E-learningová podpora výuky patologické fyziologie na Lékařské fakultě Univerzity Palackého CZ.04.1.03/3.2.15.3/0438 Tento projekt je spolufinancován Evropským.

Prezentace na téma: "E-learningová podpora výuky patologické fyziologie na Lékařské fakultě Univerzity Palackého CZ.04.1.03/3.2.15.3/0438 Tento projekt je spolufinancován Evropským."— Transkript prezentace:

1 E-learningová podpora výuky patologické fyziologie na Lékařské fakultě Univerzity Palackého CZ.04.1.03/3.2.15.3/0438 Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky. ZÁNĚT MUDr. Dagmar Riegrová, CSc.

2 Definice zánětu Komplexní adaptační reakce organismu na patogenní podnět (noxa, zátěž, inzult)

3 Povaha podnětů biologický: mikroorganismy, viry, parazité,… nebiologický: –fyzikální - ionizující záření, mikrovlny,  nebo  teplota mechanický -  trauma –chemický - žíraviny, toxiny, genotoxické a proteotoxické sloučeniny, jedy,… –metabolický - hypoxie, nedostatek živin, vitaminů –imunologický - různé infekční příčiny x signály vlastních buněk –neurohumorální - následky poruchy regulací – stresový vřed

4 Odpověď na inzult Vazodilatace  Cévní permeability Změny biosyntetických metabolických katabolických parametrů Aktivace buněk imunitního systému

5 Nadměrná odpověď na inzult – reakce hypersenzitivity, reakce přecitlivělosti Během imunitní odpovědi může dojít k poškození tkání - nadměrná imunitní odpověď (reakce hypersenzitivity): 1.Anafylaktická (alergická reakce časného typu) - protilátky IgE 2.Cytotoxická reakce (IgM, IgG, aktivují komplement) 3.Reakce imunokomplexového typu (aktivují komplement) 4.Pozdní reakce přecitlivělosti zprostředkovaná buňkami (T C -lymfocyty, makrofágy, komplement) 5.Hypersenzitivní reakce ovlivňující funkci buněčných receptorů (autoprotilátky s funkci agonistů či antagonistů specifického signálu pro daný receptor)

6 Cíl zánětu – udržení homeostázy odstraněním příčiny odstraněním poškozených buněk, tkání (apoptóza, nekróza) regenerací (ad integrum, plnohodnotnou tkání) reparací (granulační tkání – jizvou) obnovením metabolismu obnovením funkce hojením per primam (intentionem) = bez komplikací hojením per secundam (intentionem) = s komplikacemi (hnisáním apod.)

7 Rozsah zánětu, složky zánětu Lokální - zánětová odpověď ohraničena na část nebo celý orgán Celotělový = systémový zánět Složky zánětové reakce: –Cévní –Humorální –Nervová –Buněčná

8 Celsovy znaky rubor (zčervenání) aktivní hyperémie, uvolnění prekapilárních svěračů calor (zvýšení teploty) idem rubor dolor (bolest) dráždění volných nerv. zakončení metabolity zánětu, změna pH tumor (otok) exsudace, infiltrace functio laesa (změna funkce – Virchow)

9 Celkové symptomy zánětu febris (horečka) zvýšení tělesné teploty v klidu nad hodnoty dané cirkadiálním rytmem následkem účinku patogenního podnětu (x  teploty při  metabolismu, námaze, trávení, účinku hormonů např. progesteronu při ovulaci) změny v KO změny sedimentace erytrocytů závisí na stupni jejich agregace, a ten na koncentraci fibrinogenu tvorba protilátek reakce lymfatického systému - lymfadenitis, lymfangitis

10 Klasifikace zánětu podle délky a povahy procesů Délka trvání hyperakutní (minuty, hodiny) akutní (dny – 2 týdny) subakutní (do 6 týdnů) chronický (měsíce, roky) Převažující složka alterace exsudace proliferace reparace

11 Klasifikace zánětu podle specifičnosti Specifičnost zánět specifický (histol. průkaz  etiologie) zánět nespecifický (necharakteristický histologický obraz) zánět aseptický (reakce na fyzikální, chem., imunol. agens), reparativní charakter zánět septický (způsobený infekčním agens), obranný charakter

12 Klasifikace zánětu podle povahy exsudátu erytematózní (erytém, minimální exsudace, překrvení sliznic – tonsilitis, zarudnutí kůže - solární dermatitis) serózní (sérum s nízkým obsahem proteinů) mucinózní (hlenový) katarální (serózně-mucinózní zánět sliznic- bronchitis, edém sliznic + hlen- rhinitis) vezikulární (intraepidermální z. – vezikula, pustula) fibrinózní (  permeabilita  fibrin.vlákna na serózách, ohraničují zánět. pole, funkce hojení) hnisavý (dystrofické neutrofilní leukocyty, mikrobi, nekrotická tkáň, ohraničený abces, neohraničený - flegmóna)

13 Fáze zánětové reakce – schéma Iniciační Vrcholná Reparační přirozená imunita specifická imunita imunitní mechanismy neimunitní mechanismy hodinydny týdny

14 Fáze zánětové reakce – popis přechodná vazokonstrikce (bledá kůže minuty, hodiny, dny) cévní odpověď na noxu (sek. až dny, hyperémie, edém, erytém) akutní buněčná odpověď – přetrvává-li poškození několik hodin, neutrofilní fagocyty – adheze, marginace, diapedéza, fibrin, trombocyty, erytrocyty, vznik trombu chronická buněčná odpověď – trvá-li poškození několik dní

15 Zánětová reakce – změny fyziologických parametrů 1. Neuroendokrinní regulace 2. Metabolické změny 3. Hematologické změny Cíl -přehodnocení priorit organismu, adaptace na zátěž Cesta -přestavba metabolismu  anabolismu (omezení výstavby a obnovy tkání)  katabolismu (mobilizace energetických rezerv, živin, např. odbourávání kosterní svaloviny )

16 1. Neuroendokrinní regulace

17 Přehled neuroendokrinních regulací „sickness behavior“ somnolence anorexie (  leptin) horečka hypothalamus hypofýza nadledvinky kortizol ( tlumení zánětové reakce)  produkce katecholaminů  tvorba IGF

18 2. Metabolické změny

19 Přehled metabolických změn  glukoneogeneze odbourávání kosterní svaloviny  lipolýza tukové tkáně negativní dusíková bilance  aktivita lipoproteinové lipázy osteoporóza, kachexie  NO syntáza  zinek  železo  měď  superoxiddismutáza proteiny akutní fázepozitivní reaktanty negativní reaktanty

20 Oxid dusnatý (NO) Biosyntéza oxidu dusnatého L-arginin L-citrulin + NO NO-syntáza (NOS) konstitutivníinducibilní NOS I (ncNOS) – nervové buňky NOS II (iNOS) NOS III (ecNOS) – endotelové bb.buňky imunitního systému a další buňky NO-syntáza

21 Indukce iNOS prozánětové prostředí hypoxie oxidativní stres infekce nádor trauma imunopatologie (prozánětové cytokiny, lipopolysacharidy, PAF…) Zdroje NO makrofágy mastocyty eozinofily epitel endotel

22 Negativní důsledky působení NO cytotoxický účinek (reakcí se superoxidem  … tvorba peroxinitritu (v kyselém prostředí  OH - a HNO 3 )  cévní permeabilita (až systémová vazoparalýza refrakterní k terapii katecholaminy) modulace subsetů T H1 a T H2 modulace apoptózy

23 Proteiny akutní fáze

24 Klasifikace proteinů akutní fáze Pozitivní reaktanty akutní fáze C-Reaktivní protein Sérové amyloidy Proteinázové inhibitory Hemokoagulační a fibrinolytické proteiny Transportní proteiny Proteiny komplementu Negativní reaktanty akutní fáze

25 Charakteristika proteinů akutní fáze (APPs, APRs) syntezovány hepatocyty, event. monocyty, endotelovými buňkami, fibroblasty, adipocyty –  hladin v séru  pozitivní reaktanty (např. o 50 %, až 1000x A-SAA, CRP,…) –  hladin v séru  negativní reaktanty podílejí se na udržení homeostázy podílejí se na udržení hemostázy ovlivňují metabolismus ve tkáních účastní se regenerace a reparace tkání a orgánů ovlivňují celulární i humorální imunitní reakce diagnostikou hladin APPs monitorujeme úroveň obranných mech. organismu, rozsah poškození tkání, ale i účinnost, event. následky léčby

26 C-reaktivní protein (CRP) Je tvořen v játrech už 6 hod po zánětu, dosahuje vrcholu za 48 hodin, indukován působením IL-6 a dalších cytokinů. Syntéza je okolo 1 – 10 mg/den, v průběhu akutního zánětu až 1g/den. Biologický poločas je okolo 19 hodin.

27 C-reaktivní protein – funkce CRP se váže s pomocí Ca 2+ na rozmanité endogenní a exogenní ligandy a usnadňuje jejich odstranění z krve, tkání a DNA. Reaguje s buněčnou stěnou bakterií a hub. V přítomnosti CRP je aktivován komplementový systém.

28 C-reaktivní protein pokračování Fagocytující buňky exprimují receptory pro CRP. Proteolytické fragmenty CRP stimulují makrofágy k prozánětovým aktivitám. Plazmatická hladina CRP je zvýšena u nemocných se zánětovými procesy různé etiologie. Účastní se i reparačních procesů. Je schopný aktivovat např. PAF. Hladina CRP je markerem monitorování rozsahu nekrózy, dále léčby protizánětlivé, imunosupresivní (transplantace – časná i chron. rejekce), cytotoxické a kortikosteroidní. Hladiny CRP nad 100 mg/l jsou velmi pravděpodobně způsobeny bakteriální infekcí. Dg. hodnota CRP je významná při minimálním zvýšení leukocytů a sedimentace.

29 Sérové amyloidy Sérové amyloidové proteiny A (SAA) – pouze složky této rodiny označované „SAA akutní fáze“, tedy A-SAA Tvořeny hepatocyty, aktivovanými makrofágy a fibroblasty v průběhu zánětové reakce. Podnětem je působení pro- zánětových cytokinů např. TNF , IL-1 a IL-6, IFN- , LIF, ale i glukokortikoidů,…

30 Sérové amyloidové proteiny akutní fáze (A-SAA) – funkce Jedná se o heterogenní skupinu apolipoproteinů, které jsou vázány na plazmatický HDL. SAA mohou měnit prostorovou strukturu HDL 3 a působit jako signál přesměrování jeho vazby z hepatocytu na makrofágy (fagocytóza v místě nekrózy). Při zánětu  lipoproteinů frakce HDL   katabolismus. Perzistence komplexu SAA - HDL 3 při zvýšené hladině SAA =  riziko kardiovaskulárních chorob.

31 Sérové amyloidové proteiny akutní fáze (A-SAA) – hladiny Plazmatická hladina A-SAA stoupá v průběhu zánětu 1000 – 10 000násobně. Jsou citlivým markerem zánětu, začínájí se tvořit zhruba 8 hodin po začátku zánětové odpovědi = prospěšnost A-SAA a SAP v akutní fázi zánětu. V chronické fázi zánětu mají účinky škodlivé  reaktivní sekundární amyloidóza,…

32 Proteinázy a inhibitory proteináz v zánětové reakci Serinové proteinázy neutrofilová elastáza, proteináza 3, katepsin G, tryptáza inhibitory serinových metaloproteináz (serpiny)  1 -antitrypsin,  2 -makroglobulin Matrixové metaloproteinázy kolagenázy, gelatinázy, stromelyziny, matrixin, membránové MMP tkáňové inhibitory matrixových metaloproteináz (TIMP) TIMP-1,2,3,4 (tvořeny mnoha typy buněk, inducibilní) Cysteinové (thiolové) proteinázy katepsiny B,H,C,L,S,K, inhibitory cysteinových proteáz (cystatiny), intracelulární a extracelulární Kaspázy kaspáza 1-12, štěpí různé substráty za Asp, jsou klíčovými slož- kami apoptózy

33 Proteinázové inhibitory (antiproteinázy) Regulují zánětem narušené homeostatické procesy (uvolnění proteolytických enzymů z fagocytujících buněk), hemostázu, fibrinolýzu, aktivaci komplementového a kininového systému a metabolismus extracelulární matrix.

34 Proteinázové inhibitory –  1 -antitrypsin Je tvořen hepatocyty, alveolárními makrofágy a monocyty. Denní tvorba je okolo 34 mg/kg tělesné váhy, poločas okolo 6 – 7 dní. Patří do skupiny serpinů = inhibitorů serinových proteináz, např. elastáz, chymotrypsinu, trypsinu a trombinu. Koncentrace  1 -antitrypsinu se zvyšuje několikanásobně v průběhu akutního nebo chronického zánětu. Deficience je asociována se zvýšeným rizikem vývoje emfyzému a jaterní cirhózy.

35 Proteinázové inhibitory –  2 -makroglobulin aj. Je tvořen hepatocyty. Inhibuje proteolytickou aktivitu řady proteináz. Spolu s inhibitorem C1 esterázy reguluje tvorbu kininů.  1 – antichymotrypsin,  2 – antiplazmin, heparinový kofaktor II,…

36 Hemokoagulační a fibrinolytické proteiny Fibrinogen –Je tvořen hepatocyty –K nárůstu jeho hladiny dochází 24 – 48 hodin od začátku zánětu. von Willebrandův faktor (vWF) –Porušení endotelu vede k tvorbě trombu –Adheze trombocytů k endotelovým strukturám  dochází za účasti vWF k interakci mezi destičkovým membránovým receptorem (glykoprotein Ib) a subendoteliálním kolagenem.

37 Transportní proteiny  hladiny proteinů vážících kovy brání např. ztrátě železa minimalizací hladin hemového železa, které by mohly využívat bakterie. Působí také jako „scavengers“ potenciálně toxických kyslíkových radikálů. Ceruloplazmin Je syntetizován hepatocyty. Jedná se o  2 -glykoprotein. Slouží jako transportní bílkovina, která váže 6 – 8 atomů mědi. Reguluje transport, biologickou dostupnost a redoxní potenciál železa. Vykazuje antioxidativní působení, protože brání oxidaci lipidů plazmatické membrány. Jeho hladina stoupá v průběhu zánětu. Sekundární deficience ceruloplazminu je příčinou Wilsonovy choroby.

38 Transportní proteiny – pokračování Haptoglobin Glykoprotein tvořený hepatocyty. Přenáší intravaskulární volný hemoglobin do retikulo-endotelového systému, kde je hemoglobin degradován. Výrazně snížené plazmatické hladiny ukazují na možnou intravaskulární hemolýzu. Zvýšené plazmatické hladiny jsou zapříčiněny zánětem. Hemopexin Superoxiddismutáza (obsahující mangan)

39 Proteiny komplementového systému C3 složka - tvořena hepatocyty a makrofágy. Štěpením C3 vzniká podjednotka C3a s anafylaktickými a chemo- taktickými aktivitami. Podjednotka C3b slouží jako opsonin. Hladina je v průběhu zánětu zvýšena. MBP (manózu-vážící protein) Tvořen hepatocyty a makrofágy. Aktivace komplementu lektinovou drahou. Gamaglobuliny jako proteiny akutní fáze Tvořeny plazmatickými buňkami. Funkce - neutralizace, opsonizace, odstraňování antigenních složek. C2, C4, C5, C9, C1 inhibitor, C4 – vazebný protein

40 Negativní reaktanty akutní fáze Albumin Je tvořen hepatocyty, denní syntéza je okolo 150 – 250 mg/kg tělesné hmotnosti. Určuje koloidní osmotický tlak plazmy, váže a transportuje metabolity, ionty, mastné kyseliny, aminokyseliny, hormony a další. Je hlavní antioxidant plazmy. Ke snížení jeho syntézy v játrech dochází po indukci tvorby pozitivních reaktantů akutní fáze po působení IL-6 a dalších cytokinů. Prealbumin Tvořen v játrech, jeho produkce se v průběhu zánětu snižuje. Transferin Tvořen hepatocyty. Váže dvě molekuly železa Fe 3+ a přenáší je na specifické buněčné receptory. APO AI, APO AII,  2 HS glykoprotein…

41 Markery zánětové odpovědi Neopterin Tvořen makrofágy aktivovanými působením INF . Zvýšená hladina odráží aktivaci monocyto-makrofágového systému v průběhu virových infekcí a u osob s imunopatologickými a nádorovými onemocněními. Prokalcitonin Vzniká z prekurzorového peptidu po aktivaci imunitního systému, např. působením lipopolysacharidu a jiných aktivátorů bakteriálního původu. Je markerem pro monitorování intenzity zánětového procesu u nemocných se SIRS a MODS. Odliší mezi zánětovou odpovědí indukovanou virovou a bakteriální infekcí.

42 Markery zánětové odpovědi – pokračování Cytokiny Zdrojem jsou buňky imunitního systému i další buněčné typy. Určení plazmatické hladiny vybraných cytokinů slouží jako časný marker zánětové reakce. Především působením prozánětových cytokinů např. TNF , IL-1 a IL-6 a jejich spolupůsobením s chemokiny dochází k rozvoji zánětové odpovědi. Solubilní adhezní molekuly a solubilní receptory pro cytokiny Jsou tvořeny buňkami imunitního systému a dalšími buněčnými typy. Jejich stanovení určí míru aktivace imunitního systému během zánětu, současně dochází k uvolňování membránových receptorů pro cytokiny.

43 3. Hematologické změny

44 Přehled hematologických změn Leukocytóza - zvýšení leukocytů v periferní krvi nad 4-9.10 9 /l Leukemoidní reakce - 30 – 50.10 9 /l (virové infekce, zarděnky) Lymfocytóza - dif. rozpočet nad 25 % Eozinofilie - DRL nad 5 % (parazitární a alergická onemocnění) Leukopenie -  leukocytů (riketsie, virová onemocnění) Trombocytóza –zvýšení trombocytů, které: -  uvolňují vazoaktivní amíny, aj. faktory zvyšující permeabilitu -  uvolňují lyzozomální enzymy -  secernují koagulační faktory  lokalizované, generalizované ukládání fibrinu -  agregací vedou k trombózám, stenózám, okluzím kapilár Anémie - zejména u chronických zánětů (GIT,…)

45 Akutní zánět

46 Tvorba exsudátu Tvorba tekuté části exsudátu – zvýšením permeability a tlaku - může převýšit osmotický tlak plazmatických proteinů - dochází k přesunu tekutiny a nízkomole - kulárních látek do intersticia Tvorba infiltrátu probíhá ve dvou fázích – začáteční a přechodná fáze (8 – 10 min., trvání 30 min.), kdy působením histaminu dochází k přesunu tekutiny a buněk pozdní fáze (vyvíjí se několik hodin) jako následek poškození kapilár a venul

47 Aktivace koagulační kaskády Spuštění koagulační kaskády – v místě zánětu jsou přítomny složky krevní plazmy obsahující fibrinogen, kininy, složky komplementu, imunoglobuliny. Fibrinogen se mění na fibrin – základy reparace - angiogeneze – hojení. Rychlá aktivace koagulační kaskády je užitečná, nezbytná je však rovnováha obou procesů, tj. od- stranění krevní sraženiny – fibrinolýza zabraňujíci srážení v nepoškozených cévach.

48 Úloha kininů Kininy jsou důležitými mediátory zánětu. Při jejich tvorbě aktivovaný Hagemanův faktor prostřednictvím prekalikreinových aktivátorů aktivuje prekalikrein za vzniku kalikreinu. Ten je současně impulzem pro tvorbu vlastních kininů, např.bradykininu, indukujícího bolest, zvýšenou permeabilitu, vazodilataci. Kalikrein aktivuje fibrinolytickou cestu.

49 Komplementová kaskáda Komplementová kaskáda – může být aktivovaná cestou klasickou (v chron.zánětu) cestou alternativní nebo cestrou lektinovou = zničení mikroorganismu před tvorbou protilátek. Nebo při aktivaci komplementu vznikají opsoniny C3b, chemotaktické faktory pro neutrofily a mononukleární fagocyty C5a a anafylatoxiny C5a, C3a. Jako specifické nebo nespecifické opsoniny mohou působit také imunoglobulíny.

50 Schéma působení kininů v průběhu zánětu Kininy - vasoaktivní peptidy KininogenyKininy  -globuliny HMW kininogen LMW kininogen Bradykinin Kalidin Další kininy Kalikrein Jiné proteinázy

51 Receptory pro kininy B 1 receptory B 2 receptory ubikvitární exprese konstitutivní expreseinducibilní exprese monocyty, granulocyty, T- lymfocyty a nehematopoetické buňky Patofyziologické účinky vazodilatace edém kontrakce hladké svaloviny hyperalgezie

52 Účast buněk v zánětu Tkáňové makrofágy (min) Ložisko Invaze neutrofilů (~ 1 hod a násl.) Neutrofilie (několik hod) Monocyty (dny - týdny) 1. Obranná linie 2. Obranná linie 3. Obranná linie Kostní dřeň (týdny - roky) 4. Obranná linie

53 Přehled buněk Neutrofily Makrofágy, monocyty Eozinofily Žírné buňky T-lymfocyty Endotelové buňky Trombocyty

54 Neutrofilní leukocyty a volné reaktivní radikály

55 Neutrofilní leukocyty Polymorfonukleáry tvoří různé subpopulace, z pohledu funkce – resting buňky nebo aktivované neutrofily Jsou prvními buňkami, které migrují do ložiska zvenčí (z cév) ↑ hladin 5 – 30 x 10 ⁹, zásobárnou je kostní dřeň a buňky adherující k endotelu (různá kapacita) Ničí nejen bakterie, houby, protozoa, ale i nádorové buňky Funkčně aktivní je segmentovaný neutrofil V zánětu mají  životnost  apoptóza, fagocytující makrofágy  produkce protizánětových cytokinů

56 Neutrofilní leukocyty – granule Funkční aktivita neutrofilů závisí na obsahu granulí (obsahují štěpící enzymy, látky usmrcující pohlcené bakterie, či regulující různé fyziologické i patologické procesy včetně zánětu) Granule neutrofilů obsahují antimikrobiální, cytotoxické látky, proteinázy, kyselé hydrolázy, zásobu membránových receptorů,…

57 Neutrofilní leukocyty – složky granul Typickou součástí azurofilních granulí je myeloperoxidáza ( MPO) účastnící se reakce hydrogen peroxidu s chloridovými anionty za vzniku kys.chlorné, odpovědné za zelenou barvu hnisu Dále defenzíny, měnící permeabilitu membrán BPI (baktericidní protein – patřící mezi perforíny) toxický pro G‾ i G + bakterie,… Laktoferin – schopný vychytat volné železo a tím zastavit růst pohlcených mikroorganismů Sérinové proteázy – elastáza, katepsin G – hydrolyzující proteiny v obalech baktérií. Substrátem pro tyto enzymy jsou i proteoglykany, elastinové součásti tkání  degradace typu I. a III. kolagenu  chemotaxe neutrofilů, monocytů, fibroblastů. Proti působí inhibitory proteáz ( α 2 makroglobulin, α 1 proteázový inhibitor = původní název α 1 antitrypsinu ).

58 Neutrofilní leukocyty – fagocytóza Fagocytóza, destrukce infekčního agens, omezení rychlosti množení Opsonizace – zprostředkuje adhezi opsonizované částice bakterie k membráně fagocytu pomocí receptorů FcR pro protilátky třidy IgG a komplementových receptorů CR1, CR3. Vazba mezi částicí, baktérií a fagocytem se může realizovat i pomocí lektinů – proteiny, glykoproteiny vážící mono-, di-, trisacharidy Fagocytóze předchází chemotaxe – regulována chemickými faktory produkovanými bakteriemi, nebo vznikajícími při imunitní reakci. Rozpoznání, adheze částice na příslušný receptor na povrchu fagocytu, ingesce tohoto komplexu do fagozómu, jeho fúze s lyzozómy, usmrcení, degradace

59 Neutrofilní leukocyty – fagocytóza pokračování Už po rozpoznání a adhezi částice ve fagocytu se iniciuje nemitochondriální spotřeba O 2 = respirační vzplanutí  tvorba superoxidu i dalších reaktivních forem O 2 Po fúzi lyzozómu s fagocytovanou vakuolou (obsahuje pohlcené částice)  toxické prostředí (toxiny existující v granulích + syntetizované de novo) Tvorba fagolyzozómu = degranulace. Příliš velké částice  přerušená fagocytóza  přestup toxických látek do extracelulárního prostředí  nedostatečná inaktivace (antioxidanty, antiproteázy)  poškození okolních tkáňových struktur Fagolyzozóm – degradace pohlceného materiálu na aminokyseliny, sacharidy  zapojují se do metabolismu fagocytu, nebo (u makrofágů) vznikají imunogenní peptidové fragmenty spouštějící imunitní odpověď. Eventuálně se nedegradovatelný materiál ukládá do sekundárních lyzozómů.

60 Poškozování tkání neutrofily Zejména při chronických zánětech a při poischemické perfúzi dochází k poškozování tkání neutrofily. Příčiny poškozování tkání - předčasná aktivace neutrofilů během migrace - extracelulární uvolnění toxických produktů během usmrcování některých mikrobů - likvidace infikovaných nebo poškozených buněk, buněčné drtě za účelem remodelace - neschopnost ukončit akutní zánětovou odpověď - patolog. zahájení apoptózy neutrofilů

61 Poškozování tkání neutrofily – reperfúzní poškození - příliv neutrofilů a jejich aktivace - spuštěno látkami uvolněnými z poškozených buněk - spuštěno následkem tvorby superoxidu zejména aktivovanými neutrofily produkujícími reaktivní kyslíkové radikály - ROS (např. u pacientů s ARDS, s akutní bakteriální infekcí) - chronická aktivace neutrofilů  iniciace nádorové trasformace buněk (nebo ROS  poškození DNA a proteázy umožní migraci nádorových buněk)

62 Poškozování tkání neutrofily – ANCA Reaktivní formy kyslíku z neutrofilů oxidují lipoproteiny s nízkou hustotou (LDL)  ty se efektivněji váží prostřednictvím (scavenger) receptorů na makrofágy  iniciace AS Cytoplazmatické součásti neutrofilů mohou vyvolat tvorbu ANCA (anti -neutrophil cytoplasmic antibodies)namířených proti enzymům neutrofilních granulocytů  uplatňují se v patogeneze systémových vaskulitid, glomerulonefritid Tři typy ANCA: 1. c ANCA – cytoplazmatická fluorescence autoantigenem bývá proteináza 2. p ANCA – perinukleární fluorescence 3. atypické ANCA - nukleární a netypická cy- toplasmatická fluorescence

63 Volné radikály kyslíku a dusíku

64 Volné radikály produkované neutrofily – NADPH-oxidáza Aktivace neutrofilů, makrofágů zvyšuje spotřebu O 2 (respiratory burst). NADPH-oxidáza redukuje O 2 na superoxid nebo na jeho formu perhydroxylový radikál  ten se pod působením superoxiddismutázy mění na hydrogenperoxid O ₂ + e‾ + H + → HO° ₂ → °O ₂ ‾ + H + °O ₂ ‾ + °O ₂ ‾ + 2H‾ → H ₂ O ₂ + O ₂ NADPH-oxidáza je elektronovým transportním řetězcem cytoplazmatické membrány a vakuol fagocytů, eventuálně některých T-, B-lymfocytů. Složky tohoto enzymu se mohou přemisťovat z cyto- plazmy do membrány (a opačně), a tím se aktivovat.

65 Volné radikály produkované neutrofily – pokračování Superoxidový aniont (°O ₂ ‾ ) je současně reduktant i oxidant přecházející přes aniontové kanály.Vznikají z něho jiné toxické ROI, např. H ₂ O ₂, ° OH, O ₂ Hydrogenperoxid reaguje s MPO (přítomna v sekrečních granulích) s chloridovým aniontem za vzniku kyseliny chlorné, která je 100-1000x toxičtější než H ₂ O ₂. Ta se metabolizuje na chlornan, až na volný chlór: H ₂ O ₂ + Cl ‾ + H + ---MPO--------> H ₂ O + HOCl HOCl ↔ H + + OCl ‾ HOCl + Cl ‾ → Cl 2 + OH ‾ MPO systém je jedním z nejúčinnějších antimikrobiálních a cyto – toxických mechanismů leukocytů a makrofágů v slabě kyselém prostředí. V eozinofilech působí EPO (eozinofilní peroxidáza).

66 Volné radikály produkované neutrofily – pokračování Hydroxylový radikál (°OH ) – tvořený např. rozkladem H ₂ O ₂ katalyzovaný Fe 2+ : Fe 2+ + H ₂ O ₂ → Fe 3+ + OH ‾ + °OH má rovněž cytotoxickou oxidační kapacitu. Může vytrhnout elektron za vzniku volného radikálu, schopného oxidovat další látky: °OH + R → OH ‾ + R° Singletový kyslík (¹O ₂ ) – reaktivní forma kyslíku se schopností chemiluminiscence s antimikrobiálními a cytotoxickými účinky. Také indukuje expresi adhezivních molekul na povrchu endotelu za účelem marginace a diapedézy neutrofilů. ROS jsou toxické i pro buňky, které je produkují. Ty pak obsahují zásobu antioxidantů, např. glutathion, askorbát,..které je nutné během fagocytózy udržovat v redukovaném stavu.

67 Zánětová reakce – schéma účinků volných radikálů O 2 aerobní fosforylace reaktivní produkty O 2 polutanty NADPH- oxidáza fagocytů Endogenní antioxidanty O 2 -. superoxidový aniont OH. hydroxylový radikál další Exogenní antioxidanty Přímé poškozeníRegulační působení aktivace redoxsenzitiv. signál. cest O2O2

68 Přímé poškozeníRegulační působení – aktivace redoxsensitivních signálních cest oxidace proteinů oxidace DNA peroxidace lipidů poškození biomembrán Stimulace přepisu genů transkripční faktory NF-κB AP-1 další prozánětové cytokiny chemokiny enzymy adhezní molekuly růstové faktory stresové proteiny Antioxidační enzymy - MnSOD, thioredoxin Zánětová reakce – komentář ke schématu volných radikálů O 2

69 Syntéza NO Mateřskou molekulou je NO. Vzniká oxidací, při níž se odštěpuje guanidinový dusík z molekuly L – argininu. Současně se L – arginin přemění na L – citrulin za katalyzace NO-syntázou (NOS).

70 Konstitutivní NOS NO syntáza se v buňkách vyskytuje ve třech izotypech (produkty odlišných strukturálních genů ). Konstitutivní cNOS (přítomné stále): –Endotelová cNOS vázaná na membránu, exprimovaná v endo- telových bb., působící jako signální transduktor uvolňující NO v různých množstvích a regulující cévní tok, krevní tlak a tedy kardiovaskulární systém. Nadměrná produkce vede k vazodilataci a hypotenzi, nedostatečná produkce má pak za následek hypertenzi. - Neuronová cNOS obsažená v cytozolu centrálních a periferních neuronů. V CNS se NO tvoří jako odpověď na ↑ intracelulárního Ca + po předchozí stimulaci glutamátových receptorů (NO jako mediátor pomalého synaptického přenosu). Zvýšení produkce NO v CNS vede k epileptickým záchvatům, poškození mozku. –Obě izoformy působí jako fyziologický regulátor relaxující hladkou svalovinu cév a jako neurotransmiter po stimulaci závislé na Ca 2+ a kalmodulinu.

71 Indukovatelná NOS Indukovatelná NOS ( iNOS) – třetí izoforma nekonstantně přítomná v buňkách. Indukovaná různými stimuly, např. cytokiny - INF , IL-1, IL-6, TNF, GM-CSF, PAF,.. Supresi exprese iNOS vyvolávají např. IL-4, IL-8, IL-10, TGF-β, PDGF, MDF,..

72 Reaktivní radikály dusíku (RNS) NO může reagovat se superoxidem za vzniku velmi toxického peroxynitritového aniontu : NO° + °O‾ ₂ --------> ONOO‾ Ten se může v kyselém prostředí přeměnit na kyselinu peroxidusitou, potom na hydroxylový radikál až kyselinu dusičnou: ONOO‾ + H + --------> ONOOH ONOOH --------> °OH +NO ₂ ° --------> NO‾ 3 + H + Hlavní úlohou NO vznikajícího v neutrofilech je: - usnadnění jejich migrace z cév do tkání díky vazodilataci - usnadnění relaxace cév,zatímco superoxid iniciuje vazokonstrikci - inhibice jejich adheze k endotelu Změna rovnováhy v produkci ROS a RNS v neutrofilech ve prospěch RNS může zabránit poškození tkání při zánětech a poischemické reperfuzi.

73 Regulace funkce neutrofilů v zánětu Mobilizace neutrofilů v místě zánětu je aktivována histaminem, trombinem, chemotaktickými faktory, prozánětovými cytokiny. Cytokiny jsou základními regulátory funkcí neutrofilů, včetně hematopoetických růstových f., pyrogenních cytokinů, např. IL -1,TNF, IL- 6,.. Prozánětový cytokin IL- 8 je známý jako „ faktor aktivující neutro - fily “, ve spolupráci s dalšími cytokiny zesiluje cytotoxický účinek neutrofilů závislý na protilátkách. Protizánětové cytokiny, např. IL-4,IL-10,..inhibují výše zmíněné cytokiny a tak blokují aktivaci neutrofilů. Jiné cytokiny mají schopnost prodloužit přežívání neutrofilů. Vedle cytokinů se na regulaci aktivace neutrofilů podílí i jiné mediátory, např. bioaktivní lipidy – vznikají zejména z kyseliny arachidonové, která je součástí buněčných membrán. Kyselina arachidonová se metabolizuje na prostaglandiny (PG), leukotrieny (LT), tromboxany (TX) a lipoxiny (LX).

74 Regulace funkce neutrofilů v zánětu – pokračování Např. LTB 4 je silně chemotaktický, vazoaktivní leukotrieny zvyšují vaskulární permeabilitu, prostaglandiny suprimují mnohé funkce neutrofilů zvyšováním hladiny cAMP v buňkách, lipoxiny jsou inhibitory mikrobicidní aktivity. Zvýšené hladiny PAF aktivují trombocyty, tvorbu superoxidu a uvolnění elastázy z neutrofilů. Uplatňují se i neuroendokrinní regulační vlivy zejména růstového hormonu – respirační vzplanutí neutrofilů. Dále prolaktinu – funguje jako imunopotenciační agens pro neutrofily, makrofágy. Glukokortikoidy – inhibují fagocytární a cytotoxické aktivity, produkci ROS, expresi iNOS, sekreci lyzozomálních enzymů. Oxidační vzplanutí inhibují i noradrenalin a β-endorfiny.

75 Regulace funkce neutrofilů v zánětu – pokračování Histamin –inhibitor mikrobicidní aktivity, aktivátor pohybu neutrofilů po endotelovém povrchu. Adenosin – uvolňuje se z poškozených tkání, působí vazodilatačně a protizánětlivě. V neutrofilech prostředníctvím A 1 receptorů aktivuje chemotaxi, A 2 inhibuje produkci superoxidu. Interakce s trombocyty – adherace aktivovaných trombocytů na neutrofily stimuluje jejich respirační vzplanutí, současně trombocyty syntetizují leukotrieny s vazokonstrikční aktivitou.

76 Další buňky akutního zánětu Makrofágy a monocyty Eozinofily Žírné buňky a bazofily T-lymfocyty NK-buňky Endotelové buňky Trombocyty

77 Makrofágy a monocyty Jsou první obrannou linií, jsou základními buněčnými typy MPS systému. Zánětové makrofágy jsou přítomné v exudátech. Jsou charakteristické specifickými markery, např. peroxidázovou aktivitou. Jejich rozsáhlá tkáňová distribuce umožňuje okamžitou obranu ještě před migrací neutrofilů. Heterogennost makrofágů = fenotypy a schopnosti jsou rozdílné - ovlivněné mikroprostředím. Např. alveolární m. - na povrchu velký počet MHC antigenů II. tř., peritoneální m. tyto antigeny neexprimují. Produkce makrofágů z prekurzorových buněk je regulována M-CSF. Zánětlivý stimul zvyšuje počet monocytů i hladinu M-CSF a GM- CSF v séru. Makrofágy odvozené od M-CSF jsou větší, mají vyšší schopnost fagocytovat. Makrofágy odvozené od GM-CSF jsou cytotoxičtější proti nádorům rezistentním na TNF. Makrofágy se zúčastňují všech stádií imunitní a zánětové odpovědi.

78 Makrofágy a monocyty – pokračování Aktivované makrofágy kromě zmíněných účinků exprimují na svém povrchu MHC molekuly II. tř., dále molekuly CD1 = charakteristika buněk prezentujících antigen. Makrofágy jsou nejdůležitějšími producenty kys. arachidonové a jejích metabolitů. Např. PGE 2 a PGI 2 jsou prozánětové mediátory indukující vazodilataci, působící synergicky s C5 a a LTB 4, zprostředkovávají horečku a myalgickou odpověď na IL-1. V kombi- naci s bradykininem a histaminem přispívají k erytému, edému a indukci bolesti. Makrofágy secernují i látky, podílející se na přestavbě vaziva. Např. hyaluronidázu – rozkladem kyseliny hyaluronové, složky pojivové tkáně, snižují viskozitu a ulehčují pronikání různých látek do tkáně. Nebo elastázu, kolagenázu, které štěpí elastin a kolagen – základní složky pojiva. Aktivované makrofágy brání replikaci intracelulárních parazitů – fagolyzozom má nízké pH a nedostatek živin, produkcí toxické reakce ROS, chlornanů, RNS, peroxidázy, defenzinů, neutrální proteázy, lyzozomové hydrolázy, mikrobiostatických efektorových molekul udržují patogena v nereplikačním stádiu = latentní infekce.

79 Makrofágy a monocyty – pokračování Makrofágy hrají rovněž klíčovou roli při indukci a regulaci angiogeneze. Stimulem je tkáňová hypoxie, koncentrace laktátu, pyruvátu a protonů jaké jsou v ráně, dále prozánětové cytokiny. Makrofágy uvolňují proteázy, např. plazminogenový aktivátor, které jsou schopny štěpit molekuly extracelulární matrix (ECM) na angiogenní fragmenty. Jsou schopné degradovat heparansulfát a uvolnit tak růstové faktory uskladněné v mezibuněčné hmotě. Secernují enzymy a cytokiny způsobující změny v ECM. Např. metaloproteinázy (kolagenázy), serinové proteázy (elastáza, plazminogenový aktivátor – ten je nepostradatelný pro tvorbu kapilár). Z cytokinů pak např. TGF-β, který modulací exprese fibronektinu a kolagenu I a jejich ukládáním do ECM aktivuje nebo inhibuje angiogenezu. Makrofágy produkují i cytokiny, které indukují, ale i inhibují (např. trombospondin 1) diferenciaci a migraci endotelových buněk a tím ovlivňují neovaskularizaci.

80 Eozinofily Diferencované granulocyty myeloidní řady, přednostně přítomné v submukózní tkáni, mobilizované do míst specifické imunitní odpovědi, včetně alergických reakcí. Generační čas v kostní dřeni 2 - 6 dní, v cirkulaci je poločas 6 -12 hodin, ve tkáních 4 -10 dnů. Specifická granula obsahují 4 druhy proteinů zodpovědných za různé biologické účinky - MBP, ECP, EDN, EPO. Dále obsahují enzym histaminázu, aj. hydrolytické enzymy. K typickým enzymů malých granulí patří – kyselá fosfatáza, arylsulfatáza, metaloproteinázová želatináza,… Eozinofily jsou schopné produkovat i cytokiny.Ty, které mají funkci růstových faktorů – GM-CSF, IL-3, IL-5. Dále ty, které se zúčastňují akutních a chronických zánětových odpovědí. Alergických reakcí se zúčastňují hlavně díky lipidovým mediátorům – LTC 4 a PAF vyvolávajícím kontrakci hl. svaloviny dýchacích cest, ulehčujícím sekreci hlenu, měnícím permeabilitu, infiltraci tkání. Kromě toho MPB stimuluje uvolnění histaminu z bazofilů a žírných buněk.

81 Eozinofily – pokračování Jejich hlavním chemotaktickým faktorem je eotaxin - chemokin CCL11. Prostřednictvím jeho receptoru CCR3 (nacházejí se i na bazofilech a T H 2 ) mohou uvolňovat mediátory. Současně působením na T H 2 přispívají k produkci cytokinů ( IL-4, IL-5 ) zvyšujících tvorbu I g E = účast eotaxinu v patogeneze astmatu a dalších alergických onemocnění. Obsah eozinofilních granulí se uvolňuje v době fagocytózy opsonizovaných částic a účinkem chemotaktických faktorů, cytotoxický účinek je namířen hlavně proti extracelulárním strukturám (oproti neutrofilům), jako jsou paraziti, zánětlivé mediátory. Vedle uvolňování proteinů akutní fáze, cytokinů a lipidových mediátorů přispívají eozinofily k chronickému zánětu, včetně vývoje fibrózy - jsou hlavním zdrojem TGF –β. Modulují extracelulární matrix a remodelují tkáň při hojení.

82 Žírné buňky (mastocyty) a bazofily Účast při hypersenzitivních reakcích časného typu. Uvolňují účinné zánětlivé mediátory - histamin, proteázy, chemotaktické faktory, cytokiny a metabolity kyseliny arachidonové. Žírné buňky většinou necirkulují v krvi, jsou ve tkáních. Bazofily jsou nejmenší cirkulující granulocyty. Oba typy obsahují v granulích zánětlivé mediátory anafylaxe. Jejich degranulace (extracelul.ární uvolnění ) může být indukovaná exo- i endogenními faktory, včetně imunitních mechanismů, jak závislých, tak nezávislých na I g E. Preformované mediátory – uskladněné v granulích, secernované po aktivaci buněk. Patří k nim biogenní aminy (histamin ), z proteoglykanů heparin, chondroitinsulfáty, neutrální proteázy, ECF, PAF, IL 3 – 6, GM-CSF, TNF. Nově syntetizované mediátory – nepřítomné v neaktivních žírných buňkách se tvoří po aktivaci zprostředkované I g E. Jsou to zejména metabolity kyseliny arachidonové (LTC 4, LTD 4,LTB 4, PGD 2 ).

83 Žírné buňky a bazofily – pokračování Žírné buňky (mastocyty), jsou heterogenní, odlišené neutrální proteázou. –Typ MC TC obsahuje tryptázu, chymázu, proteázu podobnou katepsinu G a karboxypeptidázu a nachází se v kůži a střevní mukóze. –Typ MC T obsahuje pouze tryptázu a je dominantní ve střevní mukóze a stěně plicních alveolů. Při systémových poruchách žírných buněk - anafylaxe, mastocytóza – jsou přítomny v krevním séru ↑ hladiny tryptázy. ↑ počet bazofilů v místě zánětu – migrace a proliferace, adheze na endotel prostřednictvím receptorů. Po stimulaci produkují cytokiny – TNF, IL-4. Biochemické rozdíly mezi žírnými bb. a bazofily – povrchový recep- tor IL-3 je jen na povrchu žírných bb., v granulích mají α i β tryptázu, bazofily jen α-tryptázu. Rozdíly jsou i v produkci cytokinů.

84 T-lymfocyty Účast v zánětu podle příslušnosti k subpopulaci - přímé usmrcování intracelulárních patogenů nebo aktivace makrofágů. T – lymfocyty se tvoří v kostní dřeni, dozrávají v tymu, kde získávají diferenciační znaky, podle nichž se dělí na subpopulace. CD8 = cytotoxické T lymfocyty. CD4 jsou dále diferencovány na nezralé pomocné T H 0, ty se diferencují na zánětlivé T H 1 (aktivující makrofágy ), pomocné T H 2 ( aktivující B-lymfocyty ), T H 3 (secernující protizánětově a imunosupresivně působící cytokiny). Selektivní aktivace zánětlivých T H 1 vede k buňkami zprostřed kova- né odpovědi, zatímco T H 2 k humorálnímu (protilátkovému ) typu imunity. Makrofágy se mohou stát rezervoárem infekce, pak jsou likvidovány CD8 a CD4 T - lymfocytů. Neschopnost likvidace infekčních patogenů = chron. zánět, tvorba granulomu, v okolí bb. KTC, dále T H 1 a T H 2 → aktivace CD4 T- lymfocytů přispívá k patol. poškozující reakci. Opačně porucha aktivace makrofágů, např. u AIDS, může vést ke smrti.

85 T-lymfocyty pokračování Stimulované T lymfocyty při zánětech a imunitních procesech mohou uvolňovat dva typy efektorových molekul: Cytotoxiny – uvolňují se po antigenní stimulaci ze sekrečních granulí. Patří sem perforiny, granzimy, fragmentiny a lymfotoxin (TNF-β ). Nejsou specifické a mohou působit na jakoukoliv buňku. Zejména eliminují virem napadené nebo nádorově transformované buňky. Apoptóza spuštěná cestou membránoých proteinů spočívá v aktivaci FAS-receptoru (rodina receptorů faktoru nekrotizujícího nádory -TNF). Obsazení (ligace) receptoru příslušným ligandem (FAS-ligand) vyvolá jeho aktivaci = signál apoptózy. CD8 a CD4 mají FAS ligand, ne receptor. Oba mechanizmy se uplatňují za spoluúčasti antigenního receptoru T-bb. a MHC-antigenů. Cytokiny – mají různorodé účinky, působí jen na buňky mající na svém povrchu specifické, na ně citlivé receptory. Např. makrofágy jsou aktivovány dvěma signály, první (TNF) je senzituje k odpovědi na druhý. Aktivovaný stav makrofágů je z důvodů energetické náročnosti a možnosti poškození okolní tkáně limitován.

86 NK-buňky NK-buňky (10 – 15 % celkového počtu lymfocytů) obsahují v cyto- plazmě množství granul. Na rozdíl od CD4 a CD8 T-bb. nemají na povrchu specifické receptory pro rozpoznání antigenu, jsou však schopny zabíjet, proto jsou součástí vrozené imunity. Rozpoznání abnormálních buněk NK buňkami se děje prostřednictvím tří typů receptorů. Pomocí Fc-receptorů, na které se specificky váží Fc- domény protilátek IgG1 a IgG3, jde o mechanizmus buněčně zprostředkované a protilátkové imunity. Dále jsou to aktivační (např. KAR, lektiny,..) a inhibiční receptory (KIR, lektiny typu C). Ligace aktivačních receptorů zapíná cytoto- xický proces, návázání ligandy na inhibiční receptor ho vypíná. Ligandy pro inhibiční receptory jsou molekuly MHC-I. Dalším typem aktivace NK-buněk je aktivace pomocí IL-2, IL- 12,..kdy vznikají LAK (lymphokine activated killer cells) buňky. NKT-bb. = subpopulace s vlastnostmi NK-bb. a T–lymfocytů s TCR α/β. Na povrchu mají CD1 molekuly, pomocí kterých identifikují glykoproteinové antigeny (např. mykobakterie, listerie,,..). V krvi tvoří asi 1% všech lymfocytů, jsou přítomné i ve tkáních. Jsou schopné produkovat množství cytokinů, zejména IL-4, IFN- .

87 Endotelové buňky Cévní endotel je metabolicky aktivní endokrinní orgán. Endotelové bb. regulují cévní tonus, průtok krve, krevní tlak prostřednictvím selektivního uvolňování vazodilatačních (NO, PGI 2, PGE 2, PGD 2, hyperpola- rizačního faktoru endotelu) i vazokonstrikčních látek (endoteliny, TXA 2, nestabilní endoperoxidy PGG 2, PGH 2, RA složek) Změna funkce endotelových bb., nebo porušení jejich celistvosti = ztráta antikoagul. vlastností, obnažení bazální vrstvy - signál k agregaci trobocytů a leukocytů. Současně se změní produkce vazoaktivních mediátorů s následnými změnami propustnosti. To vyvolávají např. i endotoxiny, prozánětové cytokiny. Zánětové stimuly zvyšují i expresi leukoadhezivních molekul. To zvyšuje diapedézu leukocytů do místa zánětu. Současně endotel produkuje chemokiny pro leukocyty, např. IL-8, MCP-1. Dále na svém povrchu konstitutivně exprimují MHC antigeny I. tř., po indukci IFN –  i MHC II.tř. Mají receptory pro Fc domény IgG a některé složky komplementu. Jsou schopné exprimovat NADPH-oxidázu → superoxid. Na jejich povrchu se nachází receptor pro oxidačně modifikovaný lipoprotein s nízkou hustotou Ox- LDL– R. AECA – v procesu zánětu je možná tvorba antiendotelových protilátek (SLE,..). Prostřednictvím endotelu se děje výměna informací mezi kardiovaskulárním a imunitním systémem.

88 Trombocyty Na každý leukocyt v zánětu připadá 20 – 50 trombocytů. Podmínky vedoucí k aktivaci leukocytů způsobují i agregaci trombocytů. Účastní se udržení hemostázy a integrity cévní stěny, dále modulují zánětovou odpověď, podílí se na regeneraci tkání, mají přímý cytotoxický účinek jako efektorové buňky. Agregaci trombocytů iniciuje poškození endotelu (kolagenu ), působení trombinu, tromboxan TXA 2 a ADP uvolněné z jiných trombocytů. Kromě toho má prokoagulační účinek PAF, produkovaný během zánětu různými buňkami, CRP, povrchově vázaný nebo agregovaný IgG, různé bakterie, viry,.. Mediátory produkované trombocyty jsou prozánětové, stimulující leukocyty a indukující jejich funkce, působí i na monocyty a eozinofily. Přestože neobsahují defenziny a neprodukují toxické produkty kyslíku v rozsahu neutrofilů nebo makrofágů, mohou usmrcovat některé bakterie a parazity, např. de novo syntetizovanými látkami.

89 Mediátory zánětu

90 Exogenní mediátory zánětu Zánětové mediátory jsou rozpustné, difundovatelné molekuly s místním i celkovým účinkem. Exogenní mediátory – produkty bakterií, toxiny, např. endotoxin G - bakterí (lipopolysacharid, LPS). Ten může aktivovat např. komplement za vzniku anafy- latoxinů C3a a C5a, způsobujících vazodilataci a zvýšenou permeabilitu. Endotoxin aktivuje i Hage - manův faktor → aktivace hemokoagulačního, fibrinolytického a kininového systému. Dále indukuje proliferaci T-lymfocytů a může působit jako super - antigen. Podobně jako LPS působí i glykolipidy mykobakterií, glukany kvasinek a další molekuly mikroorganismů.

91 Endogenní mediátory zánětu – pokračování Endogenní mediátory zánětu – vznikají aktivitou imunitního systému a dalších systémů krevní plazmy, tj. komplementového, hemokoagulačního, fibrinolytického (plazminového) a kininového. Neaktivní složky multienzymového systému se po aktivaci uvolňují formou peptidových fragmentů. Mediátory zánětu se uvolňují v místě poškození tkáně i z různých buněk, např. histamin z granulí, event. se syntetizují a uvolňují extracelulárně, např. metabolity kyseliny arachidonové. Vedle neutrofilů při produkci zánětových mediátorů hrají důležitou roli makrofágy. Mohou syntetizovat a sekretovat složky komplementového systému, fagocytují a usmrcují pohlcené mikroorganismy. I další buňky, jako bazofily, žírné buňky, trombocyty a endotelové buňky secernují vazoaktivní mediátory. Pomocné a cytotoxické T-lymfocyty a eozinofily produkují rovněž zánětové mediátory. Všechny typy bb. regulují cytokiny.

92 Mediátory zánětu časné a pozdní fáze Zánětové mediátory časné fáze produkují hlavně žírné bb. a trombocyty = histamin, serotonin a další vazoaktivní látky. Patří k nim i chemotaktické faktory, např. C5a a některé cytokiny IL-1, IL-6, TNF. Zánětové mediátory pozdní fáze odpovídají za regulaci cévní aktivity asi 6 – 12 hod. od iniciace zánětu, dále za transport leukocytů z postkapilárních venul do místa poškození. Zde se uplatňují významně metabolity kyseliny arachidonové. Mediátory zánětu plní alternativní funkce = mohou se zastupovat.

93 Mediátory zánětu – účinky Vazodilatace - histamin PGE LT bradykinin PAF Bolest - bradykinin substance P prostaglandiny Endogenní pyrogeny - IL-1 TNF Tkáně poškozující enzymy - lyzosomální enzymy

94 Úloha mezibuněčné hmoty v zánětové reakci

95 Schéma funkcí molekul mezibuněčné hmoty v zánětové reakci modulace buněčných aktivit ligandy pro adhezní zakotvení buněk kompartmentace tělních struktur fyzikální bariéranezbytné pro migraci buněk vazba biologicky aktivních molekul angiogeneze neutrali- zace zásobárna rychlá mobilizace efektorové místo imunitní odpovědi

96 Složení molekul mezibuněčné hmoty Kolageny strukturně trojitá šroubovice, rigidní fibrilární kolageny, kolageny tvořící bazální membránu, spojovací kolageny Elastická vlákna fibrilin elastin Proteoglykany sekretované - hyaluronan, dekorin membránové - syndekany, glypikany

97 Adhezní glykoproteiny - interakce s buňkami, molekulami mezibuněčné hmoty Adhezní glykoproteiny fibronektin, laminin, muciny, fibrinogen, von Willebrandův faktor Ligandy fibrin, heparin, buňky přes adhezní integriny VLA proteoglykany, buňky přes adhezní integriny VLA selektiny trombocytární integrin GP IIb/GPIIIa trombocytární integrin GP IIb/GPIIIa, faktor FVIII, heparin, kolagen

98 Regulace fibroblastů cytokiny makrofágy mastocyty eozinofily lymfocyty neutrofily fibroblasty endotelové bb. hladké svaly sensorické nervy PROLIFERACE DIFERENCIACE MIGRACE TVORBA MOLEKUL MEZIBUNĚČNÉ HMOTY FIBROBLASTY

99 Podíl buněčných elementů v procesu hojení Rezidentní buňky keratinocyty fibroblasty svalové buňky endotelové buňky nervové buňky Infiltrující buňky granulocyty trombocyty erytrocyty monocyty makrofágy lymfocyty mastocyty Vstup leukocytární populace do rány Bezprostředně erytrocyty, monocyty, granulocyty (24 hodin) Střední fáze monocyty (48 hodin) Pozdní fáze lymfocyty (dny)

100 MODS a SIRS

101 MODS a systémový zánět Primární MODS (multiorgánový dysfunkční syndrom, syndrom multiorgánové dysfunkce) Neschopnost organismu mobilizovat obranné mechanismy  smrt (např. polytrauma, nerescituovatelné cirkulační selhání Včasná terapeutická intervence, odstranění příčiny  kompenzace stavu SIRS Reakce organismu v čase na nadhraniční inzult  autoagresivní systémová zánětová odpověď Sekundární MODS jejím následkem je porucha mikrocirkulace, perfúze  sek. MODS  smrt

102 SIRS Je syndrom systémové zánětové odpovědi na infekční i neinfekční Inzulty Příznaky teplota  38°C  36°C tepová frekvence  90 tepů/min. dechová frekvence  20/min., nebo P a CO 2  32 mm Hg počet leukocytů  12 000/mm 3 nebo  4 000/mm 3 nebo  10 % nezralých forem SIRS z infekčních příčin = sepse SIRS z neinfekčních příčin zpravidla přechází rovněž v sepsi – selhání mikrocirkulace střevní stěny  endotoxiny a bakterie  portální oběh  systémový oběh

103 SIRS - pokračování Dg. = přítomnost kriterií SIRS Systémový zánět + MODS s klinicky těžkým průběhem i při farmakologické intervenci = těžká sepse. Sepse doprovázená oběhovým selháním, hypotenzí (systolický arteriální tlak  90 mmHg, nebo střední arteriální tlak  60 mmHg) i přes volumoterapii a intervenci katecholaminy  septický šok.

104 Děkuji za pozornost