BUŇKY NESPECIFICKÉ FUNKČNÍ CHARAKTERISTIKA BUNĚK. Buňky zánětlivé reakce. Buňky prezentující antigen. Buňka přirozené cytotoxicity

Transkript

1 BUŇKY NESPECIFICKÉ IMUNITY A JEJICH FUNKCE FUNKČNÍ CHARAKTERISTIKA BUNĚK Buňky zánětlivé reakce Neutrofil Eosinofil zejména v infekčním (bakteriálním) zánětu. s výraznou fagocytární a baktericidní aktivitou buňka významná v obraně proti parazitům Žírná buňka hlavní buňka hypersenzitivní reakce I. typu Buňky prezentující antigen Makrofág fagocytující i efektorová buňka propojuje nespecifickou a specifickou imunitu Dendritická buňka prezentující antigen, není efektorová Buňka přirozené cytotoxicity NK buňka cytotoxická buňka přirozený zabíječ Neutrofilní granulocyt malé až středně velké leukocyty, tyčkovité až segmentované jádro, různě se barvící granula krátce žijící, v krvi kolují asi 6 hodin, ve tkáni asi 2 dny fagocytóza výrazná, pinocytóza omezeně hlavní populace časné antibakteriální obrany účastní se akutní fáze buněčné reakce zánětlivého procesu

2 Eosinofilní granulocyt fagocytóza i jiné zánětlivé funkce buňka zánětlivé reakce při hypersenzitivitě I. typu hlavní úloha je účast v ochraně proti mnohobuněčným parazitům eosinofily uvolňují antiparazitární působky do svého okolí Bazofilní granulocyt žírné buňky obsahují granula s histaminem a dalšími mediátory a enzymy na povrchu vysokoafinitní receptor pro Fc fragment IgE. bazofily kolují v krvi, žírné buňky jsou ve tkáni žírné buňky jsou ústřední buňkou při zánětlivé reakci spojené s hypersenzitivitou I. typu Monocyt makrofág dendritická buňka monocyt v krvi středně velká, jednoduché jádro ledvinového tvaru, bazofilní cytoplazma v krvi koluje krátce, je přímým prekurzorem makrofágů makrofág ve tkáních, dlouhožijící buňka vykazuje značnou morfologickou heterogenitu podle lokalizace mají různá jména buňka chronické fáze zánětlivé reakce dendritická buňka - velmi členitá, cípatého tvaru, různých jmen

3 Makrofág dendritická buňka MAKROFÁG fagocytóza výrazná do místa zánětu vstupuje po 6-12 h, s výraznou produkcí cytokinů mikrobicidní aktivita slabší než u neutrofilů, prezentuje antigen DENDRITICKÁ BUŇKA materiál pohlcuje spíše pinocytózou s výraznou schopností prezentovat antigen MECHANISMY NESPECIFICKÉHO ROZPOZNÁVÁNÍ MECHANISMY NESPECIFICKÉHO ROZPOZNÁVÁNÍ rozpoznání cizích mikrobiálních struktur molekulární znaky patogena receptory rozpoznávající patogen příkladem znaků patogena je LPS G- bakterií nebo peptidoglykany G+ bakterií příkladem rozpoznávajících receptorů jsou toll-like like receptory aktivace C3 konvertázy mikrobiálním povrchem spouští alternativní dráhu komplementu rozpoznání cizích a odcizených buněk změny (nedostatek) MHC I x KIR receptory NK buněk molekuly objevující se u infikovaných nebo nádorových buněk aktivují NK buňky, Tc lymfocyty a b. myeloidní linie k indukci apoptózy změněných buněk snížení exprese CD47 stárnoucích buněk vede k fagocytóze

4 RECEPTORY NESPECIFICKÉHO ROZPOZNÁNÍ Toll-like like receptory poznány nejdříve jako toll-receptory drosofil jsou charakterizovány extracelulární částí bohatou na leucin vážou molekuly s lipofilní částí (lipopolysacharid, kyselinu lipoteichovou, peptidoglykany, lipoproteiny) rozpoznávají nejrůznější mikroorganismy viry, bakterie, houby NOD molekuly nitrobuněčné receptory rozeznávají mikroorganismy, které se dostaly do cytoplazmy TLR TLR 1, TLR 2 TLR 3 TOLL-LIKE LIKE RECEPTORY rozpoznávaná struktura lipopeptidy (gramnegativní bakterie), lipoteichová kyselina (grampozitivní bakterie) lipoarabinomanan (mykobaktérie) zymosan (houby) dvouvlákná RNA (viry) TLR 4 (+ CD14) lipopolysacharid (gramnegativní bakterie) TLR 5 TLR 6, TLR 2 flagelin (bakterie) bakteriální lipidy TLR 7, TLR 8 jednovlákná RNA (viry), malá interferující RNA, imiquimod TLR 9 nemetylovaná CpG DNA (bakterie) RECEPTORY NESPECIFICKÉHO ROZPOZNÁNÍ Receptor pro manózu lektin, sloužící makrofágům k fagocytóze mikroorganismů, které obsahují manózu nebo fukózu CD14 receptor na monocytech a neutrofilech váže LPS bakterií (navázaný na sérový LBP) zvyšuje citlivost k LPS až 1000x, důležitý při sepsi interakce CD14 s LPS indukuje produkci IL12, a prozánětlivých cytokinů (IL1, IL-6, TNFα) SR - scavenger receptor na makrofázích, jaterním endotelu rozpoznává stěny bakterií a kvasinek (váže LPS a kys. lipoteichovou)

5 RECEPTORY PRO KOMPONENTY IMUNITNÍHO SYSTÉMU Napomáhají rozpoznání v nespecifické imunitě, při fagocytóze aj. Receptory pro komplement CR1 (CD35) receptor pro C3b a C4b CR2 (CD21) receptor B lymfocytů pro CD3d a C3g CR3 (CD11b/CD18); CR4 (CD11c/CD18) receptory pro ic3b Receptory pro Fc část imunoglobulinů FcγRI (CD64) vysokoafinitní receptor monocytů FcγRII (CD32) nízkoafinitní receptor fagocytárních buněk FcγRIII (CD16) nízkoafinitní receptor NK buněk (a neutrofilů) FcµR receptor pro IgM, FcεRI (CD35) a FcεRII (CD23) receptory pro IgE FAGOCYTÓZA Je nejstarším imunitním dějem, vyskytujícím se i u nižších organismů. Je to děj zajišťující pohlcování a zpracování cizích, nemocných, nefunkčních a mrtvých buněk a jiného korpuskulárního materiálu. Je však i základem navazujících dějů a součástí zánětu ZÁKLADNÍ TERMINOLOGIE ENDOCYTÓZA obecný název pro pohlcování materiálu buňkou FAGOCYTÓZA pohlcování kospuskulárního materiálu (buněk nebo jejich částí, bakterií apod.) PINOCYTÓZA pohlcování menších částic a makromolekul (pod 100 µm)

6 FAGOCYTÁRNÍ BUŇKY NEUTROFILNÍ GRANULOCYTY nevýraznější fagocytární buňka tři typy granulí s lytickými enzymy výrazné oxidativní vzplanutí (radikály kyslíku a chlóru) nejsou schopny prezentovat antigen! MAKROFÁGY výrazné fagocytární buňky méně mikrobicidních látek u aktivovaných mφ výrazná aktivita dusíkových radikálů produkce TNF i dalších cytokinů regulační a efektorové funkce schopnost prezentace antigenu! EOSINOFILNÍ GRANULOCYTY buňka zánětlivé reakce, především u hypersenzitivity I. typu fagocotóza méně výrazná FAGOCYTÓZE PŘEDCHÁZÍ VYCESTOVÁNÍ NEUTROFILŮ (A DALŠÍCH BUNĚK) DO MÍSTA ZÁNĚTU Do místa zánětu je buňka lákána chemotaktickými signály Diapedézu zajišřují adhezivní molekuly na povrchu endotelií a fagocytárních buněk CHEMOTAKTICKÉ SIGNÁLY NEUTROFILŮ bakterie (formylpeptidy) infikovaný epitel poškozený epitel IL-8 PAF C3a a C5a složky komplementu NEUTROFIL leukotrien B 4 makrofág

7 FÁZE VYCESTOVÁNÍ NEUTROFILŮ Z CÉV VALIVÝ POHYB ZACHYCENÍ DIAPEDÉZA exprese selektinů Exprese integrinů a adhezinů Ig rodiny ROZPOZNÁVÁNÍ PŘI FAGOCYTÓZE receptory nespecifického rozpoznání manózový receptor galaktózový receptor scavengerový receptor CD14 - receptor pro LPS TLR (2, 4) receptory pro složky komplementu (CR) receptory pro imunoglobuliny (FcR) OPSONIZACE OPSONIZACE PŘI FAGOCYTÓZE bakterie opsonin IgG γ Fc receptor makrofág opsonin C3b složka komplementu CR1 receptor

8 SCHÉMA FAGOCYTÓZY vazba částice na membránu fagocytu ingesce ve fagosomu fúze fagosomu s lysosomem digesce ve fagolysosomu uvolnění produktů rozkladu z fagocytu REAKTIVNÍ LÁTKY VE FAGOCYTÓZE LÁTKY OBSAŽENÉ V LYSOSOMECH lysozym destruuje bakteriální stěnu defenziny zabíjejí grampozitivní bakterie laktoferin váže železo serinové proteázy mikrobicidní pro G- bakterie hydrolázy rozkládají bakteriální produkty kolagenáza narušuje pojivové tkáně BPI baktericidní protein REAKTIVNÍ RADIKÁLY KYSLÍKU ROI O2 -, OH -, 1O 2-, H 2 O 2, HOCl, NH 2 Cl respirační vzplanutí REAKTIVNÍ RADIKÁLY DUSÍKU NOI NO, NO 2, HNO 2 ANTIMIKROBIÁLNÍ LÁTKY BUNĚČNÝCH GRANUL A TĚLNÍCH TEKUTIN Lysozym kationický protein granul, séra a sekretů sliznic narušuje glykosidickou vazbu mezi N-glukózaminem a N- acetylmuramovou kyselinou G+ bakterií Laktoferin je přítomen v séru, cervikálním hlenu, semeni, slzách Vyvazuje Fe 3+ nutné pro bakteriální cytochromy brání adherenci bakterií k epitelům Defenziny antibakteriální kationické proteiny bohaté na arginin obsažené v azurofilních granulech neutrofilů popsáno asi 50 α-defenzinů, 20 β-defenzinů nebyly nalezeny u skotu, prasat ani koní

9 REAKTIVNÍ RADIKÁLY KYSLÍKU REAKTIVNÍ RADIKÁLY DUSÍKU TVOŘÍ SE PŘEDEVŠÍM U AKTIVOVANÝCH MAKROFÁGŮ makrofágy jsou aktivovány IFNγ (TH1 Ly) katalytický enzym je inducibilní NO syntáza působí mikrobicidně zejména na intracelulární patogeny PŘIROZENÁ CYTOTOXICITA Je jedním z dějů nespecifické - přirozené obrany proti intracelulárním patogenům a nádorovým buňkám, uplatňují se i v regulaci fyziologických dějů organismu.

10 DVA ZPŮSOBY ZÁNIKU BUŇKY NEKRÓZA indukce zánětu APOPTÓZA rychlé odsranění fagocytem bez indukce zánětu CYTOTOXICKÉ MECHANISMY NK Mf TNF Fas ligand nesekreční cesta APOPTÓZA Tc ROZPOZNÁNÍ terčové buňky sekreční cesta AKTIVACE cytotoxických buněk LÝZA APOPTÓZA perforiny granzym B v granulích zabíječe NK - buňky natural killer - přirozený zabíječ velký granulární lymfocyt trvale přítomná azurofilní granula obsahují perforiny a granzymy buňka neadherující, nefagocytující hlavní buňka přirozené cytotoxicity protivirová aktivita protinádorová aktivita

11 ROZDÍLY PŘIROZENÉ A NESPECIFICKÉ CYTOTOXICITY efektorové buňky rozpoznávání cytotoxické látky nespecifická NK exprese MHC I trvale přítomny specifická Tc ag prezentován MHC I vznikají po aktivaci cytotoxická reakce stejná u obou typů ROZPOZNÁVÁNÍ CÍLOVÝCH BUNĚK NK BUŇKAMI MHC I KIR GP normální buňka NKAR NK buňka infikovaná virem NK MECHANISMUS CYTOTOXICKÉ REAKCE Fas ligand Fas inaktivní ICE ICE granzymy pro IL-1β IL-1β virus růstový faktor porucha DNA Tc perforinové póry substrát DNáza APOPTÓZA Terčová buňka

12 MECHANISMUS CYTOTOXICKÉ REAKCE granule perforiny Cytotoxická buňka Terčová buňka INTERFERONY INTERFERONY Typ I IFNα, IFNβ jsou produkovány buňkami napadenými virem mají podobné dráhy aktivace mohou přímo inaktivovat viry mohou se vána povrchový receptor (CDw118, CDw119) a zabraňovat napadení buňky Typ II IFNγ je produkován Th1 lymfocyty má především regulační funkci výrazně aktivuje makrofágy

13 MECHANISMUS ÚČINKU INTERFERONŮ elf2 inaktivní proteinkináza aktivní PK P1 fosforylovaná elf2 INTERFERON VIROVÁ ds RNA INHIBICE VIRŮ aktivní RNAáza L inaktivní 2 5 oligo - adenylátsyntetóza aktivní 2 5 OAS inaktivní RNAáza L