Note de curs

11.Anticorpi; definitie, structura, clase

ANTICORPII Anticorpul este o gamaglobulina modificată care apare ca răspuns la pătrunderea antigenului în organism şi care are proprietatea de a reacţiona specific cu antigenul care i-a determinat apariţia. În organism există anumite celule ale sistemului retico-histicitar (macrofage, limfocite, plasmocite) numite „sistemul celular imunocompetent ” (SCIC) care sunt capabile să sufere transformări sub influenţa antigenului şi să devină „sistem celular imunoformator” sau efector (SCIF) adică:

- producator de anticorpi umorali şi

- limfocite specifice sensibilizate sau anticorpi celulari.

Celulele imunocompetente îşi au originea în organele limfoide embrionare, celulele „stem” din măduva osoasă care în a doua perioadă embriogenezei migrează în organele limfocite primare sau centrale, unde vor deveni limfocite. Organele limfocite primare sunt reprezentate la păsări de timus şi bursa lui Fabricius iar la mamifere, inclusiv om, de timus şi de „echivalenţii bursei lui Fabricius” reprezentaţi probabil de ţesutul limfocit din amigdale, apendice, intestin.

In timus celula matcă se diferenţiază în limfocit (timus-dependent) iar la nivelul; echivalenţilor bursei lui Fabricius în limfocite B (timus-independente sau burso-dependente).

În perioada perinatală, ca răspuns a pătrunderii antigenului în organism cele T şi B migrează în organele limfocite secundare sau periferice : splina, ganglioni limfatici, plăcile lui Peyer; formând:

- sistemul bursal constituit din limfocitele B care prin celula sa plasmocitul reprezintă sursa cea mai importantă secretoare de gamaglobulina anticorp, responsabilă de fenomenele de „tip umoral” sau „imediat” şi

- sistemul timal reprezentat de limfocitele T, responsabile de fenomenele imunologice mediate de celule sau de „tip întârziat”.

Pentru ca sa aibă loc elaborarea de anticorpi în organism, antigenul trebuie să ajungă nemodificat până la elementele sistemului imunocompetent (reticulohistiocitar).

Pătrunderea pentru prima oară în organism a unui antigen este urmată în primul rând de mobilizarea polimorfonuclearelor neutrofile (cu importanţa minoră imunologică) şi apoi acea a macrofagelor, care intră în activitate. Astfel macrofagele care au înglobat antigenul, migrează spre cel mai apropiat organ limfoid, unde se înconjoară de numeroase limfocite T şi B formând „centri germinativi”.

În interiorul macrofagului antigenele (corpusculare sau solubile) suferă o serie de transformări, scindări, sub acţiunea enzimelor lizozomale ale macrofagului până la structurile care deţin „informaţia antigenică” a antigenului.

Această perioadă care durează câteva zile, reprezintă faza de „preparare a antigenului” după care informaţia antigenică este transmisă de la macrofag, prin ARN mesager limfocitelor din jur care sunt dispuse sub forma de coroană în jurul macrofagului. Informaţia de transmite atât limfocitelor T cât şi celor B.

După ce limfocitele au fost „informate” ele se transformă în celule mari, pironinofile, ”imunoblaste”: plasmoblasti şi limfoblasti.

Aceştia prin diviziune determină două linii celulare diferite din punct de vedere morfologic şi funcţional:

- plasmocite mature, secretoare de anticorpi umorali şi

- limfocite T mici, specific sensibilizate.

Plasmocitul derivat din limfocitele B produce o cantitate mare de anticorpi umorali, imungamaglobulinele (Ig) timp de câteva zile până după

care aceste celule mor. Se cunosc până în prezent 5 grupe de anticorpi (sau reagine): IgG, IgM, IgA, IgD, IgE. Sediul de formare al anticorpilor este la nivelul organelor de formare limfopoetrice: splina, ganglioni, măduva osoasă.

Aceste gamaglobuline modificate (anticorpii), reprezintă pe suprafaţa lor „sedii de cuplare” de obicei în număr de două, de configuraţie inversă cu antigenul care le-a dat naştere şi reprezintă locul de unire specifică cu antigenul. Această cuplare are loc în vitro sau în organism atunci când cele două elemente se întâlnesc în concentraţii optime. În acest fel şi în raport cu natura anticorpilor, neutralizare, deosebit de importante atât pentru organism cât şi în diagnosticul bolilor infecţioase, ele fiind foarte specifice.

În laborator, utilizând antigene cunoscute, se pot pune în evidenţă anticorpii prezenţi în serul bolnavilor, sau invers, utilizând seruri aglutinante cunoscute se pot identifica bacteriile necunoscute, izolate de la bolnav.

De asemenea limfocitul T specific sensibilizat participă şi el în procesele imunologice umorale şi celulare şi prezintă următoarele proprietăţi:

- recunoaşte antigenul specific;

- determină fenomene de sensizare de „tip întârziat”;

- este capabil de a iniţia răspunsul imnologic de „tip secundar” („limfocite cu memorie”).

Dinamica apariţiei anticorpilor S-a observat că răspunsul organismului în ceea ce priveşte elaborarea de anticorpi variază după cum organismul vine în contact prima oară cu acel antigen, în care caz are loc răspunsul de „tip primar” sau în mod repetat „răspunsul de tip secundar”.

a. Răspunsul de tip primar. În acest caz organismul la început nu va reacţiona prin răspuns imunologic (aproximativ 7 zile) perioada care corespunde fazei de „preparare a antigenului” şi a modificărilor celulare care preced anticorpogeneza, după care apar anticorpii care cresc treptat până la un titru maxim după un interval de încă o săptămână; urmează o perioada în care titrul anticorpilor se menţine la acelaşi nivel după care survine o scădere treptată întâi mai rapidă şi apoi mai lentă de 2-3 săptămâni. În acest răspuns imunologic de tip primar un rol esenţial îl are plamocitul prin elaborare activă de anticorpi.

b. Răspuns de tip secundar. Dacă la acelaşi organism se face o nouă inoculare cu acelaşi antigen, în momentul când practic au dispărut anticorpii, titrul lor creşte imediat după inoculare (în primele zile) la nivelul arin chiar mai înalt ca prima dată şi se menţine într-un titru ridică, coboară şi rămâne mai mult timp în platou, până la dispariţie („răspuns de tip secundar”).

În acest caz, iniţierea răspunsului imun este făcută de „limfocitele cu memorie” care răspund imediat fără a fi necesară faza de preparare a antigenului. Ele se diferenţiază rapid în plasmociti şi secreţia de anticorpi se produce în cantitate mare la scurt interval după pătrunderea antigenului: „booster efect”. Pe acest principiu se bazează necesitatea şi eficienţa revaccinărilor în practica medicală (injecţia de rapel).

Prezenţa anticorpilor celulari determină în organism imunitatea celulară. În acest scop în răspunsul de tip primar are loc o concentrare a limfomacrofagelor în focarul infecţios care determină formarea unui „infiltrat monocitar” caracteristic inflamaţiei în care intervin factorii imunităţii celulare (limfocitele T, specific sensibilizate).

Acest tip de imunitate intervine total sau parţial în unele infecţii determinate în special de bacterii facultativ intracelulare: b. Koch, salmonele, listerii precum şi de unele virusuri. În acest caz, existând în organism celule sensibilizate la Ag, înglobarea bacteriilor de către macrofage se face mai intens (datorită madiatorilor chimici), şi este urmată de moartea bacteriilor. În consecinţă în majoritatea cazurilor, infiltratul monocitar realizează delimitarea focarului infecţios, asigurând uneori chiar sterilizarea lui.

În cazul contactului cu antigenul, deci a răspunsului de tip secundar, formarea infiltratelor monocitare prin aflux mare de limfocite şi monocite determină uneori reacţii locale foarte intense, urmate de manifestări clinice evidente, alarmante, putând evolua spre necroză, scleroză şi chiar moarte. Această evoluţie nefavorabilă pentru organism a reactivităţii celulare se numeşte „fenomen de sensibilizare mediat de celule” sau „fenomen de sensibilizare de tip întârziat” sau de „hipersensibilizare”. Aşadar, apariţia şi prezenţa anticorpilor în organism conferă acestuia fie starea de rezistenţă sau imunitatea antiinfecţioasă sau dimpotrivă starea de sensibilizare alergică.

TIPURI DE IMUNITATE ANTIINFECŢIOASĂ

Rezistenţa specifică sau imunitatea antiinfecţioasă poate fi obţinută :

1. 
   în mod activ, adică cu participarea sistemului imuno-competent: prin infecţie (aparatură, inaparenţă), vaccinare
   
2. 
   pasiv, anticorpii fiind transmişi transplacentar la făt sau prin administrare de ser imun. Tipuri de rezistenţă antiinfecţioasă :
   

a) Imunitatea dobândită în mod natural, activ prin boală.

Imunitatea obţinută după unele boli, durează toată viaţa: rujeola, varicela, febra tifoidă.

Alteori, imunitatea prin boală este de scurtă durată ca în infecţiile stafilococice, pneumococice, infecţia gonococica etc.

În majoritatea bolilor infecţioase imunizarea este însoţită de sterilizarea organismului, deci eliminarea bacteriilor din ţesuturi, ceea ce poartă numele de „imunitate sterilă”. În alte boli, tuberculoza, sifilis, uneori febra tifoidă, microbii persistă în organismul imunizat foarte multa vreme, uneori cu eliminare în afară de organism (febra tifoidă).

b) Imunitatea dobândită activ în mod artificial. Este realizată în organism cu ajutorul vaccinurilor. Atât în imunitatea obţinută prin boală cât şi cea determinată de vaccinuri, participă activ sistemul imunoformator. Această imunitate numită şi activă, se instalează lent în timp de 1-3 săptămâni este o imunitate solidă de lungă durată.

c) Imunitatea dobândită în mod pasiv, constă în obţinerea imunităţii fără intervenţia sistemului imunoformator cu anticorpi gata formaţi fie în mod

i) natural transmişi pe cale transplacentara de la mamă la făt, fie în mod

ii) artificial, prin administrare de seruri

i) Imunitatea transplacentară este transmisă în timpul vieţii intrauterină şi apoi se menţine încă 5 luni prin laptele matern, conferind la nou-născut rezistenţa la numeroase infecţii, infecţii pentru care mama a fost imună.

ii) Imunitatea pasivă poate fi dobândită şi în mod artificial prin inoculare de seruri imune preparate de obicei pe animale. Introducerea de anticorpi gata formaţi în organism face ca imunitatea să se instaleze rapid, după câteva ore de la inoculare durează aproximativ 2-3 săptămâni, până când serul, proteina străină, este eliminată din organism.

Administrarea de ser imun se face în scop seroprofilaxie şi seroterapie.

BIBLIOGRAFIE

1. ORDEANU V. « Curs de microbiologie generala si farmaceutica » UMF, FF an II, 2009 (nepublicat)

CURS 8

12.Celule implicate in raspunsul imun umoral si celular; etapele raspunsului
CELULE IMPLICATE IN RASPUNSUL IMUN UMORAL SI CELULAR. ETAPELE RASPUNSULUI IMUN

(Mihai Madalina-Andreea, Facultatea de Farmacie , An II, Gupa 14, 27.05.2008)

Prin capacitatea sistemului imunitar de a reactiona specific cu antigenul si de a se angaja in raspunsul imun, se realizeaza una din functiile principale ale apararii imunologice: recunoasterea si reactia fata de substantele straine patrunse in tesuturi. Raspunsul imun este un proces de o mare complexitate, instalarea lui si reactia imuna fiind modulate de o retea diversificata de factori tisulari, celulari si mediatori biologici, angajati de antigen prin proprietatile sale si modalitatea de a patrunde in organism.

Sistemul imun

Organismul uman vine permanent in contact cu agenti patogeni (purtatori de antigene) sau cu antigene libere. Antigenul este o substanta macromoleculara proteica sau polizaharidica straina si care patrunsa in mediul intern declanseaza productia de catre organism a unor substante specifice numite anticorpi care neutralizeaza sau distrug antigenul. Anticorpii sunt pro­teine plasmatice din clasa gamaglobulinelor. Apararea fata de agentii infectiosi se realizeaza prin doua mecanisme fundamentale: Rezistenta nespecifica si Rezistenta specifica.

Rezistenta specifică (dobandita) apare numai dupa ce organismul vine in contact cu un anumit corp strin capabil sa induca un raspuns. Se mai numeşte si imunitate. Imunitatea reprezinta capacitatea organismului de a se adapta in fata agresiunii agentilor externi (in latina immunitas inseamna “ferit de”). Pentru a putea indeplini aceasta proprietate, organismul trebuie sa recunoasca structurile proprii, considerate “self” si sa le deosebeasca de cele straine, denumite “nonself” reprezentate in principal de microorganisme, macromolecule, dar si celule tumorale sau tesuturi transplantate.

Imunitatea poate fi: a) naturala - dupa modul în care se obţine starea de imunitate, exista: - imunitate activa - cand organismul respectiv, iniţial neimun la o boala oarecare, face boala şi dupa vindecare devine imun fata de agentul patogen respectiv. - imunitate pasiva - transplacentar(se primesc factori de aparare materni care asigura imunitatea nou-nascutului in primele luni de viata, pana la formarea unui sistem imunitar propriu). b) artificiala - care poate fi: - imunitate activa - prin vaccinare.

La un organism neimum se injectează germeni atenuati sau anumite antigene ale acestora (vaccinul). Acestia stimulează aparatul imunitar al corpului fara a produce boala şi dupa câteva saptamani individul devine imun la boala respectiva. Prin vaccinare s-au putut preveni şi chiar eradica numeroase boli epidemice grave ca holera, ciuma, variola, poliomielita, boli care în trecut au secerat sute de milioane de vieţi. - imunitate pasiva - care se poate realiza prin seruri bogate în anticorpi specifici, injectate la indivizi sanatosi, ce au venit în contact cu bolnavii contagiosi, prevenindu-se îmbolnavirea lor. Un mod particular de dobandire pasiva a imunităţii este prin transfer de anticorpi sangvini de la mama la fat sau de anticorpi din laptele matern la sugar. Totalitatea organelor, celulelor si moleculelor implicate in aparita imunitatii dobandite alcatuiesc sistemul imun (SI).

Celule implicate in raspunsul imun

A. Limfocite – reprezinta componentul celular major al sistemului imun. Ele constituie o categorie de celule ce grupeaza mai multe populatii celulare similare morfologic, dar diferite din punct de vedere functional. Limfocitele provin din organele limfatice primare (timus, maduva osoasa si in perioada intrauterina, ficatul).O parte din aceste celule trec in circulatia periferica si migreaza catre organele limfatice periferice. Restul raman pentru o perioada ca limfocite circulante unde totalizeaza aprox 25% din leucocite. Intre cele doua sectoare exista o recirculatie permanenta, asigurand o supraveghiere imuna competenta.

Limfocitele sunt singurele celule din organism capabile sa recunoasca specific diferiti determinanti antigenici, fiind astfel responsabile de doua dintre proprietatile fundamentale ale raspunsului imun, specificitate si memorie. In evolutia limfocitelor exista mai multe stadii, in functie de intalnirea cu antigenul pe care il recunoaste: limfocite naive si limfocite cu memorie. Cele naive nu au avut contact cu antigenul. La prima intalnire cu acesta unele determina raspuns imun specific, iar altele doar prolifereaza intens, aparand un set de limfocite denumite limfocite cu memorie biologica. Acestea din urma, la o alta intalnire cu antigenul respectiv elaboreaza un raspuns imun prompt, rapid.

a) Limfocite T (LT) Sunt majoritare in circulatia sangvina, aprox.60-80% din totalul limfocitelor circulante, din care 2/3 sunt CD4+ si 1/3 CD8+. Au o durata de viata mare(ani, zeci de ani), ele fiind intens recirculate. Iau nastere din ficat, splina si maduva hematogena. LT au putini receptori antigenici pe suprafata externa a membranei celulare, aprox.700 comparativ cu LB care au in jur de 160000 receptori. Sunt mai multe categorii de receptori:

-repectori pentru recunoasterea antigenica: TCR(T cell receptor); complexul CD3 (CD=clasa de diferentiere) cu rol in recunoasterea antigenului sau epitopului prezentat de CPA (celala prezentatoare de antigen); CD4 sau CD8 care sunt co-receptori implicate in recunoasterea moleculelor prezentatoare de antigen MHC (complex major de histocompatibilitate).

-receptori cu rol accesor in activarea LT si in adeziunea intercelulara.

Cea mai importanta functie a LT e inducerea unui raspuns sau a unei reactii immune specifice la antigene, prin recunoasterea unor peptide antigenice fixate pe moleculele MHC.

Exista mai multe tipuri de LT:

• 
  LTh (helper) -orienteaza imunitatea catre RIC sau RIU. -au marker CD4 si se impart in:
  

• 
  Th1 - intervin in RIC prin stimularea dezvoltarii LTc (LT citotoxic), cresterea activitatii macrofagice.
  
• 
  Th2 - colaboreaza cu LB si macrofagele in inducerea RIU.
  

Ele isi exercita actiunea prin sinteza unor proteine numite citokine sau interleukine. De exemplu Th1 elaboreaza IL-2, IL-3, limfotoxina, iar Th2 sintetizeaza IL-4, IL-5, IL-6.

• 
  LTs (supresoare) - au rol reglator, diminuand atat RIU cat si RIC. Previn activarea LB si LT la contactul cu antigenul, inhiband diferentierea imunoblastelor.Majoritatea sunt celule CD8+.
  
• 
  LTc (citotoxice) – sunt responsabile de citotoxicitatea mediate celular, fiind implicate in apararea antivirala, antitumorala si respingerea grefelor. Provoaca liza celulelor care poarta pe suprafata lor antigenul. Au determinanti antigenici de tip CD8+, mai putin CD4+.
  

In afara limfocitelor T efectoare (LTc) si a celor reglatoare (LTh si LTs), care au viata scurta, apar si limfocite T cu memorie, cu viata lunga de peste 40 de ani, dar cu perioada activa de 10-15 ani. Sunt formate in timpul raspunsului imun primar si sunt CD4+.

b) Limfocite B (LB) Reprezinta 5-15% din limfocitele din sange si constituie majoritatea celulelor din foliculii limfatici, ganglioni si splina din zona B. Rolul lor esential este sinteza anticorpilor. Au o durata de viata de cateva zile.Sunt precursorii celulelor care sintetizeaza Ac, plasmocitele. Limlocitul B imunocompetent (matur) sintetizeaza cantitati mici de molecule ale unui izotip de imunoglobuline, care raman legate de membrane limfocitului, avand rol de rceptori de antigen, adevarate “antene” de detectare a antigenului specific. Pe suprafata LB se gasesc: receptori specifici pentru antigen, cu structura imunoglobulinica, fixate de membrane limfocitara, receptori pentru complement, receptori pentru interleukine IL-1, IL-4

c) Celule NK (natural killer) Reprezinta pana la 15% din totalul limfocitelor. Ele deriva din maduva osoasa si nu sunt dependente de timus. Au o viata scurta, iar din punct de vedere morfologic apartin unei clase de limfocite numite limfocite mari granulare, deoarece au numeroase granule citoplasmatice. Ele sunt limfocite care nu prezinta markeri (refceptori) celulari caracteristici limfocitelor T sau B. Termenul de natural killer provine de la faptul ca aceste celule isi exercita functia citotoxica fara a necesita o activare prealabila. Functia lor este de a recunoste si de a liza anumite celule tumorale si celule infectate cu virusuri.

d) Celule K (killer) Realizeaza citotoxicitatea mediate celular, dependenta de anticorpi (ADCC). Ucid nespecific orice tinta recunoscuta specific de anticorpi. Au pe suprafata receptori pentru imunoglobuline .

B. Celule prezentatoare de antigen (CPA) – sunt celule specializate in capturarea antigenului, prezentarea lui limfocitelor si declansarea unor semnale care favorizeaza activarea limfocitelor.

a) Macrofagele Sunt importante prin interventia lor in imunitatea naturala, in prezentarea antigenica si in reactia imuna specifica. Se formeaza in maduva osoasa hematogena dintr-o celula stem hematopoietica diferita de cea din care deriva limfocitele. Macrofagele sanguine se numesc monocite, iar cele din tesuturi histiocite. Functia lor principala o constituie fagocitoza. Macrofagele sunt fagocite manonucleare care ingera microorganisme.In timpul fagocitozei, ele prelucreaza antigenele sub actiunea echipamentului enzimatic extrem de bogat al lizozomilor. In urma acestei prelucrari rezulta fragmente denumite epitopi conformationali care sunt cuplate cu moleculele complexului major de histocompatibilitate (MHCII), situate pe membrana macrofagelor si prezentate limfocitelor T. Sunt implicate atat in apararea nespecifica cat si in cea specifica. In apararea nespecifica fagociteaza unele antigene si sintetizeaza unele citokine care stimuleaza alte celule. In raspunsul imun au rol deosebit de important si complex atat in etapa initiala a RI cand au functie de CPA cat si in cea finala ca celule efectorii. Ele au pe suprafata lor numerosi receptori:

-receptori imuni - pentru imunoglobuline, complement

-receptori neimuni - cu rol in recunoasterea celulelor senescente, bacteriilor, fungilor, parazitilor. La randul lor macrofagele secreta un numar mare de substante, cea mai mare parte a factorilor complementului si interleukinele (IL-1, IL6).

b) Celule dendritice Reprezinta o populatie leucocitara particulara, caracterizata morfologic de prezenta unor prelungiri citoplasmatice, iar functional prin capacitatea de a prezenta antigenul si a stimula limfocitele T native si de a initia un raspuns imun. Ele au capacitatea de a capta antigenul (avand receptori penmtru antigen) si de a-l transporta la organele periferice.

c) Limfocitele B Au capacitatea de a recunoaste epitopii conformationali ai antigenului si de a-i prezenta limfocitului T. Ele au cea mai slaba activitate prezentatoare de antigen dintre celulele CPA.

C. Alte celule implicate in raspunsul imun

a) Neutrofile Au o durata de viata mica: 6 ore in sange dupa care trec in tesuturi unde traiesc in jur de 4 zile. Ele au rol in apararea antiinfectioasa, apartinand sistemului fagocitar. Aceste celule intervin in apararea naturala prin fagocitoza si in imunitata datorita receptorilor proprii pentru imunoglobuline si complement.

b) Eozinofile Reprezinta 1-5% din leucocitele circulante in mod normal, dar procentul lor creste in alergii sau infectii parazitare. Au functie fagocitara prin receptorii de IgG si IgE si mecanismul ADCC, dar este limitata.

c) Bazofile Au rol in reactia de hipersensibilitate mediata umoral, cand se elibereaza anticorpii IgE. Au durata scurta de viata. Au pe suprafata lor receptori pentru IgE. Cand o persoana hiperreactiva preduce IgE, acestea pe de o parte circula in sange, pe de alta parte se leaga de bazofile. La reexpunerea acelei personae la acelasi antigen, bazofilele cu anticorpii atasati fixeaza antigenul respective, se degranuleaza si astfel se pot produce diferite tipuri de reactii alergic, de la astm bronsic pana la urticarie acuta si chiar soc anafilactic.

d) Plachete sanguine Joaca un rol accesoriu in reactia imuna. Contin serotonina si au receptori pentru IgG si IgE. Plachetele adera la endoteliul vascular, se agrega si elibereaza substante care cresc permeabilitatea capilara si astiveaza complementul. Datorita Ig fixate pe membrane lor, plachetele pot adera la paraziti si pot elibera radicali liberi ai oxigenului cu efect toxic pentru acestia.

Raspunsul imun umoral si celular

1.Definitia raspunsului imun Raspunsul imun reprezinta totalitatea evenimentelor care au loc dupa introducerea unui antigen si care constau in activarea limfocitelor, eliberarea de diverse molecule, multiplicarea celulelor specifice, producerea de limfocite T citotoxice sau de anticorpi capabili sa se fixeze pe antigen si sa il elimine direct sau indirect. Dupa primul contact cu antigenul sistemul imun produce limfocitele T si B de memorie, capabile sa reproduca un raspuns imun mai rapid.

2.Caracteristicile raspunsului imun Raspunsul imun are doua caracteristici majore: