BUŇKY NESPECIFICKÉ IMUNITY A JEJICH FUNKCE
FUNKČNÍ CHARAKTERISTIKA BUNĚK Buňky zánětlivé reakce Neutrofil
zejména v infekčním (bakteriálním) zánětu. s výraznou fagocytární a baktericidní aktivitou
Eosinofil
buňka významná v obraně proti parazitům
Žírná buňka hlavní buňka hypersenzitivní reakce I. typu
Buňky prezentující antigen Makrofág
fagocytující i efektorová buňka propojuje nespecifickou a specifickou imunitu
Dendritická buňka prezentující antigen, není efektorová
Buňka přirozené cytotoxicity NK buňka
cytotoxická buňka – přirozený zabíječ
Neutrofilní granulocyt malé až středně velké leukocyty, tyčkovité až segmentované jádro, různě se barvící granula krátce žijící, v krvi kolují asi 6 hodin, ve tkáni asi 2 dny fagocytóza výrazná, pinocytóza omezeně hlavní populace časné antibakteriální obrany účastní se akutní fáze buněčné reakce zánětlivého procesu
Eosinofilní granulocyt fagocytóza i jiné zánětlivé funkce buňka zánětlivé reakce při hypersenzitivitě I. typu hlavní úloha je účast v ochraně proti mnohobuněčným parazitům eosinofily uvolňují antiparazitární působky do svého okolí
Bazofilní granulocyt – žírné buňky obsahují granula s histaminem a dalšími mediátory a enzymy na povrchu vysokoafinitní receptor pro Fc fragment IgE. bazofily kolují v krvi, žírné buňky jsou ve tkáni žírné buňky jsou ústřední buňkou při zánětlivé reakci spojené s hypersenzitivitou I. typu
Monocyt – makrofág – dendritická buňka monocyt v krvi – středně velká, jednoduché jádro ledvinového tvaru, bazofilní cytoplazma v krvi koluje krátce, je přímým prekurzorem makrofágů makrofág ve tkáních, dlouhožijící buňka vykazuje značnou morfologickou heterogenitu podle lokalizace mají různá jména buňka chronické fáze zánětlivé reakce dendritická buňka - velmi členitá, cípatého tvaru, různých jmen
Makrofág – dendritická buňka MAKROFÁG fagocytóza výrazná do místa zánětu vstupuje po 66-12 h, s výraznou produkcí cytokinů mikrobicidní aktivita slabší než u neutrofilů, prezentuje antigen DENDRITICKÁ BUŇKA materiál pohlcuje spíše pinocytózou s výraznou schopností prezentovat antigen
MECHANISMY NESPECIFICKÉHO ROZPOZNÁVÁNÍ
MECHANISMY NESPECIFICKÉHO ROZPOZNÁVÁNÍ rozpoznání „cizích“ mikrobiálních struktur molekulární znaky patogena – receptory rozpoznávající patogen příkladem znaků patogena je LPS GG- bakterií nebo peptidoglykany G+ bakterií příkladem rozpoznávajících receptorů jsou toll toll--like receptory
aktivace C3 konvertázy mikrobiálním povrchem spouští alternativní dráhu komplementu
rozpoznání cizích a „odcizených“ buněk změny (nedostatek) MHC I x KIR receptory NK buněk molekuly objevující se u infikovaných nebo nádorových buněk aktivují NK buňky, Tc lymfocyty a b. myeloidní linie k indukci apoptózy změněných buněk snížení exprese CD47 stárnoucích buněk vede k fagocytóze
RECEPTORY NESPECIFICKÉHO ROZPOZNÁNÍ TollToll-like receptory poznány nejdříve jako tolltoll-receptory drosofil jsou charakterizovány extracelulární částí bohatou na leucin vážou molekuly s lipofilní částí (lipopolysacharid, kyselinu lipoteichovou, peptidoglykany, lipoproteiny) rozpoznávají nejrůznější mikroorganismy – viry, bakterie, houby
NOD molekuly nitrobuněčné receptory rozeznávají mikroorganismy, které se dostaly do cytoplazmy
TOLL--LIKE RECEPTORY TOLL TLR
rozpoznávaná struktura
TLR 1, TLR 2
lipopeptidy (gramnegativní bakterie), lipoteichová kyselina (grampozitivní bakterie) lipoarabinomanan (mykobaktérie) zymosan (houby)
TLR 3
dvouvlákná RNA (viry)
TLR 4 (+ CD14) lipopolysacharid (gramnegativní bakterie) TLR 5
flagelin (bakterie)
TLR 6, TLR 2
bakteriální lipidy
TLR 7, TLR 8
jednovlákná RNA (viry), malá interferující RNA, imiquimod nemetylovaná CpG DNA (bakterie)
TLR 9
RECEPTORY NESPECIFICKÉHO ROZPOZNÁNÍ Receptor pro manózu lektin, sloužící makrofágům k fagocytóze mikroorganismů, které obsahují manózu nebo fukózu
CD14 receptor na monocytech a neutrofilech váže LPS bakterií (navázaný na sérový LBP) zvyšuje citlivost k LPS až 1000x, důležitý při sepsi interakce CD14 s LPS indukuje produkci IL12, a prozánětlivých cytokinů (IL1, ILIL-6, TNFα TNFα)
SR - scavenger receptor na makrofázích, jaterním endotelu rozpoznává stěny bakterií a kvasinek (váže LPS a kys. lipoteichovou)
RECEPTORY PRO KOMPONENTY IMUNITNÍHO SYSTÉMU Napomáhají rozpoznání v nespecifické imunitě, při fagocytóze aj.
Receptory pro komplement CR1 (CD35) receptor pro C3b a C4b CR2 (CD21) receptor B lymfocytů pro CD3d a C3g CR3 (CD11b/CD18); CR4 (CD11c/CD18) receptory pro iC3b
Receptory pro Fc část imunoglobulinů Fcγ FcγRI (CD64) vysokoafinitní receptor monocytů Fcγ FcγRII (CD32) nízkoafinitní receptor fagocytárních buněk Fcγ FcγRIII (CD16) nízkoafinitní receptor NK buněk (a neutrofilů) Fcµ FcµR receptor pro IgM, Fcε FcεRI (CD35) a Fcε FcεRII (CD23) receptory pro IgE
FAGOCYTÓZA Je nejstarším imunitním dějem, vyskytujícím se i u nižších organismů. Je to děj zajišťující pohlcování a zpracování cizích, nemocných, nefunkčních a mrtvých buněk a jiného korpuskulárního materiálu. Je však i základem navazujících dějů a součástí zánětu
ZÁKLADNÍ TERMINOLOGIE ENDOCYTÓZA obecný název pro pohlcování materiálu buňkou
FAGOCYTÓZA pohlcování kospuskulárního materiálu (buněk nebo jejich částí, bakterií apod.)
PINOCYTÓZA pohlcování menších částic a makromolekul (pod 100 µm)
FAGOCYTÁRNÍ BUŇKY NEUTROFILNÍ GRANULOCYTY nevýraznější fagocytární buňka tři typy granulí s lytickými enzymy výrazné oxidativní vzplanutí (radikály kyslíku a chlóru) nejsou schopny prezentovat antigen!
MAKROFÁGY výrazné fagocytární buňky – méně mikrobicidních látek u aktivovaných m mφ φ výrazná aktivita dusíkových radikálů produkce TNF i dalších cytokinů – regulační a efektorové funkce schopnost prezentace antigenu!
EOSINOFILNÍ GRANULOCYTY buňka zánětlivé reakce, především u hypersenzitivity I. typu fagocotóza méně výrazná
FAGOCYTÓZE PŘEDCHÁZÍ VYCESTOVÁNÍ NEUTROFILŮ (A DALŠÍCH BUNĚK) DO MÍSTA ZÁNĚTU Do místa zánětu je buňka „lákána“ chemotaktickými signály Diapedézu zajišřují adhezivní molekuly na povrchu endotelií a fagocytárních buněk
CHEMOTAKTICKÉ SIGNÁLY NEUTROFILŮ bakterie (formylpeptidy)
infikovaný epitel
poškozený epitel
IL-8
PAF
leukotrien B4
C3a a C5a složky komplementu
NEUTROFIL
makrofág
FÁZE VYCESTOVÁNÍ NEUTROFILŮ Z CÉV
VALIVÝ POHYB
exprese selektinů
ZACHYCENÍ
DIAPEDÉZA
Exprese integrinů a adhezinů Ig rodiny
ROZPOZNÁVÁNÍ PŘI FAGOCYTÓZE receptory nespecifického rozpoznání manózový receptor galaktózový receptor scavengerový receptor CD14 - receptor pro LPS TLR (2, 4)
receptory pro složky komplementu (CR) receptory pro imunoglobuliny (FcR) OPSONIZACE
OPSONIZACE PŘI FAGOCYTÓZE
bakterie opsonin C3b složka komplementu CR1 receptor
opsonin IgG Fcγ receptor makrofág
SCHÉMA FAGOCYTÓZY vazba částice na membránu fagocytu
ingesce ve fagosomu fúze fagosomu s lysosomem digesce ve fagolysosomu uvolnění produktů rozkladu z fagocytu
REAKTIVNÍ LÁTKY VE FAGOCYTÓZE LÁTKY OBSAŽENÉ V LYSOSOMECH lysozym destruuje bakteriální stěnu defenziny zabíjejí grampozitivní bakterie laktoferin váže železo serinové proteázy mikrobicidní pro GG- bakterie hydrolázy rozkládají bakteriální produkty kolagenáza narušuje pojivové tkáně BPI baktericidní protein
REAKTIVNÍ RADIKÁLY KYSLÍKU ROI O2-, OH-, 1O2-, H2O2, HOCl, NH2Cl respirační vzplanutí
REAKTIVNÍ RADIKÁLY DUSÍKU NOI
NO, NO2, HNO2
ANTIMIKROBIÁLNÍ LÁTKY BUNĚČNÝCH GRANUL A TĚLNÍCH TEKUTIN Lysozym kationický protein granul, séra a sekretů sliznic narušuje glykosidickou vazbu mezi NN-glukózaminem a NNacetylmuramovou kyselinou G+ bakterií
Laktoferin je přítomen v séru, cervikálním hlenu, semeni, slzách Vyvazuje Fe3+ 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
REAKTIVNÍ RADIKÁLY KYSLÍKU
REAKTIVNÍ RADIKÁLY DUSÍKU
TVOŘÍ SE PŘEDEVŠÍM U AKTIVOVANÝCH MAKROFÁGŮ
makrofágy jsou aktivovány IFNγ IFNγ (TH1 Ly) katalytický enzym je inducibilní NO syntáza působí mikrobicidně zejména na intracelulární patogeny
PŘIROZENÁ CYTOTOXICITA Je jedním z dějů nespecifické - přirozené obrany proti intracelulárním patogenům a nádorovým buňkám, uplatňují se i v regulaci fyziologických dějů organismu.
DVA ZPŮSOBY ZÁNIKU BUŇKY NEKRÓZA indukce zánětu
APOPTÓZA rychlé odsranění fagocytem bez indukce zánětu
CYTOTOXICKÉ MECHANISMY Mf
TNF
Fas ligand
NK nesekreční cesta APOPTÓZA
Tc sekreční cesta ROZPOZNÁNÍ terčové buňky
AKTIVACE cytotoxických buněk
LÝZA APOPTÓZA perforiny granzym B v granulích zabíječe
NK - buňky natural killer - přirozený zabíječ velký granulární lymfocyt trvale přítomná azurofilní granula obsahují perforiny a granzymy buňka neadherující, nefagocytující hlavní buňka přirozené cytotoxicity protivirová aktivita protinádorová aktivita
ROZDÍLY PŘIROZENÉ A NESPECIFICKÉ CYTOTOXICITY nespecifická
specifická
efektorové buňky
NK
Tc
rozpoznávání
↓ exprese MHC I
ag prezentován MHC I
cytotoxické látky
trvale přítomny
vznikají po aktivaci
cytotoxická reakce
stejná u obou typů
ROZPOZNÁVÁNÍ CÍLOVÝCH BUNĚK NK BUŇKAMI MHC I
GP
KIR
NKAR
normální buňka
NK
buňka infikovaná virem
NK
MECHANISMUS CYTOTOXICKÉ REAKCE
Fas ligand
Fas
inaktivní ICE virus ↓ růstový faktor porucha DNA granzymy
ICE
pro IL-1β β IL-1β β
substrát
Tc
DNáza perforinové póry
APOPTÓZA
Terčová buňka
MECHANISMUS CYTOTOXICKÉ REAKCE
perforiny granule Cytotoxická buňka
Terčová buňka
INTERFERONY
INTERFERONY Typ I – IFNα IFNα, IFNβ 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 IFNγ je produkován Th1 lymfocyty má především regulační funkci výrazně aktivuje makrofágy
MECHANISMUS ÚČINKU INTERFERONŮ
elf2 inaktivní proteinkináza
aktivní PK P1 fosforylovaná elf2
INTERFERON
INHIBICE VIRŮ
VIROVÁ ds RNA aktivní RNAáza L
inaktivní 2´5 oligo adenylátsyntetóza
aktivní 2´5´OAS inaktivní RNAáza L
