Mechanismy nespecifické imunity Vrozená (nespecifická) imunita •Stále připravena rozpoznat eliminovat mikroby. Nerozpoznává nemikrobiální antigeny. •Většinou eliminuje mikroby dříve než se rozvinou mechanismy specifické imunity. •Receptory jsou přímo geneticky determinovány, nejsou produkty rekombinace genů. Vrozená (přirozená, nespecifická) imunita •Přetrvává ve fylogenéze •Poznávací receptory jsou fixovány v genomu •Dokonale odlišuje vlastní od cizího •Reakce na cizorodý materiál je bezprostřední •Nevzniká paměť •Propojení s adaptivní imunitou •První linie obrany proti patogenům •Účast v normálních fyziologických procesech SIGNÁLY NEBEZPEČÍ: - EXOGENNÍ (PAMPs) - ENDOGENNÍ (např. STRESOVÉ PROTEINY UVOLNĚNÉ Z NEKROTICKÝCH BUNĚK) PAMPs – patogen-associated molecular patterns (Endotoxin, manosa, dvouvláknová RNA, nemetylované CpG nucleotidy) PRR- Pattern recognition receptors - rozpoznávají PAMPS. TOLL-like receptory – povrchové nebo na intracelulární intracelulární membrány vázané receptory rozpoznávající různé PAMPs. Přenášejí aktivační signály. NOD receptory: intracytoplasmatické PRR PAMPs: lipopolysacharid (LPS) peptidoglykany lipoproteiny manany glukany bakteriální DNA Receptory vrozené imunity („PRR“) •V cirkulaci, rozpustné, sekretované: • lektin vázající manózu ( MBL) •Membránové: • zprostředkovávající endocytózu ( např. pro manan na makrofázích) • signalizační „Toll-like receptory“, TLR •Intracytoplazmatické: • „Nucleotide-binding oligomerization domain proteins“, NOD S0241X-002-f008 Downloaded from: StudentConsult (on 19 July 2006 06:34 AM) © 2005 Elsevier top_logo Aktivace buněk cestou TLR a cytokinových receptorů TOLL-LIKE RECEPTORY 3 -TLR_nri1101-135a-f3 9C - TLR_Adapt_nri1101-135a-f5 PAMP jsou důležité v aktivaci dendritických buněk Nespecifické ochranné bariéry lidského těla Epitelové buňky – první linie imunity •Mechanická a chemická bariéra •Pohyb řasinek •Hlen –muciny •Lysozym, fosfolipáza A, histatiny •Defensiny (a,b) •Surfaktantové proteiny (A,D) • • Poznávání nebezpečí, poškození (PRR),uvolnění • cytokinů, chemokinů, zánětlivých mediátorů- • ovlivnění imunitních reakcí • • Komplementový systém Cesty aktivace komplementu Activation of the complement sytsem anaphylatoxin inflammation, phagocyte recruitment C4a, C3a, C5a lytic pathway formation of membrane-attack comlex, lysis of pathogens C5b, C6, C7, C8, C9 opsonization phagocytosis C3b Alternative pathway spontaneous activation C3 C3b Bf Factor D Bb Lectin pathway mannose binding MBL MASP-1 MASP-2 C4/C2 C4b/C2b Classical pathway antibody binding C1q/r2/s2 C4/C2 C4b/C2b C3 convertase C3 C3a + C3b C3b/Bb C4b/C2b C4b/C2b C5 convertase C5 C5b Komplementový systém Aktivace komplementového systému •Klasická cesta: –Komplexy IgG-antigen, IgM-antigen, –C-reaktivní protein •Alternativní cesta –Lipopolysacharid G- bacterií –Buněčná stěna některých bakterií –Buněčná stěna kvasinek (zymozan) –Agregovaný IgA •Lektinová cesta –Manóza a další sacharidy Aktivace komplementu membranolytický komplex klasická cesta C1-INH C1 C4 C2 lektinová cesta MBL MASP 1, 2 C4 C2 alternativní cesta C3b B D P C3 konvertáza C3 C3b C5 C5b C5b C6 C7 C8 C9 C1 C2 C4 C2aC4b C3 C3a C3b C5 C5a C5b C5b, C6, C7, C8 IgG C9 Aktivace klasické cesty komplemntového systému Účinek C9 na buněčnou membránu Alternativní cesta aktivace komplementového systému •Iniciována spontánní aktivací C3 na povrchu některých bakterií (např vlivem LPS) nebo kvasinek (např vlivem zymozanu) •Aktivována složka B •Stabilizace komplexu se účastní složky D a P (properdin) •Vzniká alternativní C3 konvertáza (C3bBb) • Aktivace alternativní dráhy komplementového systému C3 C3 C3a C3a B Ba Activating surfaces + proteolysis D, P C3b C3 Convertase C5 Convertase C3b, Bb, C3b C3b, Bb Regulace aktivity komplementového systému •Plasmatické faktory –Klasická cesta – zejména C1-INH (deficit vede k hereditárnímu angioedému). –Alternativní cesta – faktor H (polymorfismy vázány na vznik makulární degenerace sítnice, mutace u části pacientů s hemolyticko-uremickým syndromem), faktor I •Faktory vázané na buňky: – CD59 (brání polymerizaci C9) Biologické funkce aktivovaných složek komplementového systému · lýza buněk (mikroorganismů) (MAC) · opsonizace (C3b) · chemotaxe (C5a, C3a) · prozánětlivá aktivita (C3a, C5a) · přenos imunokomplexů (C3b, C4b) · regulace paměťové odpovědi (C3b, C3d) Biologické efekty aktivovaného komplementového systému •C9 - cytolytický effect •C3b - opsonizace •C3a, C5a – anafylotoxiny, histaminoliberace •C5a - chemotaxin S0241X-002-f011 Downloaded from: StudentConsult (on 19 July 2006 06:34 AM) © 2005 Elsevier top_logo Fagocytóza S0241X-002-f003 Downloaded from: StudentConsult (on 19 July 2006 06:34 AM) © 2005 Elsevier top_logo Polymorfonukleární granulocyt Profesionální fagocyty imunitního systému •Granulocyty – neutrofilní, částečně i eozinofilní •Monocyty makrofágy: –Kupfferovy buňky, –Mikroglie –Osteoklasty –Makrofágy sleziny, alveolů, vazivové tkáně, sinusů.. •Dendritické buňky (neaktivované) • S0241X-002-f004 Downloaded from: StudentConsult (on 19 July 2006 06:34 AM) © 2005 Elsevier top_logo Vývoj makrofágů z monocytů S0241X-002-f005 Downloaded from: StudentConsult (on 19 July 2006 06:34 AM) © 2005 Elsevier top_logo Interakce leukocytů s endoteliemi při přechodu leukocytu z cévy do extravaskulárního prostoru Chemotaxiny •Produkty rozpadu buněk •C5a •IL-8, IL-1 •Leukotrieny •Destičky aktivující faktor (PAF) Opsoniny •Látky zlepšují adhesi fagocytující buňky k fagocytované částici. •Specifické: IgG, (IgM pouze nepřímo aktivací komplementového systému) •Nespecifické: C3b, fibronektin, CRP, MBL…. S0241X-002-f007 Downloaded from: StudentConsult (on 19 July 2006 06:34 AM) © 2005 Elsevier top_logo Jednotlivá stadia fagocytózy Adherence fagocytované čáetice k membráně fagocytující buňky Tvorba psudopodií, které postupně obalují fagocytovanou částici Tvorba fagosomu Splynutím fagosomu a lysozomu vzniká fagolysosom Uvnitř fagolysosomu dochází k usmrcení a degradaci fagocytovaného materiálu Nedegradovatelný materiál je uvolněn z buňky Lysosom Zabíjecí mechanismy fagocytujících buněk •Reaktivní metabolity kyslíku (H2O2, hydroxylový radikál (.OH), superoxidový aniont (O2-), singletovaný kyslík(.O2) •Reaktivní dusíkové metabolity (NO, NO2) •Hydrolázy: proteázy, lipázy, DNAsy •Nízké pH •Lysozym •Lactoferin •Defenziny – antimikrobiální polypeptidy • Lysozym •Stěpí buněčnou stěnu G+ baktérií •Přítomen v granulích granulocytů, plazmě, sekretech Přirození zabíječi (NK buňky) •Morfologicky se jedná o velké granulované lymfocyty (LGL). •Vznikají v odlišné linii než T a B- lymfocyty. •Rozpoznání cílové buňky je antigen nespecifické. Záleží na vzájemném poměru aktivačních a inhibičních signálů na povrchu cílové buňky. Nejdůležitějším negativním signálem je exprese HLA antigenů na povrchu buňky. •NK buňky jsou namířeny zejména proti nádorovým a viry infikovaným buňkám. •Mechanismy cytotoxicity jsou stejné jako u Tc lymfocytů. •Jsou důležitým zdrojem prozánětlivých cytokinů – IFNg, IL-3 NK buňka II Large granulated lymphocyte Antibody dependent cellular cytotoxicity (ADCC) Fc receptor Buňka infikovaná virem NK Cell perforin granzyne IgG Fab Fc Cizorodý epitop Fc receptor Usmrcení virem infikované buňky Interferony (IFN) •Typ I: IFN a, IFN b - jsou produkována některými buňkami infikovanými viry (hlavně fibroblasty, makrofágy). V cílové buňce inhibují virovou replikaci. •„Imunní“: IFN g: produkován aktivovanými TH1 buňkami, NK buňkami, způsobuje především aktivaci makrofágů. Mechanismus účinku interferonu (IFN) Virus Viral nucleic acid New viruses Antiviral proteins block viral reproduction Interferon molecules produced Interferon binding simulates cell to turn on genes for antiviral proteins Host cell 1 •Infected by virus •Makes interferon •Is kiled by virus Host cell 2 •Entered by interferon from cell 1; •Interferon induces changes that protect it Zánět Zánět •Jedná se o rychlou odpověď organismu na poškození tkání nebo infekci •Hlavní roli hrají složky nespecifické imunity •Hlavní události v místě zánětu –Vznik vasoaktivních a chemotaktických látek, často produktů aktivace komplementového systému. –Zvýšený přítok krve do místa zánětu. –Příliv zánětotvorných buněk, zejména granulocytů a makrofágů. –Zvýšená cévní permeabilita vede k přechodu bílkovin do extravaskulárních prostorů. Celkové příznaky zánětu •Vznikají zejména pod působením IL-1, IL-6, TNF-a •Teplota •Únava, ospalost, ztráta chuti k jídlu •Laboratorní známky: leukocytóza, zvýšená FW, zvýšené hladiny reaktantů akutní fáze, snížené hladiny železa a zinku v plazmě. Proteiny akutní fáze •Jejich hladina se zvyšuje v dob akutního zánětu •Jsou produkovány hlavně játry pod vlivem IL-1, IL-6, TNF-a •Nejznámější a diagnosticky nejčastěji využívaný: C-reaktivní protein (CRP) •Další: součásti komplementového systému, alfa-1-antitrypsin, sérový amyloid A, fibrinogen… Iniciace zánětlivé odpovědi Poškozené buňky Bakterie 1. 2. 3. Fagocyty Poškození buněk a aktivce komplementu vede k uvolnění chemotaktických a vasoaktivních substancí a přílivu krve do místa poškození Histamin způsobuje zvýšenou permeabiliotu kapilár a následný průnik fagocytujíích buněk Fagocytující buňky ničí bakterie, mrtvé buňky a buněčnou drť, což postupně vede k tkáňové reparaci C3a C5a Nejdůležitější léky využívané k tlumení zánětlivých procesů •Nesteroidní antiflogistika (antirevmatika): kyselina acetylosalicylová, paracetamol… •Glukokortikoidy •Antimalarika •Koloidní zlato •Monoklonální protilátky proti prozánětlivým cytokinům a adhezivním molekulám.