ANTIMIKROBIÁLNÍ MOLEKULY NESPECIFICKÉ IMUNITY

Transkript

1 ANTIMIKROBIÁLNÍ MOLEKULY V SÉRU A TĚLNÍCH TEKUTINÁCH ANTIMIKROBIÁLNÍ MOLEKULY NESPECIFICKÉ IMUNITY V těle je mnoho (efektorových) molekul, které jsou přítomny na bariérách v různých sekretech (slzy, sliny, mléko), uvnitř buněk apod. Mnohé z nich mají antimikrobiální účinek (antibakteriální, protivirový...) nebo ovlivňují zánětlivou reakci ANTIMIKROBIÁLNÍ MOLEKULY V SÉRU A TĚLESNÝCH TEKUTINÁCH Lytické enzymy Antimikrobiální peptidy (defensiny) Kollectiny Lysozym Proteiny vážící železo Proteiny akutní fáze zánětu Komplementový systém Interferony 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

2 DALŠÍ HUMORÁLNÍ FAKTORY SÉRA DALŠÍ HUMORÁLNÍ FAKTORY SÉRA Kollektiny sérové lektiny s kolagenovou oblastí lektinová část váže bakteriální polysacharidy kolagenová část se váže na membrány fagocytů Surfaktantové proteiny SP-A SP-D vážou bakteriální polysacharidy s terminální manózou vážou se také na C+q receptor alveolárních makrofágů Protein vážící manózu MBP váže manózu a glukózamin baktérií, virů, prvoků a hub Konglutinin - u přežvýkavců shlukuje bakterie potažené složkou C3 - zvyšuje fagocytózu Fibronektin bílkovina plazmy a extracelulární matrix významná při koagulaci a regeneraci ran má vazebná místa pro fibrin, kolagen C1q složku vazbou na fibronektinové receptory neutrofilů (a bakterií) urychluje fagocytózu (bez opsonizace) 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

3 MECHANISMUS ÚČINKU INTERFERONŮ inaktivní proteinkináza aktivní PK P1 INTERFERON VIROVÁ ds RNA INHIBICE VIRŮ aktivní RNAáza L inaktivní 2 5 oligo - adenylátsyntetóza aktivní 2 5 OAS elf2 fosforylovaná elf2 inaktivní RNAáza L KOMPLEMENT Rozsáhlý efektorový a regulační systém schopný zabíjet mikroorganismy, usnadňovat fagocytózu a indukovat mediátory zánětu. Tvoří jej soubor více než 30 proteinů vyskytujících se v séru a tkáňových tekutinách v neaktivní formě. Aktivace komplementového systému se uskutečňuje káskádou na sebe navazujících reakcí. KOMPLEMENTOVÝ SYSTÉM AKTIVAČNÍ DRÁHY KOMPLEMENTOVÉHO SYSTÉMU složky fragmenty konvertázy faktory inhibitory C1qrs, C2, C3, C4, C5, C6, C7, C8, C9 C2a, C2b, C3a, C3b, C4b2a, C3bBb faktor D, faktor B, properdin, DAF C1 inhibitor klasická dráha alternativní dráha spouštěcí signál Fc část IgG n. IgM mikrobiální povrch aktivační proteáza C1s faktor D prekursorové proteiny C4 + C2 C3 + faktor B C3 konvertáza C4b2a C3bBb C5 konvertáza C4b2a3b C3bBb3b lektinová dráha obdobná klasické, místo C1 ji spouští MBP - manózu vážící protein na povrchu mikroorganismů

4 AKTIVAČNÍ CESTY KOMPLEMENTU LYTICKÝ KOMPLEX KOMPLEMENTU KLASICKÁ CESTA Komplex Ag-Ab b C1qrs aktivovaná C1qrs C2 C2b Poly C9 C4 C4b C4b2a C4b2a3b C4a C3a B C3 Ba C3a C3b C3a C5 C5b C5a C6 C7 C8 C9 MAC C3 C3b C3bBb C3bBb3b MIKROB D ALTERNATIVNÍ CESTA C1 SLOŽKA KOMPLEMENTU

5

6 PROTEINY REGULUJÍCÍ KOMPLEMENTOVÝ SYSTÉM C1 inhibitor Faktor H Faktor I DAF S protein oddělí složky C1q a C1rs váže C3b, blokuje vznik C3 konvertázy spolu s C4Bb, MBP nebo CR1 vyvolává štěpení C3b, C4b (vzniká C3bi, C3dg, C4c) urychluje rozpad C3 konvertázy (klasické i alternativní dráhy) blokuje solubilní C5b67, aby se nenavázala na membránu BIOLOGICKÉ AKTIVITY KOMPLEMENTU BIOLOGICKÉ ÚČINKY SLOŽEK KOMPLEMENTU degranulace žírných buněk opsonizace aktivace B buněk produkce protilátek lýza cizích buněk, bakterií, obalených virů KOMPLEMENT zvýšení propustnosti kapilární stěny odstraňování imunitních komplexů chemotaxe fagocytů aktivace neutrofilů Buněčná lýza MAC C5b-9 Zánětlivá reakce chemotaxe a extravasace C3a, C5a, C5b67 zvýšení permeability cév C5a, C2a shlukování destiček C3a, C5a degranulace žírných buněk C3a, C5a (anafylatoxiny) degranulace eozinofilů C3a, C5a uvolnění enzymů z neutrofilů C5a Opsonizace při fagocytóze C3b, ic3b, C4b Regulace funkce B lymfocytů C3b Odstranění imunitních komplexů C3b

7 B-lymfocyty a komplement RECEPTORY PRO KOMPLEMENT CR1 (CD35) - receptor pro C3b a C4b CR2 (CD21) - receptor B lymfocytů pro CD3dg, C3bi CR3 (CD11b/CD18) - receptory pro C3bi CR4 (CD11c/CD18) - receptory pro C3bi C3a/C4aR receptory pro C3a (C4a) na ž.b. C5aR receptor pro C5a na ž.b. ZÁNĚT Je jedním ze základních obranných mechanismů organismu. Komplex vzájemně propojených dějů imunitního i dalších systémů, jimiž organismus reaguje na porušení své integrity spojené s buněčnou nekrózou. CHARAKTERISTIKA ZÁNĚTU AKTIVACE SYSTÉMŮ Zánět je primárně obranná reakce, jejímž cílem je zneškodnění noxy, v případě potřeby indukce specifické imunity a následná regenerace a reparace Některé mechanismy zánětu (mediátory, mikrobicidní látky, reaktivní radikály, TNF apod.) mohou navodit poškození okolních tkání zejména při chronickém průběhu Různé formy zánětu se uplatňují při hypersenzitivních reakcích (I, III, IV)

8 SCHÉMA ZÁNĚTLIVÉ REAKCE Vyvolávající faktor Infekce, tkáňové poškození Endogenní příčiny Rozpoznání a aktivace Nespecifické mechanismy rozpoznání Signály nebezpečí (stresové proteiny) Časná aktivace buněk (fosfolipázy, MAP a jiné proteinkinázy) Systémová odpověď Humorální molekuly přirozené imunity Aktivace systémů koagulace, kininů a komplementu Neurohumorální odpověď Lokální odpověď Fagocytóza a cytotoxicita Uvolnění reaktivních molekul Syntéza prostanoidů (metabolity kys. arachidonové) Regulační a reparační mechanismy Adaptační změny v metabolismu, regulace proliferace a smrti buněk Aktivace specifické imunity Aktivace protizánětlivých a reparačních mechanismů Remodelace tkání PRŮBĚH ZÁNĚTLIVÉ REAKCE Akutní cévní reakce (sekundy - minuty) aktivace endotelu - produkce cytokinů, aktivace systémů, uvolnění mediátorů, vasodilatace, zvýšení průtoku krve rubor, calor průnik krevní plazmy do tkáně tumor Akutní buněčná reakce (hodiny) prostup neutrofilů do zánětlivého ložiska - infiltrace fagocytóza případně již v této fázi ukončení zánětu - regenerace Chronická buněčná reakce (dny) prostup monocytů-makrofágů a lymfocytů Reparační fáze opouzdření vyvolávajícího činitele nahrazení poškozené tkáně AKTIVACE SYSTÉMŮ odhalení kolagenu a Von Willebrandova faktoru na endoteliích, produkce faktoru aktivujícího destičky (PAF) PAF - aktivace destiček, neutrofilů a eozinofilů - vasodilatace, bronchokonstrikce s. koagulační - srážení krve + aktivace trombocytů s. kininový - 4 složky vytvářející bradykinin s. komplementový ÚLOHA KOMPLEMENTU V REGULACI ZÁNĚTU Prozánětlivá chemotaxe opsonizace degranulace žírných buněk bakteriolýza Protizánětlivá Vychytávání a zpracování imunitních komplexů

9 BUNĚČNÁ INFILTRACE ZÁNĚTLIVÉHO LOŽISKA mechanismus extravasace (vycestování) neutrofilů fagocytóza ingescečástic zpracování a prezentace antigenů mikrobicidní aktivita obsahu granul ROI, RNI ČASNÉ MEDIÁTORY MEDIÁTORY ZÁNĚTU prozánětlivé cytokiny endogenní pyrogeny IL-1, IL-6, TNF-α induktory proteinů akutní fáze IL-1, IL-6, IL-11, IL-18 chemokiny IL-8, chemokiny obsah granul buněk histamin, serotonin hlavní mediátory hypersenzitivity I. typu PROTEINY AKUTNÍ FÁZE C-reaktivní protein člověk, králík, morče, prase, pes sérový amyloid P (SAP) myš sérový amyloid A (SAA) člověk, pes haptoglobin skot složky komplementu konglutinin inhibitory bakteriálních proteáz α1-trypsin, α1-chymotrypsin POZDNÍ MEDIÁTORY ZÁNĚTU metabolity kyseliny arachidonové PROTEINY AKUTNÍ FÁZE ZÁNĚTU C-reaktivní protein nejznámější protein akutní fáze zánětu (u člověka, psa, myši) koncentrace v séru se při zánětu zvyšuje až 1000x molekula má pět podjednotek pentraxin, které vážou Ca 2+ rozpoznává fosfocholin bakteriálních polysacharidů sérový amyloid P (SAP) lektin akutní fáze závislý na Ca 2+ u myši sérový amyloid A (SAA) obdobný lektin u člověka STRESOVÉ PROTEINY PROTEINY TEPLOTNÍHO ŠOKU Stresové proteiny (HSP heat shock proteins) jsou molekuly produkované všemi buňkami při zátěžích a a jiných patologických stavech Fylogeneticky staré konzervativní molekuly s podobnými epitopy u různých druhů (nebezpečí autoimunity) Různá molekulová hmotnost kda Rozpoznávají proteiny, které nemají trojrozměrnou strukturu, odstraňují abnormální proteiny z buněk Stresové proteiny v imunitě Signál nebezpečí Aktivují přirozenou imunitu (např NK buňky) Inhibují zánětlivé cytokiny Zvyšují imunogennost antigenů

10 METABOLISMUS KYSELINY ARACHIDONOVÉ 5-lipooxygenáza fosfolipázy fosfolipidy buněčné membrány KYSELINA ARACHIDONOVÁ 5 HPETE PGG 2 LTC 4 LTD 4...LTE a PGD PGE PGF LEUKOTRIENY PROSTAGLANDINY cyklooxygenáza PROSTACYKLINY TROMBOXANY KLINICKÉ ÚČINKY MEDIÁTORŮ ZÁNĚTU Účinky jsou lokální nebo celkové Vasodilatace snížení krevního tlaku, otoky apod. Bronchokonstrikce zvýšení tlaku v plicním oběhu dyspnoe, cyanóza Zvýšená sekrece slinění, slzotok, zvýšená produkce střevních šťáv Tyto příznaky vystupují do popředí při hypersenzitivní reakci (I. typu) anafylaktickém šoku SYSTÉMOVÉ ZMĚNY osa: hypothalamus hypofýza nadledvinka kortikoidy exogenní pyrogeny (LPS) endogenní pyrogeny přední hypothalamus (PGE 2 ) horečka proteiny teplotního šoku zvýšení hladiny proteinů akutní fáze v séru změna poměrů sérových bílkovin zvýšená sedimentace vyplavování buněk z kostní dřeně leukocytóza AKUTNÍ ZÁNĚT SYSTÉMOVÉ ZMĚNY hypothalamus prostaglandiny horečka (via pituitary) ACTH IL-1, TNF-α IL-6, LIF, OSM nadledvinka korticosteroidy játra kostní dřeň leukocytóza CSF buňkami stromatu a makrofágy proteiny akutní fáze

11 UKONČENÍ ZÁNĚTU UKONČENÍ ZÁNĚTU odstranění noxy, vyčištění prostoru fagocyty protizánětlivé a útlumové faktory kortikoidy, PGE 2, IL-10, IL-4, komplement růstové faktory TGF α, TGF β, angiogenetické faktory, remodelace