Špecifická imunita: vývoj a vytvorenie

Špecifické imunologické reakcie vykonáva imunitný systém tela, ktorý pozostáva z centrálnych a periférnych orgánov imunogenézy. Špecifickú imunitu pri vystavení určitému antigénu vykonávajú T- a B-lymfocyty. Vnútromaternicové obdobie vykazuje intenzívnu dynamiku dozrievania lymfoidného systému.

Postupnú zmenu rôznych štádií dozrievania buniek B- a T-systémov možno kontrolovať imunologickými markermi zodpovedajúcich štádií dozrievania alebo diferenciácie.

Diferenciačné markery buniek zapojených do imunitnej odpovede

Značka CD	Typ bunky nesúcej marker	Funkcia
CD1	T-lymfocyt	Účasť na prezentácii antigénu
CD2	T-lymfocyt	Adhézia cytotoxických T-lymfocytov na endotel, na epitelové bunky týmusu
SDZ	T-lymfocyt	Vedenie signálu aktivácie T-buniek, markera väčšiny zrelých T-lymfocytov
CD4	T-lymfocyt	Koreceptor pre TCR, marker T-pomocných buniek
CD8	T-lymfocyt	Zrenie a selekcia lymfocytov obmedzených na GCS v týmuse, marker cytotoxických T-lymfocytov
CD25	T-, B-, NK-bunky, tymocyty, makrofágy	Indukcia aktivity a proliferácie T a B lymfocytov, prirodzených zabíjačov, tymocytov a makrofágov, α-podjednotky receptora pre IL-2
CD28	T-lymfocyt	Kostimulačná signálna molekula nezávislá od TCR
CD30	T-lymfocyt	Vedenie signálu na spustenie apoptózy T-lymfocytov
CD5	T a B lymfocyty	Špecifické pre autoimunitné ochorenia
CD9	B-lymfocyt	Prítomné na pre-B bunkách, zodpovedné za agregáciu a aktiváciu krvných doštičiek
CD19, 20, 21	B-lymfocyt	Regulácia aktivácie a proliferácie B-lymfocytov
CD22	B-lymfocyt	Zodpovedný za adhéziu na erytrocyty, T a B lymfocyty, monocyty a neutrofily
CD40	B-lymfocyt	Aktivácia, proliferácia a diferenciácia B-buniek
CD16	Prirodzený zabijak	Aktivácia antigén-dependentnej komplementom sprostredkovanej cytotoxicity a produkcie cytokínov
CD56	Prirodzený zabijak	Aktivácia cytotoxicity a produkcie cytokínov
CD94	Prirodzený zabijak	Inhibícia/aktivácia cytotoxicity prirodzených zabíjačských buniek
CD11α CD18	Monocytový granulocyt	Adhézia leukocytov na endotel a leukocytov na leukocyt
CD11β CD18	Monocytový granulocyt	Adhézia monocytov a neutrofilov na endotel, opsonizácia častíc viazaných na komplement
C11c CD18tov	Monocytový granulocyt	Adhézia monocytov a granulocytov na endotel, fagocytový receptor pri zápale
CD45	Granulocyty	Receptor pre tyrozínfosfatázu
CD64	Makrofágy	Aktivácia makrofágov
CD34	Kmeňová bunka alebo progenitorová bunka tvoriaca kolónie	Prichytenie lymfocytového L-selektínu na endotel, prichytenie kmeňových buniek na strómu kostnej drene

Markery diferenciácie B-lymfocytov

Pro/pre-B-1 bunka	Veľká bunka pred B-97-N	Malá bunka pred B-97-II	Nezrelé B bunky	Zrelá B bunka
CD34	CD40	CD40	CD21	CD40
CD40	CD43		CD22	CD19
CD43	CD19		CD80	CD20
B220			CD86
CD25			CD54
			CD79

Markery diferenciácie T-lymfocytov

Pro-T bunky TH	Pre-T bunky	Nezrelé TN T bunky	DP bunky	Zrelé
CD25	CD25	CDZeu	SDZ	CD4
CD44	CDZeu	CD4	CD4+, 8+	CD8
CD117	CD4-	CD8	CD4	SDZ
C3-	CD8-	CD117	CD8	CD4
C4-	CD117			CD8
CD8"
TKP-β
Preskupenie

Vývoj všetkých systémov nešpecifickej aj špecifickej imunity, primárne bunkovej, začína približne v 2. až 3. týždni, keď sa tvoria multipotentné kmeňové bunky. Spoločným predchodcom kmeňových buniek všetkých subpopulácií lymfocytov, neutrofilných leukocytov a monocytov je CD34+ T-bunka.

T-prekurzory prechádzajú v týmuse cyklom dozrievania a podliehajú tam procesom negatívnej a pozitívnej selekcie, výsledkom čoho je eliminácia viac ako 90 % lymfoidných buniek, ktoré sú pre organizmus potenciálne nebezpečné z hľadiska rizika vzniku autoimunitných reakcií. Bunky, ktoré zostanú po selekcii, migrujú a osídľujú lymfatické uzliny, slezinu a skupinové lymfatické folikuly.

V 3. mesiaci sa už pozoruje pozitívna blastová transformačná reakcia na fytohemaglutinín, ktorá sa zhoduje s rozdelením týmusu na kôru a dreň. Do 9. až 15. týždňa života sa objavujú známky fungovania bunkovej imunity. Hypersenzitívna reakcia oneskoreného typu sa vytvára v neskorších štádiách vnútromaternicového vývoja a dosahuje svoju najväčšiu funkčnosť po narodení - do konca prvého roka života.

Primárny lymfoidný orgán, týmus, sa formuje približne v 6. týždni a histomorfologicky dozrieva do gestačného veku približne 3 mesiacov. Od 6. týždňa sa u plodu začínajú typovať HLA antigény. To znamená, že už od tohto obdobia sa plod stáva „imunologickou osobnosťou“ so svojím individuálnym antigénnym konštitučným „portrétom“ a mnohými konštitučnými znakmi vo všetkých reakciách imunitného systému. Od 8. – 9. týždňa sa v týmuse objavujú malé lymfocyty. Sú rozpoznané ako potomkovia lymfoidných buniek, ktoré migrovali najprv zo žĺtkového vaku a neskôr z pečene alebo kostnej drene. Potom dochádza k intenzívnemu nárastu počtu lymfocytov v periférnej krvi plodu – z 1000 v 1 mm3 ^v 12. týždni na 10 000 v 1 mm3 ^do 20. – 25. týždňa.

Pod vplyvom humorálnych stimulátorov a čiastočne lokálneho mikroprostredia môžu T-lymfocyty prevziať funkcie cytotoxických buniek, pomocných buniek, supresorov a pamäťových buniek. V čase narodenia je absolútny počet T-lymfocytov u dieťaťa vyšší ako u dospelého a funkčne je tento systém celkom schopný, hoci mnohé charakteristiky funkcie T-lymfocytov sú na nižšej úrovni ako u starších detí a dospelých. Majú oslabenú schopnosť produkovať interleukíny 4 a 5, interferón-γ a antigén CD40β, ktorý je nevyhnutný na organizáciu interakcie T- a B-systémov v imunitnej odpovedi, je slabo exprimovaný.

Charakteristiky imunitnej odpovede sú do značnej miery určené schopnosťou zúčastnených buniek produkovať humorálne komunikačné látky a regulovať cytokíny alebo interleukíny. Vo vedeckom výskume už bolo identifikovaných a kvantitatívne študovaných niekoľko desiatok takýchto informačných a regulačných molekúl. V klinickej imunológii sa najväčší význam prikladá identifikácii 10 – 15 biologicky aktívnych látok tejto skupiny.

Včasné morfologické a funkčné dozrievanie týmusu sa zhoduje s pokročilým vývojom T-bunkového systému. Reakcie odmietnutia transplantátu boli opísané, počnúc 12. týždňom tehotenstva. V čase narodenia má lymfoidné tkanivo týmusu už významné rozmery.

Prvé periférne lymfatické uzliny sa tvoria od 3. mesiaca tehotenstva, ale ich „osídlenie“ lymfoidnými prvkami nastáva až v nasledujúcom (4.) mesiaci. Lymfatické uzliny a útvary gastrointestinálneho traktu sa tvoria až po 21. týždni tehotenstva.

Diferenciácia B buniek začína aj v pečeni alebo kostnej dreni a existuje úzke prepojenie tejto diferenciácie s génom Brutonovej tyrozínkinázy. Pri absencii tohto génu je diferenciácia nemožná a dieťa bude trpieť agamaglobulinémiou. Počas diferenciácie B lymfocytov dochádza k delečnej rekombinácii s génmi imunoglobulínov. To umožňuje B bunkám prezentovať na svojom povrchu štruktúru imunoglobulínu M a v dôsledku toho migrovať a repopulovať v slezine a lymfatických uzlinách. Počas dlhého obdobia vnútromaternicového vývoja zostávajú dominantnými B bunkami v pečeni a periférnej krvi pre-B lymfocyty, ktoré vo svojej cytoplazme obsahujú ťažké reťazce M globulínu, ale nenesú povrchové receptory pre imunoglobulíny. Počet týchto buniek sa do narodenia výrazne znižuje. Transformácia pre-B buniek na bunky schopné produkovať imunoglobulíny sa uskutočňuje pod vplyvom faktorov týmusu. Pre konečné dozrievanie B buniek s možnosťou ich transformácie na plazmatické bunky je nevyhnutná účasť bezprostredného mikroprostredia, t. j. stromálnych prvkov lymfatických uzlín, skupinových lymfatických folikulov čreva a sleziny.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ], [ 7 ], [ 8 ]

Špecifická imunita a interleukíny

Interleukín	Zdroj vzdelania	Funkcie
IL-1	Makrofágy, dendritické bunky, fibroblasty, NK bunky, endotelové bunky	Zrýchlenie prezentácie antigénov, stimulácia produkcie IL-2 Th bunkami, dozrievanie B lymfocytov, prozápalový a pyrogénny účinok
IL-2	Aktivované T lymfocyty (prevažne Th1)	Rastový faktor pre T a B lymfocyty, aktivuje diferenciáciu Th a cytotoxických T lymfocytov, stimuluje NK bunky a syntézu Ig B lymfocytmi
IL-3	T bunky a kmeňové bunky	Plazmatický bunkový rastový faktor, faktor stimulujúci multikolóniu
IL-4	Th2 bunky, mastocyty	Diferenciácia Th0 na Th2 bunky, B-diferenciácia, zrýchlenie syntézy IgE, rast plazmatických buniek, potláča tvorbu cytotoxických lymfocytov a NK buniek, potláča tvorbu interferónu-γ
IL-5	Th2 bunky	Zrýchlenie syntézy imunoglobulínov, najmä IgA, zrýchlenie produkcie eozinofilov
IL-6	T a B lymfocyty, makrofágy, fibroblasty, endotelové bunky	Zrýchlenie syntézy imunoglobulínov, stimulácia proliferácie B-lymfocytov, rastový faktor hepatocytov, antivírusová ochrana
IL-7	Stromálne bunky, fibroblasty, endotelové bunky, T lymfocyty, bunky kostnej drene	Zrýchlenie rastu pre-T a pre-B buniek
IL-8	T bunky, makrofágy, endotelové bunky, fibroblasty, hepatocyty	Aktivácia neutrofilov, chemoatraktant pre lymfocyty, neutrofily, makrofágy a eozinofily
IL-9	Th2 bunky	Synergizmus s IL-4 pri zvyšovaní syntézy IgE, raste plazmatických buniek, stimuluje proliferáciu T-lymfocytov a bazofilov
IL-10	Bunky Th0 a Th2, CD8+, makrofágy, dendritické bunky	Faktor inhibujúci syntézu prozápalových cytokínov, potláčajúci funkcie makrofágov, urýchľujúci rast B-lymfocytov a mastocytov
IL-12	Makrofágy, neutrofily, B lymfocyty a dendritické bunky	Stimulácia prirodzených zabíjačov, dozrievanie lymfocytov, cytotoxicita, stimuluje rast a diferenciáciu TM- buniek na Th1 bunky, inhibuje syntézu IgE, prozápalového cytokínu
IL-13	Th2 bunky a mastocyty	Zrýchlenie syntézy IgE, zrýchlenie rastu B-lymfocytov, inhibícia aktivácie makrofágov
IL-14	T a B lymfocyty	Znižuje produkciu Ig, zvyšuje proliferáciu B-lymfocytov
IL-15	Monocyty a epitelové bunky	Rastový faktor pre T-lymfocyty, aktivuje diferenciáciu Th- a cytotoxických T-lymfocytov, stimuluje NK-bunky a syntézu Ig B-lymfocytmi
IL-16	Eozinofily, CD8+, mastocyty	Aktivuje chemotaxiu Th buniek, eozinofilov a monocytov
IL-17	Pamäťové T bunky a NK bunky	Zvyšuje produkciu IL-6, IL-8, zvyšuje expresiu ICAM-1, stimuluje aktivitu fibroblastov
IL-18	Makrofágy	Zrýchlenie syntézy interferónu-γ
IL-19	Monocyty	Homológ IL-10
IL-20	Keratinocyty	Podieľa sa na zápale kože pri psoriáze
IL-21	T lymfocyty a mastocyty	Zvyšuje proliferáciu T a B lymfocytov a NK buniek
IL-22	T-lymfocyty	Homológ IL-10
IL-23	Aktivované dendritické bunky	Zvyšuje proliferáciu pamäťových T-lymfocytov CD4+ a stimuluje produkciu interferónu-γ
IL-24	Aktivované monocyty, T lymfocyty	Homológ IL-10
IL-25	Stromálne bunky kostnej drene	Zvyšuje produkciu Th2 cytokínov
IL-26	Aktivované monocyty, T lymfocyty, NK bunky	Homológ IL-10
Interferón-γ	T bunky	Aktivácia makrofágov, inhibícia syntézy IgE, antivírusová aktivita
Faktor nekrózy nádorov	Monocyty, makrofágy, T a B lymfocyty, neutrofily, NK bunky, endotelové bunky	Indukuje syntézu IL-1 a IL-6 makrofágmi, tvorbu proteínov akútnej fázy, stimuluje angiogenézu, indukuje apoptózu, hemoragickú nekrózu nádorov
Chemokíny (RANTES, MIP, MCP)	T bunky, endotel	Chemoatraktant (chemokín) pre monocyty, eozinofily, T-bunky

Relatívne zrelé B-lymfocyty sa identifikujú podľa prítomnosti imunoglobulínových antigénových receptorov na ich povrchu. V pečeni sa takéto bunky začínajú detegovať po 8 týždňoch. Najprv ide o receptory pre imunoglobulíny G a M, neskôr pre A. Po 20. týždni sa bunky s receptormi už detegujú v slezine a periférnej krvi.

Schopnosť produkovať protilátky samotnými bunkami B-systému bola u plodu potvrdená už od 11. – 12. týždňa. Najskôr plod získa schopnosť tvoriť imunoglobulín M (od 3. mesiaca), o niečo neskôr imunoglobulín B (od 5. mesiaca) a imunoglobulín A (od 7. mesiaca). Načasovanie syntézy imunoglobulínu D v prenatálnom období nebolo dostatočne preskúmané. Vlastná produkcia imunoglobulínu E plodom sa zisťuje od 11. týždňa v pľúcach a pečeni a od 21. týždňa v slezine. V pupočníkovej krvi sa nachádza veľa lymfocytov nesúcich imunoglobulín E, ale obsah samotného imunoglobulínu E je veľmi nízky. Do 37. týždňa tehotenstva nepresahuje 0,5 IU/ml. Vo veku 38 týždňov sa imunoglobulín E stanovuje u 20 % novorodencov a po 40. týždni u 34 %.

Vo všeobecnosti je syntéza imunoglobulínov počas vnútromaternicového vývoja veľmi obmedzená a je zosilnená iba stimuláciou antigénmi (napríklad vnútromaternicovou infekciou). Humorálna imunitná odpoveď plodu a novorodenca sa výrazne líši od odpovede staršieho dieťaťa alebo dospelého, a to kvalitatívne aj kvantitatívne.

Zároveň sa počas obdobia vnútromaternicového vývoja niektoré materské imunoglobulíny prenášajú transplacentárne na plod. Medzi nimi má túto schopnosť imunoglobulín B. Prenos materského imunoglobulínu M na plod je možný len vďaka zvýšenej priepustnosti placenty. Spravidla sa to pozoruje iba pri gynekologických ochoreniach matky, napríklad pri endometritíde. Iné triedy materských imunoglobulínov (A, E, D) sa transplacentárne neprenášajú.

Prítomnosť selektívneho transportu materského imunoglobulínu B cez placentu možno považovať za významný faktor perinatálnej adaptácie. Tento prechod začína po 12. týždni tehotenstva a zvyšuje sa s jeho trvaním. Je veľmi dôležité, aby dieťa od matky dostalo širokú škálu špecifických protilátok, antibakteriálnych aj antivírusových, zameraných na jeho ochranu pred spektrom patogénov, s ktorými sa jeho matka stretla a ktoré sú dôležité v lokálnom prostredí. Prechod imunoglobulínu B2 cez placentu je obzvlášť ľahký.

Je zrejmé, že spätný prechod fetálnych imunoglobulínov a dokonca aj lymfocytov dieťaťa do krvi matky je možný, aj keď v nevýznamnom množstve, čo vytvára riziko jej imunizácie aloantigénmi fetálnych imunoglobulínov. Predpokladá sa, že tento mechanizmus môže byť dôležitý pri formovaní mechanizmu potlačenia syntézy aloantigénov plodom. Imunodepresia ženy a vzájomná imunologická tolerancia počas tehotenstva sú evolučne vyvinuté adaptácie, ktoré umožňujú napriek antigénnemu rozdielu medzi matkou a plodom zabezpečiť normálny priebeh tehotenstva a narodenie detí včas.

Po narodení pomer T- a B-lymfocytov v krvi novorodencov výrazne kolíše. Obsah T- a B-lymfocytov v periférnej krvi novorodencov je vyšší a s vekom klesá. Za zmienku stojí aj výraznejšia blastová transformačná reakcia - spontánna aj stimulovaná fytohemaglutinínom. Z funkčného hľadiska sú však lymfocyty menej aktívne, čo sa vysvetľuje na jednej strane imunosupresiou látkami prenesenými z tela ženy počas tehotenstva a na druhej strane absenciou antigénnej stimulácie plodu in utero. Dôkazom druhej menovanej pozície je zvýšenie obsahu imunoglobulínov A a v menšej miere imunoglobulínov M u novorodencov, ktorí prekonali alebo ňou trpia vnútromaternicovú infekciu.

Veľmi zložitý mechanizmus diferenciácie a „učenia“ sa prejavuje vo výbere klonov schopných produkovať protilátky proti faktorom normálneho prostredia alebo v aktívnom predlžovaní reakcií tohto druhu. Môžeme hovoriť o perinatálnych aspektoch formovania alergénnej tolerancie alebo alergickej predispozície (atopická diatéza). Vývoj tolerancie na alergény (atopény) v intrauterinnom období sa uskutočňuje pod vplyvom samotných alergénov, ktoré ľahko prenikajú placentárnou bariérou, ale hlavne - prostredníctvom prenikania imunitných komplexov alergén-protilátka. Neschopnosť alergénov a imunitných komplexov vyvolať toleranciu sa často stáva príčinou intrauterinnej senzibilizácie. V posledných desaťročiach došlo k rozsiahlemu rozšíreniu potravinových alergií a význam intrauterinnej senzibilizácie je presvedčivo potvrdený.

Počas vývoja alergickej reaktivity môžu mať charakteristiky prvých „kontaktov“ imunitného systému s antigénmi alebo alergénmi vonkajšieho prostredia možný a významný vplyv. Ukázalo sa, že už v prvých hodinách života môže byť zoznámenie sa s antigénmi súvisiacimi s kompetenciou reakčných reťazcov vychádzajúcich z cytokínov jednej zo subpopulácií T-helperov - Th1 alebo Th2, rozhodujúce pre následný vývoj atopickej diatézy. Dominancia produkcie Th2 na konci vnútromaternicového života má adaptívny charakter a je zameraná na ochranu placenty pred potenciálnou toxicitou Th. Táto dominancia môže pretrvávať ešte nejaký čas po narodení. Počas tohto obdobia sa zaznamenáva fenomén „otvoreného okna“ pre vonkajšiu senzibilizáciu a spustenie stereotypu pre reakcie atopickej reaktivity. Podľa predbežných údajov sa ochrana dieťaťa pred kontaktom s atopickými baktériami alebo kompetitívnou expozíciou antigénom vrátane populácií Th-helperov môže stať príkladom „organizovanej ranej skúsenosti“ pre imunokompetentný systém, čo vedie k najúčinnejšej prevencii alergických ochorení.

Existujú aj dostatočné dôkazy o význame špecifických alergénov, ktoré ovplyvňujú novorodenca v prvých hodinách a dňoch života. Dôsledkom takejto „skorej skúsenosti“ alebo zoznámenia sa s alergénom môže byť vznik klinicky významnej senzibilizácie s jej detekciou po mnohých rokoch života. V komplexnej imunologickej reštrukturalizácii primárnej adaptácie novorodenca je evolučne určená úloha ďalšieho účastníka alebo mechanizmu adaptácie - ide o osobitosti výživy novorodenca, špeciálne funkcie materského kolostra a mlieka už od prvých hodín postnatálneho života.