1.     Imunogenitatea si specificitatea.

Specificitatea

Este proprietatea antigenului de a reactiona specific numai cu receptorii specifici, fie ei solubili sau membranari, a caror productie a fost stimulata de antigen (???).

Nu toate antigenele se caracterizeaza prin ambele proprietati, si se impart in:

A. Imunogenele: antigene complete

Acestea se pot imparti in:

a)     antigene timo-independente - categorie minoritara, declanseaza de regula RIU pentru ca au capacitatea de activare directa a Ly B, nefiind necesara prezenta Ly T

b)     antigene timo-dependente - pot declansa fie RIU fie RIC numai ca urmare a unei cooperari celulare la care este necesara prezenta Ly T_h. ele pot fi proteine

B. Haptenele antigene incomplete

Sunt substante cu greutate moleculara mica sau foarte mica, structura simpla, ele sunt capabile sa interactioneze cu receptorii antigenici, daca exista, dar ele singure nu pot declansa RI decat daca sunt cuplate natural sau artificial cu macromolecule imunogene ce se numesc purtator = carrier

Exemplu:

Dinitrofenol = DNP, BSA = serum albumina bovina

DNP nu induce Ac anti DNP

DNP + BSA induce Ac anti DNP

Deci haptenele au doar specificitate, nu si imunogenitate.

Imunogenitatea este capacitatea de a satisface o conditie necesara si anume concentrarea intr-o arie restransa a membranei celulare a tuturor cuplurilor antigen anticorp, se mai numeste si cross-linkare interreceptoriala.

Astfel, imunogenele realizeaza cross-linkarea, deci declanseaza RI, pe cand haptenele nu pot declansa RI tocmai datorita imposibilitatii de cross-linkaj.

In cazul haptenelor, avem stimuli cu intensitate mica, ce se exercita la mare distanta unul de altul, dar nu se pot insuma si genera un stimul activator, de aici paradoxul: recunoasterea nu inseamna si declansarea RI.

Teoretic s-ar putea declansa daca toate cuplurile s-ar concentra intr-o arie, iar stimulii s-ar putea insuma. Haptenele singure nu se pot concentra intr-o arie.

2.     Determinanti antigenici.

Haptena se numeste determinant antigenic, subcomponent al structurii antigenice care din punct de vedere functional se impart in:

1)     determinanti antigenici liniari, secventiali - peptidici, cu 8-15 aminoacizi dispusi in serie unii dupa altii.

Sunt recunoscuti numai de Ly T, sunt structuri amfipatice, secvente peptidice interiorizate in structura antigenului nativ ce pot fi eliberate numai in urma prelucrarii de APC(Antigen Presenting Cells).

2) determinanti antigenici conformationali - 8-15 aminoacizi ce pot proveni din regiuni diferite ale lantului peptidic / lanturilor peptidice, ei fiind adusi in apropriere ca urmare a unor legaturi disulfurice sau necovalente inter / intracatenare. Sunt recunoscuti numai de Ly B sau produsii acestora: anticorpii. Sunt constituiti numai din aminoacizi hidrofili, sunt dispusi la suprafata moleculei de antigen nativ, in portiunile de maxima flexiblilitate / mobilitate.

Impartirea ar fi de fapt in antigeni predominant secventiali si antigeni predominant conformationali. Cea care conteaza foarte mult este conformatia moleculara.

Importanta conformatiei moleculare in determinantii antigenici secventiali

Este pentru prezentarea antigenului si recunoasterea antigenului.

Exemplu: Un fragment din mioglobina liniar, 132-146, cu structura amfipatica, este recunoscut numai de Ly T, prin TCR (T cell receptor), doar daca sunt prezentati Ag de APC(de exemplu macrofagele). APC au numai legaturi cu aminoacizii hidrofobi prin MHC, Ly T au legaturi numai cu aminoacizii hidrofili prin TCR.

In timpul formarii legaturilor, antigenul capata o conformatie helicoidala in care aminoacizii hidrofobi trec catre MHC, iar aminoacizii hidrofili trec catre TCR.

Importanta conformatiei moleculare in determinantii antigenici conformationali

Este pentru recunoasterea antigenului, nefiind necesara prezentarea antigenului.

Exemplu: antigenul HEL (Hen Egg Lyzozime)

HEL are in structura sa o ansa interna ce este portiunea cea mai imunogena.

Prin fragmentarea HEL anticorpii dau reactie cu ansa interna, daca se rup legaturile ce tin ansa interna, deci ansa este derulata, reactia este compromisa.

Anticorpii recunosc determinantii antigenici conformationali dupa principiul conformational "cheie in broasca"

3.     Conditiile de imunogenitate a Ag-T dependente.

Antigen Presenting Cells (APC; celulele prezentatoare de antigen) sunt celule cu rol esential in generarea unor raspunsuri imune umorale si celulare fata de antigenele timodependente. Au trei functii importante din punct de vedere imunologic:

1.     sunt responsabile direct de declansarea raspunsului imun;

2.     au rol esential in intretinerea (in timp) a raspunsului imun;

3.     participa la controlul raspunsului imun.

APC sunt implicate intr-un fenomen de cooperare celulara cu doua categorii de limfocite:

I.        Limfocite cu rol imunoreglator, clasificate in doua subvarietati:

a.     T-helper cu rol in amplificarea raspunsului imun;

b.     T-supressor cu rol in inhibare raspunsului imun.

II.      Limfocite cu rol efector (care participa la realizarea efectiva a raspunsului imun):

a.     Limfocite B pentru raspunsul imun umoral;

b.     Limfocite T citotoxice pentru raspunsul imun celular.

Celulele APC au urmatoarele caracteristici:

a)     dintre toate celulele participante la cooperare, APC sunt primele si singurele celule ce vin in contact cu antigenele (Ag) native;

b)     sunt singurele capabile sa prelucreze Ag native generand fragmente antigenice (epitopi); doar aceste fragmente sunt recunoscute de limfocite (si in special de limfocitele T);

c)     APC sunt substratul morfologic al cooperarii celulare.

Clasificarea APC:

I.        APC profesionale:

1.     macrofage;

2.     celule dendritice;

3.     limfocite B (in anumite conditii pot functiona ca APC).

II.      APC ocazionale:

1.     PMN (dintre acestea sunt mai importante neutrofilele);

2.     Celulele endoteliale;

3.     Celulele epiteliale.

4. Macrofagele ca APC

I.1 APC profesionale - macrofagele

Macrofagele sunt celule de origine medulara; maduva (n. ed. osoasa hematopoietica) elimina continuu in circulatia periferica elemente (n.ed. figurate sanguine) tinere, nematurizate (monocite). Dupa un scurt tranzit (24.36 h), acestea trec in tesuturi, fiind atrase de anumiti factori (chemotactici). In tesuturi se vor maturiza sub influenta unor (n. ed. altii?) factori cum ar fi IFN g (n. ed. gamainterferon), transformandu-se treptat in macrofage. Macrofagele pot indeplini functia de APC (trecand prin anumite transformari).

Transformarea macrofagelor in APC a fost impartita (n. ed. didactic) in 5 etape (n. ed notate A.E in cursul de fata).

A.    Captarea antigenelor:

1. macrofagele capteaza antigenele corpusculate (e. g. bacterii, virusi, paraziti de dimensiuni mici, etc); macrofagele nu capteaza niciodata antigene solubile;
2. captarea este un proces imunologic nespecific;
3. captarea este un proces imunologic mediat receptorial.

A.1 Antigenele corpusculare captate de macrofage pot fi impartite in doua categorii:

i)       Antigene corpusculare opsonizate (adica «invelite» de factori imunologici solubili); opsonizarea favorizeaza net captarea Ag si endocitarea lor. Opsoninele sunt reprezentate de:

I) C3b - prezent in mod continuu in lichidul interstitial, in cantitate mica; generarea C3b se face prin functie continua a caii alternative de activare a complementului; C3b are o foarte pronuntata tendinta de fixare a oricaror suprafete membranare non-self (n. ed. adica C3b, considerat nespecific, se leaga specific si preferential de structuri non-self.

Macrofagele au receptori capabili sa lege C3b; acesti receptori se vor nota cu CR (Complement Receptor).

II) Ig (mai ales IgG) - prezente in lichidul interstitial in concentratii mai mari. Ig se ataseaza pe membrana bacteriana datorita recunoasterii unor antigene de suprafata exprimate pe respectiva membrana. Portiunea Ig care se leaga la determinantul antigenic a fost notata Fab (Fragment antigen-binding). Fragmentul Fc (Fragment constant) al Ig astfel legate este liber in lichidul interstitial. Captarea are loc rapid prin legarea Fc la receptorii FcgR ai macrofagelor (n. ed. spre deosebire de complement, Ig sunt specifice in ceea ce priveste Ag legat prin structura Fab, care este complementara cu structura antigenica recunoscuta; pentru doua antigene diferite, Fab corespunzator nu poate fi acelasi; Fc este acelasi indiferent de antigenul recunoscut de Fab).

ii)       Antigene corpusculare neopsonizate - captarea lor este mai putin eficienta. Macrofagele au receptori care se leaga la oligozaharide ale peretelui bacterian - radicalii fucozil, manozil - de unde si notatia F/MR.

A.2 Captarea este nespecifica pentru ca macrofagele nu au contact direct cu determinantii antigenici de suprafata, contactul facandu-se (n.ed. exclusiv) prin C3b, Fc si radicali F/M (n.ed. care sunt structuri constante);

B.     Endocitarea antigenelor corpusculare captate este un proces energodependent («activ»); endocitarea presupune modificarea conformatiei membranare cu formare de pseudopode si vezicule de endocitare.

C.     Prelucrarea/procesarea antigenelor endocitate. In lizozomi, sub actiunea proteazelor si hidrolazelor are loc o proteoliza partiala in urma careia rezulta fragmente (epitopi). Ulterior sunt selectati epitopii imunodominanti (cei mai imunogeni).

D.    O parte din epitopii selectionati sunt conservati in macrofag si servesc la intretinerea in timp a raspunsului imun. Cantitati mici sunt eliberate si mentin stimularea antigenica.

E.     Cea mai mare parte din epitopii selectati se cupleaza in macrofag cu molecule MHC I sau MHC II, rezultand complexe MHC I (sau II) - epitop care vor fi expuse pe membrana macrofagului. Primele celule care vin la cooperare sunt limfocitele T (mai exact subsetul Th). Limfocitele Th pot recunoaste epitopii doar in complexe MHC II - epitop. Capacitatea de prezentare este deci conditionata de capacitatea macrofagelor de a sintetiza molecule de tip MHC II. De exemplu:

70 % din macrofagele peritoneale sunt capabile sa sintetizeze MHC II;

50 % din macrofagele splenice sunt capabile sa elaboreze MHC II;

maxim 25 % din macrofagele hepatice sunt capabile sa exprime MHC II.

Macrofagele care elaboreaza MHC II sunt implicate in generarea unor raspunsuri imune. Cele care nu au aceasta capacitate nu participa la generarea unor raspunsuri imune dar sunt implicate doar in reactiile inflamatorii locale.

Etapele limitante ale procesului de transformare macrofag-APC sunt A si E:

rata captarii depinde de numarul de receptori CR, FcgR functionali;

prezentarea depinde de capacitatea de sinteza a MHC II.

Functia de ansamblu a macrofagelor in raspunsul imun: capteaza antigenele si le transporta catre ganglionii locoregionali unde le prezinta limfocitelor Th aflate in aria timodependenta a ganglionilor (paracortexul ganglionar).

5. Clasele de celule dendritice si particularitatile lor fenotipice

Celulele dendritice (n. ed. in cadrul sectiunii I.2 notatia va fi CD)

.sunt celule de origine medulara care in conditii de repaus emit prelungiri citoplasmatice (pseudopode). Ansamblul pseudopodelor are urmatoarele caracteristici:

pseudopodele sunt foarte numeroase;

sunt foarte fine, subtiri, efilate;

sunt foarte lungi (lungimea minima este de 5.6 ori diametrul celular).

Aceste caracteristici dau celulei un aspect similar celor dendritice din SNC. In ceea ce priveste functia APC, despre celulele dendritice se poate afirma ca:

a.     in general exprima receptori pentru opsonine, deci pot capta antigene;

b.     in general pot sintetiza MHC II.

Celulele dendritice (CD) sunt o clasa foarte heterogena, cu sase subtipuri, grupate in trei subunitati mai importante

Grupa I 1. CD din subtipul 1 se gasesc:

in submucoasa bucala;

tractul digestiv;

colul uterin.

Functia lor de ansamblu este de a capta antigenele si a le transporta in ganglionii locoregionali, in paracortexul acestora prezentandu-le limfocitelor Th.

2. CD interstitiale au morfologie similara celulelor Langerhans. Sunt foarte larg distribuite (se gasesc in toate spatiile interstitiale).

Grupa II este formata din celule localizate in organele limfoide secundare.

3. CD interdigitate (engl. IDC) au aspect tipic dendritic si sunt distribuite in ariile timodependente din ganglionii limfatici si splina:

paracortex ganglionar;

pars interna a splinei (strat limfoid periarteriolar intern).

4. CD foliculare au aspect tipic dendritic si sunt distribuite in foliculii limfoizi din organele limfoide secundare (foliculi limfoizis aglomerari de limfocite B), adica in ariile bursodependente din organele limfoide:

cortexul ganglionar;

pars externa a splinei.

CD intracirculatorii

5. CD sanguine - ca morfologie sunt ovalare (in circulatie). Sunt intalnite rar.

6. CD valuroase (engl. veiled) sunt aplatizate si ovalare. Pe lateral prezinta foarte multe franjuri si ondulatii. Sunt prezente numai in circulatia limfatica, mai ales in limfaticele aferente. Fenotipic sunt CR (-), FcgR (-), MHC II (-).

Se considera ca toate aceste celule dendritice (1.6) nu reprezinta entitati morfologice distincte, ci sunt principalele etape ale traficului celulelor dendritice in organism. Toate CD au aceeasi origine (n.ed maduva osoasa hematogena) si in functie de tesutul pe care il parcurg isi modifica caracterele morfologice si fenotipice.

6. Traficul tisular/limfoid al celulelor dendritice

Traficul si filiatia celulelor dendritice in organism se desfasoara in patru sectoare: maduva, sectorul tisular, sectorul limfoid si sectorul vascular.

CDS I. Calea intratisulara:

a.     in tesutul cutanat devin celule Langerhans: CR(+), FcgR(+); se pot activa, caz in care transporta antigenele spre ganglionii locoregionali prin limfaticele aferente, unde devin CD valuroase (CDV); in paracortexul ganglionar aceste CDV devin IDC, care sintetizeaza in cantitati mari MHC II prin care prezinta antigenele catre limfocitele T helper (3000.4000 Th: 1 IDC) inclavate printre prelungirile IDC.

b.     in spatiile interstitiale din organele limfatice devin CD interstitiale, care exprima CR si FcgR; prin activare migreaza si vor transporta antigenele pe doua cai:

i.         catre ganglionii locoregionali - CDV- IDC (in maniera descrisa mai sus la litera a.);

ii.       migreaza antidromic - in circulatie redevin CDS, trec in splina devenind IDC in PALS interna; IDC coopereaza cu limfocite T.

II. Traficul limfoid presupune trecerea directa:

i.         in ganglioni apoi in cortexul ganglionar, unde are loc transformarea in CDF;

ii.       prin artera lienala in PALS externa cu transformare in CDF.

I.3 Limfocitele B pot functiona ca APC deoarece exprima receptori de captare a antigenelor (CR, FcgR, BCR) (n. ed. aceasta este formularea data in curs si trebuie sa-i ramanem fideli, chiar daca este in mod clar un sofism; e.g. daca eu am o undita nu inseamna ca sunt pescar). Limfocitele B capteaza doar antigenele solubile. In stadiul de limfoblast, ele elaboreaza cantitati crescute de molecule MHC II.

7. Moleculele MHC I/II

MHC I sunt distribuite ubicuitar, cu exceptia hematiilor

Ca structura sunt heterodimeri ab. Lantul a are o portiune transmembranara pe cand b este strict extracelular. Aceste lanturi prezinta organizare multidomeniala datorita unor legaturi disulfurice intracatenare. Lantul a are trei domenii a₁ a₃ iar lantul b are o singura bucla:

domeniile a₁ a₂ sunt constituite din secvente hipervariabile (difera de la un tip celular la altul) si de aceea sunt numite domenii polimorfe ale MHC I;

domeniul a₃ are o structura primara constanta fata de tipul celulei (n.ed independenta de tipul celulei pe a carei membrana este exprimata molecula MHC I analizata);

domeniul b are o structura primara constanta la toti indivizii unei specii date

Functii: Domeniile a₁ a₂ sunt situate simetric si se asociaza formand o cavitate de dimensiuni reduse in care este inclavat un antigen (s antigen endogen) s situs combinativ pentru antigene. Domeniul a₃ se comporta ca un antigen self foarte imunogen, fiind implicat in declansarea unor reactii de respingere a grefelor de organ/ tesut.

Gena MHC I este situata pe autozomii 6.

MHC II sunt distribuite doar pe membranele celulelor ce participa la realizarea raspunsului imun: APC, limfocite B si limfocite T. Ca structura sunt heterodimeri ab, ambele lanturi fiind transmembranare. Fiecare lant prezinta cate doua domenii («bucle») iar pozitionarea lor simetric fata in fata da moleculei un aspect Ig-like

Domeniile aminoterminale a₁ b₁ sunt domeniile polimorfe ale moleculei MHC II (variaza mult de la o clona celulara la alta). Domeniile carboxiterminale a₂ b₂ au structuri primare constante (mai ales a₂) si in consecinta se numesc domenii monomorfe.

Domeniile polimorfe se asociaza formand cavitati in care este inclavat pentru prezentare un antigen exogens situs prezentator pentru antigen.

Domeniile monomorfe (mai ales a₂) au rol in declansarea unor reactii de respingere a grefelor si in cooperarea APC-Th.

Si genele MHC II sunt situate pe perechea 6 de autozomi

8. Mecanismele prezentarii selective a Ag-elor pe molecule MHC II/I

Mecanismele prezentarii selective a antigenelor pe moleculele MHC: desi ambele categorii de molecule MHC sunt sintetizate in acelasi subsector celular (RER), ele prezinta diferentiat antigenele pentru ca se cupleaza cu acestea in subsectoare celulare diferite.

In cazul MHC I se sintetizeaza initial lantul b apoi a. Prin cuplarea acestora rezulta molecula MHC I si are loc modificarea conformationala a lantului a, cu deschiderea larga a situsului combinativ pentru antigen. Astfel, moleculele MHC I pot fixa diverse antigene: proteine endogene intracitoplasmatice - autoantigene sau neoantigene sau fragmente rezultate din prelucrarea unor microorganisme cu habitat sau dezvoltare intracelulara (n.ed. in acest al treilea caz, nu se poate afirma ca respectivele proteine au provenienta endogena, nefiind biosintetizate pe o matrita ARN provenita din transcrierea unei secvente ADN proprii). Prin prelucrarea respectivelor polipeptide in citoplasma, sub influenta proteozomilor (n. ed. lizozomi?) rezulta epitopi care prin anumite sisteme transportoare (vezi figura mai sus: TAP 1,2= transportor asociat prezentarii de antigen; ABC= casetele de legare a antigenului) ajung in RER (reticul endoplasmic rugos). Incarcarea moleculelor MHC I cu epitopi implica o noua modificare conformationala, MHC I desprinzandu-se de pe perete si migrand pe membrana.

In cazul MHC II se sintetizeaza pe langa lanturile a si b si un lant II inhibitor (II_i) care «astupa» (blocheaza) situsul de prezentare a antigenului. Lantul II_i trece printr-un dublu clivaj proteolitic:

1)     indepartarea capatului aminoterminal elibereaza situsul combinativ pentru antigen, care poate fixa diverse antigene (e.g. antigene exogene din procesele de fagocitare in endozomi)

2)     al 2-lea clivaj indeparteaza complet lantul II_i iar moleculele MHC II devin neancorate pe peretii endozomali, trecand pe suprafata membranara, unde pot fi recunoscute de limfocitele Th.

9. Structura si functiile complexului TCR-CD3

Complexul TCR-CD3

Pe membrana unui Ly T aflat in repaus se afla intre 60 si 100 de mii de asemenea complexe.

TCR

Este un heterodimer, are doua lanturi diferite ce se asociaza intre ele: un lant a cu greutatea de 45 kd, genele ce codifica acest lant se afla pe cromozomul 7 si un lant b, cu greutatea de 40 kd, genele ce codifica acest lant se afla pe cromozomul 14.

Lanturile a si b sunt transmembranare, capetele C (carboxi-terminale) se afla in interiorul celulei, astfel se separa 3 segmente cu functii distincte: extracelular, transmembranar, intracitoplasmatic.

Segmentul extracelular: are dispozitie Ig-like, cu doua bulcle si doua domenii, cu aproximativ 110 aminoacizi. Cele doua bucle sunt constituite din secvente aminoacidice hipervariabile si se numesc Va (variabil a) si respectiv Vb, iar celelalte doua bucle (situate spre membrana) au secvente constante, numindu-se Ca si Cb. Va si Vb sunt alcatuite dintr-o cavitate ce se mai numeste si situsul combinativ pentru Ag

Domeniile Va, Vb nu angajeaza legaturi prin intreaga lor secventa, ci doar prin mici segmente de 8-15 aminoacizi ce provin in urma plicaturarii Va, Vb si protruzionand catre interiorul cavitatii, aceasta secventa se combina cu Ag prin potrivire: regiuni determinante ale complementaritatii = CDR.

Cele 6 CDR angajeaza legaturi diferentiate cu moleculele de antigen, coopereaza cu APC ce prezinta un epitop pe moleculele MHC.

CDR 1 si CDR 2 angajeaza legaturi cu moleculele MHC, recunoscand doar domeniile polimorfe (din MHC 1 domeniile a₁ a₂, din MHC 2 domeniile a₁ b₁

CDR 3 angajeaza legaturi cu epitopul.

Prin TCR se recunosc si MHC si epitopul, deci se face o recunoastere antigenica asociativa intrareceptoriala.

Lanturile a si b se asociaza cu legaturi disulfurice, de aceea se formeaza heterodimerul, si rezulta o portiune dotata cu maximum de mobilitate (baleiere), ce favorizeaza recunoasterea antigenica, numita zona balama (hinge engl.).

Segmentul transmembranar are 22-25 de aminoacizi, dispozitie helicoidala.

Segmentul intracitoplasmatic este extrem de scurt, are 5-12 aminoacizi.

TCR are rol in recunoasterea antigenica, este responsabil pentru generarea unor semnale activatoare, centripete, catre centrul celulei, catre sistemele enzimatice. Transductia semnalului se face prin complexul CD 3.

CD 3

Este un complex pentameric, cu 5 lanturi transmembranare, dintre care 3 lanturi scurte cu 20-25 kd greutate, genele codificatoare pe cromozomul 11, denumite c d e si doua lanturi identice, foarte subtiri, efilate, lungi, ce patrund mult in Ly T, cu greutatea de 16 kd, genele codificatoare pe cromozomul 1, numite x (nu mai tin minte litera greceasca!!!).

In realitate, prin asocierea TCR-CD3 se formeaza un complex heptameric, cu CD 3 responsabil de transductia semnalelor catre sistemul enzimatic de profunzime.

La recunoasterea Ag mai coopereaza si coreceptorii CD4 si CD8.

10. Structura si functiile complexului CD4/CD8

CD 4

Este distribuit caracteristic pe Ly T_h, care se mai numesc de asta si Ly T CD 4+.

Este o glicoproteina transmembranara, exprimata pe cromozomul 12, cu capul N (amino-terminal) extracelular.

Segmentul extracelular are 4 bucle de aminoacizi, are segment transmembranar si intracelular foarte lung.

Functiile:

Prin segmentul extracelular se produce cooperarea dintre Ly T_h si APC, CD4 angajand legaturi cu moleculele MHC II si recunoscand domeniul monomorf MHC II (a₂

Prin segmentul intracitoplasmatic are rol in activarea Ly T_h, are contact fizic cu o enzima importanta: protein kinaza p56 (PK56), sau se mai numeste si kinaza specifica leucocitelor = lck.

CD 8

Este prezent pe suprafata Ly T_c, Ly T_s, celule CD8+.

Este o glicoproteina transmembranara, heterodimerica, cu greutate de 72 kd, genele codificatoare sunt pe cromozomul 2, lanturile se numesc a b, cu segmente intracelulare foarte lungi.

Functiile:

Segmentul sau extracelular, cu doua bucle a b, face cooperarea dintre Ly T_c sau Ly T_s, si APC, realizandu-se legaturi cu moleculele MHC I prezente la suprafata APC, se recunoaste domeniul monomorf a₃

11. Receptorii de adeziune intracelulara a limfocitelor T si functiile lor

Au ca functie majora stabilirea de contacte intre APC si Ly T, fapt important pentru cooperarile dintre aceste celule.

CD2

Este prezent pe toate Ly T, este prezent si pe celulele NK.

Este o glicoproteina transmembranara, cu greutatea de 50 kd, in segmentul extracelular are 2 bucle, un segment intracelular foarte lung.

Functiile segmentului extracelular sunt acelea de contact cu un contraligand reprezentat de LFA3 (CD58) o legatura prin complementaritate.

Are contributie in pregatirea activarii Ly T, prin segmentul intracelular ce se afla in contact cu fosfolipaza C.

Activarea se face astfel: modificarea conformationala de segment intracelular CD2 ce produce alunecarea PLC spre suprafata membranei unde activeaza cascada inozitol hexafosfat(IP₆) si asa mai departe.

CD2 este prezent pe suprafata Ly T numite naive, adica cele care nu au intalnit inca antigenul.

Cuplul CD2-LFA3 este considerat un cuplu de adeziune celulara de linia I, adica sunt primele legaturi celulare intre APC si Ly T, avand o foarte mare afinitate intre receptori.

LFA1

Este un heterodimer, cu un lant a (CD11a), cu greutate de 95 kd si un lant b (CD18) cu greutatea de 180 kd; cele doua lanturi prezinta cate 2 bucle asezate simetric

Functia :

LFA1 are legaturi cu moleculele din clasa ICAM, este un receptor de adeziune larg intalnit: pe Ly T, mai ales pe cele cu memorie, Ly B, celule Nk, membrana PMN.

Cuplul de adeziune LFA1 - ICAM este un cuplu de linia a doua, sunt legaturi instabile, LFA1 are afinitate scazuta pentru ICAM daca Ly T este neactivat.

Functiile receptorilor de adeziune:

receptorii de adeziune permit contacte intime intre membranele celulare permitand cooperarea intercelulara, sunt invinse fortele de respingere electrostatica.

Aceste cupluri realizeaza un efect de fermoar, apozitie intima pe suprafete foarte mari, permite o cooperare intima, favorizeaza net recunoasterea Ag.

Datorita apozitiei receptorii MHC si TCR difuzeaza prin membrana pana ajung fata in fata.

12. Recunoasterea Ag-ic asociativa

Recunoasterea asociativa este dubla, intrareceptoriala si interreceptoriala: prima este intre TCR si CD3, iar a doua este intre TCR si CD4 sau CD8.

Complexul angajeaza un numar de 2 legaturi cu Ag: prin TCR cu CDR3 Va, CDR 3 Vb; 4 legaturi prin TCR cu CDR 1 Va, Vb, cu CDR 2 Va, Vb si inca o legatura cu CD4 sau CD8 deci 5 legaturi.

In concluzie Ly T este mai interesat de structurile prezentatoare de Ag decat de Ag.

In realitate Ly T recunosc doar Ag membranare, iar din totalitatea lor doar anumite categorii.

Deci:

Ag atasate sunt recunoscute de Ac

Ag constitutive sunt recunoscute de Ac, celule NK

Ag prezentate de MHC sunt recunoscute doar de Ly T

Ly T recunosc numai Ag prezentat de MHC

In functie de MHC se dau raspunsuri imune diferite: MHC I T­ RIU; MHC II si MHC II T RIC

13. Mecanismele si consecintele activarii limfocitelor T

aceasta activare nu se realizeaza in orice conditii. Activarea are loc in conditii diferite in vitro fata de in vivo.

Pentru activarea in vivo, sunt mai importante trei conditii:

1.     limfocitele T pot fi activate doar de antigene timodependente;

2.     activarea limfocitelor T se realizeaza doar in cadrul unei cooperari celulare la care este obligatorie prezenta APC (presc. Antigen Presenting Cells).

3.     cooperarea celulara si activarea care rezulta pentru generarea unui RI eficient sunt bidirectionale. Cele doua celule se stimuleaza reciproc. Din acest punct de vedere distingem doua tipuri de activari:

a)     Activarea anterograda se realizeaza dinspre APC spre limfocitele T fiind urmata de activare metabolica a limfocitelor T. Se numeste anterograda pentru ca ea se exercita in acelasi sens cu prezentarea si recunoasterea antigenului. Activarea anterograda presupune transmiterea spre limfocitele T a unor semnale. Doua cai sunt mai importante pentru aceasta transmitere:

I.       Calea TcR-CD3 este utilizata in cazul recunoasterii antigenice; semnalele transmise pe aceasta cale determina activarea metabolica a limfocitelor T si stimularea diviziunii mitotice a limfocitelor T antigen-specifice, cu cresterea numarului de celule al clonei antigen-specifice (expansiune clonala);

II.     Calea accesorie CD80-CD28 de activare anterograda se realizeaza prin CD28. Receptorul CD28 de pe membrana limfocitului T se activeaza in urma legarii cu CD80 de pe membrana APC. Realizarea complexului CD80-CD28 costituie semnalul activator, care initiaza maturarea functionala a limfocitului T, in urma careia rezulta limfocitul T activat. Limfocitele T activate:

produc cantitati crescute de interleukine (subsetul T helper);

produc cantitati crescute de mediatori citotoxici (subsetul T citotoxice).

Rezultatele activarii anterograde asupra limfocitelor T sunt:

1.     activarea metabolica;

2.     expansiunea clonala;

3.     maturarea functionala.

b)     Activarea retrograda (AR) se realizeaza dinspre limfocitele T activate metabolic spre APC; la sfarsitul ei are loc activarea metabolica a APC. Activarea retrograda decurge in sens opus prezentarii si recunoasterii antigenului. AR se realizeaza prin intermediul unor citokine produse de limfocitele T helper. Dintre acestea sunt mai importante IL-4 si IFN g avand ca actiune comuna stimularea receptorilor de suprafata ai APC (n.ed. repetati dupa mine: «Nu conteaza ca ne considera idioti»). Aceasta stimulare duce la intensificarea expresiei MHC pe suprafata acestor celule (mai ales a MHC II), cu cresterea expresiei de epitopi pe suprafata celulara. Ca urmare rezulta o stimulare antigenica suplimentara a limfocitelor T si cascada se poate relua pana la atingerea valorii prag a declansarii RI (n. ed. fenomen de amplificare prin feedback pozitiv).

14. Mecanismele si consecintele activarii limfocitelor B

Mecanismele activarii limfocitului B: Activarea limfocitului B este rezultatul recunoasterii prin BCR a diferitelor antigene. Stimulii activatori se transmit pe doua cai:

a.     calea scurta consta in activarea directa a PTK. PTK preia P din citoplasma si il transmite unor structuri cum ar fi de exemplu segmentul intracitoplasmatic al Ig a si Ig b. Prin fosforilare CD 79 sufera transformari conformationale. Semnalul se transmite apoi pe calea lunga;

calea lunga: de la CD 79 semnalul ajunge la CD 45, care activat are functie de PT-fosfataza, preluand P de pe CD 79 si transmitandu-l PLC

b.     Prin fosforilare PLC este activata, initiind cascada fosfatidilinozitolilor.

Expresia fenotipica se modifica:

creste expresia LFA 1;

creste foarte mult expresia moleculelor MHC II.

In stadiul de limfoblast, ca urmare a acestor modificari, limfocitul B isi comuta functia de la recunoastere antigenica la APC. Celulele care trec de stadiul G₂ intra in diviziune mitotica. In urma mitozei majoritatea celulelor rezultate sunt celule B efectorii (plasmocite). Un numar mic de celule devin limfocite B cu memorie (limfocite B preactivate), intre stadiile G₀-G₁.

15. Etapele desfasurarii intrasplenice a RIU

Principalele etape ale RIU intrasplenic - Antigenele din circulatie pot fi:

Antigene solubile (n.ed. libere);

Antigene (n. ed. solubile) transportate de celulele dendritice sanguine.

In pals externa antigenele solubile sunt captate de CD (care au rol de filtru); rezulta o concentrare locala de antigene. Datorita recunoasterii antigenului limfocitele B se activeaza trecand in limfoblaste B care incepe sa migreze.

Antigenul transportat ajuns in splina se cantoneaza doar in pals interna, unde are loc tranzitia CDS - IDS. IDS prezinta antigenul in context MHC II. Pentru unele limfocite (n. ed. T) are loc activarea limfocitara si transformarea in limfoblaste T. Limfoblastele T migreaza in pals externa. In pals externa, prin stimulare are loc definitivarea activarii limfocitelor B, care se transforma in plasmocite. Plasmocitele migreaza la distanta de antigen si produc/ secreta anticorpi.

Ganglionii - Parenchimul ganglionar are 3 zone:

1.     corticala este B-dependenta si este formata din limfocite B dispuse in grupuri numite foliculi limfoizi. Cand limfocitele B sunt neactivate, acesti foliculi se numesc foliculi limfoizi primari;

2.     Paracorticala este formata din limfocite T distribuite uniform;

3.     Medulara are celularitate mixta, fiind formata din limfocite B, T, monocite si macrofage.

Functiile ganglionului sunt aceleasi cu ale splinei.

16. Etapele desfasurarii intraganglionare a RIU

Etapele celulare ale RIU intraganglionar - RIU intraganglionar este declansat de drenarea prin limfatice aferente a unor antigene tisulare, concentrate mai ales subcapsular (aduse de CD). Daca antigenele sunt recunoscute foliculii primari trec in foliculi secundari (prin activare antigenica). Foliculii secundari sunt de dimensiuni mari si se extind foarte mult spre interiorul parenchimului (in urma stimularii antigenice limfocitele B se divid si migreaza). Celularitatea foliculului se modifica - histologic zona subcapsulara este formata din limfocite B mici (aflate in repaus; nestimulate antigenic), zona centrala este clara si alcatuita din putine limfocite B mici iar zona densa este alcatuita din limfocite B mari (limfoblasti proveniti din zona clara, care au recunoscut antigenul si au migrat).

17. Cooperarea celulara in RIU- modelul de cooperare in etape succesive

1.     Ag T dependent e preluat de catre APC (la poarta de intrare a Ag in organism - la nivel tisular). APC migreaza si transporta Ag captat intratisular, in ariile T dependente ale organelor limfoide.

Aceste APC sunt non B : monocitele si principalele celule dendritice

(Langerhans si interstitiale).

APC expun Ag catre Ly T_h pe moleculele MHC II, cu partea carrier a Ag si incepe o cooperare cognitiva intre APC si Ly T_h , la care se adauga o cooperare noncognitiva realizata prin IL 1 si anume activarea Ly T_h ce se transforma in limfoblasti T_h.

Pe masura transformarii celulelor T_h ele migreaza de la contactul cu Ag in ganglioni sau in splina.

2.     Ag declansator aflat in stare libera difuz in tot organismul si ajunge in ariile burso-dependente ale organelor limfoide, unde sunt captate si concentrate pe loc ca urmare a functiei de filtru a celulelor foliculare dendritici (CDF) . Aceste Ag pot fi ulterior de Ly B care prin activare devin limfoblasti B ce parasesc contactul Ag si migreaza, ajungand in contact cu limfoblastii T_h .

Cele doua categorii de limfoblasti coopereaza:

T Cognitiv - limfoblastii prezinta Ag pentru ca exprima cantitate crescuta de MHC II

limfoblastul T_h recunoaste Ag prin partea de carrier

activarea completa a limfoblastior T_h ce produc cantitati mari de IL 1 si IL 4

T Noncognitiv prin IL1 si IL 4 se activeaza limfoblastii B ce devin in final plasmocite ce lanseaza in circulatia Ac Ag-specifici(recunosc Ag dupa partea sa haptenica).

Dintre toate Ly ce participa, primele care vin la contactul cu Ag sunt Ly T_h (celule intens recirculante) . La cooperare participa toate cele 3 tipuri de APC profesionale, primele fiind monocitele si celulele dendritice (pentru ca sunt deja prezente la poarta de intrare a Ag in organism ) mai tarziu participa si limfocitele B activate la stadiul de limfoblasti B (APC neoformate).

Ly B indeplinesc functii foarte complexe :

1.     recunosc si capteaza Ag declansator

2.     prezinta Ag catre Ly T_h

sunt responsabile de producerea de Ac specifici

18. Cooperarea celulara RIU- cooperare cognitiva si noncongnitiva APC-TH

1.     Cooperarea cognitiva dintre cele doua celule:

se stabilesc intre cele 2 celule 2 categorii de contacte: Ag-nespecifice si Ag-specifice

a)     legaturile Ag-nespecifice se realizeaza prin cuplurile de adeziune intercelulara:

T de linia 1: CD2 (Th) si LFA 3 (APC) (cei doi receptori au o foarte mare afinitate unul pentru celalalt). Legaturile sunt stabile fiind foarte numeroase( sute de mii de cupluri in cateva secunde)

T de linia 2 : LFA 1 (T_h) si ICAM (APC) - aceste legaturi apar mai tarziu si sunt instabile un anumit timp pentru ca cei doi receptori au afinitate mica. Acestea sunt contactele Ag-nespecifice ce permit stabilirea unor contacte Ag-specifice .

b)     legaturile Ag-specifice

MHC II ce prezinta epitopi si TCR cand vin fata in fata se stabilesc legaturi Ag-specifice T se activeaza Ly T_h pe calea TCR avand ca efect intensificarea fosforilarilor. Substratul fosforilarilor este lantul b al lui LFA1 , rezultand modificari an lantului b ce cresc mult afinitatea lui LFA1 pentru ICAM, legaturile LFA1 - ICAM devin foarte stabile si se intensifica si recunoasterea Ag.

2.     Cooperarea noncognitiva

Simpla recunoastere a complexului MHC II - epitop prin TCR nu este suficienta pentru activarea Ly T_h la un nivel corespunzator pragului declansarii unui RIU eficient.

Acest prag e atins si depasit printr-un co-stimulator (IL 1 ) asupra lui Ly T_h .

IL 1 este o glicoproteina cu masa de 17 kd, ca surse de IL1 sunt monocitele (produc cea mai mare cantitate de IL1 ), celulele dendritice, Ly B , ultimele doua fiind APC profesionale.

Clasificarea IL 1 :

a)     IL 1 b - nu are functie imunologica, este o forma inflamatorie

b)     IL 1 a - singura implicata in RIU, este produsa de monocite, dar nu e niciodata exocitata si e expusa pe membrana APC (spre deosebire de IL 1 b) de aceea se mai numeste si IL 1 membranara (e expusa in spatiul dintre monocit si Ly T_h strict T activarea Ly T_h e strict directionata si se evita stimularea intamplatoare a altor Ly T_h.

e receptata de un receptor de pe Ly T_h IL1 R ce declanseaza stimuli activatori si rezulta 2 efecte majore: la nivelul nucleului activeaza metabolic Ly T_h datorita activarii genelor pentru IL 2 si genelor pentru receptorul IL 2 (CD 25) receptorul fiind expus pe membrana Ly T_h, activare autocrina prin propria IL 2 .

Ly T_h incep sa se maturizeze functional si sa se diferentieze in subclase de

Ly T_h.

19. Maturarea limfocitelor TH in subetape

Nu sunt celule preformate, ci apar in timp in cadrul cooperarii celulare (se formeaza "in situ"). Morfologic si fenotipic sunt identice (toate exprima pe suprafata lor receptorii CD4 si CD8). In functie de setul de IL produse se impart in mai multe categorii (ce apar doar in cadrul cooperarii celulare).

1.     Ly T_h Primitive (Ly T_hp) sau producatoare de IL 2

sunt Ly T_h imature (se afla la primul contact cu antigenul) si detin in genom toate genele pentru IL ; cu exceptia genelor pentru IL 2 toate celelalte sunt inhibate.

Ca urmare a unei scurte activari antigenice ele se activeaza la Ly T_ho

2.     Ly T_h0 "zero" ce devin producatoare de toate clasele de IL in cantitati mici, insuficiente si deci IL produse nu folosesc la nimic de unde numele de "zero"

3.     o etapa a cooperarii celulare duce la Ly T_h1, implicate in amplificarea RIC pentru ca produc IL 2 in cantitate mare, IL 3, mult IFN c, mult TNF b

4.     daca sunt prezente Ly B atunci Ly T_h 0 se transforma in Ly T_h 2, care sunt celule ce amplifica RIU prin producerea de IL 4, IL 5, IL 6 si IL 10.

Ly T_h0 se transforma in Ly T_h 1 sau Ly T_h 2 si datorita mecanismului de excludere reciproca, prin IL produse: Ly T_h 1 inhiba diferentierea in Ly T_h 2 prin IFN c cu efect distructiv pentru Ly T_h 2; Ly T_h 2 inhiba diferentierea in 1 prin IL 10 care declanseaza apoptoza Ly T_h 1.

Deci raspunsurile "in vivo" sunt clare , ori umoral ori celular

20. Interleukina 2

Sursa este in celulele Ly T_h p, Ly T_h 0 si Ly T_h 1. Aceste celule trebuie sa fie complet activate cognitiv (stimulare Ag) si necognitiv(prin IL 1 si IL 6)

Actiunile sunt autocrine intre IL 2 si TR_p si paracrine. Activeaza alte celule decat cele producatoare Ly T_c, Ly B, NK, trombocite, monocite.

Rezultatul este stimularea de catre IL 2 a receptorilor pentru IL2 adica, CD25.

CD25 se prezinta sub forma de heterotrimer: 3 lanturi a b, transmembranare, cu capetele NH₂ terminale ce sunt externe, se asociaza intre ele si formeaza situsul receptor pentru IL 2, declansand stimuli activatori transmisi in profunzime de lantul c (transmembranar cu segmentul intracelular foarte profund).

Lantul c se afla in contact cu un tip de PTK(fosfo-tiro-kinaza) particulara activata prin activarea PLC T declansarea cascadei fosfatidil-inozitolilor. Acest mecanism activator seamana cu cel de pe calea TCR (TCR-like) .

IL2 poate activa diverse tipuri de RI, depinzand de sursa ei:

a)     daca IL 2 e produsa de Ly T_h 1, rezulta un RIC

b)     daca este produsa de Ly T_h p, Ly T_h 0, atunci IL 2 declanseaza RIU primare, ce apar la primul contact cu Ag

21. Interleukinele 4,5 si 6

IL 4

Surse : Ly T_h 0, Ly T_h 2

Functii: activeaza RIU secundar (apar la al doilea contact cu Ag, si la urmatoarele), prin:

a)     stimularea productiei si a maturatiei intramedulare a Ly B

b)     IL 4 stimuleaza functia de APC a Ly B pentru ca ISL 4 creste foarte mult expresia de MHC II pe membrana limfoblastilor B

c)     IL 4 stimuleaza productia de Ig G , inhiband productia de Ig M(pentru ca IL4 stimuleaza in genomul Ly B mecanismul de "switch", sau comutare izotipica)

IL 5

Surse : Ly T_h 0, Ly T_h 2

Stimuleaza RIU desfasurat in mucoase pentru ca are 2 proprietati fundamentale:

1.     stimuleaza productia si maturarea de Ly B

2.     favorizeaza net productia Ac de tip Ig A, inhiband in paralel productia de IG M (prin acelasi mecanism de "switch")

IL 6

Functioneaza in cadrul unei cascade de IL.

Surse: Ly T_h 0, Ly T_h 2

Functii: activeaza RIC si RIC pentru ca determina cresterea productiei de catre Ly T_h a receptorilor pentru IL 2 si a IL 2, are efecte protectoare prin activarea sintezei proteinelor de faza acuta elaborate de ficat (limiteaza aparitia unor leziuni tisulare ca urmare a declansarii proceselor inflamatorii sau imune).

22. Cooperarea celulara in RIU-cooperare cognitiva si noncognitiva TH-B

Are loc la nivelul zonei pals externe (splina) si paracorticala ganglionilor cel mai frecvent.

Contactele stabilite intre cele 2 celule sunt de 2 feluri:

1.     Contacte Ag-specifice

Limfoblastul B e pe post de APC; produce multe molecule MHC II, prezinta Ag captat limfoblastului T_h prin partea carrier (TCR).

Limfoblastul T_h recunoaste Ag prin TCR

Limfoblastul B exprima CD40 (heterodimer), receptor ce angajeaza legaturi cu un contraligand CD40L de pe limfoblastul T_h, un inceput de cooperare bidirectionala.

Semnale transmise pe calea TCR: ajung in genom si sunt activate genele pentru IL, sunt lansate mai multe IL in spatiul dintre cei 2 limfoblasti (cooperare noncognitiva)

Semnalele activatoare pe calea CD40 se transmit in genom si se activeaza genele pentru receptorii pentru IL, receptori expusi pe membrana limfoblastilor B (cooperare cognitiva).

Limfoblastii B se transforma datorita IL in plasmocite si produc Ac in functie de tipul de IL ce a stimulat limfoblastul:

a)     produc Ig M daca au fost stimulate de IL 2 (limfoblastul T_h a fost limfoblast T_h p sau 0)

b)     produc Ig G daca stimulul s-a produs prin IL 4 (Ly T_h2)

c)     produc Ig A prin stimulare cu IL 5 (Ly T_h2)

23. Retrocontrolul RIU-prin limfocite TS-Id+

Este procesul complex ce implica activ Ly T_s. Ly T_s este o clasa foarte heterogena, are diverse tipuri:

I             Ly T_s Ag specifice - clasa destul de omogena:

1. Prezinta pe suprafata lor acelasi fenotip; sunt celule CD8+, dar Ly T_s sunt celule CD28-, spre deosebire de Ly T_c.
2. Sunt activate numai de Ag expuse pe membrana APC in complex cu MHC I.
3. Odata activate, elaboreaza anumiti factori supresori ce inhiba cooperarile celulare.
4. Sunt celule ce inhiba RIU si RIC la care ele vor sa participe, sunt supresoare nespecifice.

II            Ly T_s idiotip specifice - clasa foarte heterogena: sunt aproximativ 60 de tipuri:

1.     65% sunt celule CD8+, restul sunt celule CD4+, asemanatoare cu Ly T_h.

2.     Se numesc idiotip specifice pentru ca sunt activate in urma recunoasterii prin receptorii lor de suprafata a partii Ag a unor receptori pentru Ag (idiotop, idiotip)

3.     Inhiba RIU prin activarea unor factori TSF(?) ce provin prin solubilizarea receptorilor de suprafata.

Receptorul de suprafata al Ly T_s idiotip specifice e un complex format din 3 structuri diferite:

a) Receptorul propriu zis pentru Ag (Ig-like) situat in exclusivitate in afara celulei (nu are contact cu membrana). E atasat de membrana celulei printr-o

b) molecula MHC II-E, fixata la suprafata Ly T_s prin

c) piesa de jonctiune (segment ce se insera in membrana Ly T_s). Prin activare complexul receptorial se desolidarizeaza in componente solubile:

e eliberat receptorul propriu zis (Ig-like)

e pus in libertate receptorul pentru Ag (solubil = liber in faza fluida), receptorul capata proprietati inhibitorii(receptorul este asemanator cu TSF(?)

26. Subizotipurile de IgG-particularitati structurale si functionale

Particularitati functionale ale subizotipurilor IgG

a.     IgG₁ reprezinta circa 65 % din totalul IgG:

a.1 activeaza intens cascada complementului pe calea clasica;

a.2 este fixat de toate tipurile de FcgR (CD 64, CD 32 si CD 16).

a.3 traverseaza placenta si contribuie la imunizarea pasiva a nou-nascutului;

b.     IgG₂ reprezinta circa 25 % din totalul IgG:

b.1 activeaza foarte slab complementul;

b.2 nu sunt fixati de FcgR I (CD 64);

b. 3 nu traverseaza placenta.

c.      IgG₃ reprezinta circa 10 % din totalul IgG:

c.1 sunt anticorpii IgG cu cea mai mare putere de activare a complementului;

c.2 sunt fixati de oricare tip de FcgR;

c.3 nu traverseaza placenta.

d.     IgG₄ reprezinta circa 5 % din totalul IgG:

d.1 nu activeaza sub nici o forma complementul;

d.2 sunt fixati slab de FcgR;

d.3 nu traverseaza placenta.

Anticorpii IgG sunt caracteristici RIU secundar. Secretia de IgG este stimulata de IL4 produsa de limfocitele T-helper 2 (Th2).

27. Imunoglobulinele M

Izotipul IgM

IgM sunt prezente in concentratii mici comparativ cu IgG (1,5.2 mg/ml). Sunt anticorpi cu viata scurta (7.10 zile). Sunt distribuiti predominant intravascular si mai putin extravascular. Sunt pentameri (n.ed vezi comentariul facut la afirmatia ca IgG sunt monomeri).

Structura IgM este pentamerica; fiecare monomer-macromolecula IgM se asociaza la o glicoproteina (piesa de jonctiune) cu masa moleculara de circa 960 kDa. Lanturile H ale IgM sunt mult mai lungi decat cele ale IgG; au cate un domeniu variabil si patru domenii constante.

Functiile IgM: IgM sunt importante in apararea antibacteriana si antivirala, realizand o aglutinare bacteriilor si a virionilor. Sunt anticorpii cei mai activatori de complement (in aceasta privinta ordinea descendenta este IgM> IgG₃> IgG₁), deoarece sunt pentameri si in plus in fiecare lant H exista cate doua domenii activatoare de complement (CH₂ si CH₃; n. ed. In cazul IgG, numai CH₂ este activator de complement). IgM sunt anticorpi caracteristici RIU primare.

28. Functiile generale ale complementului in cadrul RIU

Definitie: este un sistem multienzimatic alcatuit din aproximativ 25-30 componente care in cadrul RIU joaca rolul unui mecanism efector, auxiliar ce indeplineste 2 functii majore:

1. definitiveaza actiunea Ac asupra Ag

2. realizeaza o recunoastere imunologica nespecifica a diferitelor structuri non-self

Pot fi functii exercitate separat sau coroborat.

Cele doua functii se exercita si coroborat in RIU.

Complementul intervine in faza terminala si initiala a RIU.

Initial se capteaza Ag de APC, faza favorizata de complement (APC au pe ele receptor pentru complement).

In faza a doua complementul nu intervine, avand loc cooperarea celulara si activarea limfocitelor B si generarea de Ac specifici.

In faza terminala: Ac generati recunosc Ag declansatoare si se ataseaza pe suprafata Ag rezultand cascada complementului pe calea clasica ce duce la MAC ce perforeaza membranele bacteriene si rezulta distrugerea Ag complexe.

29. Particularitatile functionale ale cascadelor complementului

1. complementul functioneaza mereu pe principiul cascadei: diversi factori ai complementului circula sub forma de enzime inactive sau zimogeni, acesti factori se activeaza unul pe altul.

2. activarea factorilor complementului se face prin proteoliza limitata: conversia zimogenului in enzima activa prin liza partiala si rezulta un fragment mai mic X_a si unul mai mare X_b. X_a ramane in faza fluida, X_b reprezinta enzima activa.

3. enzimele active rezultate se depoziteaza mereu pe membrana celulei formand complexe multimoleculare pe principiul complexelor multienzimatice, se face constituirea unui complex bimolecular X_bY_b  

4. functia cascadei complementului este rezultatul comutarii specifice de substrat a enzimei activate. Prin atasarea Y_b, X_b isi modifica structura si rezulta un Z_b care se ataseaza de membrana ca un complex trimolecular X_bZ_bY_b.

30. Componenta C1 a complementului

1. componenta C₁ a complementului= complex trimolecular alcatuit din C_1q, C_1r si C_1s. C_1q este componenta de recunoastere a complementului, C_1r si C_1s sunt componentele enzimatice (serin-esteraze, cea mai activa fiind C_1s)

C_1q

Este componenta centrala a lui C₁, in mediile lichidiene este intr-o concentratie de 70mg/l, este alcatuita din 6 subunitati identice, asamblate 2 cate 2 cu formarea a 3 unitati identice ce adopta in spatiu profilul literei Y.

Lanturile polipeptidice A, B, C dintr-o subunitate prezinta spre capul NH₂-terminal o dispozitie regulata de triplu helix = configuratia colagen-like; spre capatul COOH terminal are dispozitie globulara.

Prin capatul COOH terminal C_1q realizeaza legaturi cu domenii activatoare de complement ale Ig: CH₂ (Ig G), CH₂, CH₃ (Ig M). Aceste legaturi se realizeaza secundar recunoasterii Ig a diferitelor Ag.

In urma recunoasterii Ag de catre Ig se fac modificari conformationale in Ig G si se exteriorizeaza secvente activatoare de aminoacizi, secventele sunt recunoscute de C_1q.

C_1q recunoaste prezenta complexelor imune Ag-Ac.

Modificarile conformationale in C_1q dinspre cap C spre cap N duce la exteriorizarea secventelor de aminoacizi spre capul NH₂ ce fixeaza si activeaza C_1r.

C_1r fixata, fixeaza la randul ei pe C_1s ce se activeaza. C_1s scindeaza functional C_4, C₂ din calea clasica.

31. Componenta C3 a complementului

- Este componenta centrala a complementului.

- se afla in concentratii foarte mari (0.5-1.5mg/ml)

- activeaza pe ambele cai

- are ca structura 2 lanturi (greutatea moleculara este de 180kd) a si b, legate intre ele prin punti disulfurice.

Sunt lanturi antiparalele(lantul b e orientat cu capul N spre capul C al lantului a

Lantul a e foarte lung, catre capul c prezinta un buzunar in care e internalizata relativ o grupare interna tiol-esterica (realizata intre o cisteina si glutamina).

Lantul b e mai mic ; are un situs fixator pentru componenta C₅ a complementului.

Zimogenul de C₃ poate fi activat prin 2 mecanisme:

a)     enzimatic - astfel C₃ functioneaza pe calea clasica si pa calea alterna

b)     nonenzimatic: actioneaza strict doar pe calea alterna

Activarea enzimatica a lui C₃

Se realizeaza prin C₃ convertaze ce cliveaza lantul a catre capul N terminal si elibereaza un mic fragment din a ce devine solubil (componenta C_3a ) cu functii proinflamatorii (determina vasodilatatie si creste permeabilitatea capilara)

Restul de molecula C₃ se numeste componenta C_3b si se ataseaza de membrana celulara, daca acestea nu sunt protejate anticomplement, prin stabilirea de legaturi.

In urma clivarii se produc modificari ale lantului a (cap N - cap C), cu relaxarea buzunarasului hidrofob si aducerea la suprafata a gruparii tiol-esterice, o legatura electronofila ce angajeaza legaturi cu gruparile nucleofile ce se afla in membrana celulara (-OH din glucidele membranei celulare si NH₂ din proteinele membranei celulare).

Aceasta atasare (depozitare) duce la opsonizarea membranei si derularea cascadei complementului.

Activarea nonenzimatica

Activarea nonenzimatica se datoreaza particularitatilor buzunarului hidrofob ce realizeaza o internalizare relativa a gruparii tiol-esterice: permite patrunderea lenta a moleculei de apa in buzunar interactionand cu gruparea tiol-esterica si formand radicali -COOH si -SH.

Ruperea legaturii tiol-esterice duce la modificari conformationale transmise dinspre cap COOH spre cap NH₂ terminal ce se soldeaza cu exteriorizarea situsului combinativ pentru factorul B₄ al complementului.

Moleculele de apa patrund permanent in buzunar, deci calea alterna functioneaza permanent.

32. Componenta C4 a complementului

- este componenta ce activeaza calea alterna

- se afla in concentratii mici (400-500 mg/ml)

- ca structura prezinta 3 lanturi asociate intre ele prin punti disulfurice (a b c

lantul a (gm = 90 KD) prezinta catre capul COOH terminal un buzunar care internalizeaza sever o grupare tiol-esterica.

lantul b are 60 kd

lantul c prezinta o secventa de aminoacizi capabila sa se ataseze pe C₂ a complementului.

Zimogenul C₄ poate fi activat doar enzimatic (actioneaza doar in calea clasica). Enzima este C_1s ce cliveaza lantul a undeva catre capul NH₂ terminal, pastrandu-se puntea disulfurica intre lantul a si b, rezultand C_4a. restul moleculei de C₄ se numeste C_4b:

- nu ramane in stare fluida, ci se ataseaza de membrana celulei acceptoare de complement.

- apar modificari conformationale (in directia NTC) ca relaxarea buzunarului hidrofob, exteriorizarea gruparii tiol-esterice

- gruparea tiol-esterica realizeaza legaturi cu grupari nucleofile (-NH₂, -OH) din structurile glucidelor din membrana celulara

- in urma atasarii lui C₄ de membrana celulara se produce fixarea zimogenului de C₂ (prin modificari conformationale de ansamblu ce duc la exteriorizarea situsului activator pentru C₂ ) T se fixeaza zimogenul de C₂ pe lantul c

C₄ nu poate fi activat de moleculele de apa pentru ca buzunarul are o gura foarte stransa prin care nu poate patrunde apa.

C₂ - este clivat sub actiunea lui C_1s

reprezinta componenta enzimatica a lui C₃ - convertazei generata pe calea clasica a complementului

C₅, C₆, C₇ - initiaza complexul de atac al membranei (MAC)

C₈ - functioneaza ca o polimeraza: polimerizeaza pe C₉

C₉ - este un lant polipeptidic unic ce se dispune sub forme de mic placute care in prezenta calciului si a polimerazei C₈ se asambleaza si formeaza structuri mici tubuliforme ce se insera in membrana non-self si duce la liza osmotica a celulei.

33. Etapa generarii C3 convertazei pe calea clasica a complementului.

Principiul etapei: complexele imune membranare actioneaza asupra C₁, care formeaza un complex (C_1qrs); C_1seste partea enzimatica propriu-zisa.

Detalii:

C_1qrs este generat pe membrana unor celule (de obicei non-self) prin atasarea Ig de Ag. Ag pot fi constitutive ale membranei celulei sau doar atasate deea. Ag sunt recunoscute de Ig activatoare de complement (IgM si IgG₃, IgG₁ si IgG₂ (slab) (IgG₄ nu sunt deloc activatoare de complement)). Cele mai activatoare de complement sint IgM (pentameri), dar IgG sunt bine reprezentate extravascular (in lichidele interstitiale); IgM nu prea pot trece prin membrana capilara deoarece sunt prea mari.

La legarea de Ag, in fragmentul F_ab se transmit niste modificari conformationale spre F_c--> exteriorizarea situsului activator al complementului (pe CH₂ pentru IgG). Acesta realizeaza legaturi cu unitatea de recunoastere a complementului --> legaturi intre CH₂ si C_1q (portiunea globuloasa). Dupa legare se transmit modificari conformationale la partea colagenica a C_1q --> se exteriorizeaza situsul de activare si legare a C_1r. C_1r (fixat si activat) fixeaza si activeaza C_1s.

C1s fixeaza si cliveaza C4 la nivelul lantului α (spre capatul amino-terminal) se elibereaza un mic fragment - C4 (anafilatoxina slaba). C4b se ataseaza membranei celulei tinta, angajind legaturi prin gruparea tiolesterica. C4b se fixeaza in jurul complexelor imune.

C4b fixeaza pe membrana componenta C2. C2 se fixeaza practic la C4b si nu la membrana. C4b este un cofactor pentru C2.

Acum C2 devine substrat pentru C1s (nu sunt sigur ca e bine!!!!). Se elibereaza un mic fragment fluif C2a. Pe membrana ramane ansamblul format din fragmentele mari ale C4 si C2 C4b2b=C3- convertaza clasica.

C4b este un cofactor pentru C2, iar C2b este partea enzimatica propriu-zisa a C3-convertazei.

34. Etapa generarii C5-convertazei pe calea clasica a complementului.

Principiu: C4b2b actioneaza asupra C3 (bine reprezentat in mediile lichidiene). Se desprinde C3a care este o puternica anafilatoxina (este responsabila de aparitia unor reactii inflamatorii cresterea permeabilitatii vasculare,vasodilatatie).

Rezulta si C3 care poate urma 2 cai; o parte din C3b se asociaza la C3-convertaza deja depozitata pe membrana complex trimolecular C4b2b3b=C5 convertaza. Partea enzimatica activa este C2b. Prin aditia C3b, C2b isi modifica specificitatea de substrat.

Restul de C3b se depun in molecula langa molecula pe suprafetele membranelor celulare (neprotejate impotriva complementului non-self) opsonizarea celulelor tinta, favorizand recunoasterea imunologic nespecifica, iar daca este posibil duce la fagocitoza.

Detalii:

C3 convertaza lizeaza lantul α spre capatul NH₂ terminal C3a si C3b. Prin fixarea C3b la C3-convertaza se creaza posibilitatea functionarii complexului in rest.

Opsonizarea membranelor non-self cu fragmente C3b se face prin intermediul legaturii tiolesterice permite recunoasterea celulelor tinta de catre macrofage; acestea au un receptor pentru C3b (se numeste CR₁=CD35). Daca celula tinta are dimensiuni destul de mici, atunci este fagocitata. Opsonizarea este utila in RI primar.

IgM nu trec in mod obisnuit extravascular, decat cand exista o permeabilitate crescuta. Legarea IgM intrasangvin nu permite fagocitarea.

35. Etapa generarii MAC pe calea clasica a complementului.

Principiu: C5a ramane in faza fluida si are efecte de anafilatoxina foarte importanta. C5b nu se ataseaza membranei, ci revine in faza fluida. C5b face legaturi cu C6 mai ales prin complementaritate. C6 activat interactioneaza cu C7 C5b67 (in faza fluida).

C7 are un caracter lipofil si se comporta ca un detergent se ataseaza membranelor celulare. Aici capata posibilitatea de a activa C8. C8 devine polimeraza, care polimerizeaza C9 (in prezenta Ca²⁺). C9 se organizeaza sub forma de structuri tubuliforme, care inserate in membrana celueli duc la liaza osmotica a ei.

C5b6789 se numeste complexul de atac al membranei MAC.

Detalii:

C5 fixeaza de lantul β al C3b. C7 capata functia de detergent. Pe membrana, c7 capata si capacitateade a activa C8. C8 devine polimeraza care polimerizeaza C9 sub forma unui tub inserat in membrana. Prin acest canal se pot face schimburi libere de apa si ioni Na⁺ si apa intra in celula hiperhidratare liza.

36. Factorii specifici (activatori/inhibitori) ai caii alterne a complementului.

Calea alterna se declanseaza in lipsa unei stimulari antigenice.

I.        Factori activatori

FACTORUL B

- se gaseste in concentratii de 200 μg/ml)

- initiaza reactiile din calea alterna

- intra in constitutia C3 si C5 convertazelor, in cadrul carora indeplineste aceeasi functie ca C2b.

FACTORUL D

se gaseste in concentratii infinitezimale (1-2 μg/ml)

este o proteaza serinica extrem de activa si care se gaseste in lichidele interstitiale nu sub forma de zimogen, ci sub forma de enzima activa.

Desi este activa si intensa, ea nu are efecte defavorabile asupra altor proteine deoarece se afla in concentratie foarte mica si (mai ales) are o specificitate de substrat foarte restransa substratul ei este factorul B cu conditia ca acesta sa fi fost legat de C3

PROPERDINA

cu exceptia factorului D, dintre toti factoriii complementului, ea se afla in concentratiile cele mai mici (maxim 20 μg/ml) .

intra in constitutia C3-convertazei adevarate a caii alterne

II.       Factori inhibitori

FACTORUL H

400 μg/ml

se opune formarii C3 si C5 convertazelor caii alterne

este si cofactor prentru factorul I

FACTORUL I

65 μg/ml

lizeaza total componentele C3b, C4b daca acestea s-au depozitat accidental pe membrana celulelor self reduce posibilitatea constituirii tuturor C3-convertazelor caii alterne.

37. Ansa de autoactivare a caii alterne a complementului.

Desfasurarea caii alterne are un dublu nivel de functionalitate: nivel bazal si nivel amplificat.

Nivelul bazal

functioneaza permanent, dar cu o intensitatem ai redusa

lantul α al C3 are acel buzunar hidrofob in care pot intra totusi molecule de apa; acestea hidrolizeaza gruparea tiolesterica.

Acest fenomen se produce lent dar permanent se exteriorizeaza (pe lantul α) permanent situsul pentru factorul B

Aceasta functie are loc in lichidele interstitiale si se mai numeste "ansa de autoactivare"

Detalii:

C3 hidratat capata afinitate mare pentru factorul B. Factorul B atasat de C3(H₂O) devine substrat pentru facotrul D din B se desprinde (este lizat) fragmentul Ba si ramane Bb. Complexul C3(H2O)Bb este C3-convertaza initiala a caii alterne. Are o functionalitate foarte redusa. Ea lizeaza slab C3 C3a si C3b(in lichid).

C3b se alipeste de membranele celulare prin gruparea tiolesterica. Unele membrane il accepta, altele nu. C3b nu se poate depozita pe membranele self deoarece acestea sunt protejate anti-complement.

C3b in contact cu membranele non-self se depoziteaza pe ele. Acum exista 2 posibilitati: opsonizarea membranei sau initierea ansei de amplificare a caii alterne.

38. Ansa de amplificare a caii alterne a complementului.

Desfasurarea caii alterne are un dublu nivel de functionalitate: nivel bazal si nivel amplificat.

Nivelul amplificat- activarea complementului se face la un nivel corespunzator daca in mediile lichidiene sunt prezente membrane celulare care permit depozitarea complementului pe ele (membrane non-self).

exemplu: bacterii, virusi, paraziti

aceasta cale se numeste "ansa de amplificare"

la final conduce la constituirea MAC pe membranele celualre straine.

Detalii:

C3b aditioneaza factorul B complexul C3bB; acesta devine substrat pentru facotrul D. Rezulta complexul C3bBb (C3-convertaza). Aceasta este ceva ami activa ca cealalta convertaza (C3-convertaza initiala), dar este instabila.

Aceasta convertaza este stabilizata prin formarea unui complex cu propederina. Complexul C3bBbP este stabil si este C3-convertaza (C3-convertaza adevarata a caii alterne). Ea functioneaza la acelasi nivel ca C3-convertaza caii clasice.

C3-convertaza adevarata cliveaza si mai mult C3 cerc pozitiv (feed-back pozitiv) de amplificare a reactiei. Aceasta amplificare are loc pana l aepuizarea properdinei (care se gaseste in cantitati mici).

La epuizarea properdinei, excesul de C3b intractioneaza cu C3-convertaza instabila complexul C3bBbC3b se schimba specificitatea de substrat are afinitate pentru C5 (deci C3bBbC3b este C5-convertaza.

Apoi toata reactia se desfasoara identic ca in calea clasica pana la formarea MAC. Diferenta este ca MAC se formeaza pe membrane non-self (membrane neprotejate anti-complement). Ig nu au nici un rol in aceasta cale.