FERTŐZÉSEK IMMUNOLÓGIÁJA kurzus
Extracelluláris baktériumok, ellen kialakuló immunválasz
2017.
Védelem a különböző „típusú” kórokozók ellen Általános és „testre szabott” mechanizmusok
Veleszületett és adaptív immunitás
17.3. ábra A sejten belül élő és szaporodó kórokozók ellen kialakuló védekezési mechanizmusok
17.3. ábra A sejtközötti térben élő és szaporodó kórokozók ellen kialakuló védekezési mechanizmusok
17.4. ábra A kórokozó tulajdonságai meghatározzák az antigénprezentáció módját és az adaptív immunválasz fő mechanizmusait
Az intracelluláris patogének elpusztításában elsősorban a celluláris immunválasz hatékony - a citoplazmában élősködő vírusok ellen a különböző sejtpusztító mechanizmusok (ADCC, CTL-ek, NK-sejtek) biztosítják, - a vezikulumokban szaporodó baktériumokkal szemben a Th1-sejtek által aktivált makrofágok hetékonyak Az extracelluláris, sejten kívül szaporodó mikrobák semlegesítésében a humorális immunrendszer elemei hatékonyak - az antitestek és a komplementrendszer .
Extracelluláris baktériumok, gombák és paraziták ellen kialakululó immunválasz
Extracelluláris baktériumok
A sejtek közötti térben és a hámsejteken képesek szaporodni, így pl. a keringésben, a kötőszöveti állományban, a légutakat és a bélüreget borító epiteliumon. Ide sorolhatók - a gennykeltő, Gram-pozitív coccusok (Staphylococcus, Streptococcus), - a Gram-negatív coccusok (Meningococcus, Gonoccoccus, két Neisseria-faj), - a Gram-negatív (pl. Escherichia coli), - a Gram-pozitív bacillusok (pl. az anaerob Clostridium-fajok) valamint a Lyme-kórt okozó spirocheta, a Borrelia burgdorferi
Az extracelluláris baktériumok által okozott fertőzések - gyulladási folyamatot indítanak el, ez a fertőződés helyén a szövetek károsodását okozza.
17.11. ábra Gyulladási citokinek kaszkádja Gram- bakteriális fertőzést követően
Az extracelluláris baktériumok által okozott fertőzések
- gyulladási folyamatot indítanak el, ez a fertőződés helyén a szövetek károsodását okozza. - mérgező anyagokat, toxinokat termelhetnek, amelyek vagy a kórokozó sejtfalában vannak jelen - endotoxinok, vagy oldott fehérjeként kerülnek a környezetbe - exotoxinok.
Az extracelluláris baktériumok kétféleképpen okozhatnak betegséget Endotoxin: - a Gram- baktériumok falában levő LPS hatására makrofágok aktiválódnak, gyulladási citokineket termelnek - adjuváló hatás Exotoxinok: - diftériatoxin fehérjeszintézist gátló hatású, - koleratoxin a bél epitélsejtjeinek cAMP-termelését fokozza, kloridionok kiáramlása, vízvesztés, hasmenés. - tetanusztoxin izomgörcsöt okoz, a gerincvelő szintjén hat: megakadályozza gátló neurotranszmitterek felszabadulását, - botulinustoxin az izomsejtek motoros véglemezéhez kötődve gátolja az idegsejtekből történő ingerületvezetést. A Staphylococcus aureus által termelt exotoxinok szuperantigénként aktiválhatják az immunrendszert
Toxikus sokk kialakulása bakteriális szuperantigének hatására A leghatékonyabb természetes eredetű T-sejt mitogének; - minden ötödik T-sejtet aktiválhatják, mivel a - TCR-nek nem az antigénkötő zsebébe, hanem a külső régiójához kötődnek - az MHCII-höz is feldolgozás nélkül kapcsolódnak A hirtelen nagy számban aktiválódó Th-sejtekből nagy mennyiségű TNFα szabadul fel, ami szisztémás választ toxikus sokkot indukál (magas láz, intravaszkuláris koaguláció) A leggyakoribb ételmérgezést okozó toxinok a Gram+ Staphylococcus aureus által termelt exotoxinok (SE – Staphylococcal Enterotoxins).
Patogén extracelluláris baktériumok Extracelluláris baktérium
Betegség
Patogenitás
Staphylococcus aureus
bőr, lágyszövetek fertőzése, gyulladás, tüdő tályog, szisztémásan toxikus sokk szindróma, ételmérgezés
Enterotoxin szuperantigén
garatgyulladás, Streptococcus pyogenes („húsevő impetigo (ótvar) reumás láz, vesegyulladás (S.haemolyticus) baktérium”)
Exotoxin (Streptolysin-O), hemolízist okoz
Escherichia coli
húgyuti fertőzés, gyomor- bélhurut, szeptikus sokk
Endotoxin (LPS)
Vibrio cholerae
hasmenés
Cholera toxin (cAMP fokozás)
Clostridium tetani
tetanusz
Tetanusz toxin
Neisseria meningitidis
agyhártyagyulladás
Endotoxin
Coryneabcterium diphteriae
diftéria
Diftéria toxin
Baktérium-ellenes antitest keresztreakciója szívizom sejttel – autoimmun reakció
a baktérium és a szívizom hasonló antigén-szerkezete miatt Streptococcus haemolyticus (mandulagyulladás okozója) ellen termelődött ellenanyag
a szívizomzat M-fehérjéhez kötődik bal pitvar és bal kamra közti nyílás
normál
gyulladt
szívizomgyulladást válthat ki („reumás láz”)
Molekuláris „mimikri” nagyfokú hasonlóság bizonyos kórokozók és a „megtámadott” szövet struktúrái között
keresztreagáló (auto)antitestek specifikus ellenanyag
patogén struktúra
saját struktúra
autoimmun reakció
1.8. ábra A veleszületett és az adaptív immunrendszer együttműködése a kórokozó ellen kialakuló immunválasz során
17.12. ábra Az extracelluláris baktériumok elleni adaptív immunválasz
17.13. ábra Pneumococcus ellen kialakuló fajlagos immunválasz T-sejttől független
Extracelluláris baktériumok menekülési módjai Mechanizmus
Példa
Antigén-variáció
Neisseria gonorrhoeae, Escherichia coli, Salmonelly typhymurium
Komplement-aktiváció gátlása Ellenállás fagocitózisnak
Számos baktérium Pneumococcus
Baktériumok toxinjainak hatása, a hatás mechanizmusa (MOA)
Extracelluláris baktériumok és toxinjaik ellen kialakuló adaptív immunválasz
Antibiotikumok - baktériumok antibiotikum rezisztenciája 1940-es évek: antibiotikumok „csodaszerek”
Mik az antibiotkumok? - élő organizmusok által termelt, természetes anyagok, amelyek megakadályozzák a baktériumok növekedését, ill. elpusztítják azokat - a kereskedelmi forgalomban lévők kémiailag módosítottak, hatékonyabbak - tágabb értelemben ide sorolunk szintetikus antimikrobiális anyagokat (quinolonok, szulfonamidok) is
Hatásmechanizmusuk: a baktériumba jutva megakadályozzák annak proliferációját, növekedését pl.a tetracyclin a riboszómákhoz kötődik a penicillin és a vancomycin a baktérium sejtfalának szintézisét gátolja
Baktériumok antibiotikum rezisztenciája Az antibiotikumok nem elég körültekintő ill. nem megfelelő használata miatt egyre több rezisztens törzs alakul ki, elsősorban legyengült szervezetű egyénekben (zárt közösségekben – pl. kórház – könnyebben terjednek) Ma már számos minden ismert antibiotikummal szemben ellenálló multidrog-reszisztens - törzs létezik (több mint 100 gyógyszer!) - Enterococcus faecalis – bélben él, vérmérgezést okoz - Mycobacterium tuberculosis - Pseudomonas aeruginosa – vérmérgezést, tüdőgyulladást okoz
Hogyan működnek a rezisztencia-gének? -„pumpákat” kódolnak, amik kilökik az antibiotikumot a baktériumból - antibiotikumot bontó enzimeket kódolnak - olyan enzimeket kódolnak, amelyek inaktiválják az antibiotikumot
Hogyan alakulnak ki és terjednek a rezisztencia-gének? - öröklődnek - mutációk eredményeként keletkeznek - a baktériumok felveszik a környezetükből a rezisztencia-géneket - plazmidokat vesznek fel a donor-sejtekből - vírus vesz fel gént baktériumból és azt adja tovább - a környezetben lévő pusztult sejt génjét veszi fel - a gén stabilan beépül a baktérium gén-állományába a rezisztencia-gének gyakran transzpozonokba épülnek be, ezzel fokozva a terjedését Hogyan segítik elő a reszisztencia kialakulását az antibiotikumok? - az érzékeny baktériumok elpusztulnak, - az ellenállók túlélnek, szaporodnak, egyre rezisztensebbé válnak A rezisztenssé vált törzsek „elfoglalják” a nem káros mikrobák helyét is, kiszorítják azokat a biofilmből.
MRSA Methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) bacteria are resistant to all beta-lactam antibiotics such as methicillin, penicillin, oxacillin, and amoxicillin. A MRSA infection can be fatal, and is sometimes called the "Super Bug."
Staphylococcus aureus bacteria are commonly found on the skin and in the noses of healthy people. Staph bacteria are one of the most common causes of skin infection in the United States. Staph bacteria are a common cause of pneumonia, surgical wound and bloodstream infections. 25-30 % of the population is colonized with staph, and less than 2% is colonized with MRSA.
