Odpowiedź przeciwzakaźna

DPORNOŚĆ PRZECIWZAKAŹNA

Podstawowe zadania układu odpornościowego

w zakresie ochrony przed zakażeniem



rozpoznanie czynnika infekcyjnego jako obcego ustrojowi



uruchomienie szybkiej i skutecznej reakcji obronnej



przekazanie

informacji

rozpoznanych

antygenach

komórkom potomnym

DPORNOŚĆ PRZECIWZAKAŹNA

Typ odporności

Przykłady

Odporność

wrodzona

(nieswoista)

Naturalne bariery anatomiczne,
fagocytoza, dopełniacz, interferony,
komórki NK i NKT

Odporność

nabyta

(swoista)

Czynna

Naturalna

Przebycie zakażenia

Sztuczna

Uodpornienie za pomocą
różnego rodzaju
szczepionek

Bierna

Naturalna

Przeciwciała IgG matki w
surowicy noworodka

Sztuczna

Podanie surowicy
odpornościowej, np.
przeciwtężcowej

DPORNOŚĆ NIESWOISTA I SWOISTA

Odporność nieswoista

Odporność swoista

bardzo szybka

nie wymaga wstępnej aktywacji

rozwija się powoli

wymaga kontaktu z antygenem

receptory rozpoznające antygen są

niezmienne

są dziedziczone z pokolenia na

pokolenie

receptory rozpoznające antygen

wykształcają się na nowo w każdej

pierwotnej reakcji immunologicznej

nie są dziedziczone

celem ataku nie są własne struktury

organizmu

może dojść do autoagresji

brak pamięci immunologicznej

pamięć immunologiczna

rozwija się niezależnie od odporności

swoistej

do rozwinięcia prawie zawsze wymaga

odporności nieswoistej

DPORNOŚĆ NIESWOISTA

(

NATURALNA

WRODZONA

)

PAMP

PRR

dwuniciowy

RNA replikujących się wirusów

TLR3

niemetylowane sekwencje DNA (CpG)

bakterii

TLR9

peptydoglikan

ściany komórkowej bakterii

TLR2

lipopolisacharyd

(LPS) ściany komórkowej

bakterii G

–

TLR4

kwasy tejchojowe

ściany komórkowej

bakterii G +

TLR2, TLR4

oligosacharydy zawierające mannozę ściany

komórkowej drożdży

receptor dla mannozy

DPORNOŚĆ NIESWOISTA

(

NATURALNA

WRODZONA

)



Naturalne bariery anatomiczne



Komórki żerne (makrofagi, granulocyty
obojętnochłonne)



Dopełniacz



Interferony



Komórki NK i NKT

LEMENTY

ODPORNOŚCI NIESWOISTEJ

ZAPOBIEGAJĄCE WTARGNIĘCIU PATOGENÓW DO

ORGANIZMU



bariery mechaniczne:



skóra



błony śluzowe układu pokarmowego, oddechowego, moczowo-płciowego



bariery

czynnościowe



perystaltyka jelit, kaszel, kichanie



aparat

rzęskowy dróg oddechowych



wydzielanie

śluzu przez nabłonek,



bariery chemiczne



kwasy

tłuszczowe na powierzchni skóry



lizozym, pepsyna, kwas solny

żołądka, peptydy o działaniu antybakteryjnym

– kryptydyna jelitowa



bariery mikrobiologiczne



fizjologiczna flora bakteryjna



przeciwciała IgM wytwarzane przez limfocyty B1



obecne w wydzielinie

śluzowo-surowiczej nabłonka

PO PRZERWANIU

CIĄGŁOŚCI

ZEWNĘTRZNYCH BARIER OCHRONNYCH



Komórki tuczne



Komórki dendrytyczne



Komórki żerne (makrofagi, neutrofile)



Układ dopełniacza



Interferony



Komórki NK i NKT

UDZIAŁ KOMÓREK TUCZNYCH W ODPORNOŚCI

PZECIWBAKTERYJNEJ I PRZECIWPASOŻYTNICZEJ

chemokiny

pasożyty

alergeny

bakterie

IgE

TLRx

TLR2

TLR4

Degranulacja

TNF
IL-3
IL-4
IL-5
IL-6

PGD

LTC

PAF

Histamina

Tryptaza

Chymaza

Heparyna

Histamina

Tryptaza

Chymaza

Heparyna

PGD

LTC

PAF

TNF
IL-3
IL-4
IL-5
IL-6

Rozszerzenie naczyń
krwionośnych

Aktywacja leukocytów

Rozszerzenie naczyń
krwionośnych

Aktywacja leukocytów

Natychmiastowa reakcja zapalna

MECHANIZMY ZABIJANIA DROBNOUSTROJÓW

PRZEZ KOMÓRKI ŻERNE



Aktywne

związki tlenowe

(makrofagi)



, H



Indukcja

- IFN-

γ, IL-4



Dezaktywacja

- dysmutaza

ponadtlenkowa, katalaza, glutation



Tlenki azotu (makrofagi)



NO, NO

, HNO



Indukcja

- IFN-

γ, IL-1, TNF, LPS



Dezaktywacja

- glikokortykosteroidy,

IL-4, TGF-



HOCl (neutrofile, monocyty)



HOBr (eozynofile)



BPI (neutrofile)

gram (-)



Defensyny (neutrofile)

kanały w

błonie komórkowej mikroorganizmów



Kateliny (neutrofile)



Katepsyna G (neutrofile, monocyty,
komórki tuczne )

gram (-), gram (+),

grzyby



Lizozym (neutrofile, monocyty,
makrofagi)

przecinającym wiązanie



1,4-glikozydowe



Inne

(np. laktoferyna, elastaza, główne

białko zasadowe (MBP), białko kationowe
eozynofilów (ECP), neurotoksyna (EDN))

Tlenowe

Pozatlenowe

KOMÓRKI NK

(

NATURALNE

KOMÓRKI CYTOTOKSYCZNE

)

odpowiedź przeciwwirusowa i przeciwnowotworowa

zabijają komórki poprzez

uwalnianie perforyn i

granzymów

cząsteczkę FasL (ligand dla Fas)

wydzielają interferon gamma (IFN-γ)

apoptoza

IFN-

Makrofag

IL-12

TNF

INTERFERONY

CD4

-Th1

CD8

-Tc

IFN-

CD4

-Th2

Makrofag

Limfocyt B

Proliferacja
Produkcja
IL-4 i IL-5

Ekspresja MHC
klasy II
Aktywność
mikrobiologiczna

Aktywność
cytotoksyczna

Różnicowanie
Produkcja przeciwciał
(IgG2; IgG1)

ECHANIZMY

DZIAŁANIA INTERFERONU

komórka zakażona

wirusem

komórka

nie zakażona

IFN

α/β IFN wiąże się z

nie zakażoną

komórką

IFN indukuje syntezę

syntetazy 2, ‘5’ oligoadenylowej

kinazy białkowej

syntetyzowany trójnukleotyd adeninowy fosforylacja i inaktywacja eIF-2

aktywacja endonukleazy

hamowanie syntezy białka

degradacja wirusowego mRNA

prewencja infekcji wirusowej

wirus

DPORNOŚĆ SWOISTA

(

NABYTA

ADAPTACYJNA

)

wirusy, bakterie

wewnątrzkomórkowe/

Mycobacterium, Listeria,

niektóre pasożyty/

Leishmania

Makrofagi, NK

bakterie,

pasożyty,

ekspozycja na alergeny

Granulocyty kwasochłonne,

komórki tuczne

Th1

Th2

DPORNOŚĆ SWOISTA

(

NABYTA

ADAPTACYJNA

)

APC

patogen

dziewiczy
limfocyt CD4

makrofag

pobudzenie

Pobudzone
limfocyty T
IL-4

hamowanie

degranulacja

Przeciwciała
neutralizujące

Pobudzone makrofagi i
komórki dendrytyczne

IL-12

IL-2
IFN-

IFN-

TNF

neutrofil

eozynofil

makrofag

komórka tuczna

IgE

IL-4,

IL-10,
IL-13

IL-5

Th1

Th2

Synteza przeciwciał
uczestniczących a
opsonizacji i fagocytozie

DPORNOŚĆ SWOISTA

(

NABYTA

ADAPTACYJNA

)

Właściwości immunoglobulin:

• aktywacja dopełniacza
• indukcja immunofagocytozy (Fc)
• indukcja cytotoksyczności komórkowej zależnej od przeciwciał (Fc)
• wiążąc antygen na powierzchni mikroorganizmów mogą blokować ich

wnikanie przez nabłonek

• wiążąc toksyny mogą blokować ich działanie

DPORNOŚĆ SWOISTA

(

NABYTA

ADAPTACYJNA

)



Zakażenia wirusowe indukują syntezę przeciwciał
neutralizujących

IgG

(zapobiegają zakażeniu komórek,

ułatwiają fagocytozę przez makrofagi).



Zakażenia bakteriami z otoczkami polisacharydowymi wiążą
się z silną odpowiedzią

IgM

(opsonizacja, aktywacja

dopełniacza, fagocytoza).



zakażeniach pasożytniczych dominują przeciwciała

IgE



pierwotna

odpowiedź immunologiczna



aktywacji

podlegają dziewicze limfocyty T i B



rozwija

się wolno



przeważają przeciwciała o niskiej swoistości (IgM)



wtórna odpowiedź immunologiczna



zależna jest od komórek pamięci (limfocytów T i B)



pojawia

się szybciej



przeważają przeciwciała o wysokiej swoistości (IgG)

DPORNOŚĆ SWOISTA

(

NABYTA

ADAPTACYJNA

)



rozszerzenie naczyń włosowatych



zwolnienie przepływu krwi



zwiększona przenikalność ściany naczyń dla komórek, białek



wydzielanie substancji biologicznie czynnych



Objawy:



zaczerwienienie



obrzęk



podwyższona temperatura

EAKCJA ZAPALNA

Odpowiedź nieswoista

Odpowiedź swoista

TYPY ZAKAŻEŃ



Drobnoustroje żyjące obligatoryjnie pozakomórkowo



Staphylococcus aureus, Sreptococcus pyogenes,
Hameophilus influenzae, Klebsiella, Pseudomonas,
Neisseria



Drobnoustroje będące fakultatywnymi pasożytami
wewnątrzkomórkowymi



Mycobacterium Tuberculosis, Listeria, Salmonella,

niektóre

grzyby chorobotwórcze



Obligatoryjne pasożyty wewnątrzkomórkowe



Wirusy, chlamydie, niektóre pierwotniaki (Toxoplasma gondii
i Trypanosoma)

AKTERIE

ZEWNĄTRZKOMÓRKOWE



Zdolność do replikacji poza komórkami gospodarza.



Wydzielają toksyny:



endotoksyny (części składowe ściany komórki, np. LPS)



egzotoksyny (substancje wydzielane przez bakterie)



Wywołują ropnie



Główne mechanizmy odpowiedzi na zakażenia
bakteryjne:



aktywacja dopełniacza drogą alternatywną (LPS bakterii
gramujemnych, peptydoglikany bakterii gramdodatnich,
cząsteczki mannozy)



opsonizacja i fagocytoza



przeciwciała

BAKTERIE WEWNĄTRZKOMÓRKOWE



Zdolność do replikacji w komórkach gospodarza i przetrwania
w nich ( np. Listeria monocytogenes, Mycobacterium
tuberculosis)



Zakażenia takie mają tendencję do przewlekania się
(tworzenie ziarniniaków) i nawrotów



Główne mechanizmy obrony:



komórki NK pobudzane przez makrofagi i neutrofile



limfocyty CD4+ i CD8+



Th1

ŁÓWNE MECHANIZMY ODPOWIEDZI NA

INFEKCJE WIRUSAMI



układ dopełniacza



działanie interferonów



komórki NK



przeciwciała, głównie IgG (umożliwiają fagocytozę,
ADCC,aktywację dopełniacza) oraz IgA



uczulone limfocyty CD4+



limfocyty CD8+ cytotoksyczne (mogą indukować w komórkach
zakażonych syntezę nukleaz niszczących materiał genetyczny
wirusa i pobudzać syntezę IFN)

DPOWIEDŹ PRZECIWGRZYBICZA



Podstawowym mechanizmem odporności

nieswoistej

są

granulocyty

obojętnochłonne oraz makrofagi.



Odpowiedź

swoista

przypomina mechanizmy odporności w

stosunku do bakterii wewnątrzkomórkowych, głownie typu
komórkowego (

limfocyty CD8+, CD4+/Th1

) oraz

przeciwciała



U osób z niedoborami odporności szczególnie groźne są
zakażenia Candida, Aspergillus, Cryptococcus neoformans,
Histoplasma capsulatum.

Występowanie otoczek polisacharydowych:



hamowanie fagocytozy



hamowanie działania dopełniacza



osłabia immunogenność

Wydzielanie toksyn:



streptolizyna jest toksyczna dla granulocytów



toksyna błonicza uszkadza błony śluzowe



toksyny wydzielane przez Staphylococcus aureus

działają jak

superantygeny



enzymy proteolityczne wydzielane przez Neisseria
meningitidis niszczy IgA1

ECHANIZMY UNIKANIA PRZEZ PATOGENY

ODPOWIEDZI IMMUNOLOGICZNEJ

Zmienność patogenu:



pojawianie się wariantów antygenowych patogenu



występowanie kilkudziesięciu serotypów Streptococcus
pneumoniae

"Ukrywanie" się przed układem odpornościowym:



"ukrycie" się w komórkach innych niż żerne (Salmonella,
Shigella)



synteza receptora o dużym powinowactwie dla bakterii

ECHANIZMY UNIKANIA PRZEZ PATOGENY

ODPOWIEDZI IMMUNOLOGICZNEJ

Przetrwanie w komórkach:



Mycobacterium tuberculosis

i inne zaburzają tworzenie i

funkcję fagolizosomu



Listeria i Shigella

indukują syntezę włókien aktyny (mogą

przemieszczać się bezpośrednio z komórki do komórki/
unikają działania dopełniacza i przeciwciał)



Staphylococcus aureus

hamuje działanie aktywnych

związków tlenu (wydziela katalazę)



integracja materiału genetycznego niektórych wirusów (HIV,
HBV, Herpes

) z DNA komórki lub zdolność hamowania

apoptozy komórek zakażonych

ECHANIZMY UNIKANIA PRZEZ PATOGENY

ODPOWIEDZI IMMUNOLOGICZNEJ

Zdolność zaburzania odpowiedzi immunologicznej:



wirus Epsteina-

Barr syntetyzuje białko działające jak IL-10



wirus Herpes simplex

zaburza syntezę przeciwciał i białek

dopełniacza, hamuje ekspresję cząsteczek MHC klasy I



wiele wirusów hamuje aktywność interferonu



wirus Herpes wytwarza homologi cytokin: vIL-6, vIL-17



wirus HIV zakaża i niszczy limfocyty CD4

ECHANIZMY UNIKANIA PRZEZ PATOGENY

ODPOWIEDZI IMMUNOLOGICZNEJ

DPOWIEDŹ NA ZAKAŻENIA PASOŻYTNICZE



Pasożyty bytujące w krążeniu- głównie odpowiedź humoralna.



Pasożyty wewnątrztkankowe- głównie odpowiedź komórkowa.



Inwazje pasożytnicze mają najczęściej przebieg przewlekły.

Główne mechanizmy obrony:



typ odpowiedzi zależy od rodzaju pasożyta i miejsca jego
bytowania



antagonizm Th1/ Th2



wzrost wydzielania tlenku azotu (zwalczanie pasożytów
bytujących we krwi)



przeciwciała- nicienie w jelicie opłaszczane są przeciwciałami,
degranulacja komórek tucznych, przyspieszona motoryka jelit,
komórki kubkowe wytwarzają śluz