Transcript letöltés - Regionális Immunológiai Laboratórium

A GYULLADÁSOK
IMMUNOLÓGIÁJA
(Fagocitózis)
Dr.Gyimesi Edit
DEOEC, 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.
Sérülés
Mediátorok
Akut gyulladás
Mediátorok
Tartósan jelenlevő
kórokozó v. antigén
Krónikus gyulladás
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-a
• TNF-a: Mo, Mf termelik
hatásai: növeli az epitél sejtek adhéziós
molekuláinak expresszióját (P-szelektin, Eszelektin),
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, a-kemokinek
(PMN), b-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 MEDIÁTOROK
Aktiváló stimulus
Kollagén
Mikrobiális felület Ag-Ab komplexek Ag-Ab
komplexek bazális membrán
(IgG
v.
IgM
Polysaccharidok
(szöveti károsítás)
IgE a
hízósejteken
komplement akt.
alternatív út
komplement akt.
klasszikus út
Hízósejt
degranuláció
Hagemann faktor
(XII)
Kallikrein aktiváció
Hisztamin
Koagulációs kaszkád
release
C3 és C5
C3b és C5b
Membrán attack komplex
Bakteriális lízis
C3b
C3a C5a
Anaphylatoxins plazmin
bradikinin
opszonizáció
fagocitózis
kemotaxis
vazodilatáció
permeabilitás
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, a1kimotripszin, a2antiplazmin, a1-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 inhibítorok
a1-kimotripszin, a2antiplazmin, a1-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-b felszabaduláshoz
vezetnek. A TGF-b 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, Mf)
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: b-glükán R, Mf: b-mannánR
• 2. Fcg 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
O 2- )
e-
O2- + 2H+ H2O2 (SOD)
Cl- + H2O2 OCl- + H2O (MPO)
NO: L-arginin átalakulásakor
• 2. Nem oxidatív
Enzimek, citoplazmatikus granulumok
pH változás
Neutrofil granulocita
Phospolipase A2 activity
Leukotrienes
Lipid Peroxidation
OH.
H2O2
+
Phagosome
Stimulant
(PMA)
H2O2
SOD
O2
O2-
Oxidase
GR
NADP+
HMP
SOD
GP
GSH
NADPH + H+
-
H2O2
GSSG
NADPH
H2O + O2
+
H
O2
PKC
O2-
H2O
Catalase
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)