Sistemul imun este format in principal din doua tipuri de celule limfatice inalt specializate, limfocitele B si T. El include, de asemenea, celule de origine hematopoietica (monocite/ macrofage si granulocite) si nehematopoietica (mastocite si fibroblasti) ce-i servesc ca elemente prezentatoare de antigen si ca elemente efectoare. Ultimele celule pot fi privite si ca elemente constituente ale sistemului inflamator cu care sistemul imun interactioneaza.
Elementele majore efectoare ale arcului imun eferent sunt ig (produsele limfocitelor B), limfokinele (produsele limfocitelor T CD4+ si CD8+ actite) si limfocitele T citolitice (celule care actite, omoara prin contact direct celula-celula). in cazul limfocitelor T, raspunsul inflamator este coordonat prin intermediul limfokinelor.
Cuprins:
ACTIVITATEA EFECTOARE A LIMFOCITELOR B |
sus  |
După ce antigenul a fost fagocitat de celula prezentatoare de antigen (CPA), el suferă o digestie intracelulară până la nivelul de polipeptid. Dupâ o cuplare prealabilă cu MHC de clasa a H-a, acesta este expus pe suprafaţa celulei care intră în contact direct cu limfocitul Th CD4+. In urma contactului direct şi a stimulării suplimentare prin IL-1 elaborată de CPA, este activat limfocitul B specific care se transformă în plasmocit, celulă secretantă de Ig specifică antigenului stimulator. Anticorpul secretat reprezintă elementul efector al arcului imun eferent. El acţionează pentru îndepărtarea sau neutralizarea elementului agresor.
In cazul în care antigenul este solubil, molecular, se formează complexe imune circulante care sunt epurate de sistemul monocit/macrofag (Sistemul Reticulo;Endotelial = SRE).
In cazul în care antigenul face parte dintr-o membrană celulară, anticorpul se fixează pe celulă. Cuplarea ulterioară a complementului duce la liza celulară sau la eliminarea celulei prin fagocitoză de către SRE.
Anticorpul mai poate contribui la liza şi moartea celulei agresoare intermediind acţiunea citotoxică a altor celule (macrofage, granulocite, Natural Killer-NK-cells), în cazul reacţiei de citotoxicitate mediată de anticorpi (ADCC = Antibody-Dependent Cell-mediated Cytotoxicity).
COMPLEXE IMUNE |
sus |
Anticorpul specific odată produs are o serie de efecte asupra antigenelor ţintă.
Neutralizare» antigenului este realizată de anticorpi, mai ales în cazul infecţiilor virale, când virusul este "îmbrăcat" de molecule de Ig. In acest mod capacitatea infecţioasă virală este deprimată.
Epurarea antigenului. Dispariţia unui antigen solubil din circulaţie se face dupâ o curbă care prezintă trei faze. In prima fază are loc o egalizare a concentraţiei antigenice între sectoarele intra şi extravascular; ea este denumită faza de echilibrare. Antigenul este apoi catabolizat la un ritm identic cu cel al structurilor similare ale organismului gazdă. Rata sa de scădere este în funcţie de proprietăţile lui fizice şi chimice. în cea de a treia fază - imună - antigenul este eliminat datorită formării de anticorpi specifici. Apariţia şi creşterea cantităţii de complexe imune formate face ca dispariţia antigenului din circulaţie să fie accelerată. Clearance-ul agregatelor antigen-anticorp se face de către sistemul reticuloendotelial cu o rată mai lentă sau mai rapidă.
Dimensiunea complexului influenţează în mod fundamental rapiditatea eliminării sale din circulaţie. Mărimea complexului este determinată la rândul său de raportul antigen/anticorp, de greutăţile moleculare ale reactanţilor şi de afinitatea anticorpului faţă de antigen.
Rolul raportului între antigen şi anticorp a fost evidenţiat de clasica reacţie de precipitare (fig.1.16). Pentru demonstrarea acestei reacţii. Ia o cantitate constantă de anticorp se adaugă cantităţi progresive de antigen şi se apreciază cantitatea precipitatului. Când antigenul folosit este multivalent se disting trei zone. Zona iniţială de exces de anticorpi se formează când raportul între antigen şi anticorp este în favoarea primului reactant. Complexele imune sunt mici şi se formează puţin precipitat. Adaosul progresiv de antigen face ca mai multe molecule de anticorp să fie angajate în reacţie. Complexele imune sunt mai mari.
Cantitatea de precipitat creşte progresiv pe măsură ce se adaugă antigen. Există un moment când sunt interesate în mod maximal toate moleculele de antigen şi de anticorp. In aceste condiţii se formează o reţea insolubilă cu maximum de precipitat. Este zona de echivalenţă în care nu se depistează molecule libere de antigen sau de anticorp. Un aport suplimentar de antigen duce, prin rearanjarea reactanţilor, la micşorarea complexelor şi la reducerea reţelei. Cantitatea de precipitat scade pentru ca în zona excesului de antigen complexele sâ se redizolve şi precipitatul aproape să dispară. Complexele formate în zona de echivalenţă sunt insolubile. Cele formate în zona excesului de antigen sunt însă solubile.
Când antigenele sunt monovalente, complexele antigen-anticorp sunt foarte mici şi nu se formează precipitat.
Când antigenul sau anticorpul sunt elemente cu greutate moleculară mare se formează complexe mari. In cazul anticorpului din clasa IgM, în afara de greutatea moleculară mare a lui, la dimensiunea agregatului mai contribuie şi valenţa sa multiplă. Complexul creşte în dimensiune dacă moleculele de Ig sunt fixatoare de complement şi dacă în ser există factori reumatoizi. Aceste molecule antiimunoglobulinice (factor reumatoid) pot converti complexele imune solubile în forme insolubile.
Dacă moleculele de Ig au o mare afinitate pentru antigen, complexele formate sunt mai stabile şi îşi pot amplifica mărimea prin adiţia de complement sau de factor reumatoid.
In vivo, la aportul unei doze de antigen, se reproduce situaţia descrisă, dar succesiunea etapelor este inversă. Se înscrie întâi excesul de antigen. Pe măsură ce sinteza şi secreţia anticorpilor creşte şi afinitatea lor se ameliorează, se realizează similarul zonei de echivalenţă cu formare de complexe imune foarte mari. Acestea sunt rapid fagocitate de celulele care au această proprietate. Procesul este foarte mult uşurat de faptul că polimorfonuclearele ca şi macrofagele au pe suprafaţa lor receptori Fc care recunosc moleculele de lg ce şi-au modificat configuraţia stereochimică după unirea cu antigenul. Cuplarea complementului pe agregatele imune reprezintă o modalitate de fixare suplimentară a acestora pe celulele fagocitare dotate cu receptori pentru fracţii de complement. Cu cât complexele imune sunt mai mari prin cuplare de factori reumatoizi sau fracţii de complement, cu atât sunt mai aderente de celulele amintite şi sunt mai repede epurate din circulaţie.
Complexele imune formate în zona excesului important de antigen sau de anticorp sunt mici şi in vivo nu produc leziuni tisulare. Cele formate în moderat exces de antigen sau de anticorpi, datorită dimensiunii lor medii scapă epurării şi persistă în circulaţie, putând produce leziuni tisulare.
La epurarea complexelor imune din circulaţie, în afara dimensiunii lor şi a proprietăţii de a fixa complementul, mai contribuie şi funcţia SRE. Rolul important îl joacă receptorii Fc specifici pentru molecula de IgG (FcyR). Defecte cantitative sau calitative ale acestor receptori duc la persistenţa circulatorie a complexelor imune.
în transportul normal al complexelor imune care au fixat complementul un rol important îl joacă hematiile. Acestea având receptori pentru C3b (CR3) cuplează şi transportă complexele imune care au fixat complementul. Detaşarea complexelor imune are loc în principal în ficat şi splină. Eritrocitul nu este modificat, dar numărul receptorilor CR3 scade, diminuând prin aceasta capacitatea de transport.
Complexele imune persistente în circulaţie se pot depune în peretele vascular în zonele de turbulenţă, cum sunt bifurcaţiile arteriale, angulaţiile vasculare bruşte. Un factor important al depunerii în peretele vascular este constituit de creşterea permeabilităţii vasculare atribuite în mare parte histaminei eliberate de plachete. Complexele al căror antigen este puternic cationic sunt suspectate de a fi atrase de membranele bazale anionice, cum este cazul glomerulului renal. Aceeaşi localizare a depunerii (glomerularâ) o au şi complexele imune mari (>19 S), în cazul în care acestea persistă în circulaţie.
Trebuie menţionat faptul că rolul biologic al complexelor imune este jucat şi de Ig agregate, agregare care se poate realiza in vitro prin expunerea moleculelor la căldură, la radiaţii UV.
între suferinţele umane în a căror patogenie se consideră că rolul complexelor imune este important se numără boala serului, vasculitele, lupusul eritematos sistemic.
Detectarea complexelor imune. Complexele imune depuse tisular pot fi evidenţiate prin tehnici de microscopie cu imunofluorescenţă sau coloraţii imunoperoxidazice. Se folosesc anticorpi marcaţi care sunt dirijaţi împotriva Ig sau fracţiilor de complement existente în complexe. Antigenul rămâne necunoscut.
Pentru detectarea serică se folosesc multiple tehnici. Unele se bazează pe proprietăţile fizice ale complexelor (crioprecipitare, ultracentrifugare, precipitare cu polietilenglicol). Altele se bazează pe reacţiile cu antiglobuline (precipitare cu factor reumatoid), sau pe interacţiunile cu fracţiile de complement Clq, C3. In fine sunt tehnici care exploatează existenţa receptorilor de suprafaţă celulară a căror activare produce modificări metabolice (celule umane limfoblastoide Raji care au receptori numai pentru complement).
LIZA CELULARĂ PRIN COMPLEMENT |
sus |
Anticorpii fixaţi pe determinanţii antigenici de pe suprafaţa celulei atrag la rândul lor complementul pe care îl activează. Pentru acest proces este nevoie de două molecule de IgG apropiate fixate pe membrană sau de o moleculă de IgM. Liza celulară se produce atunci când secvenţa complementului se derulează integral. Participarea ultimei fracţii a complementului este însă importată pentru accelerarea procesului. Se produc perforaţii neenzimatice în membrana celulară cu un diametru de 15-16 nm. Procesul este similar celui provocat de perforine, molecule secretate de celulele NK şi de limfocitele T citotoxice (Te). Prin aceste canale se produc treceri necontrolate în ambele sensuri de apă şi electroliţi. La celulele nucleate membrana devine poroasă şi au loc şi treceri spre exterior de substanţe nobile intracelulare cu diverse greutăţi moleculare.
CITOTOXICITATE MEDIATĂ DE ANTICORPI |
sus |
Celulele care pot dezvolta acest tip de reacţie sunt celulele care au pe suprafaţa lor receptori FcvRIII (CD 16). Cele mai importante sunt macrofagele, polimorfonuclearele, limfocitele killer, celulele NK.
Moleculele de Ig care sunt intermediari în acest tip de reacţie sunt de tip IgGl şi IgG3. Celula ţintă este acoperită de acest tip de anticorpi specifici. Reacţia are loc deci fără participarea complementului. Celulele amintite produc liza celulei ţintă. Reacţia joacă un rol important în imunitatea antitumorală, antigrefă şi este implicată şi în apărarea antivirală.
ACTIVITATEA EFECTOARE A LIMFOCITELOR T |
sus |
O modalitate de manifestare a contribuţiei limfocitelor T la apărarea specifică a organismului este însăşi producţia de anticorpi specifici, funcţie anterior menţionată.
Un alt fel de participare a limfocitelor T este prin inducerea unui răspuns inflamator la locul agresiunii, proces pe care-1 realizează prin secreţia de limfokine al căror rol este de a recruta şi activa celulele inflamatorii (polimorfonucleare, monocit/macrofage), celulele endoteliale vasculare, fibroblastul şi mastocitele. Aceste celule, odată activate, secretă la rândul lor citokine care au influenţe pe procesul imun.
A treia modalitate prin care limfocitul T devine o celulă efectoare este prin diferenţierea acestei celule în celulă cu capacităţi litice, proprietate pe care o dezvoltă prin contact direct. Fenomenul necesită prezenţa unor receptori pentru antigen şi contactul direct intercelular.
S-au demonstrat şi alte forme de activitate efectoare mediată celular prin intermediul celulelor NK (Natural Killer) care pot omorî celulele infectate viral şi celulele tumorale. Sub influenţa limfokinelor elaborate de celula T ele pot să se convertească în celule LAK (Limphokines Activated Killer).
PRODUCEREA DE LIMFOKINE |
sus |
Limfokinele sunt molecule efectoare produse de limfocitele T activate. Ele au efecte autocrine şi paracrine asupra unei largi varietăţi de tipuri celulare. Ele sunt produse atât de limfocitele T CD4+, cât şi de T CD8+. Limfokinele au trei funcţii efectoare importante în dezvoltarea unei activităţi a limfocitelor T.
Reglarea proliferării, diferenţierii şi activării limfocitare. In acest proces sunt implicate mai ales trei limfokine:
- IL-2 este cel mai bine caracterizată. Rolul ei cel mai important este de a mări numărul celulelor T antigen-specifice la locul inflamaţiei şi de a amplifica producţia de limfokine. In plus IL-2 stimulează proliferarea celulelor NK şi producerea de limfokine de către acestea (IFN-y);
- IL-4 este un produs al limfocitelor TCD4+. Proprietăţile paracrine se manifestă asupra celulelor Th2 implicate în comutarea sintezei de Ig spre IgE. In plus, prin secreţia de IL-5 (factor de activare eozinofilică produs tot de Th2), joacă rol important în reacţia alergică. Amplifică expresia moleculelor de adeziune ale celulei endoteliale (VCAM-1) şi induce proliferarea mastocitară;
- TGF-fi (Transforming Growth Factor) este produs de multe tipuri celulare şi are efecte pe multe celule. Inhibă activarea şi creşterea celulara, contribuind prin feed-back negativ la autoreglarea răspunsului imun celular.
Activarea celulelor imflamatorii este un proces animat de trei produşi ai celulelor T:
- IFN-y este produs de celulele T CD4+ activate ale seriei celulare T helper 1 (Thl) şi de celulele T CD8+. Amplifică activitatea fagocitară şi bactericida a macrofagelor ca şi producerea de monokine ceea ce amplifică procesul imflamator. Creşte exprimarea pe toate celulele moleculelor MHC din clasa I şi a H-a şi adezivitatea leucocitarâ la celula endotelială. Activează celulele NK ca şi PMN;
- Limfotoxina (Tumor Necrosis Factor-(3 = TNF-(5) este un activator şi mai puternic al celulei endoteliale şi al neutrofilelor în exprimarea moleculelor active de suprafaţă. Este produsă de limfocitele citolitice atât CD8+, cât şi CD4+;
- IL-5 este produsă de limfocitele T CD4+. Este implicată în dezvoltatrea răspunsului imun la infestările parazitare, la răspunsul alergic sau atopic, răspuns imun mediat de eozinofile.
Producerea şi mobilizarea precursorilor celulelor inflamatoare, al treilea grup important de funcţii ale limfokinelor se realizează prin IL-3, Granulocyte-Macrophage Colony-Stimulating Factor (GM-CSF), Granulocyte Colony-Stimu-lating Factor (G-CSF), Monocyte-Macropfage Colony-Stimulating Factor (M-CSF). Toţi aceşti factori acţionează în sensul stimulării producţiei medulare şi eliberării de celule din măduva osoasă.
In afara lor, o serie de alte citokine eliberate de însăşi celulele inflamatorii, autostimulează activitatea celulelor producătoare, amplificând procesul inflamator .
Citoliza mediată celular este o modalitate de eliminare a antigenelor asociate celulelor. Mecanismul este implicat în combaterea infecţiilor virale (intracelulare), a unor bacterii, a protozoarelor parazite. Procesul joacă rol şi în expulzia de grefă şi activitatea de apărare antitumorală.
Majoritatea limfocitelor T citolitice sunt CD8+, foarte puţine fiind CD4+. Receptorul pentru antigen al limfocitelor CD8+ recunoaşte peptidul prezentat de CPA în asociere cu MHC clasa I. Inducerea capacităţii citolitice a celulelor T necesită activarea şi diferenţierea precursorilor în celule blastice. Acelaşi receptor pentru antigen este implicat apoi şi în diviziunea celulară şi în dezvoltarea capacităţii citolitice a celulelor fiice. Procesul durează câteva zile de la contactul antigenic. Simultan, celulelor T CD8+ le creşte numărul şi expresia receptorilor de suprafaţă pentru diversele citokine care le influenţează activitatea.
Apoi, într-o primă etapă a procesului litic se realizează o adeziune interactivă între limfocit şi celula ţintă prin intermediul unor molecule de adeziune (moleculele CD8, CD2, LFA-1 de pe limfocit şi MHC clasa I, LFA-3, ICAM-1 ale celulei ţintă). Această fază este tranzitorie. In cazul inexistenţei complexului molecular MHC-peptid antigenic pe celula ţintă limfocitul se desparte de aceasta. In cazul prezenţei acestui complex molecular, limfocitul T rămâne aderent şi este activat (modificări biochimice intracelulare). Intr-un interval de timp de ordinul minutelor se produce "lovitura letală", proces care se consideră că se realizează prin intermediul perforinelor, molecule similare componentei C9 a complementului. Apoi limfocitul se desprinde de pe celula ţintă. Pentru momentul următor, moartea celulei ţintă, există două ipoteze: una consideră că se produce o mare alterare a permeabilităţii membranei celulare cu echilibrări osmotice, iar cealaltă consideră că în nucleul celulei ţintă se produc modificări importante sub influenţa endonucleazelor celulare activate, modificări care duc la fragmentarea DNA. Apoi limfocitul T citotoxic (Te) operează pe alte celule ţintă. Se consideră că un limfocit poate induce liza a circa 20 celule ţintă.
Celulele NK (Natural Killer) au o origine medulară, dar distinctă de a limfocitelor T şi B cu care se aseamănă însă la microscopia optică. Aspectul lor morfologic le-a oferit denumirea de limfocite mari granulare. Numărul granulelor intracitoplasmatice variază cu stadiul de diferenţiere şi starea de activitate. Celulele sunt prezente de la naştere, dar nu sunt induse de agresiuni imune. Celulele NK constituie 10-15% din limfocitele din sângele periferic şi 1-2% din limfocitele splenice. Ganglionul limfatic, plăcile Peyer, amigdalele şi timusul sunt lipsite de celule NK. Lipsa din canalul toracic indică lipsa lor de recirculaţie. Se mai găsesc în număr mic în interstiţiul pulmonar, mucoasa intestinală şi ficat.
Celulele NK au o serie de markeri moleculari de suprafaţă care le conturează identitatea. Intre aceştia se numără CD16 care este receptorul pentru fragmentul Fc al moleculei de IgG (IgGl şi IgG3). De asemenea, la toate celulele se întâlneşte markerul CD56 care este asemănător unei molecule de adeziune (NCAM = Neural Cell Adhesion Molecule). Pe suprafaţa celulei se mai găsesc şi markeri comuni şi altor linii celulare.
Celulele NK sunt citotoxice pentru celulele tumorale şi pentru cele autologe infectate viral. Pentru dezvoltarea activităţii citotoxice ele nu au nevoie de recunoaşterea moleculelor MHC de pe celula ţintă. Celulele NK omoară celula ţintă prin perforarea membranei celulare, formând pori, prin care au loc schimburi ionice necontrolate şi moartea celulei. Moleculele responsabile de formarea porilor sunt denumite perforine, care sunt eliberate din granulele intracitoplasmatice şi se insera în membrana celulei ţintă unde polimerizează formând canale. Activitatea citotoxică a celulelor NK este amplificată major de IL-2 şi de interferoni. In timpul activităţii eliberează numeroase citokine cu diverse adrese (IL-1,2,4, IFN-y, TNF-p). Celulele NK nu au specificitate antigenică şi nici nu dezvoltă memorie imună după diverse contacte imune. Uneori, în activitatea ei, celula poate dezvolta citoliză anticorp-dependentă (ADCC).
în afara funcţiei litice, celulei NK i se identifică şi o activitate regulatorie care se realizează prin intermediul unor citokine şi se adresează celulelor limfohematopoietice.
In concluzie se poate spune că îndepărtarea antigenului pe cale imună, fie cu ajutorul Ig, fie cu ajutorul celulelor, este un proces complex care se concentrează spre o cale finală comună, răspunsul inflamator.
ACTIVITATEA EFECTOARE A LIMFOCITELOR B
