Imunita na sliznici a kůži bariéry nespecifická imunita, epiteliální buňky lymfocyty a Ig regulace těchto složek na sliznici
První stupeň ochrany před infekcí • Pro navození infekce, patogen musí překonat bariéry: – kůže, která je běžně nepropustná pro inf. agens a tvoří baktericidní produkty – slizniční sekret blokuje adherenci k epiteliálním buňkám – Mnoho sekretů sliznice je baktericidních • lysozym, spermin, žaludeční šťáva
• Střevní komenzály mohou blokovat růst patogenních bakterií
Kůže - obranné bariéry • Nepoškozená kůže je nepropustnou bariérou – Vícevrstevnost epidemis – Přítomnost tukových látek-cidní vlastnosti – Nízké pH
• Fyziologická mikroflóra kůže – G+ tyčinky (Corynebact), koky
Kůže a její imunitní systém • Buňky – Langerhansovy bb., mastocyty, T ly, Neu, Eo, keratinocyty, fibroblasty
• Humorální složky – Koagulační a komplementová kaskáda, IgG,IgA, eikosanoidy, neuropeptidy, cytokiny
Abnormální funkce kožního imunitního systému • Oslabená imunita – kožní infekce • Autoprotilátky proti desmosomům – ovlivněna adheze keratinocytů na LB (puchýřnatá onemocnění – pemphigus) • Hyperproliferace a abnormální vyzrávání epidermis (keratinocytů), zánět, cévní změny, PMN infiltace - psoriáza
Abnormální funkce kožního imunitního systému - atopická dermatitis • Spongioza epidermis, perivenulární infiltrát CD4+ ly s homing. mol. CLA - akutní fáze • Hyperplazie epidermis, hyperkeratoza, zvýšení počtu Langerhans.bb., mastocytů • Mechanizmus vzniku neznámý – Role IgE, Eo, přecitlivělost T lymfocytů
Epiteliální povrchy a imunita • • • • • • • • • •
GIT povrch 200 m2 Povrch dýchacích cest 80 m2 Povrch kůže 2 m2 Strava tuny za život Mikroflora 10 14 bakterií Epiteliální obrat ve střevě 1011 /den IgA produkce 5 – 9 g/den 90 % infekcí příchází prostřednictvím sliznice 80 % imunitních buněk je ve spojení se sliznicí Schopnost slizniční (orální) tolerance
Speciální znaky slizničního imunitního systému • Epiteliální buňky • Bb. nespecifické imunity, receptory (TLR) – silně vyvinutá přirozená imunita • Slizniční lymfocyty – liší se do krevních (původ, fenotyp, repertoár, produkty) - IEL, Treg, lymfocytární migrace (homing) • Slizniční IgA • Orální tolerance
Úkoly slizniční imunity • Ochrana před patogenními mikroby (anti infekční role) • Bariera proti penetraci infekčních a imunogenních složek do cirkulace (bariérová funkce) • Nízká reaktivita vůči neškodným antigenů (orální neboli slizniční tolerance) • Udržování slizniční homeostázy (immunoregulační funkce)
Choroby vzniklé ve spojitosti s poruchou slizniční bariérové funkce • Poruchy exkluze, penetrace mikrobiálních, potravinových a vzdušných antigenů do cirkulace • Vystupňovaná a generalizovaná imunitní odpověď proti luminálním antigenům (alergenům), superantigenům a mitogenům • Chronické zánětlivé choroby
Pattern recognition receptors (PRR) PAMP LPS Lipoproteins Peptidoglycan Lipoarabinom annan Flagellin CpG (bacterial DNA) Heat shock proteins
Microbes Most G - bacteria Most bacteria Most bacteria mycobacteria
PRR LBP, CD14, TLR4 TLR2 CD14, TLR2 TLR2, MBP
G- bacteria Most bacteria
TLR5 TLR9
Most bacteria
TLR4, TLR2
Epiteliální buňky střevní sliznice • Epitelie obsahují adhezívní molekuly – homotypické (stejný typ) – heterotypické (epiteliální a lymfoidní) reakce (Ecadherin – IEL)
• Typy epiteliálních buněk – – – –
konvenční enterocyty goblet cells - hlen, peptidy enteroendokrinní buňky – neurokrinní molekuly Panethovy bb., tvoří antibiotické substance- defensiny
Epitheliální bb. jako součást imunitního systému Exprese • Enzymy • HLA molekuly • E-cadherin • Receptory pro: – Cytokiny – Polymer Ig
• Indukovaná exprese – CD86, ICAM-1, MICA/B
Produkce • Antimikrobiální peptidy • Cytokiny – IL-1, IL-6, IL10, TNF-alpha, IL-3, IL-7, IL-15 – chemokiny
Antibakteriální mechanismy sliznice • Residentní mikroflora – kompetice s exogenními bakteriemi • Hlen - lepkavý materiál – „vychytává“bakterie • Lysozym – štěpí stěnu bakterií • Lactoferrin – váže železo • Lactoperoxidasa – volné radiály zabíjí bakterie • Antibakteriální peptidy • Cilie epithelií • Tight junction epitelií – ochrana před invazí
Antibakteriální peptidy • Antibakteriální peptidy- defensiny - v granulích epitheliálních Panethových bb., epiteliálních bb. respirač. traktu • Cathelidiny - respirační epitel • Collectiny – modulují obrannou odpověď během infekce nebo zánětu – prozánětlivé cytokiny • Surfactant proteiny – váží různé viry, G-, G+ bakterie, mykobacterie, alergeny
Intraepitheliální lymfocyty • Dominantně fenotyp CD8+, CD45RO+ • Adhesivní molekuly – integrin αEß7 • Cytoplasmatické granule obsahující cytolytické proteiny (perforiny)
Lymfocyty lamina propria • • • •
Nejčetnější T buňky, dominantně CD4+ B buňky, produkující IgA Všechny slizniční lymfocyty mají supresívní aktivitu– Treg (CD25+, produkce IL-10, TGF beta)
Transport immunoglobulinu A do lumen
Vstup luminálních antigenů • Induktivní část-lymfoidní folikuly s epiteliální vrstvou (FAE) - M buňky – specializované pro přenos antigenů (microfold cells) • Endocytozou přenáší Ag na opačnou stranu
Imunitní exkluze a eliminace • Neutralizace cizích antigenů na sliznici pomocí sekretované IgA, IgM – imunitní exkluse (spolu s přirozenýnmi mechanizmy) – transportováno ven z těla • Imunitní eliminace – Ag s IgA (IK) vychytáváno v Peyer p. n APC indukována imunitní reakce proti patogenům
Role komenzální mikroflory • Bakteria hrají důležitou roli v metabolických a imunitních procesech ve střevě • Kompetice s patogeny a ovlivnění imunitního systému – normální flora silně ovlivňuje rozvojt GALT (gnotobiologický model) – vývoj přirozené imunity, resistance k infekci, slizniční imunita, repertoár B ly, CMI, indukce induction
Velké rodiny Venkovské domy, dobytek Střevní mikroflóra variabilní, přechodná Nízká frekvence užití antibiotik Vysoká zátěž parazity Slabá sanitace, vysoká orofekální zátěž
Malé rodiny Městské, „kultivované „domy Stabilní střevní mikroflóra Vysoká frekvence užití antibiotik Nízká nebo nepřítomná zátěž parazity Dobrá sanitace, nízká orofekální zátěž
Indukce tolerance • Participace různých subpopulací dendritických buněk (DC) – „nondangerous“ Ag presentované nezralými DC (nízká exprese ko-stimulačních molekul), aktivace Treg (Th3) – indukce tolerance – patogenní mikroorganismy („dangerous“ signals) indukce maturace DC
• prezentace Ag neprofesionálními APC – epiteliální bb.
Indukce tolerance– cont. • Stimulace Treg cytokiny (TGF - β, IL-10, IL-4, IL-5, Vit D3 – calcitriol) • Nejdůležitější pro systémovou neodpovídavost – IL-10, TGF-β • Delece nebo anergie specifických T lymfo při vysoké dávce antigenu • Indukce aktivních tlumivých mechanizmů - nižší dávka Ag (IL-10, TGF-beta z T regulatory cells Treg) – nepatogenní antigeny /alergeny
Selhání slizniční tolerance • Silná reakce proti neškodným, běžně se vyskytujícím antigenům • Celiake, potravinová alergie, jiné autoimunitní choroby?……
Zánět – imunologická charakteristika
Zánět - definice • Komplexní adaptační reakce organizmu na zátěž nebo poškození • Typicky v buněčných tkání, orgánech, účast řady solubilních látek • Imunitní systém je zásadní, nikoliv však jediný – účast nervového, endokrinního, koagulačního systému
Buněčné složky zánětu • Buňky cirkulující – Ly, Neu,Eo, Baso, Plt
• Bunky rezidentní – Mastocyty, makrofágy – Endoteliální buňky (vykazují řadu funkcí typických pro buňky imunitní) – Fibroblasty – Hladké svaly – Senzorické nervy
Humorální složky zánětu • Tvořeny aktivovanými buňkami, slouží k aktivaci nebo zesílení specifických aspektů zánětu 1. Vazoaktivní, způsobující konstrikci hladkých svalů Histamin, metabolity AA (PGD2, LTC4,D4, TXE4), kininy
2. Chemotaktické faktory Chemokiny, PAF, složky C (C5a) metabolity AA (LTB4)
3. Enzymatické mediátory tryptáza
4. Proteoglykanové mediátory heparin
Histaminové receptory Receptor
Účinek mediátoru
H1
Zvýšení postkapilární permeability Kontrakce hladkých svalů bronchů Plicní vazokonstrikce Zvýšení sekrece hlenu Zvýšená tvorba cGMP v bb Zvýšení produkce prostaglandinů v plicích
H2
Zvýšená produkce žaludeční šťávy Zvýšená sekrece hlenu Aktivace T lymfocytů (regulačních) Zvýšená tvoba cAMP
H3
Inhibice uvolnění histminu Inhibice syntézy histaminu
Enzymy a role v zánětu Enzymy Neutrální proteázy: tryptáza, chymáza, karboxypeptidáza
Hlavní role v zánětu Fibróza
Kyselé hydrolázy: beta-hexosaminidáza, beta gukuronidáza
Degradace mezibuněčné substance
Oxidativní enzymy: NADPH oxidáza, superoxid dismutáza, myeloperoxidáza, peroxidáza
Oxidativní zabíjení mikroorganizmů
C-reaktivní protein • Fylogeneticky stará látka - pentraxiny • Hlavní bílkovina akutní fáze zánětu, koncentrace výrazně stoupá (až 1 000x během 24-48 hodin) • Syntetizován v játrech • Ligandem je fosforylcholin (složka bakeriálních a fungálních polysacharidů) • Opsonizační látka, aktivuje komplement, stimuluje makrofágy • Klinicky používán jako indikátor zánětu
Časový průběh zánětlivé reakce Název Úvodní
Interval hodiny
Složky přirozená imunita
Vrcholná
dny
specifická imunita
Reparační
týdny
imunologické i neimunologické mechanizmy
