A GYULLADÁSOK IMMUNOLÓGIÁJA (Fagocitózis)

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)