BIOCHEMIE IMUNITNÍHO SYSTÉMU

Ústav lékařské chemie a klinické biochemie 2.LF UK a FN Motol

MUDr. Bc. Matej Kohutiar, Ph.D.

akad. rok 2018/2019

SYSTÉMU

ORGANIZACE PŘEDNÁŠKY

1. Biochemie imunitního systému

2. Metabolismus eikosanoidů

3. Organizace letního semestru

IMUNITNÍ SYSTÉM

• Základní homeostatický mechanizmus

• Obranyschopnost – rozpoznání cizího

• Autotolerance – rozpoznání vlastního• Autotolerance – rozpoznání vlastního

• Imunitní dohled – vnitřní škodliviny

• IS pracuje na principu anticipace

ORGÁNY IMUNITNÍHO SYSTÉMU

• Primární lymfatické orgány (dřeň, tymus)

• Sekundární lymfatické orgány (uzliny, slezina, plaky)

• BUNĚČNÉ KOMPONENTY

• Neutrofily• Neutrofily

• Eosinofily

• Basofily

• Mastocyty

• Monocyty – makrofág, dendritická buňka

• B-lymfocyt

• T-lymfocyt

• NK buňka

BUNĚČNÉ SLOŽKY

NEUTROFIL MONOCYT

EOSINOFIL

BASOFIL

LYMFOCYT

PLAZMATICKÁ BUŇKA

IgE/IgG

IMUNITNÍ SYSTÉM

• Imunogen a antigen

• Protein, komplexní sacharid, lipid

• Hapten

•AKNÉ•EKZÉM

•DEPRESE•ÚZKOST

•ZÁNĚTY•EKZÉM•RÝMA•PŘECITLIVĚLOST

•ZÁCPA•PRŮJMY•IBD

•BOLESTI•ZÁNĚTLIVÉ STAVY

ANTIGEN

• Cizorodost

• MW > 10 kDa

• Komplexní struktura

MYOSINMOLEKULY BÍLKOVIN

MAJÍ RŮZNÉ

KOLAGEN

MYOSIN

OVALBUMIN

MAJÍ RŮZNÉTVARY

ANTIGEN

• Cizorodost

• MW > 10 kDa

• Komplexní struktura

• Epitop (sekvenční a konformační)

• Dominující epitop

ANTIGEN A EPITOP

PROSTOROVÁ STRUKTURA 3D

PROTILÁTKA

PROSTOROVÁ STRUKTURA 3D

ZKŘÍŽENÁ REAKTIVITA

• ZALOŽENA NA PODOBNOSTI PROSTOROVÝCH STRUKTUR VYSKYTUJÍCÍCH SE V RŮZNÝCH BÍLKOVINÁCH .

X

ZKŘÍŽENÁ REAKTIVITA

PYL BŘÍZOVITÝCH JABLKO, LÍSKOVÝ OŘECH, BROSKEV, MERUŇKY, CELER, SÓJA

LATEX AVOKÁDO, BANÁN, KIWI

ROZTOČI KORÝŠI A MĚKKÝŠI

PELYNĚK MRKEV, CELERFUCHS, Martin. Potravinová alergie a intolerance. Praha: Mladá fronta, 2016. Edice postgraduální medicíny. ISBN 978-80-204-3757-0.

MECHANIZMY IMUNITY

NESPECIFICKÉ SPECIFICKÉ

• MECHANICKÉ• CHEMICKÉ• MIKROBIÁLNÍ

CÍL: ELIMINACE PATOGENU A IMUNOLOGICKÁ PAMĚŤ

MECHANIZMY IMUNITY

NESPECIFICKÉ SPECIFICKÉ

?

CÍL: ELIMINACE PATOGENU A IMUNOLOGICKÁ PAMĚŤ

VIRUS, BAKTERIE, PLÍSEŇ, PARAZIT

• MECHANICKÉ• CHEMICKÉ• MIKROBIÁLNÍ

NESPECIFICKÉ MECHANIZMY

• Kůže

• Epitely a sliznice

• ŽaludekBARIÉRY

• Chemická a buněčná výbava

Fagocytóza a cytotoxické buňky

Komplement

SPECIFICKÉ MECHANIZMY

• Antigenně specifické mechanizmy

• Reakce:

Buněčně zprostředkované: T-lymfocytyBuněčně zprostředkované: T-lymfocyty

Humorálně zprostředkované: Protilátky

• Imunologická paměť

NESPECIFICKÁ VS. SPECIFICKÁ IMUNITA

• Vrozená

• První linie obrany

• Funguje okamžitě

• Získaná

• Čas

• Specifická reakce

• Nespecifikáreakce

• Cíl:eliminace • Cíl:eliminacepaměť

PRINCIPY FUNGOVÁNÍ IS

1. Aktivace nespecifických mechanizmů

(chemické struktury MO)

2. Aktivace efektorových mechanizmů

3. Aktivace antigenně specifických 3. Aktivace antigenně specifických

mechanizmů

CYTOKINY, ADHEZIVNÍ MOLEKULY A FcRECEPTORY

• Interleukiny IL-1, 6

• Chemokiny

• Interferony INF-α-β-γ

• Faktory stimulující kolonie - diferenciace

• Faktory nekrotizující nádory (cytotoxicita, apoptóza)

• Pleiotropní, redundantní, auto/endo/parakrinní → cytokinová síť

• Adhezivní molekuly– Integriny, lektiny, muciny

• Fc receptory– FcεRI

MECHANIZMY NESPECIFICKÉ IMUNITYMECHANIZMY NESPECIFICKÉ IMUNITY

NESPECIFICKÁ IMUNITA

I. Buněčná složka

• Vysoká fagocytární aktivita (neutrofily, granulocyty, makrofágy)

II. Humorální složka

• Komplement

ROZPOZNÁVACÍ MECHANIZMY FAGOCYTŮ

• PAMP (pathogen associated molecularpatterns)

• Endotoxin G-

• Proteoglykan G+• Proteoglykan G+

• Glukany, mannany

• Interakce lektin-glykoprotein

LIKVIDACE MIKROORGANIZMŮ

• Opsonizace, komplement, fagocytóza

Složka Obsah

Antimikrobní látky Myeloperoxidasa, lysosym, laktoferin

Proteázy Elastasa, kolagenasaProteázy Elastasa, kolagenasa

Hydrolázy Katepsiny, fosfolipáza

Interakce:Fc-receptor – částice → aktivace NADPH oxidasy

LIKVIDACE MIKROORGANIZMŮ

ŽÍRNÉ BUŇKY

• Pojivové a slizniční

• Obrana proti parazitárním infekcím

Metabolizmus k.arachidonové:Leukotrienyprostaglandiny

ŽÍRNÁ BUŇKA A ALERGICKÁ REAKCE

IgE IgEIgE IgE

ŽÍRNÁ BUŇKA A ALERGICKÁ REAKCE

ANAFYLAKTICKÝ ŠOK

KARDIOVASKULÁRNÍ SYSTÉM SLABÝ PULS, NÍZKÝ TLAK, ZTRÁTA VĚDOMÍ

TRÁVICÍ SYSTÉM ZVRACENÍ, BOELSTI BŘICHA, PRŮJEM

KŮŽE OTOK, ZARUDNUTÍ, VYRÁŽKA, SVĚDENÍ

RESPIRAČNÍ SYSTÉM KAŠEL, PÍSKOTY, KRÁTKÝ DECH, SEKRECE

KOMPLEMENT

• Pohotová reakce

• C1-C9

• Jedna z hlavních efektorových drah zánětuzánětu

• Syntéza: játra, monocyty, makrofágy

KOMPLEMENT

• Klasická cesta aktivace

• Alternativní cesta aktivace

• Lektinová cesta aktivace

+C3b C3a

C3

Alternativní cesta aktivace komplementu

C3-konvertáza

C3b

C5

C5-konvertáza

LÝZA

Klasická cesta aktivace komplementu

C1 C4, C2

C3 C3a + C3b

Osmotická lýza buňky

KOMPLEMENT

• C3a a C5a – chemotaxe

• C3b – opsonizace

• C5b-C9 - osmotická lýza

MECHANIZMY SPECIFICKÉ IMUNITYMECHANIZMY SPECIFICKÉ IMUNITY

PROTILÁTKY

B- a T- LYMFOCYTY

• B-Rozeznávaní antigenuProdukce protilátek

• T-• T-Adaptivní imunitaKontrola imunitní reakcePodtřídy CD4+ a CD 8+ TH Tc

SPECIFICKÁ IMUNITA

I.Buněčná složka

• T a B buňky

• APC buňky (dendritické, makrofág, B-ly)

II. Humorální složka:

• protilátky

ANTIGENNĚ SPECIFICKÉ RECEPTORY

IMUNOGLOBULINY

• H řetězce:

μ, δ, γ, α, ε

• L řetězce:

κ, λ κ, λ

IMUNOGLOBULINY

• Hypervariabilní a konstantní úseky

IZOTYPY IMUNOGLOBULINŮ

IMUNOGLOBULINY

PROTILÁTLKY MONO A POLYKLONÁLNÍ

INTERAKCE ANTIGEN-PROTILÁTKA

INTERAKCE ANTIGEN-PROTILÁTKA

• Coulombické interakce• Van der Waalsovy síly• Vodíkové vazby• Hydrofobní interakce

• Polární/nepolární prostředí

AFINITA A AVIDITA

• Asociační konstanta (106-1012) a afinita

• Interakce: jedno vazebné místo – jeden epitop

PREZENTACE PEPTIDOVÝCH FRAGMENTŮ

HLA

Význam: vazba peptidových fragmentů

PREZENTACE PEPTIDOVÝCH FRAGMENTŮ

HLA

Význam: vazba peptidových fragmentů

A/ produkovaných buňkou

PREZENTACE PEPTIDOVÝCH FRAGMENTŮ

HLA

Význam: vazba peptidových fragmentů

A/ produkovaných buňkou

B/ pohlcených buňkouB/ pohlcených buňkou

HLAVNÍ HISTOKOMPATIBILNÍ KOMPLEX (MHC I)

HLAVNÍ HISTOKOMPATIBILNÍ KOMPLEX (MHC II)

VAZBA PEPTIDU NA MOLEKULU MHC

BUNĚČNÁ IMUNITA

• TH1 TH2 (zánětlivá a pomocná reakce)

• TC

• NK

→ imunologie

PRIMÁRNÍ A SEKUNDÁRNÍ PROTILÁTKOVÁ ODPOVĚĎ

• Další imunizace- „sekundární fáze“ vedoucí ke zvyšování kvality Ig

PRIMÁRNÍ A SEKUNDÁRNÍ PROTILÁTKOVÁ ODPOVĚĎ

• Setkání s antigenem vede k interakci:

→B-lymfocyt: stimulace (plazmatická/paměť)

→Pohlcení: APC

• 1.Protilátky IgM (sekundární lymf. orgány)• 1.Protilátky IgM (sekundární lymf. orgány)

• 2. Protilátky IgG (izotypový přesmyk)

• Cíl: produkce paměťových buněk s

vysokoafinními imunoglobuliny

SOUHRN

• IS se vyvinul jako účinný systém obrany před infekčními a toxickými činiteli

• Kooperativita vrozené a adaptivní reakce• Kooperativita vrozené a adaptivní reakce

• Schopnost tvorby enormního počtu protilátek cca 108

• Imunologická paměť

METABOLIZMUS EIKOSANOIDŮ

Ústav lékařské chemie a klinické biochemie 2.LF UK a FN Motol

MUDr. Bc. Matej Kohutiar, Ph.D.

akad. rok 2018/2019

EIKOSANOIDY

• Oxygenované deriváty:

– di-homo-γ-linolenové kyseliny (C20:3 ω-6)

– Arachidonové kyseliny (C20:4 ω-6)

– Eikosapentaenové kyseliny (C20:5 ω-3)– Eikosapentaenové kyseliny (C20:5 ω-3)

• Prostanoidy (prostaglandiny, prostacykliny, thromboxany)

• Leukotrieny

POLYENOVÉ MASTNÉ KYSELINY

ω-6

• Kyselina linolová

ω-3ω-3

• Kyselina eikosapentaenová

• Kyselina linolenová

SYNTÉZA NENASYCENÝCH MASTNÝCH KYSELIN

KYSELINA PALMITOVÁ16:0

KYSELINA STEAROVÁ18:0

Δ9

KYSELINA OLEJOVÁ18:1, ω-9

K. PALMITO-OLEJOVÁ16:1, ω-7

20:3, ω-7 22:3, ω-9

Δ6,5,4

desaturázy

SYNTÉZA NENASYCENÝCH MASTNÝCH KYSELIN

KYSELINA LINOLOVÁ18:2, ω-6

KYSELINA LINOLENOVÁ18:3, ω-3

KYSELINA EPA20:5, ω-3

K. DHG20:3, ω-6

K. ARACHIDONOVÁ20:4, ω-6

SYNTÉZA EIKOSANOIDŮ

K. DHG20:3, ω-6

K. ARACHIDONOVÁ20:4, ω-6

KYSELINA EPA20:5, ω-3

COX

20:4, ω-6

KYSELINA DHA22:6, ω-3

P P PLT, LP LT

LT, LP: leukotrieny, lipoxinyP: prostanoidy (prostaglandiny a tromboxany)COX: cyklooxygenáza (prostaglandin-H-syntáza)LOX: lipooxygenáza

LOX

SYNTÉZA EIKOSANOIDŮCOOH

CH3

PGG2

cyklooxygenasa2 O2

COXPGG2

PGH2

peroxidasa

prostacyklinsynthasa

thromboxansynthasa

SYNTÉZA EIKOSANOIDŮCOOH

CH3

PGG2

cyklooxygenasa2 O2

Inhibitory COX:Aspirin

IndometacinIbuprofenKortikoidy

PGG2

PGH2

peroxidasa

prostacyklinsynthasa

thromboxansynthasa

SYNTÉZA EIKOSANOIDŮCOOH

CH3

5-lipooxygenasaO2

Lipoxiny a leukotrieny

5-HPETE

5-HPETE: 5-hydroperoxyeikosatetraenoát

SYNTÉZA EIKOSANOIDŮ

K. ARACHIDONOVÁ20:4, ω-6

KYSELINA EPA20:5, ω-3

Poruchy metabolizmu lipidůAterosklerózaPoruchy funkce trombocytůHypertenzeChronické zánětyAlergická onemocnění

LETNÍ SEMESTR

Ústav lékařské chemie a klinické biochemie 2.LF UK a FN Motol

akad. rok 2018/2019

Průběžné testy

ZIMNÍ SEMESTR

1. Průběžný test

2. Průběžný test

LETNÍ SEMESTR

1. Průběžný test

ZÁPOČET ZÁPOČET

ZKOUŠKA

Hodnocení průběžného testu

LETNÍ SEMESTR:

1 průběžný test = celkem 30 bodů

65% úspěšnost = 19,5 bodů65% úspěšnost = 19,5 bodů

POZOR: Souhrnný test (30 bodů) 75 % úspěšnost = 22 bodů

Průběžný test

LETNÍ SEMESTR

Průběžný test 1.- 5.4.2019Kruhy 7,8 = výjimečně v čase přednášky v pátek!

ZS+ LS = ZÁPOČET

Souhrnný test

PÍSEMNÝ TERMÍN: LETNÍ SEMESTR (SIS)

Pátek 24.5.2019

DALŠÍ PÍSEMNÉ A ÚSTNÍ TERMÍNY:DALŠÍ PÍSEMNÉ A ÚSTNÍ TERMÍNY:

- bude upřesněno

Souhrnný test

PÍSEMNÝ TERMÍN: ZIMNÍ SEMESTR (SIS)

Úterý 23.4.2019

ÚSTNÍ TERMÍNY:ÚSTNÍ TERMÍNY:

- SIS (první polovina května)

Zkouškové období

Předtermín:• druhá polovina května

Zkouškové období:27.5.-30.6.201927.5.-30.6.2019Kromě: 10.-14.6. 2019

Opravné termíny:1.9.-16.9. 2019

SIS

Zkouška

START: všichni přihlášení ráno (propadnutí termínu !)

HARMONOGRAM DNE: 30 min odstup

1. PÍSEMNÁ ČÁST: (Test)1. PÍSEMNÁ ČÁST: (Test)2. ÚSTNÍ ČÁST:• 2 struktury• 2 otázky (obecná a speciální biochemie)

ZNÁMKA: je výsledkem systematické práce studenta.