background image

Talaro−Talaro: Foundations 
in Microbiology, Fourth 

Edition

17. Disorders in Immunity

Text

© The McGraw−Hill 
Companies, 2002

512

CHAPTER 17  Disorders in Immunity

Rh sensitization because the antibodies to these blood group anti-
gens are IgM rather than IgG and are unable to cross the placenta in
large numbers. In fact, the maternal-fetal relationship is a fascinat-
ing instance of foreign tissue not being rejected, despite the exten-
sive potential for contact (Medical Microfile 17.2).

Preventing Hemolytic Disease of the Newborn

Once sensitization of the mother to Rh factor has occurred, all other
Rh

"

fetuses will be at risk for hemolytic disease of the newborn.

Prevention  requires  a  careful  family  history  of  an  Rh

#

pregnant

woman. It can predict the likelihood that she is already sensitized or
is carrying an Rh

"

fetus. It must take into account other children

she has had, their Rh types, and the Rh status of the father. If the fa-
ther is also Rh

#

, the child will be Rh

#

and free of risk, but if the fa-

ther  is  Rh

"

,  the  probability  that  the  child  will  be  Rh

"

is  50%  or

100%, depending on the exact genetic makeup of the father. If there
is  any  possibility  that  the  fetus  is  Rh

"

,  the  mother  must  be  pas-

sively immunized with antiserum containing antibodies against the
Rh  factor  (Rh

o

[D]  immune  globulin, or  RhoGAM*).  This  anti-

serum, injected at 28 to 32 weeks and again immediately after de-
livery, reacts with any fetal RBCs that have escaped into the mater-
nal circulation, thereby preventing the sensitization of the mother’s
immune  system  to  Rh  factor  (figure  17.12b).  Anti-Rh  antibody
must be given with each pregnancy that involves an Rh

"

fetus. It is

ineffective if the mother has already been sensitized by a prior Rh

"

fetus or an incorrect blood transfusion, which can be determined by
a serological test. As in ABO blood types, the Rh factor should be
matched  for  a  transfusion,  although  it  is  acceptable  to  transfuse
Rh

#

blood if the Rh type is not known.

OTHER RBC ANTIGENS

Although the ABO and Rh systems are of greatest medical signifi-
cance,  about  20  other  red  blood  cell  antigen  groups  have  been
discovered.  Examples  are  the  MN,  Ss,  Kell,  and  blood  groups.
Because of incompatibilities that these blood groups present, trans-
fused  blood  is  screened  to  prevent  possible  cross-reactions.  The
study of these blood antigens (as well as ABO and Rh) has given
rise to other useful applications. For example, they can be useful in

forensic medicine (crime detection), studying ethnic ancestry, and
tracing  prehistoric  migrations  in  anthropology.  Many  blood  cell
antigens are remarkably hardy and can be detected in dried blood
stains, semen, and saliva. Even the 2,000-year-old mummy of King
Tutankhamen has been typed A

2

MN!

MEDICAL MICROFILE

17.2

Why  Doesn’t  a  Mother  Reject  Her  Fetus?

what ways do fetuses avoid the surveillance of the mother’s immune sys-
tem? The  answer  appears  to  lie  in  the  placenta  and  embryonic  tissues.
The  fetal  components  that  contribute  to  these  tissues  are  not  strongly
antigenic, and they form a barrier that keeps the fetus isolated in its own
antigen-free environment. The placenta is surrounded by a dense, many-
layered envelope that prevents the passage of maternal cells, and it ac-
tively absorbs, removes, and inactivates circulating antigens.

Think of it: Even though mother and child are genetically related, the fa-
ther’s  genetic  contribution  guarantees  that  the  fetus  will  contain  mole-
cules that are antigenic to the mother. In fact, with the recent practice of
implanting one woman with the fertilized egg of another woman, the sur-
rogate mother is carrying a fetus that has no genetic relationship to her.
Yet, even with this essentially foreign body inside the mother, dangerous
immunologic  reactions  such  as  Rh  incompatibility  are  rather  rare.  In

RhoGAM

Immunoglobulin fraction of human anti-Rh serum, prepared from pooled

human sera.

Type  II  hypersensitivity  reactions  occur  when  preformed  antibodies 

react  with  foreign  cell-bound antigens. The most common type II
reactions  occur  when  transfused  blood  is  mismatched  to  the  recipient’s
ABO  type. IgG  or  IgM  antibodies  attach  to  the  foreign  cells,  resulting
in  complement  fixation. The  resultant  formation  of  membrane  attack
complexes  lyses  the  donor  cells.

Type  II  hypersensitivities  are  stimulated  by  antibodies  formed  against  red

blood  cell  (RBC)  antigens  or  against  other  cell-bound  antigens
following  prior  exposure.

Complement,  IgG,  and  IgM  antibodies  are  the  primary  mediators  of 

type  II  hypersensitivities.

The  concepts  of  universal  donor  (type  O)  and  universal  recipient 

(type  AB)  apply  only  under  emergency  circumstances. Cross-matching
donor  and  recipient  blood  is  necessary  to  determine  which
transfusions  are  safe  to  perform.

Type II hypersensitivities can also occur when Rh

#

mothers are sensitized

to Rh

"

RBCs of their unborn babies and the mother’s anti-Rh antibodies

cross the placenta, causing hemolysis of the newborn’s RBCs. This is
called hemolytic disease of the newborn, or erythroblastosis fetalis.

CHAPTER CHECKPOINTS

Type III Hypersensitivities: Immune
Complex Reactions

Type  III  hypersensitivity  involves  the  reaction  of  soluble  antigen
with antibody and the deposition of the resulting complexes in base-
ment membranes of epithelial tissue. It is similar to type II, because
it involves the production of IgG and IgM antibodies after repeated
exposure  to  antigens  and  the  activation  of  complement.  Type  III
differs from type II because its antigens are not attached to the sur-
face  of  a  cell.  The  interaction  of  these  antigens  with  antibodies


background image

Talaro−Talaro: Foundations 
in Microbiology, Fourth 

Edition

17. Disorders in Immunity

Text

© The McGraw−Hill 
Companies, 2002

Type III Hypersensitivities: Immune Complex Reactions

513

produces free-floating complexes that can be deposited in the tis-
sues, causing an 

immune complex reaction or disease. This cate-

gory  includes  therapy-related  disorders  (serum  sickness  and  the
Arthus  reaction)  and  a  number  of  autoimmune  diseases  (such  as
glomerulonephritis and lupus erythematosus).

MECHANISMS OF IMMUNE COMPLEX DISEASE

After initial exposure to a profuse amount of antigen, the immune
system produces large quantities of antibodies that circulate in the
fluid compartments. When this antigen enters the system a second
time,  it  reacts  with  the  antibodies  to  form  antigen-antibody  com-
plexes (figure 17.13). These complexes summon various inflamma-
tory  components  such  as  complement  and  neutrophils,  which
would ordinarily eliminate Ag-Ab complexes as part of the normal
immune response. In an immune complex disease, however, these
complexes are so abundant that they deposit in the basement mem-
branes
* of epithelial tissues and become inaccessible. In response
to these events, neutrophils release lysosomal granules that digest
tissues and cause a destructive inflammatory condition. The symp-
toms of type III hypersensitivities are due in great measure to this
pathologic state.

TYPES OF IMMUNE COMPLEX DISEASE

During  the  early  tests  of  immunotherapy  using  animals,  hyper-
sensitivity reactions to serum and vaccines were common. In ad-
dition to anaphylaxis, two syndromes, the 

Arthus reaction

3

and

serum sickness, were identified. These syndromes are associated
with certain types of passive immunization (especially with ani-
mal serum).

Serum sickness and the Arthus reaction are like anaphylaxis

in requiring sensitization and preformed antibodies. Characteristics
that  set  them  apart  are:  (1)  They  depend  upon  IgG,  IgM,  or  IgA
(precipitating  antibodies)  rather  than  IgE;  (2)  they  require  large
doses  of  antigen  (not  a  miniscule  dose  as  in  anaphylaxis);  and
(3) they have delayed symptoms (a few hours to days). The Arthus
reaction and serum sickness differ from each other in some impor-
tant ways. The Arthus reaction is a localized dermal injury due to
inflamed  blood  vessels  in  the  vicinity  of  any  injected  antigen.
Serum  sickness  is  a  systemic injury  initiated  by  antigen-antibody
complexes that circulate in the blood and settle into membranes at
various sites.

The Arthus Reaction

The Arthus reaction is usually an acute response to a second injec-
tion of vaccines (boosters) or drugs at the same site as the first in-
jection.  In  a  few  hours,  the  area  becomes  red,  hot  to  the  touch,
swollen, and very painful. These symptoms are mainly due to the
destruction of tissues in and around the blood vessels and the re-
lease of histamine from mast cells and basophils. Although the re-
action  is  usually  self-limiting  and  rapidly  cleared,  intravascular
blood clotting can occasionally cause necrosis and loss of tissue.

Serum Sickness

Serum sickness was named for a condition that appeared in soldiers
after repeated injections of horse serum to treat tetanus. It can also
be  caused  by  injections  of  animal  hormones  and  drugs.  The  im-
mune  complexes  enter  the  circulation,  are  carried  throughout  the
body, and are eventually deposited in blood vessels of the kidney,
heart,  skin,  and  joints  (figure  17.13).  The  condition  can  become
chronic, causing symptoms such as enlarged lymph nodes, rashes,
painful joints, swelling, fever, and renal dysfunction.

AN INAPPROPRIATE RESPONSE 
AGAINST SELF, OR AUTOIMMUNITY

The  immune  diseases  we  have  covered  so  far  are  all  caused  by
foreign antigens. In the case of 

autoimmunity, an individual actu-

ally develops hypersensitivity to himself. This pathologic process
accounts for 

autoimmune diseases, in which autoantibodies and,

in certain cases, T cells mount an abnormal attack against self anti-
gens.  The  scope  of  autoimmune  diseases  is  extremely  varied.  In

Ab

Ag

Immune complexes

Lodging of complexes
in basement membrane

Ag/Ab complexes

Neutrophils

Basement
membrane

Epithelial
tissue

Blood vessels Heart/Lungs

Joints

Skin

Kidney

Major organs that can be targets

of immune complex deposition

FIGURE  17.13

The background of immune complex disease.

In general,

circulating immune complexes become lodged in the basement

membrane of the epithelia and cause vascular damage and organ
malfunction.

3. Named after Maurice Arthus, the physiologist who first identified this localized

inflammatory response.

Basement membranes

are basal partitions of epithelia that normally filter out

circulating antigen-antibody complexes.


background image

Talaro−Talaro: Foundations 
in Microbiology, Fourth 

Edition

17. Disorders in Immunity

Text

© The McGraw−Hill 
Companies, 2002

514

CHAPTER 17  Disorders in Immunity

general,  they  can  be  differentiated  as  systemic, involving  several
major organs, or organ-specific, involving only one organ or tissue.
They usually fall into the categories of type II or type III hypersen-
sitivity, depending upon how the autoantibodies bring about injury.
Some major autoimmune diseases, their targets, and basic pathol-
ogy are presented in table 17.4.

Genetic and Gender Correlation 
in Autoimmune Disease

In  most  cases,  the  precipitating  cause  of  autoimmune  disease  re-
mains obscure, but we do know that susceptibility is determined by
genetics  and  influenced  by  gender.  Cases  cluster  in  families,  and
even  unaffected  members  tend  to  develop  the  autoantibodies  for
that disease. More direct evidence comes from studies of the major
histocompatibility gene complex. Particular genes in the class I and
II major histocompatibility complex (see figure 15.3) coincide with
certain autoimmune diseases. For example, autoimmune joint dis-
eases  such  as  rheumatoid  arthritis  and  ankylosing  spondylitis  are
more common in persons with the B-27 HLA type; systemic lupus
erythematosus, Graves disease, and myasthenia gravis are associ-
ated with the B-8 HLA antigen. Why autoimmune diseases (except
ankylosing  spondylitis)  afflict  more  females  than  males  also  re-
mains a mystery. Females are more susceptible during childbearing
years than before puberty or after menopause, suggesting a possible
hormonal relationship.

The Origins of Autoimmune Disease

Very low titers of autoantibodies in otherwise healthy individuals
suggest  some  normal  function  for  them.  A moderate,  regulated
amount  of  autoimmunity  is  probably  required  to  dispose  of  old

cells and cellular debris. Disease apparently arises when this regu-
latory or recognition apparatus goes awry. Attempts to explain the
origin of autoimmunity include the following theories.

The sequestered antigen theory explains that during embry-

onic growth, some tissues are immunologically privileged; that is,
they  are  sequestered  behind  anatomical  barriers  and  cannot  be
scanned  by  the  immune  system  (figure  17.14a).  Examples  of
these  sites  are  regions  of  the  central  nervous  system,  which  are
shielded by the meninges and blood-brain barrier; the lens of the
eye, which is enclosed by a thick sheath; and antigens in the thy-
roid and testes, which are sequestered behind an epithelial barrier.
Eventually the antigen becomes exposed by means of infection,
trauma, or deterioration, and is perceived by the immune system
as a foreign substance.

According to the clonal selection theory, the immune system

of a fetus develops tolerance by eradicating all self-reacting lym-
phocyte clones, called forbidden clones, while retaining only those
clones that react to foreign antigens. Some of these clones may sur-
vive,  and  since  they  have  not  been  subjected  to  this  tolerance
process, they can attack tissues with self antigens.

The theory of immune deficiency proposes that mutations in

the  receptor  genes  of  some  lymphocytes  render  them  reactive  to
self or that a general breakdown in the normal T-suppressor func-
tion sets the scene for inappropriate immune responses.

Some autoimmune diseases appear to be caused by molecu-

lar mimicry, in which microbial antigens bear molecular determi-
nants similar to normal human cells. An infection could cause for-
mation of antibodies that can cross-react with tissues. This is one
purported  explanation  for  the  pathology  of  rheumatic  fever.  Au-
toimmune disorders such as type I diabetes and multiple sclerosis

TABLE 17.4

Selected Autoimmune Diseases

Type of

Disease

Target

Hypersensitivity

Characteristics

Systemic lupus erythematosus 

Systemic

III

Inflammation of many organs; antibodies against red and 

(SLE)

white blood cells, platelets, clotting factors, nucleus

Rheumatoid arthritis and 

Systemic

III

Vasculitis; frequent target is joint lining; antibodies against 

ankylosing spondylitis

other antibodies (rheumatoid factor)

Scleroderma

Systemic

II

Excess collagen deposition in organs; antibodies formed 

against many intracellular organelles

Hashimoto’s thyroiditis

Thyroid

II

Destruction of the thyroid follicles

Graves disease

Thyroid

II

Antibodies against thyroid-stimulating hormone receptors

Pernicious anemia

Stomach lining

II

Antibodies against receptors prevent transport of vitamin B

12

Myasthenia gravis

Muscle

II

Antibodies against the acetylcholine receptors on the

nerve-muscle junction alter function

Type I diabetes

Pancreas

II

Antibodies stimulate destruction of insulin-secreting cells

Type II diabetes

Insulin receptor

II

Antibodies block attachment of insulin

Multiple sclerosis

Myelin

II

T cells and antibodies sensitized to myelin sheath destroy

neurons

Goodpasture syndrome

Kidney

II

Antibodies to basement membrane of the glomerulus damage

(glomerulonephritis)

kidneys 

Rheumatic fever

Heart

II

Antibodies to group A Streptococcus cross-react with heart

tissue


background image

Talaro−Talaro: Foundations 
in Microbiology, Fourth 

Edition

17. Disorders in Immunity

Text

© The McGraw−Hill 
Companies, 2002

Type III Hypersensitivities: Immune Complex Reactions

515

are likely triggered by viral infection. Viruses can noticeably alter
cell  receptors,  thereby  causing  immune  cells  to  attack  the  tissues
bearing viral receptors (figure 17.14b).

Examples of Autoimmune Disease

Systemic Autoimmunities

One of the severest chronic autoim-

mune diseases is 

systemic lupus erythematosus* (SLE, or lupus).

This  name  originated  from  the  characteristic  rash  that  spreads
across the nose and cheeks in a pattern suggesting the appearance
of a wolf (figure 17.15a). Although the manifestations of the dis-
ease vary considerably, all patients produce autoantibodies against
a great variety of organs and tissues. The organs most involved are
the  kidneys,  bone  marrow,  skin,  nervous  system,  joints,  muscles,
heart, and GI tract. Antibodies to intracellular materials such as the
nucleoprotein of the nucleus and mitochondria are also common.

In  SLE,  autoantibody-autoantigen  complexes  appear  to  be

deposited  in  the  basement  membranes  of  various  organs.  Kidney
failure,  blood  abnormalities,  lung  inflammation,  myocarditis,  and
skin lesions are the predominant symptoms. One form of chronic

lupus (called discoid) is influenced by exposure to the sun and pri-
marily afflicts the skin. The etiology of lupus is still a puzzle. It is
not  known  how  such  a  generalized  loss  of  self-tolerance  arises,
though viral infection or loss of T-cell suppressor function are sus-
pected. The fact that women of childbearing years account for 90%
of cases indicates that hormones may be involved. The diagnosis of
SLE can usually be made with blood tests. Antibodies against the
nucleus (ANA) and various tissues (detected by indirect fluorescent
antibody  or  radioimmune  assay  techniques)  are  common,  and  a
positive test for the lupus factor (an antinuclear factor) is also very
indicative of the disease.

Rheumatoid arthritis,* another systemic autoimmune dis-

ease, incurs progressive, debilitating damage to the joints. In some
patients, the lung, eye, skin, and nervous system are also involved.
In the joint form of the disease, autoantibodies form immune com-
plexes that bind to the synovial membrane of the joints and activate
phagocytes and stimulate release of cytokines. Chronic inflamma-
tion  leads  to  scar  tissue  and  joint  destruction.  The  joints  in  the
hands and feet are affected first, followed by the knee and hip joints
(figure  17.15b). The  precipitating  cause  in  rheumatoid  arthritis  is

B cell

Sequestered tissues

with hidden

antigen

B cell

Autoantibodies

Thyroid cells

Lens protein

Viral infection
of cell

Antibody
binds cells
bearing viral
receptor; cells
destroyed

B-cell clone
that recognizes
foreign receptor

Altered self antigens

Viral Infection Theory

A

ntib

ody formed

L

o

ss

o

f a

na

to

m

ica

l barr

ier

(b)

Sequestered Antigen Theory

(a)

Lens

Thyroid
gland

FIGURE  17.14

Possible explanations for autoimmunity.

(a) Self antigens are sequestered and later incorrectly identified as a foreign antigen by B lymphocytes.

(b) Self antigens are altered by viral infection, which causes an immune response against the perceived foreign antigens.

systemic lupus erythematosus

(sis-tem

-ik loo-pis air -uh-theem-uh-toh-sis)

L. lupus, wolf, and erythema, redness.

rheumatoid arthritis

(roo

-muh-toyd ar-thry-tis) Gr. rheuma, a moist discharge, and

arthron, joint.


background image

Talaro−Talaro: Foundations 
in Microbiology, Fourth 

Edition

17. Disorders in Immunity

Text

© The McGraw−Hill 
Companies, 2002

516

CHAPTER 17  Disorders in Immunity

not  known,  though  infectious  agents  such  as  Epstein-Barr  virus
have been suspected. The most common feature of the disease is the
presence  of  an  IgM  antibody,  called  rheumatoid  factor  (RF),  di-
rected against other antibodies. This does not cause the disease but
is used mainly in diagnosis. Some relief can be achieved with anti-
inflammatory agents, immunosuppressive drugs, and gold salt in-
jections in some individuals.

Autoimmunities of the Endocrine Glands

On occasion, the

thyroid gland is the target of autoimmunity. The underlying cause
of 

Graves disease is the attachment of autoantibodies to receptors

on the follicle cells that secrete the hormone thyroxin. The abnor-
mal stimulation of these cells causes the overproduction of this hor-
mone  and  the  symptoms  of  hyperthyroidism.  In 

Hashimoto

thyroiditis, both autoantibodies and T cells are reactive to the thy-
roid gland, but in this instance, they reduce the levels of thyroxin by
destroying follicle cells and by inactivating the hormone. As a re-
sult of these reactions, the patient suffers from hypothyroidism.

The  pancreas  and  its  hormone,  insulin,  are  other  autoim-

mune  targets.  Insulin,  secreted  by  the  beta  cells  in  the  pancreas,
regulates  and  is  essential  to  the  utilization  of  glucose  by  cells.
Diabetes mellitus is caused by a dysfunction in insulin production
or utilization (figure 17.16). Type I diabetes (also termed insulin-
dependent  diabetes)  is  associated  with  autoantibodies  and  sensi-
tized T cells that damage the beta cells. A complex inflammatory
reaction leading to lysis of these cells greatly reduces the amount
of insulin secreted.

Neuromuscular Autoimmunities

Myasthenia gravis* is named

for the pronounced muscle weakness that is its principal symptom.
Although the disease afflicts all skeletal muscle, the first effects are
usually felt in the muscles of the eyes and throat. Eventually, it can
progress to complete loss of muscle function and death. The classic
syndrome is caused by autoantibodies binding to the receptors for
acetylcholine,  a  chemical  required  to  transmit  a  nerve  impulse
across the synaptic junction to a muscle (figure 17.17). The immune
attack  so  severely  damages  the  muscle  cell  membrane  that  trans-
mission is blocked and paralysis ensues. Current treatment usually
includes immunosuppressive drugs and therapy to remove the au-
toantibodies from the circulation. Experimental therapy using im-
munotoxins  to  destroy  lymphocytes  that  produce  autoantibodies
shows some promise.

Multiple sclerosis(MS) is a paralyzing neuromuscular dis-

ease  associated  with  lesions  in  the  insulating  myelin  sheath  that
surrounds neurons in the white matter of the central nervous sys-
tem. The underlying pathology involves damage to the sheath by

(a)

(b)

FIGURE  17.15

Common  autoimmune  diseases.

(a) Systemic  lupus  erythematosus.

One  symptom  is  a  prominent  rash  across  the  bridge  of  the  nose  and  on
the  cheeks.  These  papules  and  blotches  can  also  occur  on  the  chest
and  limbs.  (b) Rheumatoid  arthritis  commonly  targets  the  synovial
membrane  of  joints.  Over  time,  chronic  inflammation  causes  thickening
of  this  membrane,  erosion  of  the  articular  cartilage,  and  fusion  of  the
joint.  These  effects  severely  limit  motion  and  can  eventually  swell  and
distort  the  joints.

Type I Diabetes

Damaged
islet cell

Autoantibody
specific for
islets

Insulin

FIGURE  17.16

The autoimmune component in diabetes mellitus, type I.
Autoantibodies produced against the beta cells of the islets of

Langerhans destroy the cells and greatly reduce insulin synthesis.

myasthenia gravis

(my

 -us-thee-nee-uh grah-vis) Gr. myo, muscle, astheneia,

weakness, and gravida, heavy.

sclerosis

(skleh-roh

-sis) Gr. sklerosis, hardness.


background image

Talaro−Talaro: Foundations 
in Microbiology, Fourth 

Edition

17. Disorders in Immunity

Text

© The McGraw−Hill 
Companies, 2002

Type IV Hypersensitivities: Cell-Mediated (Delayed) Reactions

517

both T cells and autoantibodies that severely compromises the ca-
pacity of neurons to send impulses. The principal motor and sen-
sory symptoms are muscular weakness and tremors, difficulties in
speech and vision, and some degree of paralysis. Most MS patients
first experience symptoms as young adults, and they tend to experi-
ence remissions (periods of relief) alternating with recurrences of
disease throughout their lives. Convincing evidence from studies of
the  brain  tissue  of  MS  patients  points  to  a  strong  connection
between the disease and infection with human herpesvirus 6 (see
chapter 24). The disease can be treated passively with monoclonal
antibodies that target T cells, and a vaccine containing the myelin
protein has shown beneficial effects. Immunosuppressants such as
cortisone and interferon B may also alleviate symptoms.

Type IV Hypersensitivities: Cell-Mediated
(Delayed) Reactions

The  adverse  immune  responses  we  have  covered  so  far  are  ex-
plained primarily by B-cell involvement and antibodies. But type
IV hypersensitivity involves primarily the T-cell branch of the im-
mune system. Type IV immune dysfunction has traditionally been
known as delayed hypersensitivity because the symptoms arise one
to  several  days  following  the  second  contact  with  an  antigen.  In
general, type IV diseases result when T cells respond to self tissues
or transplanted foreign cells. Examples of type IV hypersensitivity
include delayed allergic reactions to infectious agents, contact der-
matitis, and graft rejection.

DELAYED-TYPE HYPERSENSITIVITY

Infectious Allergy

A classic example of a delayed-type hypersensitivity occurs when a
person  sensitized  by  tuberculosis  infection  is  injected  with  an
extract (tuberculin) of the bacterium Mycobacterium tuberculosis.
The so-called 

tuberculin reaction is an acute skin inflammation at

the injection site appearing within 24 to 48 hours. So useful and di-
agnostic is this technique for detecting present or prior tuberculosis
that it is the chosen screening device (figure 17.18a). Other infec-
tions that use similar skin testing are leprosy, syphilis, histoplasmo-
sis, toxoplasmosis, and candidiasis. This form of hypersensitivity
arises from time-consuming cellular events involving the 

T

D

class

of cells. After these cells receive processed microbial antigens from
macrophages,  they  release  broad-spectrum  cytokines  that  attract
inflammatory  cells  to  the  site—particularly  mononuclear  cells,
fibroblasts, and other lymphocytes. In a chronic infection (tertiary
syphilis,  for  example),  extensive  damage  to  organs  can  occur
through granuloma formation.

Contact Dermatitis

The most common delayed allergic reaction, 

contact dermatitis, is

caused by exposure to resins in poison ivy or poison oak (Spotlight
on  Microbiology  17.3),  to  simple  haptens  in  household  and  per-
sonal articles ( jewelry, cosmetics, elasticized undergarments), and
to certain drugs. Like immediate atopic dermatitis, the reaction to
these allergens requires a sensitizing and a provocative dose. The

hypersensitivity  reactions. Autoimmune T-cell  responses  are  type  IV
hypersensitivity  reactions.

Susceptibility  to  autoimmune  disease  appears  to  be  influenced  by  gender

and  by  genes  in  the  MHC  complex.

Autoimmune  disease  may  be  an  excessive  response  of  a  normal  immune

function,  the  appearance  of  sequestered  antigens, “forbidden’’ clones
of  lymphocytes  that  react  to  self  antigens,  or  the  result  of  alterations  in
the  immune  response  caused  by  infectious  agents,  particularly  viruses.

Examples of autoimmune diseases include systemic lupus erythematosus,

rheumatoid arthritis, diabetes mellitus, myasthenia gravis, and multiple
sclerosis.

Type  III  hypersensitivities  are  induced  when  a  profuse  amount  of  antigen

enters  the  system  and  results  in  large  quantities  of  antibody  formation.

Type  III  hypersensitivity  reactions  occur  when  large  quantities  of  antigen

react  with  host  antibody  to  form  small,  soluble  immune  complexes  that
settle  in  tissue  cell  membranes,  causing  chronic  destructive
inflammation. The  reactions  appear  hours  or  days  after  the  antigen
challenge.

The  mediators  of  type  III  hypersensitivity  reactions  include  soluble  IgA,

IgG,  or  IgM,  and  agents  of  the  inflammatory  response.

Two  kinds  of  type  III  hypersensitivities  are  localized  (Arthus)  reactions

and  systemic  (serum  sickness). Arthus  reactions  occur  at  the  site  of
injected  drugs  or  booster  immunizations. Systemic  reactions  occur
when  repeated  antigen  challenges  cause  systemic  distribution  of  the
immune  complexes  and  subsequent  inflammation  of  joints,  lymph
nodes,  and  kidney  tubules.

Autoimmune  hypersensitivity  reactions  occur  when  autoantibodies  or  host

T  cells  mount  an  abnormal  attack  against  self  antigens. Autoimmune
antibody  responses  can  be  either  local  or  systemic  type  II  or  type  III

CHAPTER CHECKPOINTS

Normal

Myasthenia gravis

Myoneural junction

Acetylcholine

Receptors

Autoantibody
specific for
receptor

Paralysis

Muscle

Contraction

Postsynaptic
membrane

Neuron

X

X

X

Signal

FIGURE  17.17

Proposed mechanisms for involvement of autoantibodies in
myasthenia gravis.

Antibodies developed against receptors on

the postsynaptic membrane block them so that acetylcholine cannot bind
and muscle contraction is inhibited.




رفعت المحاضرة من قبل: Mubark Wilkins
المشاهدات: لقد قام عضوان و 73 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل