CHEMIE IMUNITNCH REAKC IMUNITA OBRANA 1 Rozpoznn vlastn

CHEMIE IMUNITNÍCH REAKCÍ

IMUNITA = OBRANA 1. Rozpoznání – „vlastní“ a „cizí“ 2. Specifičnost imunitní odpovědi 3. Paměť – zachování specifických informací Protilátky = molekuly (glykoproteiny) - vazba na cizorodé částice Antigen = molekula obsahující antigenní determinanty

Protilátka glykoprotein z rodiny imunoglobulinů, který je schopen nekovalentním a reversibilním způsobem vázat příslušný antigen.

Antigen Jakákoliv látka, která po vniknutí do organismu jako cizorodá, stimuluje živočicha produkci specifické protilátky či více protilátek schopných specifické vazby s daným antigenem.

1. Specifická imunitní odpověď Kontakt s antigenem a) produkce protilátek (lymfocyty B) b) specifická imunitní odpověď zprostředkovaná buňkami (lymfocyty T) c) fagocytóza - makrofágy, granulocyty (neutrofily) 2. Nespecifická imunitní odpověď Komplementový systém

Specifická imunitní odpověď

Buňky imunitního systému Lymfocyty q buňky reagující na antigenní podnět q mají na povrchu receptory q produkují specifické protilátky Makrofágy q regulují odpovědi lymfocytů q sekretují biologicky aktivní mediátory q podporují nebo utlumují diferenciaci lymfocytů a jejich imunitní odpověď Histiocyty, alveolární buňky, Kupferovy buňky, osteoklasty

Antigeny a vazebná místa protilátek Epitopy (antigenní determinanty): q imunologicky aktivní oblasti imunogenu, antigenu, jsou to přístupná místa na povrchu imunogenu, q velikost epitopů je určena velikostí vazebného místa pro antigen (paratopu) na protilátkové molekule. Vazba protilátky s epitopem zahrnuje slabé nekovalentní interakce • fungují na krátké vzdálenosti, závisí na komplementaritě epitopu a paratopu, aby se tyto interakce maximalizovaly. • 15 -22 AK na povrchu proteinového antigenu přichází do kontaktu s podobným počtem AK v paratopu.

Tvorba komplexu antigen protilátka

Kvantitativní precipitační reakce Nadbytek protilátky Zóna ekvivalence Nadbytek antigenu

Afinita protilátky: vazebná schopnost protilátky vázat se na povrch antigenu Sílu interakce (vazby) mezi antigenem a protilátkou vyjadřuje afinitní konstanta KA = [Ab-Ag] / [Ab]. [Ag] Afinitní konstanta, tj. síla vazby, je závislá na p. H, iontové síle, přítomnosti detergentů či chaotropních činidel (látky rozrušující strukturu vody – vodíkové můstky)

Vazebné síly uplatňující se při vazbě antigen protilátka 1. Elektrostatické síly Přitažlivé síly mezi opačně nabitými skupinami - aminoskupina (NH 3+) lysinu, karboxylová skupina (COO-) argininu 2. Vodíkové vazby -OH, NH 2, COOH

3. Hydrofobní interakce Mezi dvěma postranními řetězci polárních aminokyselin (valin, leucin, isoleucin) 4. Van der Waalsovy síly Slabé interakce mezi elektrony vnějších orbitů dvou makromolekul. Vznikají převážně v nepolárních molekulách, které neobsahují stálé dipóly, jejich vazby nejsou polarisované.

Imunoglobuliny (Ig) jsou vysokomolekulární glykoproteidy, vyskytují se ve dvou podobách : q jako zakotvené v plazmatické membráně B lymfocytů jako tzv. membránové nebo povrchové Ig (m. Ig) tvořící receptor q jsou volně přítomny v krvi, lymfě i tkáňových tekutinách. Mají schopnost vázat antigen a v imunitním systému plní funkci protilátek.

Základní struktura Ig. G Molekula imunoglobulinu je tetramer: • dva řetězce těžké (H) • dva identické řetězce lehké (L) Domény – variabilní a konstantní (V a C) Řetězce obsahují disulfidické vazby Typy lehkých řetězců: kal Typy těžkých řetězců: α, γ, δ, ε a μ. Podle typu těžkého řetězce, který tvoří imunoglobulin, je rozdělujeme na pět tříd, izotypů: Ig. A, Ig. G, Ig. D, Ig. E, a Ig. M.

Lehké řetězce těžké řetězce spojující domény disulfidické vazby

Tvorba imunoglobulina jako odpověď na antigen q První infekce – podobný průběh jako v ontogenetickém vývoji q Opakovaná infekce – zapojeny paměťové buňky, rychlá intenzivní tvorba vysokoafinitních imunoglobulinů

Vazba mezi antigenem a protilátkou q Je nekovalentní a podílí se na ní vodíkové můstky a iontové interakce stejně jako van der Waalsovy síly či interakce dipol-dipol q Sílu interakce (vazby) mezi antigenem a protilátkou vyjadřuje afinitní konstanta KA = [Ab-Ag] / [Ab]. [Ag] q Afinitní konstanta, tj. síla vazby, je závislá na p. H, iontové síle, přítomnosti detergentů či chaotropních činidel

KOMPLEMENTOVÝ SYSTÉM Přirozený imunitní systém, rozeznává vlastní od cizího. q První reakce na setkání s mikrobem a jeho eliminace. q q Jedna z hlavních efektorových drah zánětu. q Systém faktorů – enzymy, přítomné v krvi. Kaskádová aktivace jednotlivých komponent. q

Komponenty komplementu jsou produkovány: q v játrech (parenchym) q makrofágy q monocyty q G. I. a močovým systémem q neutrofily (skladují velké množství některých komponent komplementu

Dráhy aktivace komplementu 1. Dráha klasická - fylogeneticky nejmladší, aktivace komplexem antigen-protilátka. 2. Dráha alternativní – fylogeneticky nejstarší, aktivace povrchem patogenu. 3. Dráha lektinová (manose-binding lectin, MBL) – varianta klasické dráhy. Dráhy se od sebe liší se způsobem aktivace klíčové složky C 3

Komplementový systém se skládá z 19 hlavních proteinů: Jednotlivé proteiny jsou značeny číselně s předponou C: C 1 až C 9 u klasické dráhy nebo Abecedně (některé složky): faktor B, D a properdin u dráhy alternativní Proteiny komplementu u dráhy lektinové se nazývají kollektiny (kolagenní oblast a lektinová oblast)

Aktivace komplementové kaskády AKTIVACE Proenzym 2 ENZYM 2 etc. (komplexem antigen-protilátka) Proenzym 1 ENZYM 1 Proenzym 2 ENZYM 2 etc.

Klasická dráha komplementu

Komplex atakující membránu C 5 a C 5 70 -100 Å C 8 C 9 C 9 C 9 C 9 C 9 C 6 C 5 b C 7

Hlavní účinky jednotlivých štěpů komponent komplementu C 3 a, C 4 a a C 5 a jsou anafylatoxiny (hormonům podobné peptidy) Kontrakce hladkých svalových buněk, permeabilita cévní stěny Uvolnění histaminu (žírné buňky, basofily) Histamin Uvolnění lysosomálních enzymů z granulocytů C 5 a chemotaxe leukocytů Migrace leukocytů do místa aktivace komplement Zvyšování zánětlivé reakce