Mikrobiologický ústav LF MU a FN u sv. Anny v Brně Miroslav Votava FAKTORY PATOGENITY A VIRULENCE – II Sedmá přednáška pro II. r. LF 8.4.2010

Tři složky patogenity a virulence – opakování Kontagiozita (nakažlivost) – schopnost přenášet se mezi hostiteli 2. Invazivita – schopnost vstoupit do hostitele schopnost množit se v něm = překonávat šířit se jím obranu 3. Toxicita – schopnost poškozovat hostitele

Obrana proti infekci – opakování Existují dva těsně spjaté obranné systémy: 1. vrozená odolnost (nespecifická rezistence) 2. získaná (specifická, adaptivní) imunita Oba systémy ruku v ruce a) brání usídlení mikrobů na tělesném povrchu b) zamezují jejich průniku do tkání c) brzdí jejich šíření uvnitř těla d) zneškodňují jejich toxiny e) snaží se je zničit a odstranit jejich zbytky

Vrozená imunita – opakování Povrchové bariéry: anatomické překážky (kůže a sliznice), ochranné reflexy, normální mikroflóra Buněčné nástroje uvnitř organismu: fagocyty, mízní uzliny, buňky NK Humorální nástroje uvnitř organismu: komplement, lysozym, bazické polypeptidy, IF a další cytokiny, proteiny akutní fáze Horečka Zánět (dolor, tumor, rubor, calor, functio laesa)

Získaná imunita – opakování Buňky předkládající antigen (např. tzv. dendritické buňky, makrofágy aj.; antigen = cizorodá struktura např. na povrchu mikroba) T-buňky (T-lymfocyty) a aktivované makrofágy (→buňkami zprostředkovaná neboli buněčná imunita) B-buňky (B-lymfocyty) = producenti protilátek čili imunoglobulinů (→humorální neboli protilátková imunita)

Buněčná imunita – opakování Nezbytná v obraně proti intracelulárním parazitům (mykobakteria aj. bakterie, viry, mnohé mikromycety a prvoci) Aktivované makrofágy - uvolňují enzymy, jimiž poškozují okolní tkáň (pozdní přecitlivělost) - lépe fagocytují - fagocytované mikroby zabíjejí Cytotoxické lymfocyty Tc - zabíjejí virem infikované buňky

Protilátková imunita – opakování OCHRANNÝ ÚČINEK PROTILÁTEK U bakteriálních infekcÍ: 1) podporují fagocytózu – opsonizují opouzdřené bakterie 2) brání adherenci na epitelie sliznic – sekreční protilátky 3) neutralizují bakteriální toxiny 4) lyzují mikroby ve spolupráci s komplementem U parasitárních infekcí: 5) vypuzují helminty U virových infekcí: 6) neutralizují infekčnost virů

Schopnost překonávat obranu – A A) Schopnost překonávat vrozenou imunitu: - odolávat komplementu (C) zábrana aktivace C ochrana povrchu - odolávat fagocytóze nenechat se pohltit přežít uvnitř fagocytu - interferovat s funkcí cytokinů např. relativní odolnost vůči interferonu

Schopnost odolávat komplementu Co aktivuje komplement (kromě komplexů AG+PL)? Např. endotoxin, zymosan, mannan Zábrana aktivace C pouzdro kryjící povrchové molekuly (meningokoky, pneumokoky) inhibitory aktivace (gonokoky – přídavek kys. sialové k terminálním sacharidům, viry, E. coli a S. pyogenes – regulační faktor H, S. pyogenes a P. aeruginosa – enzymy štěpící C3b a C5a) Ochrana povrchu (salmonely a E. coli v S-fázi, bičíky salmonel a proteů) Schopnost odolávat C → serorezistence

Schopnost odolávat fagocytóze – I 1. Nenechat se pohltit inhibitory chemotaxe (bordetely, vaginální anaeroby, pseudomonády) leukocidiny a lecithinasa (stafylokoky, streptokoky, pseudomonády, klostridia) injekce Yop (yersinie) tvorba pouzdra – nejdůležitější – původci meningitid a pneumonií (N. meningitidis, H. influenzae, S. pneumoniae, E. coli, K. pneumoniae)

Schopnost odolávat fagocytóze – II 2. Přežít uvnitř fagocytu blokáda vzniku fagolysosomu (chlamydie, mykobakteria, legionely, toxoplasmata) únik z fagosomu (rickettsie, shigely, listerie, leishmanie, trypanosomy) tvorba antioxidantů (stafylokoky, gonokoky, meningokoky) výrazná tenacita (koxiely, ehrlichie)

Schopnost překonávat obranu – B B) Schopnost překonávat získanou imunitu: Nejlépe pokusit vyhnout se protilátkám, příp. imunním lymfocytům: - rychle se pomnožit (respirační viry, původci průjmů, malarická plasmodia) - oklamat imunitní systém ukrýt se navodit toleranci změnit své antigeny - potlačit imunitní reakci

Schopnost klamat imunitní systém 1. Ukrýt se v gangliích (HSV, VZV) na nitrobun. membránách (HIV, adenoviry) v infekčních ložiscích (M. tbc, echinokoky) v privileg. místech (agens slizničních nákaz, T. gondii v oku, retroviry v genomu) 2. Navodit toleranci (CMV, v. zarděnek, leishmanie, kryptokoky, snad i HIV)

Schopnost klamat imunitní systém 3. Měnit své antigeny antigenní mimikry (S. pyogenes, T. pallidum, M. pneumoniae) antigenní kamufláž (schistosomy – krevní bílkoviny, stafylokoky – protein A, streptokoky – protein G, CMV – βmG) antigenní proměnlivost (trypanosomy, borrelie, gonokoky, v. chřipky)

Schopnost potlačit imunitní reakci invaze do imunitního systému (HIV, virus spalniček) zásah do tvorby cytokinů (M. leprae, prvoci) tvorba superantigenů (stafylokoky → zbytečná tvorba neprotekčních PL) tvorba proteas (meningokoky, gonokoky, hemofily, pneumokoky → štěpí IgA) vazba Fc-fragmentu IgG (stafylokoky, streptokoky, HSV) ? (v. chřipky, HBV, EBV)

Toxicita – I Poškození přímým účinkem infekčního agens Buněčná smrt lýza vlivem toxinů, virů, imunních lymfocytů apoptóza (HSV, shigely) Metabolické poškození – vlivem exotoxinů Mechanické příčiny (vajíčka schistosom, P. jirovecii, pablány při difterii) Septický šok vlivem endotoxinů = nejčastější příčina smrti při infekci G – : lipopolysacharid G + : kys. teichoová + peptidoglykan

Bakteriální exotoxiny Průnikové faktory (hyasa, DN-asa, elastasa, kolagenasa) Cytolysiny (lecithinasa, sfingomyelinasa, hemolysiny) Inhibitory proteosyntézy (difterický toxin) Farmakologicky účinné toxiny (choleragen, termolab. enterotoxin E. coli, pertusový t.) Neurotoxiny (tetanotoxin, botulotoxin) Superantigeny (staf. enterotoxin a exfoliatin, streptokokový pyrogenní toxin)

Toxicita – II Poškození jako důsledek obranných reakcí a) Poškození způsobená zánětlivou reakcí calor, rubor, tumor, dolor, functio laesa = typické známky zánětu a zároveň chorobné příznaky otok: encephalitis, epiglottitis zánětlivý infiltrát: pneumonie hnisání: kapavčitá blenorrhoea neonatorum tvorba vaziva: jizvení

Toxicita - III Poškození jako důsledek obranných reakcí b) Poškození způsobená specifickou imunitní reakcí (imunopatol. následky přecitlivělosti) I. typ: (IgE, anafylaxe) helmintózy II. typ: (cytotoxicita) hepatitis B, revmat. hor. III. typ: (imunokomplexy) farm. plíce, postrep. zánět ledvin, systémové reakce při sepsi IV. typ: (pozdní, buněčná) tbc, lepra, syfilis, aktinomykóza, vyrážka u spalniček

Doporučená literatura Paul de Kruif: Lovci mikrobů Paul de Kruif: Bojovníci se smrtí Alarich: Medicina v županu Axel Munthe: Kniha o životě a smrti Svatopluk Káš: Z Aeskulapovy první až čtvrté kapsy Miroslav Votava: Universitas 2005, č. 1 až 4 André Maurois: Život Sira Alexandra Fleminga Další příklady a případné dotazy zasílejte na adresu mvotava@med.muni.cz Děkuji, že jste mne sledovali