Adobe Systems Fyziologie krve. Imunitní systém. Adobe Systems Úvod ―Krev ―Krevní plazma a proteiny krevní plazmy, viskozita ―Erytrocyty ―Leukocyty ―Trombocyty ―Hemostáza (fibrinolýza) ―Imunita (vrozená –buněčná a humorální; získaná – buněčná a humorální; očkování (imunizace – pasivní, aktivní) ̶ Adobe Systems Funkce krve ̶Transportní funkce ̶Homeostáza ̶Obrana organizmu ̶Hemostáza ̶Termoregulace ̶Humorální řízení Adobe Systems Krevní plazma. Anorganické látky. ̶Na+ (137-147 mmol/l): udržení osmotického tlaku, objemu, pH ̶Cl- (98-106 mmol/l): udržení osmotického tlaku, objemu, pH ̶K+ (3,8-5,1 mmol/l): činnost svalů (hl. myokardu) ̶Ca2+ (2,1-2,7mmol/l): nervová dráždivost, stažlivost svalu, srážení krve, propustnost membrán, mineralizace kostí ̶P (0,65-1,62 mmol/l): regulace pH, mineralizace kostí ̶Mg2+ (0,75-1,25 mmol/l): aktivita enzymů, nervová dráždivost ̶HCO3- (25-34 mmol/l): transport CO2, udržení pH ̶Fe (16-25 μmol/l): součást hemoglobinu - transport plynů ̶I (275-630 nmol/l): tvorba hormonů štítné žlázy ̶ Adobe Systems Krevní plazma. Organické látky ̶Plazmatické proteiny 60-80 g/l ̶Albuminy (40-48 g/l): onkotický tlak, transport iontů, mastných kyselin, pigmentů, látek tělu cizích, hormonů ̶Globuliny (18-30 g/l) α-globuliny: transport hormonů, kovů, vitamínů β-globuliny: vazba hemu, vit. B12, železa, transport cholesterolu γ-globuliny: protilátky, specifická imunita ̶Fibrinogen (3 g/l): srážení krve ̶Tuky (4-10 g/l) ̶Glukóza (4-5,5 mmol/l) ̶Dusíkaté látky (0,2-0,4 g/l): močovina, bilirubin, aminokyseliny ̶Hormony, vitamíny, enzymy, léky ̶ ̶ Adobe Systems Viskozita krve ̶Viskozita neboli vazkost je veličina, která charakterizuje vnitřní tření tekutiny a závisí především na přitažlivých silách mezi částicemi ̶Fibrinogen (Interakce s Ery, s LDL; hyperfibrinogenémie) ̶Hematokrit (přímé a nepřímé interakce mezi Ery a mezi Ery a fibrinogenem) ̶Průměr cévy ̶Rychlost proudění krve ̶Teplota (za fyziologických podmínek zanedbatelný parametr) ̶ Adobe Systems Formované krevní elementy erytrocyty 5.1012/ll leukocyty 4-10.109/l trombocyty 150-400.109/l Erytrocyty trombocyty granulocyty agranulocyty neutrofil bazofil eozinofil monocyt lymfocyt Adobe Systems Formované krevní elementy Schéma krevního nátěru Adobe Systems Hematopoéza Adobe Systems Erytropoéza Ontogeneze ̶3. týden: žloutkový vak ̶6. týden: játra (tvorba v žloutkovém vaku zaniká) ̶12. týden: slezina ̶20. týden: kostní dřeň ̶32. týden: přesmyk z embryonálního hemoglobinu na HbF ̶novorozenec: krvetvorba pouze v kostech, přesmyk HbF na dospělý hemoglobin HbA ̶dospělý člověk: krvetvorba v hrudní kosti, obratlech, žebrech, v klíční kosti, v pánevních kostech, v plochých lebečních kostech, v proximálních epifýzách některých dlouhých kostí ̶ Adobe Systems Erytropoéza ̶Erytropoetin - tvorba v ledvinách ̶působí na citlivé determinované progenitorové buňky v kostní dřeni ̶stimuluje syntézu nukleových kyselin ̶aktivuje geny potřebné k syntéze hemoglobinu ̶zvyšuje příjem Fe ̶Látky potřebné pro tvorbu erytrocytů ̶aminokyseliny: bílkovinná část hemoglobinu ̶železo: vazba kyslíku na hemoglobin a myoglobin ̶vitamín B12: důležitý pro syntézu DNA ̶kyselina listová: důležitý pro syntézu DNA ̶ ̶ ̶androgeny ↑ erytropoézu ̶hormony štítné žlázy ↑ erytropoézu ̶růstový hormon ↑ erytropoézu ̶hormony kůry nadledvin ↑ erytropoézu ̶prostaglandin E ↑ produkci erytropoetinu v ledvinách * Erytropoéza je proces tvorby erytrocytů, který probíhá převážně v kostní dřeni. 1.Stimulus pro erytropoézu: Pokles hladiny kyslíku (hypoxie) v těle stimuluje produkci erytropoetinu (EPO) v ledvinách. 2.HIF (hypoxický indukovatelný faktor): Hypoxický indukovatelný faktor (HIF) je transkripční faktor, který hraje klíčovou roli v regulaci buněčné odpovědi na hypoxii, tedy na nízkou hladinu kyslíku v prostředí. Jeho hlavní funkce a mechanismus působení zahrnují následující aspekty: 1. Stabilizace a aktivace HIF •Normální podmínky: V přítomnosti dostatečného množství kyslíku je HIF hydroxylačně destabilizován pomocí enzymů zvaných hydroxylázy (např. prolylhydroxyláza). To vede k jeho degradaci v proteazomech. •Hypoxie: Při nízké hladině kyslíku se aktivita hydroxyláz snižuje, což umožňuje HIF stabilizaci. Stabilizovaný HIF se dimerizuje s HIF-β (ARNT) a vytváří aktivní komplex. 2. Transkripční aktivita •Cílové geny: Aktivovaný HIF se váže na specifické sekvence DNA v promotorových oblastech genů, které regulují různé biologické procesy. Mezi tyto geny patří: •Erytropoetin (EPO): Zvyšuje produkci červených krvinek. •Vaskulární endoteliální růstový faktor (VEGF): Podporuje angiogenezi (tvorbu nových cév). •Glukózový transporter (GLUT1): Zvyšuje příjem glukózy. 3. Odpověď na hypoxii •Zvýšení EPO: EPO zvyšuje erytropoézu v kostní dřeni, což zvyšuje počet červených krvinek a zlepšuje transport kyslíku. •Angiogeneze: VEGF podporuje tvorbu nových cév, což zajišťuje lepší prokrvení a přísun kyslíku do tkání. •Metabolické přizpůsobení: HIF ovlivňuje metabolismus buněk, podporuje anaerobní glykolýzu a snižuje oxidační metabolismus, což je výhodné při nedostatku kyslíku. Hlavní kroky erytropoézy: 1.Proerytroblast: Nejranější stádium vývoje erytrocytů. 2.Erytroblast: Prekurzory, které ztrácejí jádro a začínají syntetizovat hemoglobin. 3.Retikulocyt: Mladé červené krvinky, které se uvolňují do krevního oběhu. 4.Erytrocyt: Zralé červené krvinky, které transportují kyslík. Erytropoéza probíhá především v červené kostní dřeni, a to jak u dospělých, tak u dětí (u nich i v játrech a slezině). Tato regulace je důležitá pro udržení adekvátního množství červených krvinek a kyslíkové kapacity krve. Adobe Systems Zánik červených krvinek ̶Slezina: fagocytóza starých a poškozených erytrocytů ̶Hemoglobin=globin+hem ̶Globin – aminokyseliny ̶Hem=CO2+Fe+biliverdin ̶Fe – syntéza dalšího hemoglobinu ̶ 1. Životní cyklus erytrocytů •Erytrocyty mají průměrnou životnost přibližně 120 dní. Po uplynutí této doby ztrácejí schopnost efektivně transportovat kyslík a stávají se náchylnými k poškození. 2. Identifikace a odstranění •Slezina: Slezina hraje hlavní roli v odstraňování starých nebo poškozených erytrocytů. Speciální buňky (makrofágy) detekují změny v membráně červených krvinek, jako je ztluštění nebo oxidace lipidů, a iniciují jejich odstranění. •Játra: I když je slezina hlavním místem, játra také podílejí na procesu odstranění erytrocytů, zejména v případě, že je slezina nefunkční. 3. Degradace hemoglobinu •Rozklad hemoglobinu: Když jsou erytrocyty zničeny, hemoglobin se uvolňuje a štěpí na dvě hlavní složky: globin (bílkovinná část) a heme (železo obsahující porfyrin). •Metabolismus heme: Heme se přeměňuje na bilirubin v makrofázích sleziny a jater. Tento proces zahrnuje enzymy, jako je heme oxygenáza, která rozkládá heme na biliverdin (zelený pigment) a poté na bilirubin. Transport bilirubinu •Nepřímý (volný) bilirubin: Po vzniku se bilirubin váže na albumin v krvi, což zvyšuje jeho rozpustnost a usnadňuje transport do jater. Tento typ bilirubinu je lipofilní (rozpustný v tucích) a nemůže být vylučován močí. Metabolismus v játrech •Ukončení metabolismu: V játrech se bilirubin přeměňuje na konjugovaný bilirubin (přímý bilirubin) pomocí enzymu UDP-glukuronyltransferázy, který přidává kyselinu glukuronovou. Tato konjugace zvyšuje vodní rozpustnost bilirubinu. •Konjugovaný bilirubin: Tento typ bilirubinu je vodou rozpustný a může být vylučován do žluči. Vylučování bilirubinu •Žluč: Konjugovaný bilirubin je vylučován do žluči a poté do střev, kde se podílí na trávení tuků. •Střevní metabolismus: V tlustém střevě se bilirubin metabolizuje na urobilinogen a stercobilin. Urobilinogen může být reabsorvován a vylučován močí jako urobilin, což dává moči její žlutou barvu. Stercobilin je zodpovědný za hnědou barvu stolice. 4. Regulace zániku erytrocytů •Homeostáza: Tělo reguluje množství nově vytvářených erytrocytů v kostní dřeni na základě potřeby a zániku starých červených krvinek, což zajišťuje stabilní hladinu červených krvinek v oběhu. Adobe Systems Červená krvinka (erytrocyt) ̶Bezjaderná buňka, hlavní část formované složky krve ̶Tvar: ̶bikonkávní disk -tvar zvětšuje povrch asi o 30% ̶tvar zajištuje protein spektrin ̶plasticita tvaru důležitá pro prostup úzkými kapilárami ̶Velikost: ̶Normocyt: 7,2 μm ̶Mikrocyt (-oza): ≤ 7 μm ̶Makrocyt (-oza): ≥ 9 μm ̶Megalocyt: ≥ 20 μm ̶Tloušťka cca 2,5 μm na periferii a cca 1 μm ve středu disku ̶*Anisocytóza Adobe Systems Červená krvinka (erytrocyt) ̶Fyziologické rozmezí erytrocytů: ̶♂: 4,3-5,3 * 1012 / l ̶♀: 3,8-4,8 * 1012 / l ̶Novorozenec: 4,4-7 *1012/ l ̶Stanovení počtu červených krvinek ̶Automatické metody ̶Impedanční ̶Fotooptická ̶Klasická metoda ̶Bürkerova komůrka + Hayemův roztok Adobe Systems Funkce Ery ̶Přenos dýchacích plynů ̶Pufrovací systém ̶Udržování viskozity krve Adobe Systems Hematokrit (Hct) ̶Vyjadřuje procentuální zastoupení objemu erytrocytů v plné krvi ̶Zjišťujeme po centrifugaci nesrážlivé krve* ̶Fyziologické rozmezí Hct: ̶♂: 42-52% ̶♀: 37-47% *centrifugací srážlivé krve po odstranění krevního koagula získáme krevní sérum (od plazmy se liší chyběním koagulačních faktorů) plazma (55 %) leukocyty and destičky (1%) erytrocyty (44%) Normální krev Anemická krev Polycytémie Adobe Systems Hemoglobin (Hb) ̶Oxyhemoglobin: vazba O2 na Fe2+ v hemu ̶Karbaminohemoglobin: vazba CO2 na NH2 konce bílkoviny ̶Karboxyhemoglobin: vazba CO na Fe2+ v hemu ̶Methemoglobin: hem s Fe3+ - nemůže vázat O2 ̶Embryo: ε4 nebo α2ε2 ̶Plod: HbF α2γ2 ̶Dospělý: HbA α2β2 HbA2 α2δ2 ̶ ̶ ̶ Hemoglobin je železo obsahující bílkovina, která se nachází v červených krvinkách a je klíčová pro přenos kyslíku v těle. Jeho hlavní funkcí je vázat kyslík v plicích a přenášet ho do tkání a orgánů, kde ho uvolňuje, a zároveň přebírat oxid uhličitý, který je následně transportován zpět do plic, aby byl vydechnut. Struktura hemoglobinu: Hemoglobin se skládá ze čtyř podjednotek, z nichž každá obsahuje: 1.Globinová část – proteinová část. 2.Hém – neproteinová část obsahující železo, na které se váže kyslík. Každá molekula hemoglobinu může vázat až čtyři molekuly kyslíku, což umožňuje efektivní transport kyslíku krví. Typy hemoglobinu: •HbA (dospělý hemoglobin) – převládající forma hemoglobinu u dospělých. •HbF (fetální hemoglobin) – forma přítomná u plodu, která má vyšší afinitu ke kyslíku, což umožňuje efektivnější přenos kyslíku z matky na plod. Hladina hemoglobinu: Normální hladiny hemoglobinu se liší v závislosti na věku, pohlaví a dalších faktorech: •U mužů: 130–170 g/l •U žen: 120–160 g/l •U dětí se hladiny liší v závislosti na věku. Adobe Systems Vypočítané hodnoty červené složky Ery Hb Hct MCV=Hct/RBC Objem erytrocytu = 80-95 fl MCH=Hb/RBC Množství hemoglobinu v erytrocytu = 28-32 pg MCHC=Hb/Hct Koncentrace hemoglobinu v erytrocytu = 310-360 g/l MAKROCYT ¯ MIKROCYT ¯HYPOCHROMNÍ HYPERCHROMNÍ ¯HYPOCHROMNÍ HYPERCHROMNÍ Adobe Systems Sedimentace erytrocytů ̶Rychlost poklesu krvinek v nesrážlivé krvi ̶Helmholtzova elektrická dvojvrstva ̶Sedimentační rychlost je nepřímo úměrná suspenzní stabilitě krve ̶Fyziologické hodnoty ̶♂: 2-8 mm/h ̶♀: 7-12 mm/h ̶Novorozenci: 2 mm/h ̶Kojenci: 4-8 mm/h Helmholtzova dvojvrstva erytrocytů: Povrch erytrocytů je nabitý záporně kvůli fosfolipidům a specifickým bílkovinám, které jsou součástí jejich membrány (zejména kyselina sialová). Když se erytrocyty nacházejí v prostředí krevní plazmy, která je roztokem obsahujícím různé ionty (např. sodík, draslík, chlorid), dochází k vytvoření dvojvrstvy podobné Helmholtzově dvojvrstvě. Tato dvojvrstva by se mohla skládat z: 1.Vnitřní vrstvy (povrch erytrocytu) – povrch erytrocytu je záporně nabitý kvůli specifickým molekulám na membráně, což přitahuje kladně nabité ionty (např. ionty sodíku) z okolního prostředí. 2.Vnější vrstvy (difúzní vrstva) – tato vrstva je tvořena ionty z plazmy, které kompenzují záporný náboj povrchu erytrocytů. Ionty jsou v této vrstvě uspořádány méně pevně než v první vrstvě a jejich koncentrace klesá s rostoucí vzdáleností od buněčné membrány. Adobe Systems Sedimentace erytrocytů ̶Metody vyšetření sedimentační rychlosti: ̶dle Fahraeus-Westergrena(FW, přímá metoda): kapilára postavená kolmo odečítá se po 1 hodině ̶dle Wintroba(šikmá sedimentace): kapilára sešikmená pod úhlem 45° odečítá se po 15 minutách ̶Faktory, ovlivňující sedimentaci: ̶Množství Ery ̶Rozměr Ery ̶Přítomnost bílkovin ̶pH ̶Tuky, cholesterol Adobe Systems Hemolýza ̶Rozpad červených krvinek ̶Fyzikální ̶Mechanické poškození membrány, třepání, ultrazvuk, extrémní změny teplot, UV záření ̶Osmotická ̶Ery v hypotonickém roztoku nasává vodu a praská ̶Chemická ̶Chemická reakce lipidů v membráně s chemickou látkou –silné kyseliny a zásady, tuková rozpouštědla, povrchově aktivní látky (detergenty) ̶Toxická ̶Bakteriální toxiny, jedy (rostlinné, hadí, hmyzí, pavoučí,...), paraziti (Plasmodiumspp. -malárie) ̶Imunologická ̶Transfuze nekompatibilní krve -imunitní systém hemolyzuje erytrocyty (komplementem) Adobe Systems Systém AB0 ̶Antigen na povrchu erytrocytu (aglutinogen): A, B ̶Protilátka v krvi (aglutinin): anti-A, anti-B (IgM) ̶ Adobe Systems Systém AB0 0 (-, anti AB) A (A, anti B) B (B, anti A) AB (AB,-) ERY 0 (-) V V V V A (A) - V - V B (B) - - V V AB (AB) - - - V Plazma 0(anti AB) V - - - A(anti B) V V - - B(anti A) V - V - AB(-) V V V V Adobe Systems Systém Rh ̶Antigeny D, d (také C,c, E, e, které jsou slabší) - přítomné jen na erytrocytech → Rh+ (83%) ̶u Rh- krve vznikají protilátky (anti-D, IgG) až po imunizaci I. Rh- + Rh+ => N II. Rh- + Rh+ => hemolýza Rh+ Rh+ Rh+ Anti-D (IgG) Anti-D Adobe Systems Hematopoéza Adobe Systems Krevní destičky (trombocyty) ̶Bezjaderné, bezbarvé, granulované, nejmenší formované elementy krevní ̶Tvar: ̶hladké, okrouhlé disky ̶tvar udržován cytoskeletem ̶membrána: obsahuje receptory pro přilnutí na vhodné povrchy ̶cytoplasma: obsahuje aktin, myosin, glykogen, lysozomy a ̶granula: denzní granula (neproteinové substance –serotonin, ADP, adenonukleotidy) a αgranula (proteinový obsah: faktory srážení, destičkový růstový faktor) ̶Velikost: 2 –4 mm průměr, 0,5 –1 mm tloušťka ̶Počet: 200 000 –500 000 v ml, z toho třetina ve slezině a dvě třetiny v cirkulaci ̶Produkce vazokonstrikčních látek (serotonin, thromboxan A) ̶ Adobe Systems Krevní destičky (trombocyty) ̶Funkce: ̶Neproteinové substance – serotonin, ADP, thromboxan A – vazokonstrikce ̶Proteinové substance – faktory srážení krve ̶Prezentace antigenů ̶ Adobe Systems Hemostáza (zástava krvácení) ̶Cévy – vazokonstrikce (zúžení) v místě poškození ̶Trombocyty – dočasná zátka (bílý trombus), postupně zpevňován vlákny fibrinu, pak se nalepují i erytrocyty ̶Tvorba definitivního trombu (červený trombus) ̶ Vazokonstrikce: Po poranění cévy se spouští reflexní vazokonstrikce, což zúží cévu a sníží prokrvení. Adheze trombocytů: Trombocyty se vážou na exponované kolagenní vlákna v místě poranění. Tento proces je zprostředkován von Willebrandovým faktorem (vWF), který se váže na kolagen a trombocyty. Aktivace trombocytů: Po adhezi se trombocyty aktivují, mění svůj tvar (z kulatého na hvězdicový) a začínají uvolňovat různé látky (ADP, tromboxan A2), které podporují další adhezi a agregaci. Agregace trombocytů: Aktivované trombocyty se spojují dohromady, čímž vytvářejí primární zátku, která uzavírá poškozenou cévu. Adobe Systems ̶Složitý řetězec enzymových reakcí, na kterých se podílí látky uvolňující se z krevní plazmy, z trombocytů a cévní stěny ̶Sérum - plazma bez faktorů, které se spotřebovaly při srážení krve ̶Látky důležité pro koagulaci: ̶Vitamín K ̶Ca2+ ̶Důležité látky bránící koagulaci: ̶Tělu vlastní – plazmin, heparin ̶Tělu cizí - látky blokující funkci vitamínu K(Warfarin) - látky vyvazující Ca2+ (pouze ve zkumavce) ̶ ̶ 29 Srážení krve - hemokoagulace Adobe Systems 30 Hemokoagulace ̶navazuje na primární hemostázu ̶účastní se jí faktory krevního srážení ̶dnes dva náhledy: ̶bílkovinný model ̶buněčný model ̶výsledek je vznik fibrinu a následně definitivního trombu ̶ Srážení lidské tělo Adobe Systems Prokoagulační faktory ̶I: fibrinogen ̶II: protrombin ̶III: tromboplastin, trombokináza ̶IV: ionty vápníku ̶V: proakcelerin ̶VII: prokonvertin ̶VIII: antihemofilní faktor A ̶IX: antihemofilní faktor B ̶X: Stuart – Prower faktor ̶XI: antihemofilní faktor C ̶XII: Hageman faktor ̶XIII: faktor stabilizující fibrin ̶HMW-K: Fitzgerald faktor ̶Pre-K: prekallikrein ̶Ka: kallikrein ̶PL: destičkové fosfolipidy ̶ Adobe Systems Definujte zápatí - název prezentace / pracoviště 32 Koagulační kaskáda. Moderní pojetí. ̶Iniciace ̶Amplifikace ̶Propagace ̶Stabilizace trombu Adobe Systems 33 Koagulační kaskáda. Moderní pojetí. Buněčný model krevního srážení, známý také jako FAZR model (zkratka z anglických fází: Formation, Amplification, Zonation, Restriction), představuje moderní pohled na hemostázu, tedy na proces zastavení krvácení prostřednictvím tvorby krevní sraženiny. FAZR model zahrnuje čtyři hlavní fáze: 1. Formation/Iniciation (Tvorba) Tato fáze zahrnuje primární odpověď cévního systému na poranění. Proces začíná: •Cévní poranění: Po poranění cévní stěny dochází k expozici podkladového kolagenu a subendoteliálních struktur. •Adheze trombocytů: Trombocyty (destičky) se okamžitě vážou na expozovaný kolagen přes specifické receptory, jako je glykoprotein Ib a fibrinogenový receptor (GPIIb/IIIa). •Iniciace srážení: Expozice tkáňového faktoru (TF) na poškozené buněčné povrchy spouští extrinzickou dráhu koagulace. Tkáňový faktor aktivuje faktor VIIa, což vede ke spuštění koagulační kaskády a produkci malého množství trombinu. 2. Amplification (Amplifikace) V této fázi dochází k výraznému zesílení koagulačního procesu, aby byl zajištěn dostatek trombinu pro efektivní tvorbu fibrinu: •Aktivace trombocytů: Malé množství trombinu vytvořené v první fázi aktivuje trombocyty. Aktivované trombocyty uvolňují látky, jako je adenosin difosfát (ADP) a thromboxan A₂, které dále stimulují další destičky k hromadění na místě poranění. •Aktivace faktorů V a VIII: Trombocytový povrch poskytuje prostředí, kde se aktivují klíčové koagulační faktory (faktor V a faktor VIII), čímž se zvýší produkce trombinu. 3. Zonation (Zonace) Tato fáze představuje organizaci sraženiny na buněčné úrovni. Dochází k tomu, že krevní sraženina se vytváří jako struktura s různými zónami aktivace, přičemž různé buněčné a molekulární procesy probíhají současně: •Tvorba fibrinu: Trombin konvertuje fibrinogen na nerozpustný fibrin, který tvoří síťovitou strukturu a poskytuje základ pro mechanickou stabilitu sraženiny. •Zonace krevní sraženiny: V krevní sraženině vznikají zóny s vyšší a nižší koncentrací aktivovaných trombocytů a fibrinu. Na periferii sraženiny je menší koncentrace trombinu a aktivovaných faktorů, zatímco v centrální části je aktivita koagulačních faktorů nejvyšší. 4. Restriction (Omezení) Tato fáze zahrnuje procesy, které zabraňují nekontrolovanému rozšíření srážení mimo poškozené místo. K tomu dochází prostřednictvím inhibičních mechanismů, které omezují šíření koagulačního procesu: •Antikoagulační faktory: Bílkoviny jako antitrombin III, protein C a protein S se vážou na aktivní koagulační faktory a inaktivují je, aby nedošlo k nekontrolovanému srážení. •Fibrinolýza: Po vytvoření sraženiny začíná její odbourávání pomocí enzymu plazminu, který rozkládá fibrinovou síť. Tento proces je regulován, aby se zabránilo příliš rychlé degradaci sraženiny. Adobe Systems Inhibice srážení 1. Antikoagulační proteiny •Antitrombin III (ATIII): Tento protein inhibuje aktivované koagulační faktory, zejména trombin (faktor IIa) a faktory Xa, IXa a XIa. Je aktivován heparinem, což zvyšuje jeho antikoagulační účinek. •Proteiny C a S: Aktivovaný protein C (APC) inaktivuje faktory Va a VIIIa, což snižuje tvorbu trombinu a zabraňuje dalšímu srážení. Protein S slouží jako kofaktor pro APC. 2. Inhibice trombocytů •Aspirin: Tento lék inhibuje cyklooxygenázu (COX), enzym, který je zodpovědný za syntézu tromboxanu A2, což je faktor podporující agregaci trombocytů. Tímto způsobem aspirin snižuje agregaci trombocytů. •P2Y12 inhibitory: Látky jako clopidogrel a ticagrelor blokují receptor P2Y12 na trombocytech, což zabraňuje účinkům ADP a snižuje agregaci trombocytů. 3. Fibrinolýza •Plasminogen a plasmin: Plasminogen je aktivován na plasmin, což je enzym, který štěpí fibrin a rozpouští sraženiny. Regulace fibrinolýzy je klíčová pro udržení rovnováhy v srážecím procesu. •Tkáňový aktivátor plasminogenu (tPA): Tento faktor je produkován endotelovými buňkami a stimuluje aktivaci plasminogenu na plasmin. 4. Endotelová funkce •Endoteliální buňky: Tyto buňky, které vystýlají cévy, produkují různé faktory, které inhibují srážení, jako je prostacyklin (PGI2), který zabraňuje agregaci trombocytů a vazokonstrikci. 5. Základní mechanizmy •Přítomnost aniontových povrchů: Srážení krve je aktivováno kontaktem s negativně nabitými plochami. V přítomnosti dostatečných aniontových povrchů, jako je endoteliální vrstva, je srážení omezováno. •pH a iontové prostředí: Změny v pH a koncentraci iontů (např. vápníku) mohou ovlivnit aktivaci koagulačních faktorů a trombocytů. Adobe Systems Inhibice srážení krve ̶Antitrombin III: IIa, IXa, Xa, XIa, XIIa ̶Trombomodulin (na membráně nepoškozeného endotelu): ̶komplex trombomodulin-trombin působí na protein C →protein Ca ̶protein Ca+protein S → komplex „protein Ca – protein S“ ̶komplex pak inhibuje faktory Va a VIIIa ̶syntéza proteinu C a S je závislá na vitaminu K ̶Inhibitor tkáňového tromboplastinu (III) ̶Kumarinové preparáty (antivitamin K; např. Warfarin) Adobe Systems Poruchy hemostázy ̶Krvácivé stavy = chorobné stavy, u kterých vznikají krvácivé projevy buď spontánně nebo po neúměrně malém podnětu ̶Vasogenní poruchy krevního srážení ̶Trombocytární krvácení: ̶1)trombocytopenie ̶2)trombocytopatie ̶Koagulopatie–chybění nebo nedostatek plazmatických koagulačních faktorů: ̶Poruchy syntézy: dědičné (hemofilie), získané (karence vitamínu K, terapie deriváty kumarinu) ̶Poruchy přeměny:konsumpční koagulopatie a hyperfibrinolýza, mnohočetné transfuze, imunokoagulopatie, terapie heparinem Adobe Systems Hematopoéza Adobe Systems Bílé krvinky (leukocyty) granulocyty agranulocyty neutrofil bazofil eozinofil lymfocyt T lymfocyt B lymfocyt NK monocyt lymfocyt 60% do 0,5% do 5% 20-50% do 10% Adobe Systems Granulocyty ̶Neutrofilní granulocyty ̶Tvoří 60–70 % leukocytů periferní krve ̶Obrana proti extracelulárním bakteriím ̶Hlavní funkcí neutrofilů je fagocytóza ̶Odumřelé neutrofily vytvářejí hnis ̶Eozinofilní granulocyty ̶Tvoří 1–5 % leukocytů periferní krve ̶Hrají důležitou roli při alergických reakcích (fagocytují komplex alergen-protilátka) a při ochraně proti parazitárním onemocněním (ze svých granul vypouštějí látky, které poškozují parazity) ̶Bazofilní granulocyty (bazofily) ̶Tvoří 0,5 % leukocytů periferní krve ̶Mají granula v cytoplazmě, která obsahují heparin a histamin ̶Uplatňují se při vzniku alergické reakce a dále se podílejí na likvidaci parazitárních onemocnění Adobe Systems Agranulocyty ̶Lymfocyt: ̶Tvoří 20–50 % z celkového počtu všech bílých krvinek ̶B-lymfocyty: Základní buňky protilátkové imunity Vznikají v kostní dřeni, kde i dozrávají Konečným diferenciačním stadiem jsou plazmatické buňky produkující protilátky proti bílkovinným a glykoproteinovým antigenům a toxinům ̶T-lymfocyt: Jsou podstatou specifické (získané) buněčné imunity Vznikají v kostní dřeni a migrují do brzlíku, ve kterém dozrávají Vylučují do krve cytokiny Nesou CD3, CD8 nebo CD4 znaky ̶ Natural killers, NK: Hlavní část cytotoxické buněčné imunity. Jsou schopni ničit i bez předchozího setkání s antigenem (to se uplatňuje u novorozenců) Nenesou CD-3 znak Adobe Systems 41 Imunitní systém ̶Základní koncepce: ̶ochrana organismu před patogenními mikroorganismy a jejich toxiny; ̶autotolerance: rozpoznává vlastní tkáně a buňky; ̶imunitní dozor (rozpoznává vnitřní škodliviny; odstraňuje staré, poškozené a zmutované buňky); ̶antigeny: látky, které imunitní systém rozpoznává a reaguje na ně. Adobe Systems 42 Adobe Systems 43 Fyzikální bariéry Bariérová obrana: ̶zahrnují kůži a sliznice dýchacích, močových a reprodukčních cest; ̶hlen zachycuje a umožňuje odstranění mikrobů; ̶tělesné tekutiny (sliny, hlen, slzy) jsou nepřátelské pro hodně patogenů; ̶nízké pH kůže a trávicího systému brání růstu mnoha bakterií. Adobe Systems 44 Mukózní imunitní systém MALT mucosa associated lymphoid tissue: ̶GALT (GIT); ̶BALT (bronchioly); ̶Peyerovy pláty v distálním úseku ilea; ̶d-MALT - difúzní lymfatická tkáň (buňky jsou rozptýleny ve sliznici nebo podsliznici); ̶o-MALT - organizovaná lymfatická tkáň (buňky jsou uspořádány v lymfatických folikulech, které mohou být izolované nebo spojené s tzv. folikulárními lymfatickými agregáty). Adobe Systems 45 Adobe Systems 46 Hematopoéza Adobe Systems 47 Vrozený imunitní systém ̶„je zapnuta“ ̶rychlá reakce ̶nespecifický vzor odpovědi ̶funkce: ̶fyzikální bariera ̶nábor leukocytů (zánět) ̶protivirová obrana ̶Součásti systému: ̶fyzikalní/chemické bariery ̶fagocytóza (neutrofily, makrofágy, dendritické buňky, žírné buňky, NKC) ̶systém komplementu ̶ Adobe Systems 48 Rozpoznávání patogenů ̶PAMPs (pathogen-associated molecular patterns): ̶běžné molekulární vzory typické pro patogeny (např. bakteriální lipopolysacharidy, manóza, virové nukleové kyseliny). ̶DAMPs (damage-associated molecular proteins): ̶běžné molekulární vzory nacházející se na povrchu poškozených nebo mrtvých hostitelských buněk (např. proteiny tepelného šoku). ̶Pattern recognition receptory: ̶receptory na buňkách imunitního systému, které rozpoznávají PAMPs a DAMPs; ̶receptor + ligand (PAMP nebo DAMP) → aktivace signální dráhy → transkripční faktory → genová exprese zánětlivých a protivirových produktů → nábor/aktivace imunitních buněk Adobe Systems 49 Makrofágy ̶fagocytární buňka vrozeného imunitního systému; ̶makrofágy pocházející z monocytů: ̶monocyty v krvi ̶dozrávají ve tkáni ̶CD14+ ̶makrofágy nepocházející z monocytů: ̶vznikají ve tkáních z embryologických struktur (např. Kupfferovy buňky v játrech, alveolární makrofágy) ̶funkce: ̶fagocytóza buněk určených k likvidac; ̶APC (exprimují více MHCII): IFN-𝜸 (vylučovaný Th-buňkami a NKC) aktivuje makrofágy; ̶přímé zabíjení patogenu (rozpoznává PAMP → fagocytóza); ̶vylučují TNF-ɑ, ROS a NO (přímo ničí patogeny); ̶podpora angiogeneze a fibrózy. Adobe Systems 50 Neutrofily ̶fagocytující leukocyty ̶rychlá reakce ̶krátká životnost ̶Podněcování zranění: ̶makrofág rozpozná patogen a vylučuje IL-1 a TNF=>endoteliální buňky exprimují selektin ̶Rolování: ̶selektin+selektinový ligand =>zpomalení neutrofilů+rolování=>detekují LPS a exprimují integrin ̶Adheze: ̶integrin+ICAM =>zastavuje migraci neutrofilů ̶Diapedéza: ̶PMN se vytlačují z vaskulárního prostoru pomocí PECAM-1 ̶Migrace k infekci: ̶IL-8 spouští migraci PMN do místa infekce a signalizuje zvýšení fagocytózy Adobe Systems 51 Systém komplementu ̶systém bílkovin; součástí vrozeného imunitního systému ̶funkce: ̶buněčná lýza(membrane attack complex – MAC) ̶opsonizace ̶chemoatrakce ̶cesty aktivace komplementu: ̶klasická ̶alternativní ̶lektinová Adobe Systems 52 Cesty aktivace komplementu ̶klasická (AB závislá) dráha aktivace komplementu: ̶IgM/IgG aktivují C1 proteinové komplexy (inaktivace inhibice) ̶C1 spustí kaskádu, která štěpíC3 ̶alternativní (AB NEzávislá) dráha aktivace komplementu: ̶spontánní štěpení C3 ̶lektinová dráha aktivace komplementu : ̶mannose binding lectin (MBL) váže manózu na povrch patogenu ̶aktivace MASP ̶MASP štěpí C3 Adobe Systems 53 Společná cesta C3 => C3a + C3b C3b opsonizace C3b + proteiny C5 => C5a + C5b C3a Chemoatrakce: -atrakce -aktivace makrofágů C5b + C6 – 9=>MAC The membrane attack complex (MAC) je komplex proteinů, který se obvykle tvoří na povrchu patogenní buňky. MAC vede k vytvoření pórů, které narušují buněčnou membránu cílových buněk, což vede k jejich lýze a smrti.. Adobe Systems 54 Adaptivní imunitní systém ̶se vyvíjí jako reakce na patogen (antigen) ̶specifický (reaguje na konkretní antigen) ̶různorodé (uznává mnoho antigenů) ̶imunologická paměť ̶humorální imunita: ̶zaměřuje se na extracelulární patogeny v krvi + slizniční sekrety ̶B-buňky → tvoří protilátky ̶Buněčná imunita: ̶cílí na intracelulární patogeny ̶T-buňky (Cytotoxické T-buňky (CD8+), Helper T-buňky(CD4+) Adobe Systems 55 Adobe Systems 56 Hlavní histokompatibilní komplex ̶MHC I: ̶exprimován na jaderních buňkách ̶endogenní peptidy ̶uznávaný CD8+ T cells ̶MHC II: ̶Exprimován na APCs ̶exogenní peptidy ̶uznávaný CD4+ T cells ̶ Adobe Systems 57 Zrání a selekce T-lymfocytů ̶Kmenové buňky migrují z kostní dřeně do thymu ̶Dvojité negativní T-buňky (bez CD4/CD8 označení) ̶TCR genová přestavba (řetězce β) prostřednictvím rekombinace VDJ ̶Dvojitě pozitivní T-buňky (CD4+CD8+ označení) ̶TCR genová přestavba (řetězce α) prostřednictvím rekombinace VDJ * V(D)J Rekombinace je proces, který probíhá ve vyvíjejících se B a T buňkách a vytváří jedinečné antigen-vázající oblasti protilátek a T buněčných receptorů. Adobe Systems 58 Zrání a selekce T-lymfocytů ̶Pozitivní selekce: ̶zajišťuje restrikci MHC ̶umožňuje dozrávání TCR, které mohou rozpoznávat vlastní MHC; ̶rozpoznávání MHC I → CD8+ ̶rozpoznávání MHC II → CD4+ ̶žádné rozpoznání → apoptóza ̶Centrální tolerance (negativní selekce): ̶zajišťuje, že TCR neinteraguje příliš silně s vlastními MHC ̶příliš silná interakce→ apoptóza Adobe Systems 59 Pomocné T-buňky ̶Naivní pomocné T buňky (CD4+): ̶Th1 ̶Th2 ̶Th17 ̶regulační T-buňky ̶Aktivujte fagocyty a IgE Adobe Systems 60 Th1 APC IL-12 a IFN-γ Th1 Makrofágy + TKC IL-2 a IFN-γ ̶proti intracelulárním patogenům ̶Th1 jsou spojeny s: ̶autoimunitním onemocněním ̶chronickým zánětém Adobe Systems 61 Th2 APC IL-4 Th2 eosinofily + žírné buňky + IgE + makrofágy IL-4 a IL-5 ̶proti helmintům ̶Th2 jsou spojeny s: ̶alergickou reakci Adobe Systems 62 Th17 Th17 neutrofily IL-17 a IL-22 ̶proti extracelulárním patogenům ̶Th17 jsou spojeny s: ̶psoriazou ̶revmatoidní artritidou ̶autoimunitním onemocněním Adobe Systems 63 Regulační T-buňky ̶exprimují CD4 a CD25 ̶potlačjí imunitní odpověď: ̶eliminate self-reactive T-cells (important for maintaining self-tolerance) ̶inhibují aktivaci a proliferaci B-buněk ̶inhibují aktivaci a proliferaci dendritických buněk ̶inhibují aktivaci a proliferaci makrofágů ̶IL-2: ̶↑ Treg ̶IL-10 → ↓ makrofágy, dendritické buňky, expresi MHC II, Th1 produkci cytokinů ̶IL-35 → ↑ Treg, ↓ makrofágy + pro-inflamační T-buňky ̶IL-6: ̶↓ Treg Adobe Systems 64 Cytotoxické T-buňky ̶Cytotoxické T-buňky (CD8+) ̶buňky infikované virem ̶nádorové buňky ̶transplantační buňky ̶Aktivace cytotoxických T-buněk: ̶Antigen na MHC I infikované buňky ̶TCR cytotoxické T-buňky se váže na antigen ̶CD28 na cytotoxických T-buňkách se váže na B7 (CD80/86) na APC ̶Th1 (podskupina pomocných T-buněk) uvolňují IL-2 → ↑ cytotoxické T-buňky ̶Perforin vytváří v cílové buňce póry → granzym B vstupuje do buňky → spouští intracelulární signální kaskádu → vyvolává apoptózu Adobe Systems 65 Adobe Systems 66 Zrání B-buněk ̶Vývoj B-buněk probíhá v kostní dřeni ̶Fáze vývoje B-buněk: ̶hematopoetická kmenová buňka → společná lymfoidní progenitorová buňka → časná pro-B-buňka → pozdní pro-B-buňka → velká pre-B-buňka → malá pre-B-buňka → nezralá B-buňka → zralá (naivní) B-buňka ̶Pozitivní selekce ̶umožňuje proliferaci B-buněk, které mají silnou afinitu k molekulám MHC ̶Negativní selekce: ̶odstranění samoreaktivních B-buněk ̶nezralé B-buňky migrují do sekundární lymfoidní tkání (lymfatické uzliny, slezina) ̶folikulární B-buňky ̶B-buňky marginální zóny Adobe Systems 67 Somatická hypermutace a afinitní maturace ̶B-buňky procházejí náhodnými mutacemi v B-buněčném receptoru, což vede ke vzniku nových B-buněk se zvýšenou afinitou k antigenu a specifitou (afinitní zrání) ̶Aktivace indukovaná cytidindeaminázou(AID): ̶přidává bodové mutace (cytosin → uracil) do variabilních oblastí těžkých a lehkých řetězců (somatická hypermutace); ̶se také podílí na modifikaci konstantních oblastí BCR (přepínání izotypových tříd) ̶Imunoglobuliny produkované B-buňkami→ IgD, IgA, IgM, IgG, IgE Adobe Systems 68 Struktura imunoglobulinu ̶2 identické těžké řetězce ̶2 identické lehké řetězce ̶konstantní oblast (Fc) zůstává u všech protilátek v dané třídě stejná ̶Fab fragmenty (oblast vázající fragmenty antigenu) jsou zodpovědné za rozpoznání a vazbu antigenu; tvoří "ramena" Y; ̶variabilní oblast (Fv) je horní část Fab fragmentu; tato oblast se u různých protilátek liší; obsahuje paratop (vazebné místo pro antigen) ̶ Adobe Systems 69 ̶IgM: ̶je první protilátkou produkovanou aktivovanými naivními B-buňkami ̶první reakce na časnou infekci ̶mohou být vázány na povrch buněk nebo vylučovány do krve a lymfy ̶může aktivovat klasickou cestu komplementu ̶IgG ̶je nejhojnějším množstvím v krvi ̶může přecházet placentou ̶označuje antigeny (opsonizace) ̶schopné buněčné cytotoxicity závislé na protilátkách ̶IgA: ̶je zodpovědný za slizniční imunitu ̶vylučují se v trávicím, dýchacím a urogenitálním traktu, nacházejí se ve slinách, slzách a mléce ̶ IgE: ̶poskytuje ochranu proti helmintům ̶je zodpovědný za degranulaci žírných buněk ̶IgD ̶koexprese s IgM ̶… Adobe Systems 70 Imunizace ̶Pasivní imunizace ̶podání specifických protilátek (IgG) ̶okamžitá reakce s antigenem, omezená délka ochrany ̶neaktivuje se vlastní imunitní systém ̶nevznikají paměťové buňky ̶Aktivní imunizace ̶podání antigenního materiálu (mrtvé/oslabené viry, bakterie, toxiny) ̶nutnost podání dlouho před stykem s antigenem ̶aktivace vlastního imunitního systému ̶vznikají paměťové buňky – dlouhodobá imunita ̶ Adobe Systems 71 Hlavní histokompatibilní komplex (MHC) ̶I. třída ̶přítomný na všech jaderných buňkách ̶předkládá „cizí“ molekulu (virovou, nádorovou) cytotoxickým T lymfocytům ̶buňky specifické imunity se na HLA I.tř napojí a zkontrolují, zda protein(antigen) vystavený patří našemu organismu ̶II. Třída ̶na povrchu antigen prezentujících buněk ̶lymfocyty B, makrofágy; po aktivaci buňky T, buňky štítné žlázy, endotelové buňky ̶předkládá cizí molekuly pomocným buňkám T Adobe Systems Definujte zápatí - název prezentace / pracoviště 72 https://www.youtube.com/watch?v=k9QAyP3bYmc https://www.youtube.com/watch?v=d6qFPegEYV0