a gyulladÁsok immunolÓgiÁja (fagocitózis)
DESCRIPTION
A GYULLADÁSOK IMMUNOLÓGIÁJA (Fagocitózis). Dr.Gyimesi Edit DEOEC, III.sz. Belgyógyászati Klinika, Regionális Immunológiai Laboratórium. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
A GYULLADÁSOK IMMUNOLÓGIÁJA
(Fagocitózis)
Dr.Gyimesi EditDEOEC, III.sz. Belgyógyászati
Klinika, Regionális Immunológiai Laboratórium
A gyulladás olyan összetett , akut vagy krónikus lefolyású fiziológiás folyamat, mely szöveti sérülés, trauma vagy fertőzés után jön létre. Célja a keletkezett szöveti ártalom elszigetelése, a fertőző kórokozó elpusztítása és a létrejött szövetkárosodások helyreállítása, a szervezet integritásának megőrzése.
SérülésMediátorok
Mediátorok
Akut gyulladás
Krónikus gyulladás
Tartósan jelenlevő kórokozó v. antigén
A gyulladás jó és rossz oldala
• Megvédi a szervezetet• Izolálja a károsodott
területet• Mobilizálja az effektor
sejteket a károsodott területre
• Elősegíti a gyógyulást (healing)
• A szervezetet nagyobb károsodás érheti, mint amit a kiváltó ágens jelenthetett számára
• Pl. allergiák• számos autoimmun
betegség
A gyulladás folyamata I.Vaszkuláris válaszok
• Vazodilatáció: kapillárisok átmérőjének fokozódása és ezen megnövekedett véráram indul a gyulladásos területekre, eredményeként eritéma (pír), hőmérséklet emelkedés, ödéma, fájdalom és funkcióvesztés jön létre.
• Vaszkuláris permeabilitás: az endotel sejtek átjárhatóbbá válnak a direkt endotel-károsodás v. kémiai mediátorok révén
• Exudatió: a folyadék, fehérjék, vvt-k és fehérvérsejtek az intravaszkuláris helyekről elszöknek, aminek az eredménye megnövekedett ozmotikus nyomás és intravaszkuláris hidrosztatikai nyomás lesz
• Vaszkuláris állapot: lelassul a véráram, csökken a vazodilatáció és folyadék kiáramlás, a kémiai mediátorok és a gyulladásos sejtek összegyülnek és válaszolnak a stimulusra.
A fehérvérsejtek elhagyják az érpályát és a szövetekbe vándorolnak, ahol kémiai anyagokat bocsájtanak ki.
Vazodilatáció, gyulladás, PMN vándorlás a bronchusban
Korai mediátorok• IL-1, IL-6, IL-8, IL-12, TNF-• TNF-Mo, Mtermelik
hatásai: növeli az epitél sejtek adhéziós molekuláinak expresszióját (P-szelektin, E- szelektin), fehérvérsejtek kitapadását, „rolling”- gurulás a kapillárisok felszínén, adhézió (érfalon ICAM-1, fehérvérsejteken LFA-1, Mac-1),vérlemezkék fokozott adhéziója - véralvadás a kiserekben (gyulladás lokalizálása)
Mediátorok• Kemokinek kemotaktikus
tulajdonság, szerkezeti hasonlóság, -kemokinek (PMN), -kemokinek (Mo-t vonzzák)
• Lipidmediátorok leukotriének - arachidonsavból lipoxigenázok hat.ra, simaizomsejtek összehúzódását váltják ki a bronchus falában, kemotaktikus prosztaglandinok - vazoaktívak, kemotaktikusak PAF - trombociták, Eo, PMN aktiválása, kemotaktikusak
• Enzimek granulumokból szabadulnak fel hidrolitikus enzimek, lizozim, mieloperoxidáz emésztik a környező szöveteket (kórokozót), aktiválják a plazma enzimrendszereit, komplementerendszert, véralvadási rendszert, kinin kaszkádot
• Citokinek távolabbi hatással is rendelkeznek
SZOLUBILIS MEDIÁTOROKAktiváló stimulus
Mikrobiális felületPolysaccharidok
komplement akt.alternatív út
Ag-Ab komplexek(IgG v. IgM
komplement akt. klasszikus út
C3 és C5
C3b és C5b
Membrán attack komplex
Bakteriális lízis
C3b
opszonizáció
fagocitózis
Ag-Ab komplexek IgE a hízósejteken
Kollagén bazális membrán (szöveti károsítás)
Hízósejt degranuláció
Hisztamin release
Hagemann faktor (XII)
C3a C5a Anaphylatoxins
kemotaxis vazodilatáció permeabilitás
Koagulációs kaszkád
plazmin
Kallikrein aktiváció
bradikinin
Slide 34 of 59
Akut fázis reakció
• A szervezet védekező reakciója a károsító hatások ellen
• Célja: kórfolyamat elszigetelése, további károsodás megelőzése, homeosztázis helyreállítása
• Jellemzői: láz, leukocitózis, fokozott vörösvéersejt süllyedés, az eritropoezis szupressziója, negatív nitrogénegyensúly, a lipidanyagcsere megváltozása, bizonyos hormonok (glukokortikoidok, ACTH, inzulin), plazmaproteinek, ionok (vas és cink csökk.) konc. változása
A folyamatot az IL-6, IL-1 és TNF-a májra kifejtett hatása váltja ki, fehérjeszintézise megváltozik.
Akut fázis fehérjék• Pozitív akut fázis
fehérjék – konc. nő• 1,5-2x: C3, C4, C1
észteráz inhibítor, ceruloplazmin
• 2-4x: fibrinogén, haptoglobin, 1-kimotripszin, 2-antiplazmin, 1-acid glikoprotein
• 10-100x: C-reaktív protein (CRP), szérum amyloid A, procalcitonin
• Negatív akut fázis fehérjék – konc. csökken
• Albumin, prealbumin, transzferrin
Az akut fázis fehérjék funkciói• Proteáz inhibítorokProteáz inhibítorok 1-
kimotripszin, 2antiplazmin, 1-antitripszin• Komplement faktorok (C3,
C4)• Opszoninek (C3, CRP)• Véralvadási fehérjék (fibrinogén, FVIII, vWF)• Metalloproteinek (haptoglobin, hemopexin,
ceruloplazmin)• Gyökfogók (szuperoxid dizmutáz)
Az akut fázis fehérjék diagnosztikája• Alacsony bazális koncentráció – nagy változás az akut fázis reakció
során CRP: <5 mg/l, SSA: <1,5 mg/l felezési idejük néhány óra koncentrációjuk korrelál az aktuális állapottal CRP: nefelometria, turbidimetria Ultraszenzitív CRP (5 mg/l alatt) –kardiovaszkuláris rizikó megítélése• SAA (szérum amyloid A): érzékeny marker,
(apolipoprotein:SAA1,SAA2), keringésben a HDL-hez kötődik, csökken a hepatocitákhoz az affinitása (gyorsabb HDL metabolizmus, csökken a HDL, koleszterin szint)
• Prokalcitonin: bakteriális fertőzéseknél, szepszisben nő a szintje, újszülöttek állapotának megítélése
Az akut fázis fehérje (CRP) mérésének indikációs területei
• Infekciók monitorozása, a terápia hatékonyságának megítélése
• Autoimmunbetegségek (pl.RA, vasculitis) gyulladásos folyamatainak, aktivitásának megítélése
• Műtéteket követően a sebgyógyulás nyomonkövetésére, az esetleges sebfertőzés diagnosztizálására
• Szervátültetéseknél a kilökődés diagnosztizálására• A fertőzések diagnosztizálása olyan betegeknél,
akiknél az állapotuk nehezen megítélhető (eszméletlen beteg, koraszülött, idős beteg)
Krónikus gyulladás• Tartósan jelenlevő kórokozó (a mikroorganizmus
sejtfalának egyes alkotói megakadályozzák a kórokozó bekebelezését)
• Tartósan jelenlevő antigén – autoimmun foly.ban folyamatos B sejt aktiváció
• Aktivált makrofágok olyan citokineket termelnek, melyek közvetetten TGF-felszabaduláshoz vezetnek. A TGF-aktiválja a fibroblasztokat, melyek I. típusú kollagént termelnek, szervekben lerakódva fibrózist (funkciókárosodást) okoz.
• Apoptózis folyamatának zavara
• Akut gyulladás• Szepszis: grammnegatív
baktériumok váltják ki, kontrollálatlan, az egész testre kiterjedő életveszélyes gyulladás
véralvadási rendszer felbomlása- szeptikus shock
• toxikus shock szindróma grammpozitív baktériumok
váltják ki
• Krónikus gyulladás• Daganatos
megbetegedések:• Májrák: Hepatis C/B• Tüdőrák: cigarettafüst
által kiváltott krónikus gyulladás
• Petefészekrák: Papilloma vírusok, Clamydia
A gyulladás folyamata II.Sejtes válaszok
• Neutrofil toborzás migráció, kemotaxis • Opszonizáció és fagocitózis oxidatív burst, bakteriális killing és szöveti
károsítás
Gyulladásos sejtek
• Neutrofil granulociták• Monocitákés a belőlük differenciálódó
makrofágok• Eo• Ly• Plazma sejtek• Endoteliális sejtek• Fibroblasztok
Kevert gyulladásos infiltrátum(makrofágok, eozinofilok, plazmasejtek)
Fagocitózis I.• A fagocita sejtek valamilyen partikulumot vesznek fel és emésztenek meg (mikroorganizmusok,
oldhatatlan részecskék, károsodott v. elhalt sejtek, aktivált alvadási faktorok).
• A fagocitózis fázisai:• 1. Kemotaxis: a sejtek mozgása a kemotaktikus faktorok gradiensének irányába (direkt hatás:
C5a, C3a, bakteriális termékek: muramilpeptidek, FMLP; indirekt: kül. faktorok, citokinek, leukotriének)
• 2. Adherencia - a felvételre kerülő anyagok megkötése egyszerű felismerő mechanizmusok által vagy opszonizáció segítségével. Opszoninok: megnövelik a fagociták képességét, hogy bekebelezzék a kórokozót
• Védenek a kapszulák és egyéb mikrobiális mech.ok ellen, melyek gátolnák a fagocitózist• Antitestek: IgG (IgG3 és IgG1 jó opszonin, vvt-n 15-30ezer IgG az optimális)• Komplement faktor C3 (C3b és C3bi) kovalensen kötődik a baktériumhoz és a fagociták (Mo, PMN, M) receptorukkal felismerik• A legtöbb organizmus nem fagocitálódik opszoninok nélkül
A fagocitózisban résztvevő receptorok
• 1. Szénhidrátreceptorok: mannóz és glükán receptorok. A fagocitózis spec. antitestek vagy komplementaktiválódás nélkül is végbemegy Mo: -glükán R, M: -mannánR
• 2. Fc receptorok Ig-nal fedett, szenzitizált partikulák
• 3. Komplement receptorok• 4. Scavanger receptorok
az oxidált lipidek és glikozilált végtermékek felvételét segíti elő
IgG receptorok
-Fab régió reagál a mikroorganizmussal
-Fc domain a PMN v. Mo felszínén
-3 osztály
FcRI (CD64)
FcRII (CD32)
FcRIII (CD16)
Komplement receptorok• CR1 (CD35) - C3b, C4b• CR2 - C3d• CR3 (CD11b/CD18)
– C3bi és ezt tartalmazó immunkomplexek– fibrogen, fibrin, laminin – ICAM-1 – opsonin hiányában is köti a S.aureus, group B Strep, E.coli (via
mannose specific ligand), Bordetella pertussis, Histoplasma capsulatum, Leishmania, Zymosan (gomba sejtfal)
Fagocitózis II.• 3. Membránaktiváció, pszeudopódium képződés A partikulumok
kapcsolódását az aktin-miozin fehérjék aktivációja és a mikrofilamentáris hálózat átalakulása követi. A szomszédos receptorok szekvenciálisan a mikróba felületéhez tapadnak, a fagocitasejt membránja begyűrődik, cippzárhoz hasonlóan kiterjed és körbeveszi a részecskét.
• 4. Fagoszóma képződés A pszeudopódium fúzionál a membránnal és a képződött hólyagocskában a partikulum bekerül a fagocitasejt citoplazmájába (fagoszóma).
• 5. Fagolizoszóma képződés A fagoszóma beljebb mozog a sejtben, egyesül a citoplazmatikus granulumokkal (lizoszóma) létrehozva a fagolizoszómát. Ezek tartalmazzák a hidrogénperoxidot, aktív oxigén gyököket, peroxidázt, lizozimot és hidrolitikus enzimeket, mely utóbbiak fehérje-, zsír-, nukleinsav- és szénhidrátbontó képességgel rendelkeznek.
• 6. A felvett anyag lebontása és degradációs termékek kibocsájtása
Killing• Két fő mechanizmus:• 1. Oxidatív (NADPH oxidáz: O2 O2
- )
e- O2- + 2H+
H2O2 (SOD) Cl- + H2O2 OCl- + H2O (MPO) NO: L-arginin átalakulásakor
• 2. Nem oxidatív Enzimek, citoplazmatikus granulumok pH változás
Neutrofil granulocita
Phagosome
O2
O2-
H2O2
NADPH + H+
NADP+
HMP
NADPHOxidase
GSSG
GSHGR GP
SODO2
-
H+
Catalase
H2O + O2
SOD
Stimulant
PKC(PMA)
Lipid Peroxidation
Phospolipase A2 activity
H2O2
H2O
H2O2
+O2
-
OH.
Leukotrienes
A fagocitarendszer kóros állapotai• Elsődleges és másodlagos hiányok• Migrációcsökkenés: kemotaktikus
faktorok receptorainak hiánya (C5a, C3aR) genetikai úton, vagy szerzett pl. tartós kortikoszteroid terápia következményeként, diabetes, AIDS.
• Felvételért felelős receptorok (Fc, CR) csökkent működése SLE, monocitás leukémia
• Intracelluláris killing defektusa Krónikus granulómás betegség (CGD), tumorok, Wiskott-Aldrich szindróma
• Degranuláció folyamatának defektusa Chediak-Higashi szindróma
Fagocita aktivitás mérés• Szabadgyökképzés méréssel Kemilumineszcencia,
NBT redukció, O2- mérés citokróm C redukcióval (H2O2 mérés fenolvörös
redukcióval, O2 konszumpció mérés)
• Fagocitózis fénymikroszkópos meghatározása Fagocita index: 100 sejt által megkötött illetve felvett partikulák száma osztva 100-zal (sejtszámmal)
• Áramlási citometriával• Intracelluláris killing mérése Direkt
úton: a baktérium v. gomba hány %-át pusztítja el adott idő alatt a fagocita sejt. (A fagocita sejtek lízise után megmérjük, hogy a kórokozó milyen százalékban tenyészthető tovább). Acridin orange (élő organizmus zöld színnel, elölt vörös színnel fluoreszkál)