subühikud. Aktiveeritud C1s vastutab järgmise kahe komplemendi C4 ja C2 lõikamise eest. C4 lõigatakse kaheks fragmendiks, suurem C4b molekul seondub märklaud membraaniga, väiksem C4a molekul ujub minema. C4b seondub seejärel C2. Seejärel C1s jällegi lõikab C2 molekuli kaheks tükiks, C2a, mis jääb alles, C2b, mis jällegi ujub minema. Membraani külge jääb seondunult C4b2a kompleks, nimega ka C3 konvertaas , kuna ta konverteerib järgmise komplemendi C3 aktiivsesse vormi. C3 lõigatakse kaheks fragmendiks, C3a ja b. Konvertaas on võimeline lõikama paljusid molekule, mille tagajärjel tekib palju C3a ja b d. C3a fragmendid ujuvad minema. Mõned C3b seonduba C4b2a moodustades kompleksi C4b2a3b ehk nimega ka C5 konvertaas, mis katalüüsib sajade C5 molekulide lõikamist C5a ja C5b-ks. C5b seondub antigeeni pinnale, mis on tähtis samm membrane attack complexi MAC moodustumiseks. C5b seob C6, mis omakorda C7 ja seejärel C8. C5v-8 kompleks käitub kui retseptor C9 molekulidele. Kui C9 on seondunud C5b-8 kompleksile, on moodustund MAC, mis seejärel tekitab transmembraanse poori , mis viib märklaudraku lüüsini.
- Alternatiivne - ei vaja antikeha aktivatsiooniks. Antigeenid on vajalikud selle tee aktivatsiooniks. Nagu ka klassikaline nii ka alternatiivne tee produtseerib C3 ja 5 konvertaasi, mis viib C5b ja seejärel MACi seondumiseni. Komplement C3 jaguneb spontaalselt, mis tähendab, et C3b ja a hulbivad vabalt seerumis . Seega C3b võib rünnata erinevaid pindu, kaasaarvatud peremehe omi. C3b inaktiveeritakse kiirelt. Membraani küge seotakse Cb3 komplement faktor B abil, mis seejärel jaguneb faktor D-ks. Ba hulbib minema, Bb jääb seotuna C3b. See kompleks on alternatiivse raja C3 konvertaas, ja ei ole väga stabiilne, vajab properdiini, mis siis seondub selle kompleksiga. Konvertaas käitub analoogselt klassikalise raja konvertaasiga, lõigades C3 molekulid C3aks ja bks. Moodusutb C5 konvertaas ja samamoodi sarnaselt klassikalise rajaga moodustub lõpuks MAC.
- letiini tee.
ELISA,
SDS-PAGE, WESTERN BLOT
Immunoensümaatiline
test mõõtis antikeha
hulka lahuses.
Peamised immunotestid on ELISA, SDS-PAGE elektroforees ja Western
Blot.
Sandwich ELISA:
1.
Plastiku pind kaetakse esimese antikehaga
2.
Lisatakse proov mis sisaldab uuritavat antigeeni ja lastakse
antikehal antigeeniga seostuda.
3.
Seostumata antigeen pestakse ära.
4.
Lisatakse ensüümiga märgistatud teine antikeha ja lastakse sellel
reageerida antigeeniga, mis on seostunud esimese antikehaga.
5.
Seostumatud, märgistatud antikehad pestakse minema.
6.
Lisatakse ensüümisubstraat, reaktsioon substraadi ja ensüümi
vahel põhjustab substraadilahuse värvimuutuse. Värvi muutus on
seoses antigeeni hulgaga , mida rohkem antigeeni, seda tugevam
substraadi lahuse värvumine. ( rasedustest põhineb).
Konkurentsi
ELISA:
1.
Pind kaetakse antikehaga.
2.Uuritav proov , mis sisaldab antigeeni segatakse kindla hulga
ensüüm-märgistatud antigeeniga. Lahust inkubeeritakse, mille
jooksul mõlemad antigeenid konkureerivad võrdselt pinnale seotud
piiratud antikeha sidumiskohtade pärast.
3.
Seostumata antigeen pestakse minema ja lisatakse substraat .
4. Resultaat : mida tugevam värvuse intensiivsus, seda vähem oli
uuritavat antigeeni proovis.
Immunoblotting
-
valguliste antigeenide analüüsimiseks/identifitseerimiseks. Valgud
lahutatakse elektroforeesil polüakrüülamiid geelis, kantakse siis
nitrotselluloosmembraanile. Membraani inkubeeritakse esmalt uuritava
antigeeni vastase antikeha lahusega, siis antiimmunoglobuliini
antikehadega või proteiin-Aga, mis on märgistatud fluoresentse
värviga või ensüümiga.
SDS-PAGE
elektroforees -
võimaldab valkude komplekside lahutamist molekulmassi järgi. SDS
(naatriumdodetsüülsulfaat) on anioonne detergent, mis on vajalik
valkude denatureerimiseks. SDS seostub polüpeptiidi „selgrooga“
ja annab polüpeptiidile negatiivse
kogulaengu, mis on proportsionaalne polüpeptiidi kogupikkusega ja
võimaldab selle suunatud liikumist elektriväljas. Vee elektrolüüsil
genereeritakse anoodil H+ ja katoodil OH-. Et keskkonna pH ei
muutuks, peab see olema puhverdatud. Geeli põhikomponentideks on
akrüülamiidi
ja bis-akrüülamiidi segu,
mis polümeriseerudes määravad poori suuruse. Lisaks sisaldab geel foreesi jooksupuhvrit,
ning polümeriseerumise katalüsaatoreid APS
ja TEMED .
Geel koosneb kahest osast: kontsentreeriv
geel,
milles toimub valkude kontsentreerumine üheks kitsaks bändiks ja
separeeriv
geel
ehk lahutav geel, kus valgud lahutatakse molekulmassi järgi.
ANTIKEHADE
STRUKTUUR (IgG)
Antikehad
on
seotud
B-raku membraanile
või sekreeteritud
vormis koevedelikes. Membraan -seotud AK + AG interaktsioon käivitab antud antigeeni
suhtes spetsiifilise B-raku klooni paljunemise. Sekreteeritud
antikehad käivitavad humoraalse immuunvastuse, neutraliseerib
antigeeni, et tagada elimineerimine.
Kõik
antikehad seovad antigeeni, osalevad bioloogilistes funktsioonides.
Antigeenil on antigeensed determinandid, millede vastu immuunsüsteem
toodab antikehi mitme erineva antigeeni epitoobi vastu st mitu B-raku
klooni hakkavad paljunema ja tootma antikehi.
Antikehal
on 2 põhilist funktsiooni:
- seondub võõrantigeeniga
- vahendab effektor-funktsioone, et elimineerida või neutraliseerida antigeen.
Paiknevad
valdavalt vere seerumis, kollane vedelik, mis jääb järgi kui veri
või plasma hüübib.
Igal
antikehal on neli polüpeptiidi
-
kaks
rasket ja
kaks
kerget ahelat,
mis on seondunud, moodustades Y kujulise , ahelaid hoiavad koos
disulfiidsidemed. On viite tüüpi raskeid ahelaid α,
δ, ε, γ
ja
μ,
mis määravad klassi. Antikehad
on jaotatud viide klassi, IgM,
IgG ja IgA ja
IgD. Nende
rasked ahelad erinevad nii kuju kui ka kompositsiooni poolest.
Minoorsed
erinevused α
ja
γ
H ahelas
–
määravad AK
alamklassi.
Igal raskel ahelal on kaks regiooni:
- Variaabel regioon - aminohappeline järjestus, mis antikeha struktuuri tipus , erineb erinevatel antikehadel, kuskil 110-130 aminohapet pikk ja annab antikehale antigeeniga seondumise spetsiifilisuse
- Kosntantne regioon - identne kõikides sama isotüübi antikehades, aga erineb erinevate isotüüpide antikehades. Konstantne regioon determineerib mehhanismi, mis on vajalik antigeeni hävitamiseks.
On
kahte tüüpi kergeid ahelaid lamda
ja
kappa.
Ka kergel ahelal on konstantne
ja
variaabel domään.
Keskmine kerge ahela pikkus on 211- 217 aminohapet. Iga antikeha
sisaldab kahte kerget ahelat mis on alati identsed, ainult ühte
tüüpi kerge ahel, kappa või lambda erineb.
IgG
on kõige
mitmekülgsem
antikega,
kuna ta on võimeline läbi viima kõiki
immunoglobuliini funktsioone.
Ig-d:
- Sekreteeritav (sIg)
- membraan-seoseline (mIg).
sIg
– C-termin.domään
koosneb erineva pikkusega hüdrofiilsete aminohapete järjestusest;
funktsiooniks
on antikehade sekretsioon.
mIg
– C- terminaalne domään
koosneb 3-st regioonist: ekstratsellulaarne osa - hüdrofiilne
“spacer” 26 aminohapet; hüdrofoobne transmembraane järjestus ja
tsütoplasmaatiline saba.
mIg
ekspressioon B-raku pinnal:
pre-B-rakk – mIgM; 2
B-raku küpsemine (enne AG kohtamist) – mIgM ja mIgD; 3) Mälu B-rakk – mIgG, mIgA või mIgE.
Opsoniseerimine ja
selle kaudu AG-ide fagotsütoosi võimendamine makrofaagide ja
neutrofiilide poolt Komplemendi
aktivatsioon:
IgM
ja IgG aktiveerivad seda protsessi. Seondumine toimub ainult siis, kui AK
on seotud AG-ga.
IgG
antikeha koosneb neljast
polüpeptiidist
ehk
ahelast. AK
koosneb kahest
identsest
raskest ahelast
ja kahest identsest kergest
ahelast.
Eksisteerib
kahte tüüpi kergeid ahelaid (kappa/lambda) ja igal AK-l on ainult
üks või teine tüüp.
Rasked
ahelad moodustavad domääne ja neid hoiavad koos disulfiidsidemed.
Antikehade mitmekesisus on põhjustatud variaablite
domäänide olemasolust.
AK saab ensümaatiliselt lõhkuda kaheks funktsionaalseks
fragmendiks:
- Fab (antigen binding) fragment – suur mitmekesisus võimaldab organismil tunda ja seostuda kõikide organismi sisenenud antigeenidega. (konstantne + variaabel domään, nii kerge kui raske oma)
- Fc ( constant ) fragment – määrab ära antikeha klassi/isotüüb (kaks rasket ahelat, kus on kaks või kolm kontsantset domääni)
IgA-d
on soolestikus jt. limaskestadel. IgA sekreteeritakse dimeerse
vormina. On 10-15% seerumi Ig-dest. Põhiliselt esineb
sekretsioonides,
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 N. Salmonella, polio, influenza
ja retroviiruste eest.
IgA
on peamine
limaskestades leiduv Ig-klass.
Imetajate sekretoorne IgA dimeriseerub ja sellisena on ta võimeline
basaalmembraani läbima. Seega tagab ta organismi esmase kaitse
limaskestade piirkonnas.
IgM
–
5-15%
seerumi Ig-dest; membraanseotud
vorm ekspreseeritakse esimese antikehana B-raku pinnale. Sekreteeritav IgM –
pentameer.
Erütrotsüüdid+IgM- agregatsioon –
agglutinatsioon.
Viirus +IgM – neutraliseerib võimsalt. Sadestamine . IgM on suur
molekul, vähe liikuv, vähene conts. veres ; võib läbida
epiteelrakud. IgM on polümeer, kus immunoglobuliinid on kovalentselt
seotud disulfiidsidemetga, enamasti pentameerina. Kuna igal
monomeeril on 2 sidumissaiti, siis IgM on neid kokku 10. Kuna IgM on
suur molekul pole
ta võimeline difundeeruma.
IgD
ja Ig E
–neid on kõige vähem.
IgD-d
leidub ainult B
lümfotsüütide pinnal.
IgE
on seerumis,
seostub Fc retseptori abil eosinof. ja basofiilidel.
IgE leidub samuti vaid imetajatel, kellel on see ainus ülitundlikkust vahendav antikeha.
Normaalsetel isenditel on IgE hulk vereseerumis väga väike,
allergia või parasiitsete nakkuste tõttu suureneb see patsientide
veres kuni tuhat korda.
ANTIKEHADE
REPETUAARI PALJUSUSE GENEREERIMINE
Ig-de
κ
ja λ
kerged ahelad ning rasked ahelad kodeeritakse erinevate
geeniperekondade poolt, mis paiknevad erinevatel
kromosoomidel.
L-
ahelate perekonnad
(κ
või
λ)
: sisaldavad V,
J ja
C geeni segmente , millede ümberkorraldusel - saab L ahela (κ
või
λ) – variaabel
piirkonda (VJ) kodeeriv ala.
H-ahelate
perekonnad
sisaldavad V,
D, J
ja
C
geeni segmente, millede ümberkorraldusel - saab H ahela variaabel
piirkonda
(VDJ) kodeeriv ala.
Mõlemil juhul C segmendid - kodeerivad antikeha konstantset (C) piirkonda.
V
ja C piirk.
kodeerivad geenisegmendid on genoomi eri osades, nende ühinemine
V+C toimub enne ekspressiooni. J
ja D segmendid
on olulised antikehade mitmekesisuse loomisel. Lookuse
ümberkorraldamine toimub alati
kindla
korra järgi: Antikeha VH
piirkond:
D+JDJ+V;
Antikeha VL
piirkond:
V+J.
V
ja C piirkondi kodeerivad geenide segmendid asuvad genoomi (DNA) eri
piirkondades.
Erinevaid
V segmente on palju; C segmente vähem; nende vahel on
mittekodeerivad alad. V segmendid on 5’suunalised; C segmendid on
3’suunalised.
Iga V eksoni ees on 90 bp kodeeriv ala,
mis
juhib transleeritud rasked ja kerged p/p ahelad läbi ER-i;
Kõigepealt
rasked ahelad modifitseeritakse nii, et saab
toota
μ ahelaid. Esimesena valitakse juhuslikult üks D ja
J segment – vahepealne osa deleteeritakse. Järgmisena valitakse
juhuslik V segment, mis rekombinatsiooni abil pannakse DJ otsa. Siis
tehakse mRNA, kus on vahel veel ülearuseid segmendikesi,
need
splaisitakse välja. Kui μ ahel on valmis, algavad ümberkorraldused
κ lookuses. Seega μ reguleerib edasisi sündmusi: takistab teise
raske ahela rekombinatsiooni,
kuid stimuleerib kergete ahelate oma, algavad ümberkorraldused κ
lookuses. Süsteem sama, ei ole ainult
D segmenti. Kui κ ahel saab valmis, siis inhibeerib ta
teise
κ ja λ ahelate sünteesi. Kui esimene κ ahel ei sobi, siis
võetakse teine κ ette , kui mõlemad κ-d ei kõlba, võetakse λ
alleelid. Kui ühtegi funktsionaalset Ig-d ei tehta , siis B rakk
lüüsitakse juba luuüdis. L
peptiid lõigatakse ära ER-i lumenis veel eraldi olevatelt raskelt ja kergelt ahelatelt st. enne nende ühinemist Ig molekuliks, mis
toimub ER cisternae’s. Edasi suunatakse AK Golgi’le ja
sekretoorsesse vesiikulisse, kus ta kas seotaks membraani külge
(mIg) või sekreteeritakse keskkonda (sIg). Rekombinatsiooni viivad
läbi spetsiifilised rekombinaasid. RAG
1
ja RAG2
ning
TdT
on ainsad lümfoidse päritoluga geeniproduktid,
mis on vajalikud VDJ ümberkorraldusteks.
Tsütokiinid
– avavad DNA rekombinaasi jaoks.
Kõik kommentaarid