Immunológia 2

Bariéry

Bunky

Nešpecifické obranné mechanizmy

• vrodené• pripravené reagovať okamžite• stále v priebehu reakcie• nemenné podľa veku pacienta• rovnako reagujúce proti všetkému• bez pamäte• rovnako intenzívne • vždy ako po prvýkrát

Bariéry = 1.línia

obrany

• proti mikroorganizmom a látkam, ktoré produkujú, proti jedom aj mechanickým nečistotám

• mechanické, biologické a chemické bariéry• bránia vstupu mikroorganizmov do

sterilného a na zdroje bohatého prostredia tkanív

Bariéry

• Koža – fyzikálne, chemické, Mi

• Sliznica GIT- fyzikálne, chemické, Mi

• Dýchacie cesty – fyzikálne, chemické, Mi

• Urogenitálny trakt – fyzikálne, chemické, Mi

rôzne významné

Fyzikálne bariéry• Koža – rôzne hrubá- 5 vrstiev – 4 vrstvy rôzne zrelých keratinocytov , ktoré sa

stále delia- stratum corneum – najvrchnejšia, vrstva odumretých

buniek, odlupujú sa spolu s prichytenými mikróbmi- vodotesná, bráni dehydratácii, pre mikroorganimy

nevhodné suché prostredie- (spolupôsobia chemické a biologické bariéry – pot,

produkty mazových žliaz, fyziologiká mikroflóra)

Obranné mechanizmy kože

• Epidermis vode odolná bariéra• Kožné žľazy produkujú mikrobicídne molekuly ako

maz a pot, slabo kyslé pH a ukladanie soli na povrchu kože.

• Dermis obsahuje fagocytujúce bunky (napr. neutrofily, makrofágy)

• Komenzálne mikroorganizmy secernujú mastné kyseliny, ktoré inhibujú kolonizáciu inými mikroorganizmami.

Fyzikálne bariéry

• Sliznice – epitelové bunky vystieľajú telové dutiny a sú v kontakte s vonkajším prostredím

• Výmeny molekúl a iónov, zabránenie prestupu mikroorganizmov, odlupovanie povrchových vrstiev a odstraňovanie mikroorganizmov

• Epitel obsahuje pohárikové bunky, ktoré secernujú hlien (4 litre denne v GIT - reabsorbovaný)

• Hlien – mechanicky zachytáva mikroorganizmy a nečistoty (respiračný trakt)

- chráni sliznice a tkanivo pred pôdobením tráviacich enzýmov (GIT)

Obranné mechanizmy slizníc

• Hlien vychytáva mikroorganizmy• Riasinky ho posúvajú a je

vylúčený kašľaním a kýchaním • Protektívne komenzálne

mikroorganizmy inhibujú rast patogénov

• mikrobicídne molekuly, enzýmy a kyseliny produkované

a secernované na sliznice

Dýchacie cesty• pohyb jemných chĺpkov vo vchode do nosa pri dýchaní

– mechanické zachytenie nečistôt (10m)• riasinky epitelu – posúvajú zachytené nečistoty smerom

von – nosový sekrét• vylúčné sú kýchaním a kašľaním• pohyb riasiniek epitelu je poškodený fajčením a

chronickým požívaním alkoholu• význam epitelu a hlienu – geneticky podmienená

porucha permeability pre chloridové ióny a tvorby hlienu - Cystická fibóza – viskózny, hustý = opakované respiračné infekcie (Pseudomonas aeruginosa)

Urogenitálny trakt• Mechanická bariéra• Močenie –zabránenie postupu baktérií smerom do mechúra a

ureterov a obličiek - vylúčenie baktérií

Ochorenie• Pevná adherencia mikroorganizmov – fimbrie umožňujúce

väzbu na epitel (gonokoky, E.coli) • Anatomické zmeny, striktúry, kamene – brániace pravidelnému

a silnému prúdu moču• Katetétre – najčastejšia príčina infekcií u hospitalizovaných

pacientov

Chemické bariéry

• pH – koža, mazové žľazy, žalúdok, vagína

• mikrobicídne látky – na koži, v pote, slzách, GIT, respiračnom trakte,

• lyzozým, RNáza, DNáza, kyselina chlorovodíková,

pH

medicínsky významné baktérie sú neutrofilné, pH < 6,0 inhibuje ich rast

Koža – mazové a potné žlazy – slabo kyslé – pH kože 5,5., Maz – lipidy,

Žalúdok – málo baktérií., pH 1,0-3,0 bráni kolonizácii čreva

Vagína – pH 4,4 – 4,6 je výsledkom produkcie kys.mliečnych baktérií Lactobacilli spp. v prostredí obsahujúcom glykogén

Mikrobicídne látky

• Viaceré tkanivá, ktoré sú v kontakte s prostredím secernujú mikrobicídne molekuly – inhibujú alebo zbíjajú mikroorganizmy, ktoré sa snažia kolonizovať sliznice

Koža

antimikrobiálne peptidy produkované bunkami v koži – defenzíny, katelicidin – inhibujú mikrobiálny rast priamo alebo poškodením membrán, uľahčujú ingesciu

- chemoatraktanty pre bunky nešpecifickej imunity

mastné kyseliny – uvoľňované niektorými komensálnymi baktériami inhibujú rast iných

Pot

• lyzozým – enzým ničiaci peptidoglykan (súčasť bakteriálnej steny)

• RNáza a DNáza – prítomné na koži (dostatočne mocné, aby denaturovali molekuly pri genetikých testoch)

• Odparovanie potu vytvára slané prostredie, ktoré inhibuje rast mnohých baktérií

Sliznice

• Respiračný trakt – mikrobicídne molekuly – -defenzíny. Obaľujú miroorganizmy a robia ich náchylnejšími na ingesciu a deštrukciu fagocytózou

• GIT – mikrobicídne molekuly – -defenzíny., 22 tráviacich enzýmov v slinách, žalúdku a tenkom čreve. lyzozým v slinách – trávenie aj ničenie patogénov

Slzy

• Lyzozým – antimikrobiálne pôsobenie – 1,4 glykosidická väzbu peptidoglykanu

Biologické bariéry – fyziologická flóra

Mikrobiálne prostredie človeka

• Koža 1012

• Vlasy 106/cm2

• Nosový sekrét 107/g

• Sliny 108/g

• Ústa 1012

• Stolica 108/g

• GIT 1014/g

Fyziologická mikrobiálna flóraFMF

• Kolonizácia hneď po pôrode (prostredie, typ stravy)

• Zloženie je rovnaké u rôznych zvieracích druhov - vytvorené na základe ekologických vzťahov

• Zloženie je relatívne stále v rámci druhu aj jedinca - zvyky, vek, prostredie

Vzťah medzi človekom a fyziologickou flórou

FMF Súčasť ekologických vzťahov

človeka s nepatogénnymi aj patogénnymi mikroorganizmami

- interferuje s patogénmi pri ich kolonizácii a invázii (boj o receptorové miesta, nutričné faktory)

- imunizuje hostiteľa proti patogénom prostredníctvom podobných alebo skrížene reagujúcich antigénov

- tvorba bakteriocínov - je možné ju omylom považovať za etiologické agensy (morfologická

podobnosť a prítomnosť na slizniciach)- môže prebrať funkciu patogénov, ak nešpecifické imunitné

mechanizmy zlyhávajú (FMF je v podstate podmienenčne patogénna)

FMF

FMF = nosičstvo

• Normálna mikroflóra - štandardné vybavenie zdravého hostiteľa (Staphylococcus aureus na koži)

• Nosičstvo patogénnych mikroorganizmov - Salmonella typhi - patogén dlhodobo prítomný na sliznici organizmu po prekonaní ochorenia, vďaka získanej čiastočnej imunite, bez viditeľného škodenia - zdroj infekcie

Rozdelenie FMF

• Pravdepodobne súčasti povrchu baktérií sú zodpovedné za typickú distribúciu FMF spolu s prostredím, ktoré osídľujú

• Závisí na veku, hormonálnej aktivite, prijímaní potravy - novorodenec, fertilita

• Je ovplyvnené chorobnými stavmi -achlorhydria žalúdka - terapiou – prostredím

Spojovkový vak

• Haemophilus sp., nehemolytické streptokoky, koaguláza-negat. stafylokoky - pri odbere možnosť kontaminácie z okolitej kože

Dutina nosová

• Staphylococcus epidermidis a koaguláza -, Staphylococcus aureus,

• Corynebacterium sp.• Haemophilus sp., Neisseria sp.,

Str. pneumoniae• Moraxella catarrhalis• Streptococcus mitis, salivarius, viridans

- možná kontaminácia pri odbere z okolitej kože

Dutina ústna

• Staphylococcus epidermidis, Streptococcus salivarius, Lactobacillus acidophilus, Corynebacterium sp., Actinomyces bifidus, Leptotrichia buccalis, Treponema dentium, Mycoplasma sp., Spirrilum sp. Streptococcus mutans, Anaeróbne mikrokoky, Streptococcus mitis, Anaeróbne streptokoky, Neisseria sp., Bacteroides sp., Actinomyces israelli, Fusobacteriom sp., Candida albicans, Moraxella catarrhalis, Veillonela alcalescens, Kingela, Eikenella

Farynx

• Streptococcu salivarius, Neisseria sp., Corynebacterium sp., Fusobacterium sp., Treponema dentium, Klebsiella aerogenes, Proteus sp., Moraxella catarrhalis, Streptococcus mitis, anaerobné streptokoky, Veillonella alcalescens, Bacteroides sp., Vibrio sputorum, Actinomyces israelli, Haemophilus sp.

Hrubé črevo• Počet baktérií stúpa smerom kaudálnym 1010/g obsahu• U kojených detí - lactobacilus• Pri zmiešanej strave - E. coli, Bacteroides, Clostridia,

Enterococcus• Streptococcus mitis, Enterococcus faecalis,Lactobacillus

sp., Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Bacteroides sp., Mycoplasma sp., Candida albicans, Bifidovacterium bifidum, anaeróbne mikrokoy, Streptococcus salivarius, Clostridium sp., Alcaligenes faecalis, Klebsiella aerogenes, Fusobacterium sp., Eubacterium sp, Citrobacter sp., Proteus sp.

Koža

• Staphylococcus aureus koaguláza+

• Staphylococcus epidermidis, koaguláza-

• Propionibacterioum acnes (vývody potných žliaz, vlasové folikuly)

• Corynebacterium (difteroidné paličky)

• Clostridium

• Candida sp.

Vonkajšie genitálie

• Staphylococcus epidermidis, Enterococcus faecalis, Escherichia coli, Bacteroides sp., Mycobacterioum smegmatis, Fusobacterium sp., Corynebacterium sp. - difteroidné paličky, Streptococcus sp., anaeróbne streptokoky, Spirilium sp, Treponema dentium, Candida albicans, Mycoplasma sp.,

Vagina

• Anaeróbne mikrokoky, Neisseria sp., Haemophilus sp., Treponema dentium, Lactobacillus vaginalis, Streptococcus viridans, Corynebacterium sp.,

• kolonizovaná laktobacilmi hneď po pôrode + stafylokoky, enterokoky, difteroidné paličky

• puberta - laktobacily štiepia glykogén epitelu - acidita vaginálneho sekretu vo fertilnom období

• postmenopausa - zloženie ako pred pubertou

Močové cesty

• Dolná časť uretry môže byť kontaminovaná FMF z okolia - koža a vonkajší genitál, črevo

• stanovenie množstva baktérií –105

• pri cievkovanom moči, odber suprapubickou punkciou – akékoľvek množstvo

FMF je fyziologická

len v danom prostredí a zložení• ak je mikroorganizmus inokulovaný do -

prostredia za fyziologických podmienok sterilného alebo - do miest, kde netvorí súčasť FMF - vzniká ochorenie

• napr (Escherichia coli - FMF v čreve - v močových cestách spôsobí infekciu)

Úžitok FMF

• Vzájomná kontrola zloženia na základe - kontroly implantácie a kolonizácie patogénnymi mikroorganizmami

(Bifidobacterium v čreve kojených detí bráni kolonizácii črevnými patogénmi,

viridujúce streptokoky - blokujú kolonizáciu kandidou v ústach• tvorba vitamínov (K,B) - avitaminóza pri atb terapii• boj o energetické zdroje• dozrievanie imunity - endotoxin

Možné riziko z FMF pri zlyhaní imunity

• Podmienečne patogénne - iná lokalizácia, zmena zloženia

• Prítomnosť endotoxín produkujúcich baktérii - chronická intoxikácia

• Bacteroides - produkcia mutagénov• PNC-ázu produkujúce stafylokoky môžu znižovať

účinok terapie (PNC pri eradikácii gonokokov )• Streptokoky v dutine ústnej sa podieľajú na tvorbe

kazov,

Zmena zloženia FMF• Dysmikróbia - zmeny v jemnej rovnováhe zloženia

mikroflóry - širokospektrálne atb, ožarovanie,- premnoženie jedného druhu FMF - kolonizácia patogénnymi mikroorganizmami v určitom

prostredí (Staph. aureus v nemocničnom prostredí, Neisseria meningitidis u vojakov)

• Napr.zníženie priímu glukózy redukuje počet Str. mutans a lactobacilov - nedostatok glc na syntézu glukánu potrebného na adherenciu Str. mutans na povrch zubnej skloviny

Prostredie za fyziologických podmienok sterilné

• Dýchacie cesty kaudálne od farynxu• GIT od oesofagu - (prechodne len baktérie obsiahnuté

v strave a prehĺtnutých slinách) - po colon• Močové cesty - (ojedinele v kaudálnej tretine uretry )• Vnútorné pohlavné orgány• Stredné ucho• Vnútorné tkanivá • Orgány nervového systému

Materiály za fyziologických podmienok sterilné

• Punktáty - prínosových dutín, mäkkých tkanív, kĺbov, pleurálny, perikardiálny

• Spútum, aspirát z pľúc, stredoušnej tekutiny

• CSM

• Krv

• Moč

• Bioptický materiál zo žalúdka, čriev

Bunky vrodených imunitných mechanizmov

• Leukocyty – vyhľadávacie a ochranné bunky

• Kontrolujú tkanivá a orgány pohybom cirkuláciou v krvných a lymfatických cestách

• Klasifikované podľa morfológie, počtu lalokov jadra a prítomnosti granúl

• Účinkujú priamo alebo produkciou rozpustných molekúl

Hematopoetické línie

4.2

Pluripotentná kmeňová bunka

• ERY TRO LEU• stimulácia cytokínmi

• lymfoidná myeloidná

• NK T B neutrofily eozinofily bazofily monocyty makrofágy

• interakcia prostredníctvom receptorov alebo cytokínov • lymfokíny cytokíny monokíny

granulocyty

Pluripotentná hematopoetická bunka

• od nej sú odvodené imunokompetentné bunky

• kmeňová bunky, z ktorej sa môžu vyvinúť všetky typy leukocytov, erytrocytov aj trombocyty.

Leukocyty

• Biele krvinky – s viaclaločnatým jadrom a obsahujúce veľké množstvo cytoplazmatických granúl – granulocyty

-- s uniformným jadrom a cytoplazmou bez granúl alebo len s malým počtom granúl – agranulocyty (35% - 38%) odvodené od prekurzora – lymfoidnej línie

-- myeloidnej línie

4.1

Agranulocyty - lymfoidná línia

• Lymfocyty 4.3 - B bunky – sídlia v kostnej dreni, schopné syntetizovať imunoglobulíny, keď sa diferencujú na plazmatické bunky

- T bunky – pôvod majú v kostnej dreni, sú zmenené v týmuse a opúšťajú týmus do cirkulácie

- NK bunky – odlišné od T a B buniek – veľké nefagocytujúce granulárne leukocyty. Ničia abnormálne ( infikované alebo nádorové) hostiteľské bunky (10% lymfocytov)

Myeloidná línia monocyty a makrofágy

• Mononukleárne bunky diferencujúce sa z myeloidných prekurzorov - monocyty v cirkulácii – 1-2 dni v cirkulácii, potom prestupujú do tkanív, kde zotrvajú niekoľko mesiacov - makrofágy v tkanivách

Upratovacie bunky (5%-7% leukocytov) – vychytávajú bunkové zbytky, častice, cudzie bunky – degradujú ich

• Dendritické bunky –aktívne fagocytujúce bunky (fagpcytóza, makropinocytóza) hlavne v mieste vstupu mikroorganizmov, sú, myeloidného aj lymfoidného pôvodu 4.5

Granulárne leukocyty

• Mnoholaločnaté jadro, cytoplazmatické granuly obsahujúce - amíny – farbitelné bazickými farbivami - bazické proteíny – farbitelné acidofilnými alebo eozinofilnými farbivami

• Neutrofily• Bazofily a mastocyty• Eozinofily

Neutrofily• 60% periférnych leukocytov, PMNL –

polymorfonukleárne leukocyty - rôzny počet jadrových segmentov (2-5) - polčas prežívania – 7 hodín, - 100 tisíc nových denne - diferenciácia (2 týždne): metamyelocyt – obličkovité jadro juvenilná paličkovitá forma segmentovaný leukocyt

• Účinne zabíjajú baktérie. • Prítomné pri akútnych infekciách

Bazofily a mastocyty

Úloha pri alergických reakciách

Obshujú acidofilné granuly obsahujúce vazoaktívne amíny (histamín) – kontrakcia hladkej svaloviny, - farbitelné bazofilnými farbivami

• Bazofily – 0% -1% v cirkulácii

• Mastocyty – v tkanivách

Eozinofily

0% - 5% periférnych krvných leukocytov

• Dvojlaločnaté granulocyty

• Eosinofilné granuly – basické proteíny

• Aktívna účasť vrodených aj získaných imunitných mechanizmov parazitárnych infekcií (infekcie parazitárnymi červami).