+ All Categories
Home > Documents > Sistemul imunitar

Sistemul imunitar

Date post: 27-Sep-2015
Category:
Upload: cleo
View: 43 times
Download: 4 times
Share this document with a friend
Description:
Include prezentarea sistemul imunitar specific si nespecific, a conceptului de self si nonself, constituentii si implicatiile in patologie ale sistemului imunitar.
21
UNIVERSITATEA “ALEXANDRU IOAN CUZA” IAŞI Facultatea de Biologie Specializarea Biologie SISTEMUL IMUNITAR Coordonator: Prof. Univ. Dr. Marius Ștefan
Transcript

UNIVERSITATEA ALEXANDRU IOAN CUZA IAI Facultatea de Biologie Specializarea Biologie

SISTEMUL IMUNITAR

Coordonator:Prof. Univ. Dr. Marius tefan Student: Ni Diana IAI 2015

Cuprins

SISTEMUL IMUNITAR3I. Categoriile sistemului de aprare ale organismului4I.1. Sistemul imunitar nespecific5I.2. Sistemul imunitar specific6II. Conceptul de self i nonself6II.1. Recunoaterea i discriminarea self-nonself n lumea vie7III. Constituenii sistemului imunitar9IV.Implicaiile sistemului imunitar n patologie11BIBLIOGRAFIE14

SISTEMUL IMUNITAR

n concepia lui Jerne (1973,1985) sistemul imunitar ajunsese sa fie definit ca un organ difuz, celular i molecular, alctuit dintr-un numr mare de limfocite i molecule de anticorpi, prezentnd ca rol esenial supravegherea identitii organismului. n present ns s-a ajuns la concluzia c sistemul imunitar reprezint nu o structur fizic, ci un ansamblu de interaciuni complexe care implic diferite organe, structuri i substane, printre care globulele albe, mduva spinrii, vasele limfatice, organele i celulele specializate din anumite esuturi ale organismului, i substane specializate numite factori de ser, prezente n snge. Totalitatea acestor elemente conlucreaz pentru ca organismul s fie protejat mpotriva bolilor i a infeciilor. Alctuit din multitudinea de celule i molecule ale cror aciune i interaciune permit organismului s poate identifica cu exactitate, ntr-un interval de timp scurt, substanele proprii (self) i substanele strine (non-self), acest sistem funcioneaz asemenea unui dispozitiv de recunoatere (Recognition machine Jerne, 1977) i demonstreaz o capacitate de a tolera constituenii proprii comparativ cu cei nonself pe care i neutralizeaz, i distruge i i elimin din organism. Toate organismele vii dispun de un astfel de sistem de aprare fiind unul dintre cele mai complexe. Utilizat nbiologiepentru definirea mecanismelor de aprare ale organismelor vii fa de agenii patogeni, sistemul imunitar se remarc printr-o complexitate care deriv din structura de reea complicat de comunicaii, celular i molecular, din caracterul ubicuu al elementelor sale constitutive, din capacitatea de a determina efecte multiple, corelate cu un numr nu foarte mare de tipuri diferite de celule ce interacioneaz direct sau indirect, prin intermediul unor mediatori molecular biologici activi (Zarnea, 1990). Celulele i moleculele acestei reele de aprare au capacitatea de a menine permanent supravegherea organismelor; organism care recunosc o varietate remarcabil de celule i molecule strine, deosebindu-le de cele ale organismului propriu. Atunci cnd un agent patogen (virus, bacteria, parazii, etc.) ptrunde n organism, acesta l detecteaz i i manifest funcia de neutralizare i ndeprtare al lui. Organismele supuse acestor proceduri ajung s i nregistreze fiecare intervenie, iar la a doua expunere la acelai agent patogen (virus, bacteria, parazii, etc.) reacioneaz cu o mai mare eficien. Din cercetrile lui Tonegawa (1985) se reliefeaz faptul ca sistemul imunitar ndeplinete aceste funcii cu un consum redus a resurselor organismelor, utiliznd doar o mic parte din genom. Agenii patogeni care pot ptrunde n organism, genernd reacii ale sistemului imunitar, pot fi: substane biologice (toxine,veninuri), organisme infracelulare (virusuri), organisme monocelulare (bacterii, ciuperci microscopice,protozoare) sau organisme pluricelulare (viermi parazii). Structurile proprii cu modificri anormale, care sunt recunoscute i distruse de sistemul imunitar includ celule tumorale, celule cu defecte sau celule moarte. Unul din avantajele majore pe care le prezint acest sistem reprezint flexibilitatea sa intrinsec dar si versatilitatea sa, prin date experimentale demonstrndu-se c organismul nu este limitat la doar o singur cale de rspuns fa de un anumit patogen ci exist diferite ci alternative. Acestea se remarc atunci cnd o cale a sistemului este afectat provizoriu sau permanent, organismul fiint totui capabil s fac fa unei agresiuni din exterior, diminund riscurile specific unor deficiene imunitare.

I. Categoriile sistemului de aprare ale organismului Mijloacele de aprare ale organismului sunt nespecifice i specifice (Fig.1).

Figura 1. Schem privind categoriile sistemului imunitar I.1. Sistemul imunitar nespecific

Imunitatea nespecificnumit innscut reprezint prima linie de aprare a organismului i cuprinde totalitatea mecanismele de aprare ce sunt transmise genetic, i sunt prezente naintea contactului cu agentul patogen. Aceste mecanisme de aprare sunt nespecifice, n sensul c nu sunt caracteristice unui anumit tip de agent patogen, fiind identice pentru toi indivizii aceleiai specii. Imunitatea nespecific cuprinde o serie de structuri celulare i de mecanisme nespecifice de aprare, cum ar fi barierele anatomice (tegumentele i mucoasele),inflamaia, reacia febril,hemostaza, precum i celule care recunosc clase de molecule prezente pe membranele agenilor patogeni frecvent ntlnii.

Figura 2. Prezentarea schematic a interaciunii dintre mecanismul imunitii naturale (nespecifice) i cel al imunitii specifice (adaptative)

I.2. Sistemul imunitar specific

Sistemul imunitar specific sau adaptativare capacitatea de a recunoate i de a elimina n mod specific anumite microorganisme i molecule. Mecanismele imunitii adaptative permit elaborarea unui rspuns individualizat, adaptat tipului de agresiune. Activarea sistemului imun specific are loc doar dac mecanismele de aprare nnscute sunt depite. n timpul vieii unui organism rspunsul imun specific se declaneaz prin intermediul limfocitelor T i B (Fig.2) ca o adaptare la contactul cu un anumit agent patogen. Dup expunerea la un antigen specific, organismul dezvolt o memorie imunologic. Spre deosebire de sistemul imun nnscut componentele sistemului imun adaptativ nu sunt aceleai pentru toi membrii specie (Murphy i colab.,2008).

II. Conceptul de self i nonself

Propui de Burnet i Fenner n 1945 cu funcia de a facilita discuiile privind capacitile de recunoatere ale sistemului imunitar, termenii de self i nonself descriu capacitatea organismului de a diferenia substanele proprii (engl. self = identic, personalitate, fcut din acelai material) de cele strine (non-self). Aceast proprietate este ns semnalat nc din 1597 de chirurgul italian Tagliocozzi care i sftuia contemporanii s practice grefe datorit particularitii fiecrui individ. Conceptul de non-self a cuprins la nceput doar substane strine exogene, ulterior evideniindu-se capacitatea sistemului imunitar de a rspunde prin producerea de anticorpi sau prin reacii de hipersensibilitate, la unele elemente constitutive ale organismului-gazd (cazul antigenelor sechestrate sau a celulelor modificate calitativ la exterior, ce determin transformri maligne).

Sistemul imunitar poate genera un rspuns i n cazul unor molecule strine care nu sunt duntoare, cum sunt unele proteine din alimente nedegradate de enzime la nivelul aminoacizilor.

Etapa iniial a aprrii imune este recunoaterea structurilor self i nonself: Structurile selfsunt structurile proprii ale organismului fa de care sistemul imunitar nu reactioneaz. Daca aceste structuri se altereaz, atunci ele se transform n structuri nonself i devin o int pentru aprareaimun. Structurile non-selfnu aparin organismului. Ele sunt molecule sau celule recunoscute de sistemul imunitar ca strine i sunt eliminate prin mijloacele aprrii imune.

Cercetrile din 1956 ale lui Witebsky i Rose, i 1963 ale lui Weir vor clarifica faptul c reactivitatea sistemului imunitar fa de autoantigene reprezint aceeai proprietate de a reaciona cu oricare molecul (recunoscut ca diferit de cele proprii cu care vine n contact permanent, indiferent de originea endogen sau exogen.

II.1. Recunoaterea i discriminarea self-nonself n lumea vie La toate sistemele biologice practic fenomenele de recunoatere self-nonself alturi de diferite procese de rezisten se prezint uneori n maniere specifice, cu grade de complexitate diferite. Bacteriile sunt limitate la nivel molecular ns i pstreaz individualitatea i i menin homeostazia celulei procariote prin protejarea structurii materialului genetic i a ansamblului lor ereditar (Zarnea, 1990). Prin fenomenul de restricie descris n 1952 i 1953 de Luria, Human, respectiv Bertani i Weigl, evideniat de existena enzimelor de restricie, se ajunge la concluzia c reacia de aprare pentru pstrarea individualitii bacteriilor are loc prin degradarea materialului genetic strin, provenit din exteriorul acestora. Fenomenele de incompatibilitate a plasmidelor, cum este rezistena la reinfecie cu o plasmid identic celei prezente anterior n celula bacterian, intr n categoria fenomenelor de recunoatere. Meninerea individualitii celulare i a homeostaziei sunt fenomene reprezentate larg de mecanismele complexe de reparare a materialului genetic lezat, precum i de sistemul imunitar elementar al bacteriilor lizogene fa de reinfecii.

Plantele superioare dispun de o gam larg de modaliti de aprare n absena aparent a unor mecanisme de recunoatere specific, modaliti evidente mai ales n relaiile lor cu diferii ageni patogeni infecioi.

T. Svulescu (1936) considera, n urma ncercrii de a realiza o corelaie ntre bolile plantelor i animalelor, c imunitatea plantelor fa de bacterii sau ali ageni infecioi este o chestiune indiscutabil, citnd printre factorii protectori poteniali ai diferitelor specii studiate pn n acea dat :1) Integritatea esuturilor acoperite cu substane greu permeabile: se opun pasiv ptrunderii bacteriilor i a altor organisme,2) Rezistena fiziologic prin componentele sale care includ: a) rezistena chimic determinat de un coninut mare de zaharuri reductoare;b) prezena taninurilor, antocianilor, flavonelor, diversilor acizi organici etc.;c) pseudoanticorpi, substane preformate existente n sucurile vegetale;d) fenomenele de digestie intracelular;e) substanele antimicrobiene cunoscute i ca fitoncide sau biocide vegetale.

Urmtoarele cercetri au evideniat extinderea numrului de mecanisme protectoare fa de agenii patogeni, prin urmtorii factori: 1. Formarea de bariere mecanice prin mpregnarea pereilor celulari cu suberin sau lignin (structuri rezistente la degradare),2. Inactivarea toxinelor sau a enzimelor microbiene care pot leza sau omor celulele vegetale,3. Sinteza normal a unor substane toxice pentru agenii patogeni,4. Lipsa substanelor necesare creterii continue a agenilor patogeni din plante gazd

Regnul animal prezint o discriminare self-nonself de o importan major fiind prezent intr-o form rudimentar la protozoare. Ea asigur recunoaterea i selecia hranei, identificarea partenerilor compatibili pentru conjugare, iar la organismele parazite asigur recunoaterea celulelor-gazd. Recunoaterea specific a fost evideniat experimental demonstrndu-se c reuita depinde de urmtorii factori: celula receptoare moare n cazul n care nucleii provin de la surse ndeprtate genetic, cnd nucleii sunt reimplantai ntr-o celul receptoare identic sau nrudit cu cea donatoare, celula receptoare supravieuiete. Aceste reacii sunt cele anterioare fenomenelor complexe de histocompatibilitate care la om si la mamifere determin n general respingerea grefelor de esuturi. Organismele superioare se remarc prin apariia unor mecanisme complexe de rezisten i imunitate ca urmare a coexistenei cu microorganismele un timp ndelungat. Cu ajutorul acestor mecanisme organismele combat agenii patogeni invadatori i sunt stimulate procesele de aprare individual.

III. Constituenii sistemului imunitar Sistemul imunitar este alctuit din celule cu proprietatea de a interaciona specific cu antigenele, funcie care este ndeplinit de imunocite: limfocitele T, derivate din timus, i limfocitele B, independente de timus. n proporie de 95% celulele sistemului imunitar sunt reprezentate de limfocite dupa Jerne (1976), restul fiind reprezentat de celule accesorii precum macrofagele i unele celule nrudite cu ele, celulele dendritice din splin, celulele specializate din timus, celulele Langerhans din epitelii, celulele interdigitate etc.. n ciuda faptului c nu reacioneaz specific cu antigenele, acestea au un rol evident n nglobarea, concentrarea, prelucrarea antigenelor, determinnd natura celulelor T n a deveni celule efectoare (Fig.3). Macrofagele secret mediatori biologici activi ce regleaz tipul i amploarea rspunsului celulelor T i B stimulnd sau inhibnd diviziunea lor. Alte reacii din categoria celor de tip imunitar determin angajarea unor celule precum monocitele, granulocitele, mastocitele, celulele K i NK, trombocitele etc..

Figura 3. Schem reprezentnd efectele urmtoare activrii celulelor T si B

La adult celulele cu rol de aprare i imunitate i au originea n mduva oaselor. n snge limfocitele se gsesc n funcie de specie ntre 20 i 80% din totalul de celule nucleate (Fig.4), i mai mult de 99% se gsesc ntre cele ale limfei (Brainton, 1980). Limfocitele mature se pot observa n snge, de unde migreaz ctre esuturi i organe (splin, ganglioni limfatici, amigdale, apendice, mucoasa intestinal i respiratorie).

Figura 4. Schem privind proveniena elementelor figurate ale sngelui Limfocitele au capacitatea de a circula prin snge i limf, de a forma colonii n cadrul unor structuri specifice ale unor organe specializate, cu o arhitectur ce va favoriza ntlnirea lor cu antigenele i va asigura prinderea substanelor non-self. Componeni celulari specifici ai sistemului imunitar, limfocitele sunt alctuite din subpopulaii diferite din punct de vedere funcional avnd un rol efector, de reglare sau de memorie. Ele formeaz n organism o reea complex de celule capabile sa reacioneze la ntlnirea cu substane strine, datorit receptorilor specifici pentru un anumit tip de antigen de pe suprafaa lor. Dac n organism ptrund substane non-self, are loc o dereglare a homeostaziei reelei i se declaneaz o serie de fenomene complexe:I. Selecia subpopulaiilor celulare ce poart receptori pentru determinanii antigenici ai substanelor respective,II. Creterea lor numeric,III. Diferenierea i maturarea lor funcional. Pentru c limfocitele fac parte dintr-un ansamblu de celule ce interacioneaz, asigurnd homeostazia organismului, prezena substanelor non-self perturb ntregul sistem de interaciuni. Totalitatea modificrilor produse n acest mod genereaz rspunsul imun. Anticorpii sunt cei mai cunoscui componenii moleculari de recunoatere ai sistemului imunitar. Din punct de vedere chimic sunt imunoglobuline prezente ntr-o varietate mare de tipuri, cu specificitate diferit (Zarnea, 1990).

IV.Implicaiile sistemului imunitar n patologie Existena unui sistem imunitar reactiv se consider ca o premis esenial pentru supravieuirea organismelor n lupta cu diferii ageni patogeni infecioi (virusuri, bacterii i alte organisme), toxici sau oncogeni. Strile patologice urmtoare instalrii deficienelor imunitare confirma necesitatea unui asemenea sistem. Uneori ns rspunsul imun poate fi dezavantajos. Imunopatologia reprezint un domeniu important i de mare dificultate al tiinelor medicale, din cauza complexitii mecanismelor patogenetice, a dificultilor de diagnostic i a implicaiilor terapeutice. Printre efectele unui rspuns imun nedorit se numr: strile patologice consecutive reaciilor de hipersensibilitate, alergiile la polen i la alte substane chimice (colorani, medicamente), bolile rezultate depunerii complexelor antigen-anticorp la nivelul unor organe, cum este rinichiul. La baza bolilor autoimune ce afecteaz puternic diferite esuturi i organe pot sta reaciile imunitare anormale ca intensitate i natur. Ca rspuns la un stimul necunoscut sistemul imunitar poate s produc anticorpi care n loc s lupte cu infeciile, atac esuturile organismului propriu. Bolile autoimune au ca tratament reducerea activitii sistemului imunitar n scopul diminurii rspunsurilor imune. Cele mai frecvente boli din aceast categorie sunt:

Diabetul melitus de tip 1: cnd anticorpii atac i distrug celulele care produc insulina in pancreas.

Bolile inflamatorii intestinale: cnd peretele intestinelor este atacat, cauznd episoade de diaree, sngerari rectale, micri anormale intestinale, crampe abdominale, febr i scdere n greutate. Colita ulcerativ alturi de boala Crohn sunt dou forme de boli inflamatorii intestinale. Artrita reumatoid:sunt atacate esuturile care acoper ncheieturile genernd inflamaii, umflturi i durere. Netratat artrita reumatoid afecteaz permanent articulaiile.

Lupusul eritematos sistemic: persoanele care sufer de lupus produc anticorpi care pot ataca orice esut al corpului (ncheieturile, plmnii, celulele sangvine, nervii sau rinichii sunt afectai de cele mai multe ori). Tratamentul presupune administrarea unei doze zilnice de prednison pentru reducerea activitii sistemului imunitar.

Scleroza multipl: sistemul imunitar atac celulele nervoase, cauznd simptome precum dureri cronice, pierderea vederii, slbiciune corporal, coordonare ncetinit a micrilor sau spasme musculare (Fig.5).

Figura 5. Principalele simptome ale sclerozei multiple

Sindromul Guillan-Barre: sunt atacai nervii care controleaz musculatura membrelor inferioare, mai rar a minilor sau a trunchiului superior. Slbiciunea corporala se instaleaz de multe ori la un grad inalt de severitate. Filtrarea sangelui printr-o procedura numita plasmaferez este tratamentul principal pentru sindromul Guillan-Barre.

Psoriazisul: celulele T ale sistemului imunitar se acumuleaz la nivelul pielii, se reproduc cu rapiditate i produc plgi scuamoase la nivel cutanat.

Tiroidita Hashimoto: anticorpii atac glanda tiroid distrugnd gradual celulele care secret hormonii tiroidieni.

BIBLIOGRAFIE

Bainton, D. F.,1980, The cells of inflammation: a general view. In: Handbook of inflammation (Weissmann I.,ed.),vol.2, The cell biology of inflammation, Elsevier, North Holland Amsterdam, pg.1-25Murphy K, Travers P, Walport M. Janeways, 2008, Immunobiology, Garland ScienceZarnea, G., 1990, Tratat de microbiologie general, Volum IV, Ed. Academiei Romne, pg.25-40Zarnea G., Mihescu Gr., 1995, Imunologie, Ed. Universitii Bucuretiwww.uta.edu/chagas/images/immunsys.jpgwww.myvmc.com/anatomy/human-immune-system/www.textbookofbacteriology.net/cellsindefenses75.jpgwww.sfatulmedicului.ro/Diverse/bolile-sistemului-imunitar_12169

3

12


Recommended