Fizjologia pytania : 11 i od 100- 109
11. Jak zbudowane są przeciwciała ? Wymienić klasy przeciwciał i je opisać.
Odporność humoralna wiąże się z funkcją głównie limfocytów B i końcową fazą ich dojrzałości – PLAZMOCYTÓW, które wytwarzają przeciwciała- białka o budowie immunoglobulin.
Limfocyty B ulegają pobudzeniu bezpośrednio przez antygen albo za pośrednictwem makrofagów. Ich uaktywnienie to transformacja blastyczna, powoduje ich rozmnażanie i różnicowanie w komórki efektorowe –komórki plazmatyczne , zdolne do syntezy i wydzielania różnych klas immunoglobulin.
Podstawową częścią strukturalną wszystkich immunoglobulin jest monomer zawierający 4 łańcuchy polipeptydowe w tym 2 identyczne łańcuchy ciężkie –H (heavy) i 2 identyczne lekkie –L (light) .
Łańcuchy lekkie (L):
è Złożone z 240 aminokwasów;
è 2 typy :typ I: κ i typ II: λ – tylko jeden łączy się z jedną parą łańcuchów ciężkich;
Łańcuchy ciężkie (H):
è Złożone z 450 aminokwasów
è Łańcuchy te oznacza się literami : μ( IgM), γ( IgG), α( IgA), δ( IgD) i ε( IgE);
Każdy łańcuch L łączy się z łańcuchem H za pomocą mostków –S-S- , również łańcuchy H są połączone ze sobą takimi samymi mostkami. Końce łańcuchów H i L posiadają zmienną sekwencję aminokwasów , reszta łańcuchów stanowi „stałą część”.
Zmienna część to odcinek, do którego przyłączają się antygeny i który stanowi o swoistości przeciwciała.
Regiony zmienne warunkują zmienność wytwarzanych przeciwciał w odpowiedzi na swoiste determinanty antygenowe.
Część stała określa ogólne cechy fizyczne i chemiczne przeciwciała, warunkujące jego:
è ruchliwość w tkankach
è Przyczepność do antygenu
è Przyłączenie komplementu
è Zdolność do przenikania przez błony.
Klasy przeciwciał:
è 5 głównych klas immunoglobulin
è Wykazują jednakową podstawową budowę
Główna czynność immunoglobulin polega na :
1) Wiązaniu antygenu
2) Wywoływaniu takich reakcji jak:
a) Aktywacji układu dopełniacza;
b) Wiązanie z makrofagami i mastocytami itp.
Poszczególne funkcje związane są z określonymi fragmentami cząsteczki Ig .
Immunoglobuliny G (IgG):
è Główny składnik surowicy krwi osób dorosłych ( stężenie ok. 12,5 g/L);
è Równomiernie rozmieszczone w przestrzeni wewnątrz- i zewnątrz naczyniowej;
è Okres półtrwania ok. : 21-23 dni
è Przechodzą przez łożysko (znajdują się w krążeniu płodu)
è Główny typ p/ciał występujący w reakcjach odpornościowych
è Główny typ p/ciał utrzymujący się po powtórnej stymulacji antygenowej
è 4 podklasy różniące się właściwościami biologicznymi ( IgG1, IgG2, IgG3, IgG4)
è IgG1i IgG3 uczestniczą w reakcjach immunologicznych za pośrednictwem pierwszej składowej dopełniacza C1q – reakcja niezbędna w procesie opsonizacji. Wśród p/ciał o swoistości IgG1 lub IgG3 spotyka się p/ciał anty-Rh oraz p/ciała skierowane przeciw czynnikowi VIII krzepnięcia krwi.
è Ważna cecha IgG3 to tworzenie agregatów ( w przypadku zwiększonego stężenia tej podklasy np. w szpiczaku – prowadzi do zwiększonej lepkości krwi).
Immunoglobuliny A (IgA): (Konturek)
è Występują w 2 postaciach:
a) Jako monomer IgA w przestrzeni wewnątrznaczyniowej ( stęż. Ok. 2,5 g/L) i śródtkankowej
b) Jako dimer IgA połączony łańcuchem J- IgA sekrecyjne, związane z łańcuchem polipeptydowym, tzw. Komponentą sekrecyjną w wydzielinach zewnętrznych dróg oddechowych , przewodu pokarmowego i dróg moczowo-płciowych. IgA sekrecyjne chronią organizm przed inwazją drobnoustrojów przez błony śluzowe.
IgA (Traczyk):
è 2 oddzielne układy:
a) IgA we krwi krążącej i IgA wewnątrzwydzielnicze (dot. Płynów ustrojowych), które nie są związane z syntezą w błonie śluzowej przewodu pokarmowego;
b) IgA związany z wytwarzaniem w błonie śluzowej jelit i w gruczołach zewnętrznego wydzielania ( np. Łazach , ślinie). Wydzielnicze IgA blokuje przyczepianie się bakterii do powierzchni błony śluzowej. Receptory dla fragmentu Fc IgA występują na powierzchni obwodowych makrofagów i obecnych w pęcherzykach płucnych oraz na granulocytach i limfocytach ( IgA uczestniczy w komórkowym typie reakcji immunologicznych zależnych od udziału immunoglobulin)
IgM (Makroglobuliny):
è Występuje w postaci pentametru połączonego za pomocą łańcuchów J
è Głównie w przestrzeni wewnątrznaczyniowej ( średnie stęż. Ok. 1,25g/L)
è Okres półtrwania 4-5 dni
è Główne p/ciało występujące na pow. limfocytów B (jako monomery)
è Pojawiają się jako pierwsze w odpowiedzi na stymulację antygenową ( zakażenia, immunizacja)
è Mogą aktywować układ dopełniacza
è Pierwsze immunoglobuliny wytwarzanymi w pierwotnej odpowiedzi immunologicznej i najczęściej spotykane p/ciała ( np.jako izohemaglutyniny) jako p/ciała skierowane do grupy krwi „0” i p/Gram-ujemnym bakteriom.
è Zwiększenie ich ilości występuje w przebiegu różnych chorób , w tym makroglobulinemii Waldenstroma, w toczniu rumieniowatym i innych kolagenozach, w różyczce
è Niektóre p/ciała skierowane np.do niektórych substancji grupowych krwi oraz p/ciała p/jądrowe są monomerami IgM.
IgD:
è Występują w małym stężeniu w płynie pozakomórkowym
è Bardzo szybko katabolizowane
è Znajdują się na powierzchni limfocytów B- służą do rozpoznawania antygenów
è Ich najważniejszą rolą jest udział w stymulacji limfocytów do proliferacji i różnicowania
IgE:
è Występują w śladowych ilościach w osoczu
è ważna rola w patogenezie chorób alergicznych: wiążąc się z receptorami bazofilów i komórek tucznych , powodują w obecności antygenów uwolnienie małocząsteczkowych mediatorów reakcji alergicznych
è stymulują eozynofile
è limfocyty produkujące IgE znajdują się głównie w błonach śluzowych.
100) Opisz zasadę działania buforu białczanowego:
Z ćwiczeń:
è Jest buforem przestrzeni wewnątrz- i zewnątrz komórkowej.
è Stanowi 3% całkowitej pojemności buforowej krwi.
è Dzięki obecności w białku wolnych grup aminowych NH2 i grup karboksylowych COOH, w zależności od potrzeb zachowuje on właściwości słabej zasady lub słabego kwasu:
a) Gdy wzrasta stężenie kationów wodorowych, wolne grupy aminowe NH2 wiążą jon H+
b) Gdy wzrasta stężenie anionów wodorotlenowych OH-, grupa karboksylowa oddaje kation wodorowy H+, dzięki czemu powstaje cząsteczka wody H2O.
101) Opisz na czym polega konformacja T i R hemoglobiny i rola 2,3 –DPG.
Traczyk
Hemoglobina zmienia swoją konformację ze stanu ścisłego- T (Tauted) do stanu rozluźnionego R (relaxed).
è W konformacji T odległość między dimerami jest zmniejszona, a w konformacji R- zwiększona.
è W fazie T hemoglobina wykazuje małe powinowactwo do tlenu, a w fazie R –duże.
è W fazie R przestrzeń między dimerami zwiększa się , połączenie 2,3-DPG z łańcuchami β ulega zerwaniu i powinowactwo do tlenu zwiększa się.
Główną funkcją hemoglobiny jest transport tlenu z płuc do tkanek, który między innymi zależy od jej budowy, tj. od zdolności przesuwania się dimerów względem siebie w tzw. Regionach kontaktu α1 i β2. Dzięki temu odległość między dimerami może być mniejsza lub większa. Między dwoma łańcuchami β znajdują się miejsca wiązania dla 2,3-DPG (2,3-difosfoglicerynianu). Jest on syntetyzowany w erytrocycie i odgrywa najważniejszą rolę w regulacji powinowactwa hemoglobiny do tlenu. W wyniku postępującego wiązania tlenu z hemoglobiną rośnie powinowactwo hemoglobiny do tlenu.
2,3-DPG powstaje z 3-fosfogliceroaldehydu , który jest metabolitem powstającym w procesie rozpadu glukozy.( Szlak Metaboliczny Embdena- Meyerhoffa). Zmniejszenie stężenia jonów wodoru w cytoplazmie erytrocytów , czyli podwyższenie pH , hamuje rozpad glukozy i i hamuje tworzenie 2,3-DPG. Zmniejszenie ich stężenia w erytrocytach ułatwia wiązanie się hemoglobiny z tlenem i przesuwa krzywą dysocjacji hemoglobiny w lewo.
Czwartorzędowa struktura hemoglobiny ma również wpływ na jej wiązanie z cząsteczkami tlenu. Zwiększenie stężenia jonów wodoru (obniżenie pH) , zwiększenie stężenia 2,3-DPG oraz podwyższona temperatura zmieniają czwartorzędową konformację łańcuchów polipeptydowych globiny na konformacje T, która zmniejsza powinowactwo hemoglobiny do tlenu. Wszystkie te czynniki przesuwają krzywa dysocjacji hemoglobiny w prawo i sprzyjają uwalnianiu tlenu z hemoglobiny w tkankach.
Hemoglobina związana z czterema cząsteczkami tlenu, co zachodzi we krwi przepływającej przez pęcherzyki płucne, ma konformacje R (rozluźnioną) silniej wiążącą się z tlenem. Wynikiem tego jest przesunięcie krzywej dysocjacji hemoglobiny w lewo.
Konturek:
Powinowactwo Hb do O2 zależy od wielu czynników jak:
è Prężność CO2
è pH
è stężenie organicznych fosforanów , jak 2,3-DPG
Organiczne fosforany przyłączają się do zredukowanej Hb i upośledzają jej zdolności do łączenia się z O2. Wzmożona synteza tych fosforanów w stanach hipoksji , na dużych wzniesieniach lub w niewydolności krążenia sprzyja lepszemu wykorzystaniu rezerwy tlenowej krwi przez tkanki ,gdyż zmniejszając powinowactwo Hb do O2, ułatwia jego oddawanie tkankom.
102) Opisz czynniki wpływające na erytropoezę:
• Erytropoeza to : proces namnażania i różnicowania erytrocytów z komórek macierzystych, w szpiku kostnym kości płaskich, a także w nasadach kości długich. zaczyna się od powstania ukierunkowanych progenitorowych komórek tej linii : BFU-E i CFU-E Następnie zachodzi podział i zróżnicowanie się komórek prekursorowych.
Czynniki regulujące erytropoezę:
• Erytropoetyna (EPO)- jest to białko wytwarzane w nerkach (90-95%) i w wątrobie (5-10%)
• EPO powstaje przy udziale:
1) nerkowego czynnika erytropoetycznego, zwanego erytrogeniną,
2) α₂-globuliny osocza, produkowanej przez wątrobę i zwanej erytropoetynogenem , wg schemata:
Erytrogenina powstaje w okolicy aparatu przykłębkowego nerek. Jej produkcja utrzymuje się stale , ale pod wpływem hipoksji różnego pochodzenia dochodzi do wzrostu uwalniania się ...
kriskiper