A veleszületett immunrendszer

Tartalom

A veleszületett immunrendszer azonnali, nem specifikus első védelmi vonalat biztosít a kórokozók ellen. Örökölt celluláris receptorok alapján működik, amelyek széles körű, kórokozókhoz kapcsolódó mintázatokra és gyakori veszélyjelekre reagálnak. A veleszületett immunrendszer már az anyaméhben kifejlődik, és az adaptív (szerzett) immunrendszerrel ellentétben nem igényel "lenyomatot" vagy alkalmazkodást specifikus antigénekhez, sem tartós, kórokozó-specifikus immunitást. Emiatt "nem specifikus immunitásnak" is nevezik. A kórokozókra adott válasz gyors, a kitettséget követő perceken vagy órákon belül bekövetkezik. A veleszületett immunrendszer fizikai, kémiai és biológiai gátakból (pl. bőr, gyomorsav, kommenzális szervezetek), valamint celluláris (pl. granulociták, természetes killer sejtek, hízósejtek) és humorális (komplement rendszer) védelmi mechanizmusokból áll.

Áttekintés

Általános

Immunsejtek

A fertőzés elleni gazdaszervezet gátjai

Humorális védekezés

Veleszületett vs. adaptív immunitás

1. táblázat: Veleszületett vs. adaptív immunitás.
Jellemző Veleszületett immunrendszer Adaptív immunrendszer
Fő komponensek
  • Fizikai barrierek: hám (pl. bőr, nyálkahártyák),
  • Kiválasztott effektor fehérjék és komplement,
  • Sejtek,
    • Antigént prezentáló sejtek,
    • Természetes ölősejtek,
    • Granulociták,
  • B-sejtek,
  • T-sejtek,
  • Immunglobulinok,
Genetika
  • Csíravonalban kódolt,
  • Nem változik az élet során,
  • V(D)J rekombinációval és hipervariációval kódolt,
Öröklődés
  • Öröklött,
  • Nem öröklött,
Válaszidő
  • Gyors: Perceken-órákon belül,
  • Lassabb (hosszabb késleltetés az antigénexpozíció és a teljes hatás között),
Specificitás
  • Nem specifikus,
  • Nagyon specifikus, folyamatosan bővül az idő múlásával,
Memóriaválasz
  • Hiányzik,
  • Jelen van,
  • A memóriaválasz hatékonyabbá és gyorsabbá válik az antigénnel való ismételt találkozások után,
Effektor fehérjék
  • Lizozim,
  • Defenzinek,
  • Citokinek,
  • Komplement,
  • Ötféle immunglobulin (IgA, IgM, IgG, IgD és IgE),
  • Összeköti a veleszületett és adaptív immunválaszt (különösen az IgA),
Felismerés
  • PRR-ek (mintázatfelismerő receptorok),
  • Az aktivált B-sejtek és memória T-sejtek felismerik a kórokozók specifikus antigénjeit.

Fizikai barrierek

Áttekintés

Biokémiai barrierek

Áttekintés

Celluláris mechanizmusok

A HLA rendszer

2. táblázat: Az MHC molekulák áttekintése.
MHC I. osztály (MHC I) MHC II. osztály (MHC II)
Locus
  • HLA-A
  • HLA-B
  • HLA-C
  • HLA‑DP,
  • HLA‑DQ,
  • HLA-DR
Struktúra
  • Két különböző hosszúságú polipeptidlánc:
    • A hosszú lánc tartalmazza az alfa doméneket (α1, α2, α3),
    • A rövid lánc (β2-mikroglobulin, B2M) tartalmazza a β2 domént,
  • Két azonos hosszúságú polipeptidlánc (α és β),
    • Invariáns lánc: szerepet játszik az MHC II. osztályú molekulák peptidkötő árkának kialakításában, valamint az MHC II. osztályú molekulák endoplazmatikus retikulumból való későbbi exportjában,
  • Mindegyik két domént tartalmaz (α1, α2 és β1, β2).
Expresszió
  • Minden magvas sejt, vérlemezke és APC (antigén-prezentáló sejt) felületén,
  • Nem expresszálódik a vörösvértesteken,
  • APC-k (pl. dendritikus sejtek, monociták/makrofágok, B-limfociták) felületén,
Funkció
  • Intracelluláris útvonal: Intracelluláris antigének prezentációja CD8+ T-sejteknek → citotoxikus T-sejt reakció → a sejtek (amelyek intracelluláris patogénekkel (endogén, pl. vírusok) fertőzöttek és/vagy atípusos fehérjéket (pl. rosszindulatú sejtek) termelnek) pusztulása,
  • Extracelluláris útvonal: Extracelluláris antigének (exogén, pl. bakteriális fehérjék) prezentációja CD4+ helper T-sejteknek → CD4+ T-sejtek aktiválása → B-limfociták aktiválása.
Antigén prezentáció
  • Az endogén antigéneket (pl. virális és citoszolikus fehérjék) proteaszómák bontják le,
  • Az antigének (peptidek, lipidek vagy poliszacharidok) a DER-be (durva endoplazmatikus retikulumba) kerülnek az antigén feldolgozásához kapcsolódó transzporterek (TAP-ok) segítségével,
  • Az MHC I-antigén komplexek a DER-ben állnak össze,
    • Polimorf zóna: Rés/árok van benne a sejten belüli eredetű antigének prezentálására
    • Nem polimorf zóna: CD8+ T-limfocitákhoz kötődik,
  • Extracelluláris antigének kereszt-prezentációja: Az APC-k (pl. dendritikus sejtek) extracelluláris antigéneket mutatnak be MHC I molekulákkal együtt a CD8+ T-sejteknek → CD8+ T-sejtek aktiválása
  • Számos vírus megakadályozza az MHC I expresszióját a sejtfelszínen (pl. herpes simplex vírus),
  • Az MHC I. osztályú receptorok hiányát a fertőzött vagy rosszindulatú sejteken a természetes ölősejtek (NK-sejtek) ismerik fel,
  • Az APC-k (antigén-prezentáló sejtek) exogén anyagokat (pl. bakteriális fehérjéket) vesznek fel fagocitózis útján → fehérjebontás a lizoszómában → MHC II-antigén komplexek összeállítása savasított endoszómákban az invariáns lánc felszabadulása után → az MHC II-antigén komplex prezentációja a sejtfelszínen,
HLA és betegségkapcsolat
  • A3: Hemokromatózis,
  • B8:
    • Addison-kór,
    • Myasthenia gravis,
    • Graves-kór,
  • B27:
    • Pikkelysömörös ízületi gyulladás,
    • Bechterew-kór,
    • IBD-hez társuló ízületi gyulladás,
    • Reaktív ízületi gyulladás,
  • C: Psoriasis,
  • DQ2/DQ8: Lisztérzékenység,
  • DR2:
    • Szklerózis multiplex,
    • Szisztémás lupus erythematosus,
    • Goodpasture-szindróma,
    • Szénanátha,
  • DR3:
    • 1-es típusú cukorbetegség,
    • Szisztémás lupus erythematosus,
    • Graves-kór,
    • Hashimoto-pajzsmirigy-gyulladás,
    • Addison-kór,
  • DR4:
    • Rheumatoid arthritis,
    • 1-es típusú cukorbetegség,
    • Addison-kór,
  • DR5: Hashimoto thyroiditis,
  • DR7: Szteroid reszponzív nephrotikus szindróma,
  • Csupasz limfocita szindróma:
    • A veleszületett immundeficiencia betegség, amelyet az I vagy II fő hisztokompatibilitási komplex hiányosságai jellemeznek, amelyek általában a limfocitákon expresszálódnak,
    • Jellemzően visszatérő légúti, emésztőrendszeri és húgyúti fertőzésekhez vezet.

Patogénfelismerő receptorok (PRR-ek)

Légzési roham (oxidatív roham)

A kataláz-pozitív szervezetek képesek a H2O2-t (hidrogén-peroxidot) H2O-vá (vízzé) és O2-vé (oxigénné) bontani, ezzel megakadályozva a hidroxil-halogenid gyökök képződését.

Immunprivilégium

Humorális mechanizmusok

A veleszületett immunitás humorális mechanizmusait a testfolyadékokba vagy a véráramba kiválasztott fehérjék közvetítik. Ezek a fehérjék gyakran az alábbi módokon indítanak immunválaszt:

Akut fázis proteinek

Ezek olyan biomarkerek, amelyek plazmakoncentrációja emelkedik (ún. pozitív markerek, pl. CRP) vagy csökken (ún. negatív markerek, pl. transzferrin) egy fennálló gyulladásos folyamat hatására.

Komplement rendszer

Aktivációs útvonal

Hatás

Komplement receptorok

3. táblázat: A komplementreceptorok áttekintése.
Receptor Major ligand CD szám Sejt típus Funkció
Komplement receptor 1 (CR1)
  • C3b,
  • C4b,
  • CD35,
  • Eritrociták,
  • Polimorfonukleáris leukociták (PMN-ek),
  • B-sejtek,
  • Follikuláris dendritikus sejtek (FDC-k),
  • Monociták/makrofágok,
  • Immunkomplexek szállítása és eltávolítása
  • Elősegíti a C3b és C4b kofaktorok hasítását (gátolja a C3 konvertáz képződését),
  • Elősegíti a fagocitózist,
  • Plasmodium falciparum receptor
Komplement receptor 2 (CR2)
  • iC3b,
  • C3d/EBV
  • C3dg,
  • CD21,
  • B-sejtek,
  • Follikuláris dendritikus sejtek (FDC-k),
  • Felső légúti hámsejtek,
  • B-sejt aktiváció,
  • EBV receptor,
Komplement receptor 3 (CR3)
  • iC3b,
  • CD11b/CD18,
  • Monociták/makrofágok,
  • PMN-ek,
  • Dendritikus sejtek,
  • Elősegíti az iC3b-vel bevont molekulák fagocitózisát,
  • Leukocita adhézió,
    • A CR3 hiány a leukocita adhéziós deficiencia 1 (LAD1) típusát eredményezi,
Komplement receptor 4 (CR4)
  • CD11c/CD18,
  • Elősegíti az iC3b-vel bevont molekulák fagocitózisát,
  • Leukocita adhézió,
  • Neutrofil és monocita adhézió,
C3a receptor
  • C3a
-
  • Neutrofilek, eozinofilek, bazofilek,
  • Hízósejtek és monociták/makrofágok,
  • Asztrociták, neuronok, gliasejtek,
  • Aktiválja a G-proteint a C3a kötődésével,
  • Leukocita kemoattrakció (fehérvérsejtek odavonzása) és degranuláció (szemcsék kiürítése)
  • Citotoxikus oxigén gyökök képződése,
C5a receptor
  • C5a,
  • CD88,
  • Neutrofilek, eozinofilek, bazofilek,
  • Hízósejtek és monociták/makrofágok,
  • T-sejtek,
  • Dendritikus sejtek, gliasejtek,
  • Endoteliális, epiteliális és ér simaizomsejtek,
  • Aktiválja a G-proteint a C5a kötődésével,
  • Leukocita kemoattrakció és degranuláció
  • Citotoxikus oxigéngyökök keletkezése,
  • A C5a receptorhoz való kötődése szerepet játszhat a szepszisben bekövetkező szervkárosodásban.

A veleszületett immunitás hibái

4. táblázat: A veleszületett immunitás hibái.
Defektív elem/komplement Kapcsolódó állapotok Fokozott fogékonyság a(z)
Granulociták
  • Krónikus granulomatózus betegség,
  • Kemoterápia,
  • Fanconi-anémia,
  • Ismétlődő, súlyos fertőzések gennyes, kataláz-pozitív baktériumokkal (pl. S. aureus, Pseudomonas),
  • Gombás fertőzések: Különösen Candida, Aspergillus,
  • Leukocita Adhéziós Deficiencia 1 (LAD1),
  • A bőr és a nyálkahártya visszatérő, nem gennyes bakteriális fertőzései,
  • Súlyos veleszületett neutropénia,
  • Ismétlődő bakteriális (különösen Streptococcus és Staphylococcus) fertőzések (pl. ínygyulladás, középfülgyulladás, légúti fertőzések, cellulitisz),
Fagoszómák
  • Chediak-Higashi-szindróma,
  • Visszatérő bakteriális fertőzések: különösen gennyes Gram-pozitív baktériumok (S. pyogenes, S. aureus és Pseudomonas) okozta fertőzések,
  • Mieloperoxidáz hiány,
  • Visszatérő Candida fertőzések (pl. szájpenész, vulvovaginitis),
Komplement
  • C3 deficiencia,
  • Terminális komplement hiány,
  • Ismétlődő, súlyos fertőzések tokos baktériumokkal, különösen Pneumococcus és Meningococcus fajokkal.