İMMÜNOLOJİYE GİRİŞ
İmmün sistem vücudun enfeksiyon, otoimmün, hastalıklar ve malignensilere karşı korunmasında işlev görür. Bu korunmanın zararları allerji, otoimmünite ve organ transplantasyonunun rejeksiyonudur. Bağışıklık sistemininin en önemli özelliği çeşitli bakteri, virüs, mantar, parazit ve diğer çeşitli zararlı maddeler içeren çevremizde bizden olanı ve olmayanı ayırabilmesi ve bizden olmayana özgül immün yanıt verebilmesidir.
Antijen = İmmün yanıt oluşturan moleküler parçacıktır.
İmmün yanıt = Antikor yapımının ve T hücrelerinin uyarılmasıdır.
Bazen benzer aj’lerle aynı tepkime meydana gelir. Buna çapraz tepkime denir.
İmmün yanıt oluşturan aj’e immünojen denir.
Aj’nin ak ile ilişkiye girdiği kısma Epitop; antijenik determinant; antijeni belirleyen parça denir.
Aj spesifik hücreler T ve B lenfositlerdir.
Aj nonspesisfik hücreler Monosit-Makrofaj ve PMNL’lerdir.
İmmün sistem 4 bölümden oluşur.
1- Hücresel immünite:T hücreleri tarafından sağlanır.
2- Hümeral immünite: B hücreleri tarafından sağlanır.
3- Fagositik sistem: PMNL’ler ve makrofaj-monosit gibi mononükleer hücreleri tarafından sağlanır.
4- Kompleman sistemi: Enfeksiyona direnci artırır.
Genel Bilgiler: Extrauterin hayatta bağışıklık sisteminin tüm hücreleri kemik iliğindeki çok yönlü çoğalma yeteneğine sahip bir kök hücreden gelişmektedir (Stem cell=ana hücre=Multipotansiyel prekürsör).
1- Bu sistemin en önemli hücreleri olan lenfositler stem cell’den geliştikten sonra T hücreler timusta, B hücreler kemik iliğinde diferansiyasyona uğrarlar. Kemik iliğinin tavuktaki karşılığı “Bursa fabrikus” tur. T hücreleri hücresel immüniteden, B hücreleri hümeral immüniteden sorumludur. Fteal yaşamın erken dönemlerinde kök hücrelerin timusa göçü timozin ve timopoetin gibi hümeral faktörlerle etkilenmektedir. Bu erken timus diferansiyasyonun amacı transplantasyon antijenlerinin (aj) tanımlanması ile immunolojik self’in belirlenmesidir. Timustan ayrılan lenfositler tüm vücuda dağılırlar. Özellikle lenf nodları, dalak, apendix ve intestinal peyer plaklarında T lenfositlere spesifik bölgelere yerleşirler. B lenfositler ise başlangıçta fetal KC’de ve sonra kemik iliğinde farklılaştıktan sonra dolaşıma geçerler. Dalak, lenf bezleri ve diğer sekonder dokularda spesifik bölgelere yerleşirler.
2- Stem cell’den gelişen diğer grup myeloid öncül hücreleridir. Bu gruptan monositler, makrofajlar, nötrofiller, eozinofiller, bazofiller, mast hücreleri ve plateletler farklılaşırlar. Nötrofiller, makrofajlar ve monositler fagositer hücrelerdir. Bu grup hücreler sellüler artıkları, bazı özel maddeleri ve bakterileri fagosite etme yeteneğindedirler.
3- Kompleman sistemi en az 25 immünolojik ve kimyasal olarak farklı plazma proteininden oluşmaktadır. Bu proteinler birbirleriyle, antikorlarla ve hücre membranlarıyla etkileşme özelliğine sahiptirler. Plazma globulin fraksiyonunun yaklaşık %15’ini oluşturan kompleman proteinleri normalde dolaşımda inaktif moleküller olarak bulunurlar. 3 majör fonksiyonu vardır. Klasik kompleman yolun aktivasyonu Aj+Ak ile olur (Aj=bakteri, virüs, tümör hücreleri, eritrosit ve Ak= sadece IgG ve IgM türü). Klasik yolun aktivasyonunda fagositik hücrelerin reseptörlerine tutunarak ve aynı zamanda yok edilmesi amaçlanan bakteriyi kaplayarak fagositozu hızlandırır. C3a ve C5a parçacıkları monosit ve nötrofil kemotaksisini uyarırlar, damar permeabilitesini artırırlar, ve düz kasarı kasarlar. C3b, C4b,C5b ise opsonizasyonu sağlarlar. C5’den C9’a kadar olan kompleman sistemi bir komplex oluşturarak ak’la kaplı hücreleri veya bakteriyi eritirler. Alternan yolun aktivasyonu ise Ak yokluğunda uygun yüzey temasında mg. Fakat Ak alternan yolun aktivasyonunu hızlandırır. Ayrıca degranülasyonla salınan lökosit proteazı, koagülasyon sırasında trombin veya plazmin aktivasyonu ile aktive olabilir. Eğer yüzeylerinde C3b varsa bakterilerin duvarında bulunan teikoik asit, endotoksik lipopolisakkaritler veya özellikle IgA agregatları da alternan yolu aktive edebilir.
Klasik yol Alternan yol
Anaflotoksin
(Aj Ak) C1 C4 C3b Properdin,Faktör B, Faktör D (Aktive yüzey, Lökosit proteazı)
C2
C3 Anaflotoksin, granülositoz yapar, hücresel bağımlı sitotoksisite ve fagositozu artırır.
Anaflotoksin, kemotaksisC5 C6 C7 C8 C9 Sitoliz
I- Hücre, bakteri ve zarflı virüslerde lizis oluşturmak.Hücre membranlarını eritir. Biyolojik olarak etken maddelerin hücre dışına çıkmasını sağlayarak enflamasyon yanıtını yönetir.
II- Hücre, bakteri, mantar, virüs ve diğer aj’ik yapıları opsonize ederek fagositoza hazırlamaktır. Burada yabancı madde yüzeyi spesifik kompleman proteinleri ile kaplanır ve bu parçalar fagositik hücrelerdeki reseptörler aracılığı ile tanınır. Viral enfeksiyonların erken fazında önemlidir.
III- İnflamatuar ve immün cevabın bulgularını düzenleyen peptidlerin oluşturulmasıdır. Bu proteinler inflamasyon bölgesinde vazodilatasyona ve fagositik hücrelerin o bölgeye göçetmesine neden olur.
HÜCRESEL İMMÜNİTE:T hücreleri yüzeylerinde T hücre reseptörleri taşırlar ve Ig sentezleyemezler. Kruyucu etkilerini ya direkt temasla veya diğer hücreleri etkileyerek gösterirler. Makrofajlarla beraber hücresel immüniteden sorumludurlar. Spesifik hücre yüzey proteini veya reseptörü bulundururlar ve buna göre subgruba ayrılırlar. Çoğu T lenfositler CD4 yüzey proteini içerirler (%70). Bu hücreler spesifik lenfokin sekrete ederek B lenfositlerin ve sitotoksik T hücrelerinin fonksiyonlarını düzenlerler. CD4 yüzey proteini taşıyan bu lenfositlere T helper hücreleri denir. %30 kadar T lenfositleri ise CD8 yüzey proteini taşırlar ve T sitotoksik hücreleri denir. T sitotoksik hücreleri viral enfeksiyonlara karşı korumada önemlidir.
Bazı T hücre immün yetmezliğinde T lenfosit sayısı normal olabilir. Burada sıklıkla monositoz, eosinofili ve nötropeni tesbit edilebilir. Göğüs radyogramında tymus varlığı eğerlendirilebilmekle birlikte herzaman kolay değildir. B hücrelerinin aksine T hücreleri yabancı aj’ik yapıları aj sunan hücreler aracılığı ile tanımlar. Özel aj sunan hücreler makrofajlar, B lenfositler gibi hücrelerdir. T lenfositler periferik yaymada tüm lenfositlerin %70’ini oluştururken B lenfositler %10-15’ini ve natürel killer hücreler %10-15’ini oluştururlar. Kemik iliğinde ise T lenfositler tim lenfositlerin %5-10’unu oluştururken B lenfositler %80-90’ını ve natürel killer hücreler %5-10’unu oluştururlar. Matür, fonksiyonel hücreler gibi T lenfositlerde birçok karakteristik yüzey protein taşırlar. Bu yüzey proteinlere “cluster of differentiation= yüzey damgası”nın kısaltılmışı olan CD ismi verilir. Bu CD ismi verilen yüzey proteinleri tüm hematopoietik hücrelerdede bulunur. Örneğin CD3 tüm T lenfositlerde bulunurken CD4 sadece T helper, CD8 T sitotoksik lenfositlerde bulunur. CD8 yüzey proteini içeren sitotoksik T lenfositlerin çoğunluğunun yüzeylerinde yabancı makromolekül bulunduran hücreleri öldürme yeteneği vardır. Mesela virüs ile nefekte hücreleri CD8 yüzey proteini içeren sitotoksik T lenfositleri tanır ve ortadan kaldırarak enfeksiyonun eradike edilmesinde önemli rol oynar.
Aj başlangıçta MHC Class II yüzey proteini taşıyan makrofajlar tarafından alınır. MHC Class II yüzey proteini taşıyan makrofajlar aj’i CD4 yüzey proteini taşıyan T helper hücrelerine sunar. T helper hücreler IL-2 salgılayarak hem T helper hemde T sitotoksik hücreleri uyarır. Ayrıca T helper hücreleri helper faktör salgılayarak B lenfositleride uyarır. B lenfositler uyarılınca memory=hafıza B lenfositlerine dönüşür ve ak salgılarlar. Ayrıca IL-2 ile uyarılan T sitotoksik hücreler MHC Class I yüzey proteini taşıyan mesela virüsle enfekte hücreleri ortadan kaldırır. MHC Class I yüzey proteini (=HLA Class I) tüm somatik hücrelerinde bulunur. MHC Class II yüzey proteini ise makrofajlarda ve B lenfositlerde bulunur. Aj’in T helperlere sunulabilmesi için MHC Class II yüzey proteini gerektirdiğinden Class II restricted (=sınıf 2 sınırlı) T hücreleri denir. T sitotoksik hücreleri ise sadece MHC Class I yüzey proteini taşıyan hücrelerdeki yabancı aj’lere cevap verirler ve bundan dolayı Class I restricted (=sınıf 1 sınırlı) T hücreleri denir.
Natürel Killer (NK) hücreler: T ve B lenfositlerden ayrı lenfosit grubudur. Geniş lenfositler olup sitoplazmasında granüller içerir. Majör görevleri arasında virüs ile enfekte ve tümeral hücreleri yoketmek vardır. Ayrıca IL-2 ve CD16 ile uyarıldığında interferon g , TNFa , GM-CSF ve CSF-1 salgılar. PY’daki lenfositlerin %15’ini oluşturur. Özellikle AC interstisyumunda, intestinal mukozada ve KC’de sık bulunur. T lenfositlerin aksine Timus ve lenf nodunda genellikle bulunmaz. MHC moleküllerine bağlı olmadan tümeral ve virüs ile enfekte hücreleri ortadan kaldırır. IL-2 ile uyarıldığında lenfokin ile uyarılmış öldürme frnksiyonundan sorumludur (lenfokin-activated killer (LAK)). Ayrıca ak ile kaplı hücreleride öldürür (Antibody dependent cell mediated cytotoxicity).
1- T hücre fonksiyonlarına örnek:
a- Bazı viral hastalıklar (Varicella Zoster, Rubeola, CMV, EBV, Yavaş virüs enf)
b- Aside dirençli bakteri olan tbc
c- Mantar enfeksiyonuna karşı
d- Allogreft atılımı
e- Protozoona karşı
f- Greft versus host hastalığı (Greftin bulunduğu konağa karşı)
g- Kontakt dermatit
T hücre fonksiyonlarının değerlendirilmesinde
a- Ailesel öykü
b- Aşı izi
c- PPD’ye cevap
d- Lenfoid doku varlığı
e- Lenfosit varlığı ve sayısı: (Periferik Yaymada 1500/mm3’den fazla olmalıdır)
f- Deri ve mukozada Candida enfeksiyonuna bakılır.
g- Posteroanterior AC grafisinde timus gölgesi ve lateral göğüs filmi
h- Deri testleri (PPD, Candida, Kabakulak)
ı- Koyun eritrositleri ile T lenfositlerinin rozet formasyonu
HUMERAL İMMÜNİTE: B lenfositlerin en önemli özelliği Ig sentezleyebilmeleridir. Uyarılmış B lenfositleri ak salgılayan plazma hücrelerine veya memory=hafıza B lenfositlerine dönüşebilir. Sekrete edilen Ig lere ak adıda verilir ve total serum proteininin %25’ini oluştururlar. Antikorlar, diğer ismiyle Ig’ler serum ve doku sıvılarında bulunan bir grup glikoproteindir. Ak belirli bir aj’e yönelik glikoproteindir, diğer bir deyişle her bir ak bir Ig’dür, fakat her Ig bir ak değildir. Bu Ig’ler toksik proteinlere bağlanarak virüsün konak hücrelerine yapışmasını önler. Ayrıca opsonin görevi yaparak bakterinin fagositozunu kolaylaştırır. Yani B lenfositler aj sunan hücreler olarak ta görev yaparlar. Ayrıca bazı lenfokinler salgılayarak diğer immünolojik olarak önemli hücrelerin aktivite ve gelişmelerini etkilerler. Uyarılmış B lenfositlerin bir kısmının memory=hafıza B lenfositlerine dönüşmesi aj’le ikinci karşılaşmada hızlı ve etkin yanıt oluşturabilme yeteneğini hayat boyu korumamızı sağlamaktadır.
B lenfositler veya plazma hücrelerince salgılanan Ig’ler 5 gruptur (IgG,A,M,E,D). Fetal yaşamda ve infantda başlangıç humeral yanıt primer IgM’dir. Bundan dolayı intrauterin enfeksiyonların tanısında artmış IgM kullanılmaktadır. Daha sonra 1 yaşta IgM, 4 yaşta IgG, 10-14 yaşlarında IgA normal seviyelerine ulaşmaktadır. İmmünoglobulinlerin primer primer görevi aj’i tanımak ve aj’i bağlamaktır. Aj’i tanıma bölgesi aminoterminal ucudur. Variable bölgesi çok değişik sayıda aj’e karşı özgül ak yanıtı verebilme işlevinden sorumludur.
Amino terminal
NH3
VH
V
L CH1 Fab
SS
ss C
Disülfit bağları Katlanma noktası
CH2
H
Fc
CH3
Karboksi terminal COO
H= Heavy zinciri(tüm kalın çizgi=ağır zincir), L= Light zinciri(ince çizgi=hafif çizgi), Fab= Antikor bağlayan parça, Fc= Crystal, kolaylıkla kristalleşen homojen parça, V=Variabl, değişken , C=Constant, sabit parça
L zincirinin kappa ve lamda olmak üzere iki tipi vardır.
IgM= Total Ig’lerin %10’unu oluşturur. Molekül ağırlığı 900.000 dalton olup en fazla olandır. Komplemanı en etkin aktive eder. Plasentayı geçmez. Yarılanma ömrü IgG’den daha kısadır. Kompleman enzimlerini etkin kılar ve böylece granülosit ve monositlerin mikroorganizmaları fagosite etme ve öldürme işlevlerini artırır (Opsonizasyon).
IgG= Total Ig’lerin %75’ini oluşturur. İkincil humeral yanıtta en fazla oluşan Ig’dir. IgG1,2,3,4 olmak üzere 4 altgrubu bulunur (IgG1 %60-70, IgG2 %14-20, IgG3 %4-8, IgG4 %2-6). Plasentadan gaçan tak Ig’dir ve hayatın ilk bir ayında yenidoğanı korur. Makrofaj ve bazı hücre tipleri IgG’nin Fc bölgesi için reseptör taşır.
IgA= Peyer plağı, tonsiller, diğer submukozal lenfoid dokularda üretilen temel Ig’dir. Ig’lerin %10-15’ini oluşturur. Tükrük, gözyaşı, intestinal mukus ve bronşial sekresyonlarda lokal immüniteyi sağlar. Anne sütü, prostatik sıvı ve diğer sekresyonlarda bulunur. IgA1 ve2 olmak üzere 2 altgrubu mevcuttur. Sekretuar ve kandaki şekil farklı olup sekretuar IgA’da kısa polipeptid J zinciri bulunur ve proteolitik enzimlere dirençlidir.
IgE= Normalde çok düşük miktarlarda bulunur ve allerjik olaylarda temel rol oynar. Allerjik olaylarda mast ve eozinofil hücreler rol alıp IgE’nin Fc parçası için reseptör taşırlar ve kanda az oldukları halde bu hücreler IgE ak’larla donanmıştır. Ayrıca paraziter enfestasyonlarda IgE artışı görülür.
IgD= Kanda çok düşük miktarlarda bulunur. B hücrelerin diferansiyasyonunda rol oynadıkları sanılmaktadır.
1- B hücre fonksiyonlarına örnek:
a- Ig yapmak (IgG,A,M,D,E)
b- Spesifik antikor yapmak
c- GİS, GÜS, solunum sisteminde barier fonksiyonu
d- Pyojenik bakterilere karşı mücadele
e- Mast h ve bazofilden vazoaktif aminleri salgılatmak
f- T h fonksiyonuna yardım etmek
g- İlk enfeksiyon anında virüsleri nötralize etmek
h- Makrofaj ve mononükleer hücrelerle mikroorganizmaları öldürme
B hücre fonksiyonlarının değerlendirilmesinde
a- Gelişme geriliği tesbit edilir
b- Plazma h varlığı (Kemik iliği,rektum biopsisinde ve 5 yaş altında görülmeyebilir)
c- Serum Ig düzeyleri ölçülür
d- Yan farinks grafisinde adenoidler değerlendirilir
e- Lenf nodu biopsisi
f- Shick testi
g- Aşılanmadan 14-17 gün sonra antikor cevabı
FAGOSİTİK SİSTEM: Bakteriyel enfeksiyon sırasında konak defansının en önemli fagositik hücreleri nötrofiller olup PMNL’lerin en fazla oranını oluşturur. Nötrofillerin inflamasyon bölgesine çekilmesi bazı kemotaktik faktörlerin aracılığı ile olur (Aktive kompleman fragmanı, C5a en fazla kemotaktik özelliği olan faktör olup diğerleri platelet aktive faktör (PAF), LökotrienB4 gibi nötrofillerin kendi salgı faktörleri). Nötrofiller bu uyarılara yüzeylerindeki reseptörleri aracılığı ile cevap verir. Bu uyarılarla hücre yüzey potansiyelinin değiştiği, intrasellüler kalsiyum miktarının arttığı ve böylece fonksiyonun başladığı gösterilmiştir. Fonksiyon olarak şeklinin değişimi, motilitenin artımı, degranülasyon, adezyon (yapışma) ve toksik oksijen metabolitlerinin oluşumu (respiratuar burst) meydana gelir. Adezyon, hücre motilite, kemotaksis, opsonizasyon, fagositoz, degranülasyon ve respiratuar burst’te bozuklukla giden hastalıklar bildirilmiştir. Bu durumlarda devamlı, rekürren solunum yolu, yumşak doku enfeksiyonları gelişir. Genellikle etken S. aureus, gram negatif basiller, bazende C. albikans’tır. Belirli nötrofil sayısını devam ettirebilmek için total vücut havuzu iki kompartımanda toplanmıştır. Bunlar dolaşan nötrofiller ve marjinal lökosit havuzudur. Marjinal havuzdaki nötrofiller postkapiller venüllerin çeperine yapışırlar ve dolaşan kısımla denge halindedir. Kemik iliği reservi ise dolaşan nötrofil havuzunun 10 katı kapasiteye sahiptir. Doku yıkımı veya patojenik invazyonda nötrofiller damar duvarına yapışırlar ve hedef dokuya göç ederler.
Monositler total lökositlerin küçük bir oranını oluştururlar (%1-5). Özellikle baktyeriyel ürün olan lipopolisakkaritlerin fagositozunda önemli olmakla birlikte nötrofillerden daha yavaş hareket ettiklerinden onların yerini alamazlar. Dolaşımdan ayrılan monositler doku makrofajına diferansiye olurlar.
SİTOKİNLER: İmmün sistemdeki hücreler arası iletişim sitokin adı verilen solübl mediatörlerin aracılığı il eyapılır. Çoğu peptid veya glikoprotein yapısında olup molekül ağırlığı 6.000-60.000 dalton arasındadır. Endokrin hormonların aksine özel glandlardan salınmayıp, değişik doku ve hücrelerden salınırlar. Sitokinlerden lenfositlerce salınanlara lenfokin, makrofaj ve monositlerce salınanlara monokin adı verilir. Her sitokin spesifik uyarı ile spesifik hücrelerce üretilir ve hedef hücrelerde karakteristik büyüme, mobilite, diferansiyasyon veya fonksiyon etkisi oluştururlar.
IL-1® Makrofaj ve diğer somatik hücrelerden salınır. T ve B lenfositlerin proliferasyonu ve Ig üretimini indükler. Ateş yapar, fagositik aktivasyonu artırır ve hematopoiezisi uyarır.
IL-1® Aktive T helper, T sitotoksik, Natürel killer hücrelerince salınır. T, NK, B ve Tc hücrelerinin aktivasyonunu sağlar.
IL-6® Aktive R helper, APC (Aj sunan hücreler) ve diğer somatik hücrelerce salınır. T hücrelerini uyarır, B hücrelerinin proliferasyon ve Ig üretimini uyarır. KC’den akut faz reaktan üretimini uyarır.
TNFa ® Aktive makrofajlardan salınır ve tümör nekrozis yapar.
TNFb ® Aktive T helper hücrelerinden salınır ve tümör nekrozis yapar.
INFa ve b ® makrofaj, nötrofil ve somatik hücrelerden salınır. Antiviral etkilidir. Makrofaj ve NK hücreleri uyarır. Somatik hücrelerde MHC Class I’in indüksiyonunu yapar.
Şu durumlarda kuvvetle immün yetmezlik hastalığı düşünülür.
1-Uzun süren ve tekrarlayan enfeksiyonlar
2-Enfeksiyona bağlı kardeş ölüm hikayesi varsa
3-Ailede immün yetmezlikli birinin varlığı
4-Pneumosistis Carini, mantar enfeksiyonu gibi fırsatçı enfeksiyon varsa
5-Canlı aşıları takiben ağır ve ciddi komplikasyon görülenlerde
6- Basit viral enfeksiyon ağır seyrediyorsa
7-Yoğun tedaviye rağmen iyileşme yoksa
8-Kollagen doku hastalığı olanlarda (SLE,Vaskülit gibi)
Orta derecede immün yetmezliği olanlarda
1-Deri döküntüsü (Exama,candida)
2-Kronik ishal
3-Büyüme geriliği
4-Tekrarlayan abseler
5- Tekrarlayan osteomyelit
6-Otoimmün hastalıklar
Bazı hastalıklar immün yetmezlikle beraberdir
1-Ataksi ile gelende telenjiektazi aranır (Yüz,boyun,kulakta)
2-Telenjiektazi varsa
3-Kıkırdak ve kıl hipoplazisi varsa
4-Nedeni bilinmeyen endokrinopati varsa
5-Kısmi albinizm
6- Nedeni bilinmeyen trombositopeni varsa
7-Tetani + ekzema varsa