14. HÉT: AZ EMBER IMMUNITÁSA, KIVÁLASZTÁSA, KÜLTAKARÓJA ÉS MOZGÁSA

(Biológia III. 113-116., 124-127., 132-140. oldal)


KULCSFOGALMAK


1. Antigén

Definíció:
Olyan struktúra (sejt vagy molekula), amelyet az érett immunrendszer képes felismerni.

 

2. Immunogén

Definíció:
Az olyan antigén, amely immunreakciót (antigén-megsemmisítési reakciót) vált ki a szervezetből.

Magyarázat:

A szervezet immunválaszát kivitelező szereplők (az immunrendszer) fejlődése, érése során kezdetben olyan sejtek is keletkeznek, amelyek a szervezet saját sejtjeit, anyagait képesek tönkretenni. Sajátos mechanizmusok biztosítják, hogy ezek még időben elpusztuljanak vagy megbénuljanak, és csak olyan sejtek maradjanak aktívak, amelyek a nem-saját anyagokat képesek felismerni és eliminálni. Ez a folyamat a születés körüli időszakig (a szülést megelőző és az azt követő három hónapban) meg is történik, és azt eredményezi, hogy a saját anyagokkal szemben tolerancia alakul ki.

Azok az anyagok viszont, amelyekkel az érése során az immunrendszer nem találkozott, értelem szerint immunreakciót fognak kiváltani (feltéve, ha elég nagy méretűek). Tipikusan erős immunogének tehát

A kisebb molekulájú idegen anyagok (amelyeket hapténnek neveznek) önmagukban általában nem váltanak ki immunválaszt, ha azonban valamilyen hordozómolekulához (pl. fehérjéhez) kapcsolódnak, immunogénné válhatnak. A haptén tehát olyan antigén, mely önmagában nem immunogén.


3. Természetes (nem specifikus) immunválasz

Definíció:
Olyan immunválasz, ami
  • az antigén hatására azonnal beindul,

  • de nem specifikus: válogatás nélkül képes különböző kórokozók leküzdésére.

  • Ismételt fertőzés hatására hatásfoka nem javul, mert nincs memóriája, nem képes az antigén szerkezetének megjegyzésére.

Magyarázat:

A természetes immunválaszban részt vesznek sejtek és oldott természetű anyagok (vérplazmafehérjék) is. Az előbbiek reakcióját nevezik sejthez kötött immunválasznak, míg az utóbbiakét ellenanyaghoz kötött immunválasznak. (Tehát ezek az elnevezések sajnos hibásan szerepelnek a tankönyvben: a "sejtes" és "ellenanyaghoz kötött" immunválasz nem az antigén milyenségéről kapta a nevét, hanem az immunválasz módjáról (sejt végzi-e vagy ellenanyag)!)

A celluláris - sejthez kötött - immunválasz szereplői és feladatuk:

Név GRANULOCITÁK MONOCITÁK NK-SEJTEK
Jellemzőik A csontvelőből a keringésbe kerülnek, ahol kb. 6-8 órát tartózkodnak. Ezután kilépnek a szövetekbe, s ott még 3-5 napig élnek. A keringésben 15-30 órát töltenek, majd a szövetekbe távoznak, ahol nagyobbak, enzimdúsabbak lesznek (ilyenkor már makrofágnak nevezzük őket), s így még néhány hétig, hónapig élnek.

(NK = natural killer, azaz természetes ölősejtek)

A limfociták egy speciális csoportja, amelyek társaikkal (a T és B-limfocitákkal) ellentétben nem célzottan ismerik fel az antigéneket.
Működésük Kemotaxissal közelítik meg a kórokozókat (különösen a baktériumfehérje speciális, csak prokariótákban előforduló aminosava, a formil-metionin vonzza őket), majd bekebelezik azokat (különösen ha opszonizálva vannak - ld. később). A granulociták főként hidrogén-peroxid (H2O2) segítségével, a monociták pedig lizoszómális enzimeikkel bontják le az antigént. A granulociták maguk is elpusztulva a genny alkotóivá válnak.
 A szervezet megváltozott felszínű (pl. vírussal fertőzött vagy daganatos) saját sejtjeit támadják meg és egy perforin nevezetű anyag kibocsátásával egyszerűen feloldják.


Az ún. humorális - ellenanyaghoz kötött - immunválasz résztvevőit összefoglaló néven KOMPLEMENT-RENDSZERnek nevezzük.

A komplement rendszer a vérplazma globulinfehérjéinek olyan csoportját jelenti, amelynek tagjai különösen a mikróbák poliszacharidjainak hatására, mint kezdőlökésre láncreakciószerűen átalakulnak olyan termékekké, amelyek egyrészt odavonzzák a granulocitákat illetve a makrofágokat, másrészt a baktériumok membránjába csatornaszerűen beékelődnek és ezáltal kilyukasztják azt. (Ez utóbbi csak a vékonyabb falú, ún. Gram-negatív baktériumok esetén hatásos.)

 

4. Adaptív (specifikus) immunválasz

Definíció:

Olyan immunválasz, amely
  • csak napok, hetek múlva aktivizálódik,
  • de akkor specifikusan, csak egy meghatározott antigénre irányulóan.
  • Ismételt antigén-hatásra erősödik, mert van memóriája.

Magyarázat:

A specifikus immunválasz is lehet sejthez, illetve ellenanyaghoz kötött.

A sejtek (az. ún. celluláris - sejthez kötött - immunválasz szereplői):

  1. MONOCITÁK

    A monociták nemcsak a természetes immunitásban játszanak szerepet, hanem az adaptív immunválasz kiinduló szereplői is azáltal, hogy a bekebelezett és lebontott kórokozók antigéntermészetű részeit egy speciális hordozófehérjéhez (MHC II) kapcsolva a saját felszínükre kihelyezik (ez az ún. antigén-prezentálás):



    patogén: kórokozó
    citokinek: a monocita által termelt anyagok gyűjtőneve, amelyek az immunválasz más szereplőit serkenteni képesek


  2. T-LIMFOCITÁK

    Ezek a sejtek nem képesek eredeti formájukban felismerni az antigéneket, csak ha azok MHC-molekulákhoz kötve prezentálódnak, és ha a prezentáló sejt egyúttal speciális kémiai anyagokkal (citokinekkel) stimulálja is őket. A Tc jelű ölő-T-sejtek közül csak azok tudnak kapcsolatba lépni az MHC-antigén komplexszel, amelyeknek a receptora (TCR) illeszkedni tud vele:



    APC: antigén-prezentáló sejt.
    IL-2: interleukin-2, egy serkentő hatású citokin.
    IL-2R: az IL-2 megkötésére képes receptor.

    Érdekes, és az ábrán is megfigyelhető jelenség, hogy a kötődés a sejtmagban olyan citokinek termelését is beindítja, amelyekkel a T-sejt saját magát képes stimulálni! A Tc sejt receptora (TCR), igen sokféle szerkezetű lehet. Genetikai mechanizmusok biztosítják, hogy minél többféle variációban jöjjön létre (pontosabban: hogy minél többféle Tc-sejt keletkezzen, mivel egy adott sejtnek csak egyféle TCR-je van). A sokféle Tc sejt receptorai a továbbiakban mintegy tolvajkulcs-készletként funkcionálnak: valamelyik közülük előbb-utóbb illeszkedni tud majd a prezentált antigénnel. Ezek a bekötődött Tc sejtek (és csakis ezek!) a kötődés hatására aktiválódnak: osztódnak és így számbelileg felszaporodnak (ezt hívjuk klónszelekciónak, hiszen egy adott típus sokszorozódik meg általa).

    A Tc sejtek feladata, hogy a szervezet azon saját sejtjeit elpusztítsák (perforinnal feloldják) amelyeket vírus vagy baktérium fertőzött meg (ezek felszínén ugyanis megjelennek a kórokozók idegen fehérjéi). Ezzel a fertőzés tovaterjedésének megakadályozásában játszanak szerepet, nem pedig a kórokozó közvetlen elpusztításában.

    Léteznek TH jelű segítő-T-sejtek is, melyek a fentiekhez hasonlóan képesek aktiválódni, de szerepük nem ölés, hanem citokin-termelés, aminek révén stimulálni tudják a Tc sejteket, és az ún. B-limfocitákat is.


  3. B-LIMFOCITÁK

     Míg a T-limfociták csak a csecsemőmirigyben (thymus), addig a B-limfociták még a képződési helyükön, a csontvelőben megérnek és kifejlődnek. (Régebben azt gondolták, hogy érési folyamatuk a tápcsatorna nyirokképződményeiben történik - a tankönyvben is így szerepel még -, mára azonban kiderült, hogy a lép, nyiroktüszők, stb. csak állomáshelyek, ahol ezek a sejtek már kifejletten megtelepednek.)

    A B-limfociták is képesek az antigének bekebelezésére és prezentálására, de a TH sejtek citokinjei nélkül általában nem aktivizálódnak. A TH sejtek hatására azonban nagyobb méretű ún. plazmasejtekké híznak azok (és csak azok) a B-limfociták, amelyek receptora meg tudta kötni az antigént (tehát itt is klónszelekció történik). A plazmasejt a receptorfehérjéit nagy tömegben termelni kezdi, és mint immunglobulinokat (ellenanyagokat) kibocsátja magából.

    A B-limfociták tehát nemcsak az oldott antigéneket ismerik fel (ahogy azt a tankönyv szövege alapján gondolnánk), hanem a sejtes szerkezetűeket is, de ellenük immunglobulin-termeléssel és nem sejtfeloldással küzdenek, vagyis ilyen értelemben valóban az ellenanyaghoz kötött immunválasz fontos szereplői.


Az ellenanyaghoz kötött - humorális - immunitás:

 

KIEGÉSZÍTÉSEK

Az izomműködés alapjai

A harántcsíkolt izmokban az aktin és miozinfehérjék szabályos rendezettsége alakítja ki a harántcsíkolt jelleget (ez jól megfigyelhető a Biológia III. tankönyv 75. ábráján is). A tankönyvi ábra azonban csak annyit árul el az izom működéséről, hogy az aktin és a miozin szálai valamiképpen egymásba csúsznak. Érdemes közelebbről is megnézni, hogy mi is történik!

A figyelmesebb szemlélő már az említett ábrán is megfigyelheti, hogy az aktin szálai valami mást is tartalmaznak az aktingömböcskéken kívül. Ezek a tropomiozin és a troponin nevű fehérjék. Ez utóbbiak megakadályozzák, hogy a miozinmolekulák az aktinnal kötődni tudjanak:

miozin

Megfigyelhetjük, hogy a miozinmolekulák feji vége képes ATP molekulák megkötésére, de ahhoz, hogy teljesen ADP-re és foszforsavra hasítsa azt, kapcsolatba kell lépnie az aktinnal (az aktin tehát lényegében a miozin ATP-bontó hatását fokozó katalizátor!). Az aktin-miozin kapcsolat azonban mindaddig nem jöhet létre, amíg a tropomiozin ki nem billen a helyéről. Ez akkor történik meg, amikor (idegingerület hatására) az izomrostok endoplazmatikus hálózatából az addig ott tárolódott kalciumionok felszabadulnak és a troponin kötőhelyére beépülve a fehérje szerkezetváltozását eredményezik (a tropomiozin lecsúszik az aktinszálban megfigyelhető "árokba"):

miozin


Az aktinnal való kötődés hatására (magnéziumionok jelenlétében) a miozin elhasítja az ATP-t, s emiatt a saját térszerkezete is megváltozik. A "fejecske" hajlásszöge a foszforsav leválásakor 90°-ról 50°-ra, majd az ADP ledisszociálásakor 50°-ról 45°-ra változik ("bólintás"), és emiatt a miozin magával húzza az aktint:

miozin

Az ábrán látható aktin-miozin kapcsolat csak egy újabb ATP molekula bekötődésével szűnik meg (ekkor ismét a legelső ábrának megfelelő szituáció áll be, azzal a különbséggel, hogy a tropomiozin mindaddig az "árokban" marad, amíg az ingerhatás tart), és a leírt folyamat többször, ciklikusan ismétlődik (egy másodperc alatt akár több százszor is), s ez a sok pici elmozdulás végül is az izom összehúzódását eredményezi.

Ha azonban nincs több ATP, a miozin az utolsó ábrán látható módon, stabilan a miozinhoz kötve marad és az izom merevvé válik (ez történik pl. a hullákban, ez az ún. hullamerevség).

További információk

- feladatok -

- versenyfeladatok -

- 13. heti versenyfeladatok megoldása -

- vissza a tematikához -