Brez regulative mehanizmi, ki deluje na več stopnjah, bi bil sistem komplementa neučinkovit; neomejeno uživanje njegovih sestavin lahko povzroči hude, potencialno smrtne poškodbe celic in tkiv v telesu. V prvem koraku zaviralec C1 blokira encimsko aktivnost Clr in Cls in posledično cepitev C4 in C2. Aktiviran C2 vztraja le kratek čas, njegova relativna nestabilnost pa omejuje življenjsko dobo C42 in C423. Encim C3bBb, ki aktivira alternativno pot, ima tudi kratko razpolovno dobo, čeprav vezava properdina na encimski kompleks podaljša življenjsko dobo kompleksa.
IN serum obstaja inaktivator anafilatoksina - encim, ki cepi N-terminalni arginin iz C4a, C3a in C5a in s tem močno zmanjša njihovo biološko aktivnost. Faktor I inaktivira C4b in C3b, faktor H pospeši inaktivacijo C3b s faktorjem I, podoben faktor, C4-vezavni protein (C4-b), pa pospeši cepitev C4b s faktorjem I. Trije konstitucionalni proteini celičnih membran - PK1 , membranski kofaktorski protein in pospeševalni faktor razpada (FUR) – uničijo komplekse C3- in C5-konvertaze, ki nastanejo na teh membranah.
drugo komponente celične membrane- pridruženi proteini (med katerimi je najbolj raziskan CD59) - lahko vežejo C8 ali C8 in C9, kar onemogoča integracijo membranskega napadajočega kompleksa (C5b6789). Nekateri proteini krvnega seruma (med katerimi sta najbolj raziskana protein S in klasterin) blokirajo pritrditev kompleksa C5b67 na celično membrano, njegovo vezavo na C8 ali C9 (tj. tvorbo polnega membransko napadalnega kompleksa) ali kako drugače. preprečuje nastanek in integracijo tega kompleksa.
Zaščitna vloga komplementa
Nevtralizacija virusi protitelesa se okrepijo s C1 in C4 in se še povečajo ob fiksaciji C3b, ki nastane po klasični ali alternativni poti. Tako postane komplement še posebej pomemben v zgodnjih fazah virusne okužbe, ko je število protiteles še majhno. Protitelesa in komplement omejujejo infektivnost vsaj nekaterih virusov in zaradi tvorbe značilnih "lukenj" komplementa, vidnih pod elektronskim mikroskopom. Interakcija Clq z njegovim receptorjem opsonizira tarčo, tj. olajša njeno fagocitozo.
C4a, C3a in C5a fiksirajo mastociti, ki začnejo izločati histamin in druge mediatorje, kar povzroči vazodilatacijo ter edem in hiperemijo, značilno za vnetje. Pod vplivom C5a monociti izločajo TNF in IL-1, ki okrepita vnetni odgovor. C5a je glavni kemotaktični faktor za nevtrofilce, monocite in eozinofilce, sposoben fagocitoze mikroorganizmov, opsoniziranih s C3b ali njegovim produktom cepitve iC3b. Nadaljnja inaktivacija celično vezanega C3b, ki vodi do pojava C3d, ga prikrajša za opsonizirajočo aktivnost, vendar se njegova sposobnost vezave na limfocite B ohrani. Fiksacija C3b na tarčno celico olajša njeno lizo s celicami NK ali makrofagi.
C3b vezava z netopnimi imunskimi kompleksi jih solubilizira, saj C3b očitno uniči mrežno strukturo kompleksa antigen-protitelo. Hkrati postane možna interakcija tega kompleksa z receptorjem C3b (PK1) na eritrocitih, ki transportirajo kompleks v jetra ali vranico, kjer ga absorbirajo makrofagi. Ta pojav delno pojasni razvoj serumske bolezni (bolezen imunskega kompleksa) pri posameznikih s pomanjkanjem C1, C4, C2 ali C3.
SLIDE 1
Predavanje št. 4. Humoralni dejavniki prirojene imunosti
1. Sistem komplementa
2. Beljakovine akutne faze vnetja
3. Biogene amimne
4. Lipidni mediatorji
5. Citokini
6. Interferoni
SLIDE 2
Humoralna komponenta prirojene imunosti predstavlja več med seboj povezanih sistemov - sistem komplementa, mreža citokinov, baktericidni peptidi, pa tudi humoralni sistemi, povezani z vnetjem.
Delovanje večine teh sistemov je podvrženo enemu od dveh principov - kaskadnemu in mrežnemu. Sistem komplementa deluje po kaskadnem principu, ko je aktiviran, so dejavniki vključeni zaporedno. Poleg tega se učinki kaskadnih reakcij ne pojavijo samo na koncu aktivacijske poti, ampak tudi na vmesnih stopnjah.
Mrežni princip je značilen za citokinski sistem in pomeni možnost hkratnega delovanja različnih komponent sistema. Osnova za delovanje takega sistema je tesna medsebojna povezanost, medsebojni vpliv in visoka stopnja zamenljivosti komponent omrežja.
SLIDE 3
Dopolnjujejo- kompleksen proteinski kompleks krvnega seruma.
Sistem komplementa je sestavljen iz 30 proteinov (komponente oz frakcije, sistem komplementa).
Aktivirano sistem komplementa zaradi kaskadnega procesa: produkt prejšnje reakcije deluje kot katalizator za naslednjo reakcijo. Poleg tega, ko je del komponente aktiviran, pride do njegove delitve v prvih petih komponentah. Produkti tega cepitve so označeni kot aktivne frakcije sistema komplementa.
1. Večji od fragmentov(označeno s črko b), ki nastane med cepitvijo neaktivne frakcije, ostane na celični površini - aktivacija komplementa vedno poteka na površini mikrobne celice, ne pa na lastnih evkariontskih celicah. Ta fragment pridobi lastnosti encima in sposobnost vplivanja na naslednjo komponento in jo aktivira
2. Manjši fragment(označeno s črko a) je topen in »prehaja« v tekočo fazo, tj. v krvni serum.
Označene so frakcije sistema komplementa drugače.
1. Devet – prvih odkritih – proteinov sistema komplementa označen s črko C(iz angleške besede complement) z ustrezno številko.
2. Preostale frakcije sistema komplementa so označene druge latinske črke ali njihove kombinacije.
SLIDE 4
Aktivacijske poti komplementa
Poznamo tri poti aktivacije komplementa: klasično, lektinsko in alternativno.
SLIDE 5
1. Klasičen način aktivacija komplementa je temeljna. Sodelovanje v tej poti aktivacije komplementa - glavna funkcija protiteles.
Aktivacija komplementa po klasični poti sproži imunski kompleks: kompleks antigena z imunoglobulinom (razred G ali M). Protitelesa lahko "zavzamejo" njihovo mesto C-reaktivni protein– tak kompleks aktivira tudi komplement po klasični poti.
Klasična pot aktivacije komplementa izvede na naslednji način.
A. Najprej frakcija C1 je aktivirana: sestavljen je iz treh podfrakcij (C1q, C1r, C1s) in se spremeni v encim C1-esteraza(С1qrs).
b. C1-esteraza razgradi frakcijo C4.
V. Aktivna frakcija C4b se kovalentno veže na površino mikrobnih celic – tukaj se pridruži frakciji C2.
d. Frakcijo C2 v kombinaciji s frakcijo C4b razcepi C1-esteraza z nastanek aktivne frakcije C2b.
e. Aktivni frakciji C4b in C2b v en kompleks – С4bС2b– ki ima encimsko aktivnost. To je t.i C3 konvertaza klasične poti.
e. C3 konvertaza razgradi frakcijo C3, proizvajam velike količine aktivne frakcije C3b.
in. Aktivna frakcija C3b se veže na kompleks C4bC2b in ga spremeni v C5 konvertaza(С4bС2bС3b).
h. C5 konvertaza razgradi frakcijo C5.
in. Nastala aktivna frakcija C5b se pridruži frakciji C6.
j. Kompleks C5bC6 se pridruži frakciji C7.
l. Kompleks C5bC6C7 vgrajen v fosfolipidni dvosloj celične membrane mikrobov.
m. do tega kompleksa je vezan protein C8 in C9 protein. Ta polimer tvori pore s premerom približno 10 nm v membrani mikrobne celice, kar vodi do lize mikroba (ker se na njegovi površini oblikuje veliko takšnih por - "aktivnost" ene enote C3 konvertaze povzroči pojav približno 1000 por). Kompleksno С5bС6С7С8С9, ki nastane kot posledica aktivacije komplementa se imenuje memranattack kompleks(MAK).
SLIDE 6
2. Pot lektina aktivacijo komplementa sproži kompleks normalne beljakovine v krvnem serumu - lektin, ki veže manan (MBL) - z ogljikovimi hidrati površinskih struktur mikrobnih celic (z ostanki manoze).
SLIDE 7
3. Alternativna pot aktivacija komplementa se začne s kovalentno vezavo aktivne frakcije C3b - ki je vedno prisotna v krvnem serumu kot posledica spontane cepitve frakcije C3, ki se tukaj nenehno dogaja - s površinskimi molekulami ne vseh, ampak nekaterih mikroorganizmov.
1. Nadaljnji dogodki se razvijajo na naslednji način.
A. C3b veže faktor B, ki tvori kompleks C3bB.
b. V obliki, povezani s C3b faktor B deluje kot substrat za faktor D(serumska serinska proteaza), ki ga razgradi v aktivni kompleks С3bВb. Ta kompleks ima encimsko aktivnost, je strukturno in funkcionalno homologen s C3 konvertazo klasične poti (C4bC2b) in se imenuje Alternativna pot C3 konvertaza.
V. Sama alternativna pot C3 konvertaza je nestabilna. Da bi se alternativna pot aktivacije komplementa uspešno nadaljevala, ta encim stabiliziran s faktorjem P(properdin).
2. Osnove funkcionalna razlika Alternativna pot aktivacije komplementa v primerjavi s klasično je hitrost odziva na povzročitelja: saj ne potrebuje časa za kopičenje specifičnih protiteles in tvorbo imunskih kompleksov.
Pomembno je razumeti, da sta tako klasična kot alternativna pot aktivacije komplementa delovati vzporedno, ki se med seboj tudi krepita (tj. krepita). Z drugimi besedami, komplement se ne aktivira »bodisi po klasičnih ali alternativnih« poteh, temveč »po klasičnih in alternativnih« aktivacijskih poteh. To je z dodatkom poti aktivacije lektina en sam proces, katerega različne komponente se lahko preprosto manifestirajo v različnih stopnjah.
SLIDE 8
Funkcije sistema komplementa
Sistem komplementa ima zelo pomembno vlogo pri zaščiti makroorganizma pred patogeni.
1. Sistem komplementa je vključen v inaktivacijo mikroorganizmov, vklj. posreduje učinek protiteles na mikrobe.
2. Aktivne frakcije sistema komplementa aktivirajo fagocitozo (opsonini - C3b in C5b).
3. Sodelujejo aktivne frakcije sistema komplementa nastanek vnetnega odziva.
SLIDE 9
Aktivni frakciji komplementa C3a in C5a se imenujeta anafilotoksini, saj so med drugim vpleteni v alergijsko reakcijo, imenovano anafilaksija. Najmočnejši anafilotoksin je C5a. Anafilotoksini dejanje na različnih celicah in tkivih makroorganizma.
1. Njihov učinek na mastociti povzroči degranulacijo slednjega.
2. Anafilotoksini delujejo tudi na gladka mišica, zaradi česar se skrčijo.
3. Delujejo tudi na žilna stena: povzročajo aktivacijo endotelija in povečanje njegove prepustnosti, kar ustvarja pogoje za ekstravazacijo (izhod) tekočine in krvnih celic iz žilnega korita med razvojem vnetne reakcije.
Poleg tega so anafilotoksini imunomodulatorji, tj. delujejo kot regulatorji imunskega odziva.
1. C3a deluje kot imunosupresor (tj. zavira imunski odziv).
2. C5a je imunostimulant (tj. krepi imunski odziv).
SLIDE 10
Proteini akutne faze
Nekatere humoralne reakcije prirojene imunosti so po namenu podobne reakcijam adaptivne imunosti in jih lahko štejemo za njihove evolucijske predhodnike. Takšni prirojeni imunski odzivi imajo prednost pred adaptivno imunostjo v hitrosti razvoja, njihova slabost pa je nespecifičnost za antigene. Razpravljali smo o nekaj reakcijah prirojene in adaptivne imunosti s podobnimi rezultati v razdelku o komplementu (alternativna in klasična aktivacija komplementa). V tem razdelku bomo obravnavali še en primer: proteini akutne faze reproducirajo nekatere učinke protiteles v pospešeni in poenostavljeni različici.
Proteini akutne faze (reaktorji) so skupina proteinov, ki jih izločajo hepatociti. Med vnetjem se spremeni proizvodnja proteinov akutne faze. Ko se sinteza poveča, imenujemo proteine pozitivne, ko se sinteza zmanjša, pa negativne reaktante akutne faze vnetja.
Dinamika in resnost sprememb serumske koncentracije različnih proteinov akutne faze med razvojem vnetja nista enaki: koncentracija C-reaktivnega proteina in serumskega amiloida P se poveča zelo močno (desettisočkrat) - hitro in kratkotrajno. (skoraj se normalizira do konca 1. tedna); ravni haptoglobina in fibrinogena se manj povečajo (stokrat) v 2. in 3. tednu vnetne reakcije. Ta predstavitev bo upoštevala samo pozitivne reaktante, ki so vključeni v imunski procesi.
SLIDE 11
Glede na njihovo funkcijo ločimo več skupin proteinov akutne faze.
TO transportne beljakovine vključujejo prealbumin, albumin, orozomukoid, lipokaline, haptoglobin, transferin, proteine, ki vežejo manozo in retinol, itd. Igrajo vlogo prenašalcev metabolitov, kovinskih ionov in fiziološko aktivnih dejavnikov. Vloga dejavnikov v tej skupini se med vnetjem bistveno poveča in kvalitativno spremeni.
Nastane druga skupina proteaze(tripsinogen, elastaza, katepsini, granzimi, triptaze, kimaze, metaloproteinaze), katerih aktivacija je potrebna za nastanek številnih vnetnih mediatorjev, pa tudi za izvajanje efektorskih funkcij, zlasti ubijalske. Aktivacija proteaz (tripsin, kimotripsin, elastaza, metaloproteinaze) je uravnotežena s kopičenjem njihovih inhibitorjev. α2-makroglobulin sodeluje pri zatiranju aktivnosti proteaz različnih skupin.
Poleg naštetih beljakovine akutne faze vključujejo faktorji koagulacije in fibrinolize ter proteini medceličnega matriksa(na primer kolageni, elastini, fibronektin) in celo beljakovine sistema komplementa.
SLIDE 12
Pentraksini. Beljakovine družine pentraksina najbolj v celoti izkazujejo lastnosti reaktantov akutne faze: v prvih 2-3 dneh razvoja vnetja se njihova koncentracija v krvi poveča za 4 reda velikosti.
C-reaktivni protein in serumski amiloid P tvorijo in izločajo hepatociti. Glavni induktor njihove sinteze je IL-6. Protein PTX3 proizvajajo mieloid (makrofagi, dendritične celice), epitelijske celice in fibroblasti kot odgovor na stimulacijo prek TLR-jev, pa tudi pod vplivom proinflamatornih citokinov (npr. IL-1β, TNFα).
Koncentracija pentraksinov v serumu se močno poveča z vnetjem: C-reaktivni protein in serumski amiloid P - od 1 μg/ml do 1-2 mg/ml (tj. 1000-krat), PTX3 - od 25 do 200-800 ng/ml. . Najvišje koncentracije so dosežene 6–8 ur po indukciji vnetja. Za pentraksine je značilna sposobnost vezave na široko paleto molekul.
C-reaktivni protein je bil prvič identificiran zaradi njegove sposobnosti, da veže polisaharid C ( Streptococcus pneumoniae), kar je določilo njegovo ime. Pentraksini medsebojno delujejo tudi s številnimi drugimi molekulami: C1q, bakterijskimi polisaharidi, fosforilholinom, histoni, DNA, polielektroliti, citokini, proteini zunajceličnega matriksa, serumskimi lipoproteini, komponentami komplementa, med seboj, pa tudi s Ca 2+ in drugimi kovinskimi ioni.
Za vse obravnavane pentraksine obstajajo receptorji z visoko afiniteto na mieloidnih, limfoidnih, epitelijskih in drugih celicah. Poleg tega ima ta skupina proteinov akutne faze precej visoko afiniteto za receptorje, kot sta FcγRI in FcγRII. Veliko število molekul, s katerimi pentraksini sodelujejo, določa široko paleto njihovih funkcij.
Prepoznavanje in vezava PAMP s pentraksini daje razlog, da jih obravnavamo kot različico topnih receptorjev za prepoznavanje patogenov.
K najpomembnejšemu funkcije pentraksina Vključujejo njihovo sodelovanje pri prirojenih imunskih reakcijah kot dejavnike, ki sprožijo aktivacijo komplementa preko C1q in sodelujejo pri opsonizaciji mikroorganizmov.
Sposobnost pentraksinov, ki aktivirajo in opsonizirajo komplement, jih naredi nekakšna "protitelesa", ki delno opravljajo funkcije protiteles v začetni fazi imunskega odziva, ko se prava adaptivna protitelesa še niso imela časa razviti.
Vloga pentraksinov pri prirojeni imunosti vključuje tudi aktivacijo nevtrofilcev in monocitov/makrofagov, regulacijo sinteze citokinov in manifestacijo kemotaktičnega delovanja proti nevtrofilcem. Poleg sodelovanja pri prirojenih imunskih odzivih pentraksini uravnavajo funkcije zunajceličnega matriksa med vnetjem, nadzor apoptoze in izločanje apoptotičnih celic.
SLIDE 13
Biogeni amini
Ta skupina mediatorjev vključuje histamin in serotonin, ki ju vsebujejo granule mastocitov. Ti amini, sproščeni med degranulacijo, povzročajo različne učinke, ki igrajo ključno vlogo pri razvoju zgodnjih manifestacij takojšnje preobčutljivosti.
Histamin (5-β-imidazoliletilamin)- glavni mediator alergij. Nastane iz histidina pod vplivom encima histidin dekarboksilaze.
Ker je histamin v granulah mastocitov v končni obliki in se proces degranulacije pojavi hitro, se histamin pojavi zelo zgodaj na mestu alergijske lezije in takoj v visoki koncentraciji, kar določa manifestacije takojšnje preobčutljivosti. Histamin se hitro presnavlja (95% v 1 minuti) s sodelovanjem 2 encimov - histamin-N-metiltransferaze in diamin oksidaze (histaminaze); pri tem nastane (v razmerju približno 2:1) N-metilhistamin oziroma imidazol acetat.
Obstajajo 4 vrste receptorjev za histamin H 1 -H 4. Pri alergijskih procesih deluje histamin predvsem na gladke mišice in žilni endotelij ter se veže na njihove receptorje H1. Ti receptorji zagotavljajo aktivacijski signal, posredovan s transformacijo fosfoinozitidov s tvorbo diacilglicerola in mobilizacijo Ca 2+.
Ti učinki so deloma posledica tvorbe dušikovega oksida in prostaciklina v celicah (tarči histamina). Histamin, ki deluje na živčne končiče, povzroča občutek srbenja, ki je značilen za alergijske manifestacije na koži.
Pri ljudeh ima histamin pomembno vlogo pri razvoju kožne hiperemije in alergijskega rinitisa. Manj očitna je njegova udeležba pri razvoju splošnih alergijskih reakcij in bronhialne astme. Istočasno preko H2 receptorjev histamin in sorodne snovi izvajajo regulativni učinek, včasih zmanjšajo manifestacije vnetja, oslabijo kemotakso nevtrofilcev in njihovo sproščanje lizosomskih encimov ter sproščanje samega histamina.
Preko H2 receptorjev histamin deluje na srce, sekretorne celice želodca, zavira proliferacijo in citotoksično aktivnost limfocitov ter njihovo izločanje citokinov. Večina teh učinkov je posredovana z aktivacijo adenilat ciklaze in zvišanjem znotrajcelične ravni cAMP.
Podatki o relativni vlogi različnih histaminskih receptorjev pri izvajanju njegovega delovanja so zelo pomembni, saj so številna antialergijska zdravila zaviralci H1 (vendar ne H2 in drugih) histaminskih receptorjev.
SLIDE 14
Lipidni mediatorji.
Humoralni dejavniki lipidne narave igrajo pomembno vlogo pri uravnavanju imunskih procesov, pa tudi pri razvoju alergijskih reakcij. Najštevilnejši in najpomembnejši med njimi so eikozanoidi.
Eikozanoidi so presnovni produkti arahidonske kisline, večkrat nenasičene maščobne kisline, katere molekula vsebuje 20 ogljikovih atomov in 4 nenasičene vezi. Arahidonska kislina nastane iz membranskih fosfolipidov kot neposredni produkt fosfolipaze A (PLA) ali posredni produkt PLC-posredovanih transformacij.
Tvorba arahidonske kisline ali eikozanoidov nastane ob aktivaciji različnih vrst celic, predvsem tistih, ki sodelujejo pri razvoju vnetja, predvsem alergijskih: endotelijskih in mastocitov, bazofilcev, monocitov in makrofagov.
Presnova arahidonske kisline lahko poteka na dva načina – katalizirana s ciklooksigenazo ali 5'-lipoksigenazo. Ciklooksigenazna pot vodi do tvorbe prostaglandinov in tromboksanov iz nestabilnih intermediatov - endoperoksidnih prostaglandinov G2 in H2, lipoksigenazna pot pa do tvorbe levkotrienov in 5-hidroksieikozatetraenoata preko intermediatov (5-hidroperoksi-6,8,11,14). -eikozatetraenojske kisline in levkotriena A4), kot tudi lipoksinov - produktov dvojne lipoksigenacije (pod delovanjem dveh lipoksigenaz - glej spodaj).
Prostaglandini in levkotrieni imajo v mnogih pogledih alternativne fiziološke učinke, čeprav znotraj teh skupin obstajajo pomembne razlike v aktivnosti.
Skupna lastnost teh skupin dejavnikov je prevladujoč učinek na žilno steno in gladke mišice ter kemotaktični učinek. Ti učinki se uresničujejo z interakcijo eikozanoidov s specifičnimi receptorji na celični površini. Nekateri člani družine eikozanoidov povečajo učinke drugih vazoaktivnih in kemotaktičnih dejavnikov, na primer anafilatoksinov (C3a, C5a).
SLIDE 15
levkotrieni (LT)- C 20 maščobne kisline, katerih molekula vsebuje OH skupino na položaju 5 in stranske verige, ki vsebujejo žveplo, na položaju 6, na primer glutation.
Obstajata dve skupini levkotrienov:
Eden od njih vključuje levkotriene C4, D4 in E4, imenovane cisteinil levkotriene (Cys-LT),
Drugi vključuje en dejavnik - levkotrien B4.
Levkotrieni se tvorijo in izločajo v 5–10 minutah po aktivaciji mastocitov ali bazofilcev.
Levkotrien C4 je v tekoči fazi prisoten 3–5 minut, v tem času pa se pretvori v levkotrien D4. Levkotrien D4 obstaja naslednjih 15 minut in se počasi spreminja v levkotrien E4.
Levkotrieni izvajajo svoj učinek preko receptorjev, ki spadajo v skupino purinskih receptorjev iz družine rodopsinu podobnih receptorjev, ki segajo 7-krat skozi membrano in so povezani s proteinom G.
Leukotrienski receptorji se izražajo na celicah vranice, krvnih levkocitih, poleg tega je CysLT-R1 prisoten na makrofagih, črevesnih celicah, zračnem epiteliju, CysLT-R2 pa na nadledvičnih in možganskih celicah.
Cisteinil levkotrieni (zlasti levkotrien D4) povzročajo krče gladkih mišic in uravnavajo lokalni pretok krvi ter znižujejo krvni tlak. Cisteinil levkotrieni so mediatorji alergijskih reakcij, zlasti počasne faze bronhospazma pri bronhialni astmi.
Poleg tega zavirajo proliferacijo limfocitov in spodbujajo njihovo diferenciacijo.
Prej se je kompleks teh faktorjev (levkotrienov C4, D4 in E4) imenoval počasi reagirajoča snov A. Levkotrien B4 (dihidroksieikozatetraenojska kislina) ima kemotaktičen in aktivacijski učinek predvsem na monocite, makrofage, nevtrofilce, eozinofilce in celo T celice.
Drug produkt lipoksigenazne poti, 5-hidroksieikozatetraenoat, je manj aktiven kot levkotrieni, vendar lahko služi kot kemoatraktant in aktivator nevtrofilcev in mastocitov.
SLIDE 16
Prostaglandini (PG) - C 20 maščobne kisline, katerih molekula vsebuje ciklopentanski obroč.
Različice prostaglandinov, ki se razlikujejo po vrsti in položaju substituentskih skupin (hidroksi-, hidroksi-), so označene z različnimi črkami; Številke v imenu označujejo število nenasičenih vezi v molekuli.
Prostaglandini se na mestu vnetja kopičijo pozneje kot kinini in histamin, nekoliko kasneje kot levkotrieni, vendar sočasno z monokini (6–24 ur po začetku vnetja).
Poleg vazoaktivnega in kemotaktičnega učinka, doseženega v sodelovanju z drugimi dejavniki, imajo prostaglandini (zlasti prostaglandin E2) regulatorni učinek pri vnetnih in imunskih procesih.
Eksogeni prostaglandin E2 povzroča nekatere manifestacije vnetnega odziva, vendar zavira imunski odziv in alergijske reakcije.
Tako prostaglandin E2 zmanjša citotoksično aktivnost makrofagov, nevtrofilcev in limfocitov, proliferacijo limfocitov in proizvodnjo citokinov v teh celicah.
Spodbuja diferenciacijo nezrelih limfocitov in celic drugih hematopoetskih serij.
Nekateri učinki prostaglandina E2 so povezani s povečanjem znotrajcelične ravni cAMP.
Prostaglandini E2 in D2 zavirajo agregacijo trombocitov; Prostaglandina F2 in D2 povzročata krčenje gladkih mišic bronhijev, prostaglandin E2 pa jih sprošča.
SLIDE 17
Tromboksan A2 (TXA2) - C 20 maščobna kislina; njegova molekula ima 6-členski obroč, ki vsebuje kisik.
Je zelo nestabilna molekula (razpolovna doba 30 s) in se pretvori v neaktiven tromboksan B2.
Tromboksan A2 povzroči zoženje krvnih žil in bronhijev, agregacijo trombocitov s sproščanjem encimov in drugih aktivnih dejavnikov, ki spodbujajo mitogenezo limfocitov.
Drug produkt cikloksigenazne poti je prostaglandin I2(prostaciklin) – tudi nestabilen. Učinkuje preko cAMP, močno širi krvne žile, povečuje njihovo prepustnost in zavira agregacijo trombocitov.
Skupaj s peptidnim faktorjem bradikininom prostaciklin povzroča občutek bolečine med vnetjem.
SLIDE 18
Citokini
Povezane informacije.
Komplement je eden najpomembnejših večnamenskih sistemov v telesu. Po eni strani ga lahko obravnavamo kot glavnega efektorja od protiteles odvisnih reakcij. Vključen je ne le v litične in baktericidne reakcije, ampak tudi v druge učinke, odvisne od protiteles, med katerimi je povečana fagocitoza ena njegovih najpomembnejših funkcij in vivo. Po drugi strani pa komplement deluje kot glavni sistem - ojačevalec vnetnih reakcij. Možno je, da je to z evolucijskega vidika njegova glavna (primarna) funkcija in je sploh ni potrebno povezovati s protitelesi in drugimi imunološkimi mehanizmi.
Osrednji dogodek v procesu aktivacije komplementa je cepitev komponente C3 po klasični (tako imenovani samo zato, ker je bila prva odkrita, in ne zaradi izjemnega pomena) in alternativni poti. Druga temeljna točka je možna globina procesa: ustavi se
ali je na stopnji cepitve C3, kar zagotavlja številne biološke učinke, ali se še poglablja (od C5 do C9). Zadnja stopnja aktivacije se pogosto imenuje terminalna, končna (membranski napad), je skupna, enaka za klasično in alternativno pot, z njo pa je povezana litična funkcija komplementa.
Trenutno je vsaj 20 plazemskih proteinov združenih v sistem komplementa. V osnovi jih delimo v 3 skupine. Komponente, vključene v klasično aktivacijsko pot in v končni fazi (napad na membrano), so označene kot Clq, Clr, C1„ C4, C2, C3, C5, C6, C7, C8 in C9. Proteini, vključeni v alternativno aktivacijsko pot, se imenujejo faktorji in so označeni kot B, D, P. Končno ločimo skupino beljakovin, ki uravnavajo intenzivnost reakcije, ali skupino kontrolnih beljakovin: ti vključujejo C1-inhibitor ( C1INH), C3b-inaktivator (C3bINa ), pH faktor - C4 - BP, inhibitor anafilotoksina. Fragmenti, ki so posledica encimske cepitve glavnih komponent, so označeni z malimi črkami (na primer C3, C3, C3d, C5a itd.). Za označevanje komponent ali fragmentov z encimsko aktivnostjo je nad njihovimi simboli postavljena črta, na primer Cl, C42, C3Bb.
Vsebnost posameznih komponent komplementa v krvnem serumu je naslednja:
Koncentracija komponente, µg/ml
Klasičen način
C1 70
C1 34
C1 31
S4 600
C2 25
SZ 1200
Alternativna pot
Properdin 25
Faktor B 200
Faktor D 1
Membranski napadalni kompleks
C5 85
S6 75
S7 55
S8 55
S9 60
Regulativne beljakovine
C1-inhibitor 180
Faktor H 500
Faktor I 34
Sistem komplementa je eden od "sprožilnih" encimov
sistemov, kot tudi sistem strjevanja krvi, fibrinolizo in tvorbo kininov. Zanj je značilen hiter in hitro naraščajoč odziv na stimulacijo. To ojačanje povzroči kaskadni pojav, v katerem produkti ene reakcije delujejo kot katalizatorji za naslednjo. Takšna kaskada je lahko linearna, enosmerna (npr. klasična pot aktivacije komplementa) ali vključuje povratne zanke (alternativna pot). Tako se obe možnosti pojavita v sistemu komplementa (shema 1).
Klasično pot aktivirajo imunski kompleksi
antigen - protitelo, ki vključuje IgM, IgG kot antigene (podrazredi 3, 1, 2; razvrščeni so po padajočem vrstnem redu aktivnosti). Poleg tega lahko klasično pot aktivirajo agregati IgG, CRP, DNA in plazmina. Proces se začne z aktivacijo C1, ki je sestavljen iz 3 komponent Clq, Clr, Cls. Clq (relativna molekulska masa 400), ima posebno strukturo: 6 podenot s kolagensko palico in nekolagensko glavo, 6 paličic je združenih na koncu molekule nasproti glave. Na glavicah so mesta za pritrditev na molekule protiteles, medtem ko se mesta za pritrditev C1G in Cls nahajajo na kolagenskih palicah. Ko se Clq veže na AT, postane C1r aktivna proteaza s konformacijskimi transformacijami. cepi Cls in celoten kompleks pretvori v serin esterazo C1. Slednji razcepi C4 na 2 fragmenta - C4a in C4b ter C2 na C2a in C2b. Nastali kompleks C4b2b(a) je aktivni encim, ki cepi komponento C3 (C3 konvertaza klasične poti); včasih je označen s C42.
Regulator klasične poti je zaviralec C1 (C1INH), ki zavre aktivnost C1r in Cls tako, da se ireverzibilno veže na te encime. Ugotovljeno je bilo, da C1INH zmanjša tudi aktivnost kalikreina, plazmina in Hagemanovega faktorja. Prirojeno pomanjkanje tega inhibitorja povzroči nenadzorovano aktivacijo C4 in C2, kar se kaže kot prirojeni anti-edem.
Alternativna (properdinska) pot je sestavljena iz niza zaporednih reakcij, ki ne vključujejo komponent Cl, C4 in C2 in kljub temu vodijo do aktivacije S3. Poleg tega te reakcije vodijo do aktivacije končnega mehanizma napada na membrano. Aktivacijo te poti sproži endotoksin iz gram-negativnih bakterij, nekateri polisaharidi, kot sta inulin in zymosan, imunski kompleksi (IC), ki vsebujejo IgA ali IgG, ter nekatere bakterije in glive (npr. Staf. epidermis, Candida albicans). Reakcija vključuje 4 komponente: faktorja D in B, S3 in pravi din (P). V tem primeru je faktor D (encim) podoben Cls klasične poti, C3 oziroma faktor B pa sta podobna komponenti C4 in C2. Posledično nastane konvertaza alternativne poti C3Bb. Nastali kompleks je izredno nestabilen in da lahko opravlja svojo funkcijo, ga stabilizira properdin in tvori bolj zapleten kompleks S3bR. Regulacijska proteina alternativne poti sta piH in C3JNA. Prvi se veže na C3b in tvori vezavno mesto za inaktivator (C3bINA). Umetna delecija teh dejavnikov ali njihova genetska pomanjkljivost, ki je bila nedavno ugotovljena pri ljudeh, vodi v nenadzorovano aktivacijo alternativne poti, kar lahko potencialno povzroči popolno izčrpanost S3 ali faktorja B.
Mehanizem napada terminalne membrane. Kot že omenjeno, obe poti konvergirata na komponento C3, ki jo aktivira katera koli od nastalih konvertaz C42 ali C3Bb. Za
Tvorba C5 konvertaze zahteva cepitev dodatne količine C3. C3, vezan na površini celice, in prosti B, P ali p1H tvorijo mesto za vezavo C5 in dajejo slednjemu občutljivost na proteolizo katere koli od C3 konvertaz. V tem primeru se majhen peptid C5a odcepi od C5, preostali veliki C5b pa se pritrdi na celično membrano in ima mesto za pritrditev Cb. Nato so komponente C7, C8, C9 povezane zaporedno. Posledično se oblikuje stabilen transmembranski kanal, ki zagotavlja dvosmerno gibanje ionov in vode skozi bilipidno plast celice. Membrana se poškoduje in celica odmre. Tako poteka predvsem ubijanje tujih mikroorganizmov.
Pri aktivaciji komplementa nastanejo številni fragmenti in peptidi, ki igrajo pomembno vlogo v procesih vnetja, fagocitoze in alergijskih reakcij.
Tako cepitev C4 in C2 s Cls vodi do povečanja vaskularne prepustnosti in je osnova patogeneze prirojenega anti-edema, povezanega s pomanjkanjem zaviralca C1. Peptida C3a in C5a imata lastnosti anafilotoksina. Z vezavo na mastocite in bazofilce inducirajo sproščanje histamina. SZA z vezavo na trombocite povzroči izločanje serotonina. Anafilotoksično aktivnost C3 in C5a zlahka uniči karboksipeptidaza B, ki cepi arginin iz teh peptidov. Nastali produkti pridobijo lastnosti kemoatraktantov v odnosu do polimorfonuklearnih celic, eozinofilcev in monocitov. Kompleks C5i67, ki nima hemolitičnih lastnosti, in fragment Bb povzročata kemotaksijo samo v polimorfonuklearnih levkocitih. Običajni človeški serum vsebuje faktor CFi, ki zavira aktivnost C5a proti polimorfonuklearnim celicam in tako odpravi njegovo sposobnost stimuliranja sproščanja lizosomskih encimov. Bolniki s sarkoidozo in Hodgkinovo boleznijo imajo presežek CFi. To lahko pojasni napako v delovanju teh celic. Drug peptid C3 je močan opsonin za polimorfonuklearne celice (PMN) in makrofage. Receptorje za ta peptid so našli tudi na drugih celicah (monocitih in B-limfocitih), vendar njihov pomen za delovanje teh celic še ni jasen. Vezava komplementa z limfociti, ki je del imunskega kompleksa, lahko igra vlogo pri nastanku primarnega imunskega odziva.
Študija sistema komplementa v klinični praksi se lahko uporablja za diagnosticiranje bolezni, določitev aktivnosti procesa in oceno učinkovitosti terapije. Raven serumskega komplementa je v danem trenutku odvisna od ravnovesja sinteze, katabolizma in porabe njegovih sestavin.
Nizke vrednosti hemolitične aktivnosti komplementa lahko odražajo pomanjkanje posameznih komponent ali prisotnost njegovih razgradnih produktov v obtoku. Prav tako je treba upoštevati
da intenzivna lokalna poraba komplementa na območjih, kot so poprsnica in sklepne votline, morda ne bo kombinirana s spremembami ravni komplementa v krvnem serumu. Na primer, pri nekaterih bolnikih z revmatoidnim artritisom je lahko raven serumskega komplementa normalna, medtem ko je v sinovialni tekočini lahko močno zmanjšana zaradi njegove aktivne porabe. Določitev komplementa v sinovialni tekočini je zelo pomembna za diagnozo.
Prirojene pomanjkljivosti komplementa. Dedovanje pomanjkanja komplementa je avtosomno recesivno ali kodominantno, zato imajo heterozigoti približno 50 % normalne ravni komponent komplementa. V večini primerov so prirojene pomanjkljivosti zgodnjih iniciacijskih komponent (C1, C4, C2) povezane s sistemskim eritematoznim lupusom. Posamezniki s pomanjkanjem komponente C so dovzetni za ponavljajoče se piogene okužbe. Pomanjkanje končnih komponent spremlja povečana dovzetnost za gonokokne in meningokokne okužbe. Ob teh pomanjkljivostih komplementa se pojavi tudi sistemski eritematozni lupus, vendar redkeje. Najpogostejša prirojena pomanjkljivost je C2. Homozigotno pomanjkanje te lastnosti najdemo pri nekaterih avtoimunskih motnjah, vključno z lupusu podobnimi boleznimi, Henoch-Schönleinovo boleznijo, glomerulonefritisom in dermatomiozitisom. Posamezniki, homozigoti za to lastnost, ne kažejo povečane občutljivosti na okužbo, če alternativna pot aktivacije deluje normalno. Homozigote s pomanjkanjem C2 so našli med praktično zdravimi ljudmi.
Heterozigotno pomanjkanje C2 je lahko povezano z juvenilnim revmatoidnim artritisom in sistemskim eritematoznim lupusom. Družinske študije so pokazale, da je pomanjkanje C2 in C4 povezano z nekaterimi haplotipi HLA.
Pomanjkanje regulativnih proteinov sistema komplementa ima lahko tudi klinične manifestacije. Tako je pri prirojenem pomanjkanju C3INA opaziti podobno klinično sliko kot pri pomanjkanju S3, ker poraba slednjega po alternativni poti postane nenadzorovana.
Efektorski mehanizmi imunosti so usmerjeni v vezavo in odpravo patogenov.
Obstajata dve vrsti receptorjev, ki vežejo antigen. V zvezi s tem obstajata dve vrsti efektorskih mehanizmov.
. odvisno od protiteles, oz humoralna imunost. Izvaja se zaradi humoralnih (topnih) dejavnikov - protiteles, ki vežejo antigen in ga odstranijo s številnimi mehanizmi: obarjanje, aglutinacija, nevtralizacija, liza, blokada in opsonizacija.
. Celično posredovano(neodvisen od protiteles), oz celično imunost. Celično imunost uresničujejo celice imunskega sistema, predvsem T-limfociti, pa tudi aktivirani makrofagi in NK celice, ki neposredno uničujejo genetsko tuje celice ali okužene z virusi in drugimi znotrajceličnimi povzročitelji ter tumorske celice.
OD PROTITELES ODVISNI ZAŠČITNI MEHANIZMI
Opsonizacija in proženje sistema komplementa
Sama vezava protiteles na antigen je zaščitna v vsaj dveh primerih:
. če je antigen močan strup, protitelo po vezavi nevtralizira njegovo toksičnost;
. če je antigen prisoten na površini povzročitelja (virus, prion, bakterija), protitelo z vezavo nanj prepreči širjenje povzročitelja v telesu.
Vendar se v teh primerih zaščitna reakcija ne konča s tvorbo makromolekularnih kompleksov antigen-protitelo. Te komplekse je treba razgraditi na majhne metabolite. Zgodi se
ko se nastali imunski kompleksi vežejo na komponente komplementa. Sposobnost fiksiranja komplementa se razlikuje med imunoglobulini različnih razredov (IgM > IgG3 > IgG1). Komplekse antigen-protitelo-komplement transportirajo rdeče krvne celice, ki imajo receptorje za komponente komplementa, v sinusoide vranice in jeter, kjer jih fagocitirajo in prebavijo makrofagi.
Fc receptorji
Fc receptorji (FcR) so družina membranskih receptorjev celic imunskega sistema, katerih glavna funkcija je prepoznavanje in vezava Fc fragmenta imunoglobulinov, ki so v prostem stanju in kot del imunskega kompleksa. FcR, skupaj s TCR in BCR, lahko uvrstimo med imunoreceptorje, saj je nosilna celica FcR sposobna vezati antigen (čeprav prek protiteles) in se nanj odzvati. FcR so identificirali ne le na limfocitih, ampak tudi na vseh znanih levkocitih.
Vrste in sorte FcR. Glede na izotip težkih verig imunoglobulina, ki jih vežejo, ločimo 4 vrste FcR: γ, ε, α, μ; in glede na afiniteto vezave na ligand - 3 vrste FcR: I, II in III. FcR tipa I so sposobni vezati proste molekule protiteles (to je še posebej značilno za IgE), FcR tipa II in III so sposobni vezati le komplekse antigen-protitelo.
Fcγ receptorji (FcγR) se razlikujejo po strukturi in afiniteti za Fc del IgG ter specifičnosti za različne podrazrede IgG (slika 8-1). FcγRI vsebuje 2 polipeptidni verigi, od katerih je veriga α odgovorna za vezavo IgG, veriga γ pa je odgovorna za prenos signala (to funkcijo opravlja intracelularna domena γ). Receptorje tipa FcyRII tvori ena veriga. Glede na strukturo njihovega znotrajceličnega dela ločimo dve vrsti teh receptorjev - FcγRIIA in FcγRIIB. V prvem primeru znotrajcelični del vsebuje γ-domeno, v drugem - zaporedje ITIM (Imunoreceptorsko-tirozinski zaviralni motiv- inhibitorne aminokislinske sekvence, ki vsebujejo tirozin v imunoreceptorjih). Te lastnosti določajo delovanje receptorjev: FcγRIIA prenaša stimulirajoči signal, FcγRIIB pa zaviralni signal. FcγRIII obstaja tudi v dveh različicah. Različica FcγRIIIA, tako kot FcγRI, vsebuje α-, ki veže IgG, in signalne γ- (ali ζ-) verige. FcγRIIIB ni
riž. 8-1. Struktura in lastnosti glavnih vrst receptorjev Fcγ. Ovalni simboli označujejo domene, ki pripadajo superdružini imunoglobulinov; ITIM je imunoreceptorsko inhibitorno zaporedje, ki vsebuje tirozin. Na dnu slike so v vrstici »Ligandi« podrazredi IgG predstavljeni v oklepajih, razvrščeni v padajočem vrstnem redu glede na njihovo afiniteto za dano vrsto FcγR. Celice, na katerih so lokalizirani Fcγ receptorji: N - nevtrofil, aN - aktiviran nevtrofil, M - monocit, MF - makrofag, Eo - eozinofil, NK - NK celica, B - B limfocit, FDC - folikularna dendritična celica
ima signalno funkcijo: njegova edina a-veriga je zasidrana v fosfolipidnem sloju membrane in nima citoplazemskega dela. Zunajcelične domene receptorskih a-verig in enojne verige FcγRII pripadajo superdružini imunoglobulinov.
Znani sta dve vrsti receptorjev Fcε, ki se razlikujeta po strukturi, afiniteti za Fc del IgE in biološki vlogi (slika 8-2). Receptor FcεI je zgrajen podobno kot FcγRIIIA, vendar ima dodatno β-verigo, ki štirikrat prevleče membrano. Ta receptor ima pomembno vlogo pri sprožitvi degranulacije mastocitov (MC), ki je ključni dogodek pri razvoju takojšnjih preobčutljivostnih reakcij. Receptor FcεII nima strukturne afinitete za receptor FcεI. Ima vlogo pri regulaciji sinteze IgE, pa tudi pri regulaciji
riž. 8-2. Zgradba in lastnosti receptorjev Fcε. Ovalni simboli označujejo domene, ki pripadajo superdružini imunoglobulinov; ITAM je imunoreceptorsko aktivacijsko zaporedje, ki vsebuje tirozin. Celice, na katerih so lokalizirani Fcε receptorji: MC - mastociti; B - bazofil, M - monocit, Eo - eozinofil, B in T - B oziroma T limfociti, FDC - folikularna dendritična celica. Črka "a" pomeni aktivirane celice
lacija rasti in diferenciacije limfocitov B. Receptor FcεII obstaja tudi v izločeni obliki in ima vlogo citokina s širokim spektrom delovanja.
Receptor Fcα je strukturno podoben receptorjem FcγRIIIA in FcεIR; njegova veriga α pripada superdružini imunoglobulinov (slika 8-3). Funkcija tega receptorja je praktično neznana.
Receptor Poly-IgR je zasnovan za transport polimernih imunoglobulinov (IgA, IgM) skozi steno sluznice. Njegov fragment, povezan s temi molekulami, je označen kot sekretorna komponenta (SC).
Neonatalni receptor FcγRn (n - novorojenček) je odgovoren za transport IgG, ki vstopi v otrokovo črevesje s kolostrumom ali mlekom in nato skozi črevesno steno v otrokov krvni obtok. Odgovoren je tudi za transplacentalni transport IgG. Njegova struktura je podobna molekulam MHC-I (glej sliko 5-1) in vsebuje β2-mikroglobulin,
riž. 8-3. Fcα receptor in Fc receptorji, odgovorni za transport imunoglobulinov. Celice, na katerih so lokalizirani Fcγ receptorji: N - nevtrofil, M - monocit, MF - makrofag, Eo - eozinofil. Črka "a" pomeni aktivirane celice
nekovalentno povezan z verigo α. Poleg tega FcγRn podaljša življenjsko dobo IgG v telesu in ga zaščiti pred razgradnjo v endosomih.
Na sl. Slika 8-4 shematično prikazuje glavne signalne poti s FcR. Ko se FcR navzkrižno poveže z ligandom (na primer opsoniziranim mikroorganizmom), se motiv ITAM verige γ ali verige α FcγRIIA fosforilira s kinazami Src. To vodi do interakcije SH2 domen Syk kinaze z ITAM motivom FcR, njegove aktivacije in fosforilacije s Scr kinazami. Aktivirana Syk kinaza fosforilira adapterski protein SLP-76, pri čemer v signalni proces vključi protein Vav iz družine GEF (faktor izmenjave gvanin nukleotida). Aktivira GTPazo Rac in adapterski protein ADAP, ki povzroči reorganizacijo aktina, potrebno za nastanek fagocitne čaše in zajetje mikroorganizma. Uporaba SLP-76 fosfo-
riž. 8-4. Signalne poti iz receptorja Fc. Glejte besedilo za pojasnila
Fosfolipaza C (PLCγ) je rilirana, cepi fosfatidilinozitol v inozitol trifosfat (IP 3 ; aktivator Ca 2+) in diacilglicerol (DAG) – aktivator protein kinaze C (PKC). Ti dogodki določajo razvoj procesov privzema antigena, degranulacije in izbruha kisika. Src kinaze preko adapterskega proteina Gab1 fosforilirajo fosfoinozitid 3-kinazo (PI3K), aktivirajo protein Akt, MAP kinazo in podpirajo celično preživetje – inhibicija apoptoze. Src kinaze lahko sprožijo tudi inhibitorno pot. V mirujoči celici sta fosfatazi SHP-1 ali SHIP-1 povezani z motivom ITIM. Fosforilacija motiva ITIM vodi do aktivacije fosfataz. Slednji defosforilirajo aktivirane encime in adapterske proteine ter prekinejo razvoj signalne poti.
Od protiteles odvisna celična citotoksičnost
Fenomen od protiteles odvisne celične citotoksičnosti (ADCCT) se pokaže, ko protitelo veže antigen na površini tarčne celice in preko fragmenta Fc pritegne efektorske celice (NK celice, makrofage, eozinofilce itd.), da ga uničijo. .
.Naravni morilci. NK celice imajo receptor (FcγRIII) za
Fc fragmenti IgG. Mehanizem dejanskega ubijalskega učinka limfocitov NK na ciljno celico je enak ubijalskemu mehanizmu CTL - perforin-granzim (glej sliko 1-4 in sliko 6-4).
.Eozinofili. Mehanizem sanacije helmintov je različica protitelesno odvisne celične citotoksičnosti, kjer eozinofili z nizko afinitetnimi receptorji za IgE - FcεRII in za IgA - FcαRII delujejo kot efektorske celice. Vezava teh receptorjev na ligande v kombinaciji s signalom iz citokina IL-5 stimulira sintezo in izločanje visoko toksičnih beljakovin s strani eozinofilcev, katerih cilj je uničenje helmintov. Z drugimi besedami, aktivirani eozinofil izloča številne biološko aktivne snovi, katerih delovanje pojasnjuje simptome tako imenovanih eozinofilnih vnetnih procesov (tabela 8-1).
Takojšnja preobčutljivost
Vaskularne in miokonstriktorske reakcije, ki jih posredujejo mediatorji mastocitov in bazofilcev, vodijo v razvoj takojšnje preobčutljivosti (IHT). Citokini iz mastocitov in bazofilcev podpirajo imunski premik v diferenciaciji podskupin CD4 + T-limfocitov proti Th2 (IL-4, IL-13) ter podpirajo tudi diferenciacijo in aktivacijo eozinofilcev (IL-5, IL-3, GM-CSF). V primeru patologije so te celice (Th2, mastociti, bazofilci, eozinofili) in IgE tiste, ki tvorijo samovzdrževalni ansambel, odgovoren za reakcije HNT. Tarče citokinov so gladke mišice in endotelijske celice (torej krvne žile, bronhiji, prebavni organi). Sistemska reakcija GNT je anafilaktični šok.
Bazofilni levkociti in mastociti. Pri teh protitelesnih reakcijah so bazofili in mastociti vključeni v odziv. Bistvene funkcionalne značilnosti teh celic so podobne: prisotnost receptorja z visoko afiniteto za IgE (FcεRI) na membrani in enak nabor biološko aktivnih mediatorjev.
. Mastociti lokaliziran v vezivnem tkivu lastne plasti sluznice (laminapropria mucosae), v podkožnem vezivu in vezivu, ki se nahaja vzdolž vseh krvnih žil. Obstajata vsaj 2 vrsti mastocitov.
- Mastociti sluznice od serinskih proteaz izražajo triptazo in kimazo ter izločajo minimalno histamina; od proteoglikanov v njih prevladuje hondroitin sulfat; iz metabolitov arahidonske kisline - levkotriena C4 (LTC4). Očitno je diferenciacija teh celic odvisna od limfocitov T, in sicer od lokalne stimulacije matičnih celic s citokinom IL-3.
- Mastociti vezivnega tkiva lokaliziran v seroznih membranah telesnih votlin in pljuč. Od serinskih proteaz izražajo predvsem triptazo, od proteoglikanov - heparin, izločajo veliko histamina, od presnovkov arahidonske kisline prevladuje prostaglandin D2. Diferenciacijo teh mastocitov spodbujajo fibroblasti.
.Bazofilci krožijo po krvi in migrirajo v tkiva samo do mesta vnetja (kot nevtrofilci). Bazofili izražajo adhezijske molekule, pomembne za usmerjanje na lezijo: LFA-1 (CD11a/CD18), Mac-1 (CD11b/CD18), CD44.
Aktivacija. Signali, ki aktivirajo mastocite in bazofilce.
.Homotipska Fc agregacija e R.I. Celice se aktivirajo s kompleksom IgE z antigenom ali protitelesi proti receptorju. FceRI lahko veže prosta protitelesa IgE, preden ta vežejo svoj antigen. Celice s kompleksom IgE-FceRI na membrani mastocitov so v stanju pripravljenosti za degranulacijo v nekaj sekundah in minutah kot odgovor na prepoznavanje vhodnega antigena (slika 8-5). Potek dogodkov: antigen interagira s Fab fragmenti IgE in mastociti, aktivirani s tem signalom, so podvrženi degranulaciji.
.Anafilatoksini- fragmenti komponent sistema komplementa, ki nastanejo med razvojem kaskade.
.Mediatorji iz aktiviranih nevtrofilcev.
.Nevrotransmiterji(norepinefrin, snov P).
Mediatorji mastocitov in bazofilcev razlikujejo po biokemijskih lastnostih, namenu in času sproščanja iz aktivirane celice. Mediatorji, shranjeni v granulah, so prvi, ki se sprostijo iz celice kot odgovor na aktivacijski signal. Drugi mediatorji se sintetizirajo de novo in vstopite v postopek pozneje.
riž. 8-5. Degranulacija mastocitov
. Histamin. Različne celice imajo različne receptorje za histamin - H 1, H 2 in H 3. Histamin ima vazoaktivne učinke: povzroči zoženje endotelijskih celic, stiki med endotelnimi celicami postanejo manj gosti in serum zapusti žilo v tkivo; stimulira sintezo prostaciklina in radikala dušikovega oksida (NO") v endotelijskih celicah, kar povzroči sprostitev gladkih mišic žilne stene in posledično vazodilatacijo.
- Če se proces pojavi v koži, se klinično kaže kot mehurji in rdečina (urtikarija). V primeru alergijske patologije zdravila - zaviralci histaminskih receptorjev H1 - pomagajo pri lajšanju simptomov.
- Ko se sprosti dovolj velika količina histamina, povzroči klinično pomembno krčenje črevesnih gladkih mišic (peristaltika) in bronhijev (bronhospazem), vendar je ta učinek kratkotrajen, ker histamin hitro razpade v zunajceličnem okolju.
. Lipidni mediatorji. Ko so mastociti stimulirani, se v njih aktivirajo presnovni encimi lipidov, in sicer fosfolipaza A2. Ta encim sodeluje pri tvorbi biološko aktivnih mediatorjev, pri čemer kot substrat uporablja fosfolipide in lipide celične membrane (predvsem arahidonsko kislino).
- Prostaglandin D 2- deluje kot vazodilatator in bronhokonstriktor. Ciklooksigenaza sodeluje pri biosintezi prostaglandina D2 iz arahidonske kisline. Farmakološki zaviralec tega encima je acetilsalicilna kislina.
- levkotrieni(LTC 4, LTD 4, LTE 4) - alternativni produkti presnove arahidonske kisline, ki nastanejo pod vplivom
ukrepanje 5-lipoksigenaze. Leukotrienski kompleks je počasi reagirajoča komponenta anafilaksije. Prav on je najbolj odgovoren za bronhokonstrikcijo pri bronhialni astmi. To pojasnjuje poslabšanje astmatičnih napadov zaradi acetilsalicilne kisline: z zaviranjem sinteze prostaglandinov D2 acetilsalicilna kislina sprosti presnovni šant arahidonske kisline v korist levkotrienov.
- Faktor aktivacije trombocitov(PAF) povzroči bronhokonstrikcijo, pa tudi sprostitev gladkih mišic žil in retrakcijo endotelija. PAF ne proizvajajo samo (in morda ne toliko) mastociti, ampak tudi endotelne celice, ki jih stimulirajo histamin in levkotrieni.
- Encimi mastociti in bazofili [serinske proteaze (triptaza in kimaza), katepsin G, karboksipeptidaza] spodbujajo prestrukturiranje matriksa vezivnega tkiva.
- Citokini mastocitov in bazofilcev. Sem spadajo interlevkini, GM-CSF itd.
CELIČNO POSREDOVANI UČINKOVITI MEHANIZMI
Od protiteles neodvisne efektorske mehanizme imunosti primarno izvajajo CTL. Sem spadajo limfociti CD8 + Tαβ in celice NKT – limfociti, ki hkrati izražajo receptorje NK in T celic. Med Tγδ-limfociti so T-killerji.
Glavni namen CTL je sanacija telesa pred intracelularnimi patogeni, tumorskimi in drugimi spremenjenimi celicami, ki se izvaja z ubijalsko funkcijo CTL in citokinov.
. Ubijalska funkcija. CTL izvajajo ubijalsko funkcijo (glej sliko 1-5 in sliko 6-7) s pomočjo posebnih proteinov - citotoksinov, ki vključujejo perforin, granzime in premalo raziskan citolizin.
- Sinteza citotoksinov se dogaja de novo po vključitvi CTL v imunski odziv in njihovem prepoznavanju specifičnega antigena.
- Kopičenje citotoksinov. Kot funkcionalno neaktivne prekurzorske molekule se citotoksini kopičijo v granulah, koncentriranih v celici blizu TCR.
- CTL degranulacija se pojavi v območju medceličnega stika, ki nastane, ko se TCR veže na antigen na
površino tarčne celice. Ta postopek je nujno odvisen od
Ca2+.
- Perforin se kopiči v granulah v obliki topnega prekurzorja. Ko se sprosti iz granul in v prisotnosti Ca 2+, perforin hitro polimerizira v membrani ciljne celice in tvori cilindrično strukturo. V tem primeru so lipofilne regije molekul perforina usmerjene proti celični membrani, hidrofilne pa proti kanalu v celico. Posledično nastane pora s premerom približno 16 nm.
- Grancimi in apoptoza. Skozi pore, ki jih tvori perforin, sproščeni CTL granzimi vstopijo v ciljno celico. Karakterizirani so trije CTL granzimi - A, B in C. To so specializirane serinske proteaze, katerih substrati so encimi, ki sprožijo program apoptoze v tarčni celici. V tem primeru se uničijo DNK in beljakovine celice, in če je okužena z virusom, potem patogen, ki jo je okužil.
- Ciljna liza.Če so mehanizmi apoptoze tarčne celice iz kakršnega koli razloga moteni, CTL še vedno uniči celico z osmotsko lizo skozi pore, ki jih tvori perforin. Vendar pa lahko v tem primeru nedotaknjeni virusni delci in nukleinske kisline okužijo druge celice, kot se zgodi v primeru nekaterih nalezljivih bolezni.
. Citokini. CD8 + CTL proizvajajo citokine - IFNγ, TNFα in TNFβ (limfotoksin). Učinki IFN γ so navedeni spodaj:
- neposredno zavira razmnoževanje virusov;
- inducira povečano izražanje molekul MHC-I in MHC-II v tarčnih celicah, kar spodbuja učinkovitejšo predstavitev virusnih antigenov limfocitom T: tako za prepoznavanje kot za ubijanje;
- aktivira makrofage in NK celice;
- služi kot kofaktor pri induciranju diferenciacije naivnih CD4+ limfocitov T v celice Th1. To pomeni, da CD8 + CTL prispevajo k razvoju drugih efektorskih mehanizmov imunskega odziva – s sodelovanjem Th1 limfocitov.
PREOBČUTLJIVOST ZAPOZNEGA TIPA
Preobčutljivost zapoznelega tipa (DTH) je vnetje tkiva, ki ga "organizirajo" CD4 + T-limfociti subpopulacije Th1 - proizvajalci IFN. Aktivirani makrofagi služijo kot izvršilne celice. Če na mestu okužbe makrofag aktivira limfocit CD4 + Th1, se mikrobicidne sposobnosti makrofaga znatno povečajo in učinkoviteje uničuje zajete patogene. Na žalost vsi patogeni ne umrejo v makrofagu; virusi, kot je HIV, pa tudi mikobakterije, so še posebej sposobni preživeti.
Aktivacija makrofagov. Za aktiviranje makrofaga sta potrebni dve vrsti vpliva limfocitov:
.stik- molekula CD40L na limfocitu Thl se veže na molekulo CD40 na makrofagu;
.citokin - IFNγ, ki ga proizvaja celica Th1, CD8+ CTL ali NK celica, se veže na receptor na makrofagu;
.okuženega makrofaga ima večjo možnost interakcije s celico Th1, kar je posledica tega, da celica T prepozna antigen na površini makrofaga. Posledično bo prav ta makrofag prejel aktivacijske signale iz celice T preko interferona in CD40L.
Zaviralec aktivacije makrofagi - IL-10.
Značilnosti aktiviranih makrofagov. Makrofag, aktiviran z interakcijo s celico Th1, pridobi naslednje značilnosti in funkcionalne sposobnosti.
.Poveča se število receptorjev FcγR, s pomočjo katerih makrofag veže komplekse antigen-protitelo in jih fagocitira.
.IFN v makrofagih inducira biosintezo encimov, ki tvorijo radikale reaktivnih kisikovih vrst, ki oksidirajo fagocitiran antigen.
.V makrofagih pod vplivom IFNγ, TNFα in po možnosti IL-1 inducira ekspresijo NO sintaze, ki proizvaja radikal NO*, ki tudi oksidira fagocitiran material.
.V makrofagih se inducira sinteza lipidnih vnetnih mediatorjev – PAF, prostaglandinov in levkotrienov (LTE4).
.Makrofag sintetizira tkivni koagulacijski faktor. Ko se začne proces koagulacije, se aktivira serumski trombin, proteaza, ki stimulira vaskularne endotelne celice in
nevtrofilcev do sinteze PAF, kar dodatno prispeva k napredovanju vnetnega procesa.
.IFNγ služi kot najmočnejši znani induktor sinteze in izražanja molekul MHC-II. Poleg tega je na aktiviranih makrofagih v nasprotju z neaktiviranimi inducirana ekspresija kostimulatorne molekule B7, zaradi česar so aktivirani makrofagi učinkovitejši APC. Na aktiviranih makrofagih se poveča tudi izražanje adhezijskih molekul ICAM-1 in LFA-3.
.Aktivirani makrofagi proizvajajo IL-12, ki spodbuja diferenciacijo Th1 limfocitov.
Mesto vnetja. Citokini aktiviranih makrofagov - TNFa, IL-1 in kemokini - ustvarijo žarišče vnetja v obliki gostih nodulov različnih velikosti (simptom induracije). Gostota lezije je posledica izliva fibrinogena iz žil in njegove polimerizacije v fibrin. Med celicami, prisotnimi v leziji, v prvih 6-8 urah prevladujejo nevtrofilci, nato makrofagi in Th1 limfociti. Gostota celic v svežem žarišču HCT je nizka.
Časovni okvir za razvoj reakcije. HNZ je dobilo to ime, ker od trenutka prodiranja antigena v tkivo do nastanka značilnega žarišča gostega vnetja po vezavi antigena potrebuje celica Th1 približno 1 uro biosintezo citokinov, kot tudi za sintezo in ekspresijo molekule na membrani CD40L.
Učinki rastnih faktorjev. Med citokini, ki jih proizvajajo aktivirani makrofagi, so rastni faktorji, ki lahko bistveno spremenijo stanje tkiv, ki mejijo na lezijo. Standardna zaščitna reakcija je razvoj žarišča vnetja, podobnega HNZ, vendar v patoloških primerih citokini, ki jih izločajo aktivirani makrofagi, povzročijo degeneracija fibroznega tkiva: trombocitni rastni faktor PDGF (rastni faktor, pridobljen iz trombocitov) stimulira proliferacijo fibroblastov, TGF-β, ki ga proizvajajo CD4 + T limfociti in makrofagi, pa stimulira sintezo kolagena. Poleg tega rastni faktorji, ki jih proizvajajo makrofagi, povzročajo nastanek dodatnih krvnih žil - angiogeneza.
, Estetska, biološka in kulturna vloga koloidnih sistemov, 1. Mesto in vloga varnosti v poklicni dejavnosti..do, Raziskava Denar in njegova vloga v gospodarstvu.docx, Kakšno vlogo ima družina pri razvoju osebnosti.docx , Galperin P.Ya. Postopno oblikovanje duševnosti. akcije.docx, PR 01 Opredelitev projektne ideje. Oblikovanje projektnih ciljev v okvir, Mesto in vloga filozofije v kulturi dvajsetega stoletja..docx.
Efektorska vloga komplementa. Nastanek membranskega napadalnega kompleksa in njegova vloga pri celični lizi.
a) sodeluje pri razgradnji mikrobnih in drugih celic (citotoksični učinek);
b) ima kemotaktično delovanje;
c) sodeluje pri anafilaksiji;
d) sodeluje pri fagocitozi.
Glavni koristni učinki komplementa:
pomoč pri uničevanju mikroorganizmov;
intenzivno odstranjevanje imunskih kompleksov;
indukcija in okrepitev humoralnega imunskega odziva.
Sistem komplementa lahko povzroči poškodbe lastnih telesnih celic in tkiv v naslednjih primerih:
če pride do njegove generalizirane masivne aktivacije, na primer s septikemijo, ki jo povzročajo gramnegativne bakterije;
če se njegova aktivacija pojavi v žarišču nekroze tkiva, zlasti med miokardnim infarktom;
če do aktivacije pride med avtoimunsko reakcijo v tkivih.
Prva faza: pritrditev C6 na C5b na površini celice. C7 se nato veže na C5b in C6 ter prodre v zunanjo membrano celice. Kasnejša vezava C8 na C5b67 povzroči nastanek kompleksa, ki prodre globlje v celično membrano. Na celični membrani C5b-C8 deluje kot receptor za C9, molekulo perforinskega tipa, ki se veže na C8. Dodatne molekule C9 medsebojno delujejo v kompleksu z molekulo C9, da tvorijo polimeriziran C9 (poli-C9). Tvorijo transmembranski kanal, ki poruši osmotsko ravnovesje v celici: skozenj prodrejo ioni in vstopi voda. Celica nabrekne in membrana postane prepustna za makromolekule, ki nato zapustijo celico. Posledično pride do lize celic.
Sistem pohval - kompleks kompleksnih beljakovin, ki so stalno prisotne v krvi. To je kaskadni sistem proteolitični encimi , namenjeno za humoralni ščiti telo pred delovanjem tujih agentov, sodeluje pri izvajanju imunski odziv telo. Je pomemben sestavni del tako prirojene kot pridobljene imunosti.
Po klasični poti komplement aktivira kompleks antigen-protitelo. Za to je dovolj, da pri vezavi antigena sodelujeta ena molekula IgM ali dve molekuli IgG. Proces se začne z dodatkom komponente C1 v kompleks AG+AT, ki razpade na podenoteC1q, C1r in C1s. Nato reakcija vključuje zaporedno aktivirane "zgodnje" komponente komplementa v zaporedju: C4, C2, SZ. “Zgodnja” komponenta komplementa C3 aktivira komponento C5, ki ima lastnost pritrjevanja na celično membrano. Na komponenti C5 z zaporednim dodajanjem "poznih" komponent C6, C7, C8, C9 nastane litični ali membransko napadalni kompleks, ki poruši celovitost membrane (tvori luknjo v njej) in celica umre zaradi osmotske lize.
Alternativna pot aktivacija komplementa poteka brez sodelovanja protiteles. Ta pot je značilna za zaščito pred gramnegativnimi mikrobi. Kaskadna verižna reakcija v alternativni poti se začne z interakcijo antigena z B proteini, D in properdina (P) z naknadno aktivacijo komponente S3. Nadalje reakcija poteka na enak način kot pri klasičnem načinu - nastane membranski napadalni kompleks.
Lektin dal b aktivacija komplementa poteka tudi brez sodelovanja protiteles. Sproži ga poseben protein, ki veže manozokrvni serum, ki po interakciji z ostanki manoze na površini mikrobnih celic katalizira C4. Nadaljnja kaskada reakcij je podobna klasični poti.
Med aktivacijo komplementa nastanejo produkti proteolize njegovih komponent - podenote C3 in C3b, C5a in C5b in drugi, ki imajo visoko biološko aktivnost. Na primer, C3 in C5a sodelujeta pri anafilaktičnih reakcijah, sta kemoatraktanta, C3b igra vlogo pri opsonizaciji predmetov fagocitoze itd. Kompleksna kaskadna reakcija komplementa se pojavi s sodelovanjem ionov Ca 2+ in Mg 2+.
