Lékařská orální mikrobiologie I (ZLLM0421p) Týden 11: Nespecifická odolnost těla vůči infekci Ondřej Zahradníček 777 031 969 zahradnicek@fnusa.cz ICQ 242-234-100

Co dovedou obranné systémy? Brání usídlení mikrobů na tělesném povrchu Zamezují jejich pronikání do tkání Brzdí jejich šíření uvnitř organismu Zneškodňují jejich toxiny a další produkty Ničí proniknuvší mikroby Odstraňují jejich zbytky

Základní rozdělení mechanismů obranyschopnosti organismu Anatomické bariéry a funkční mechanismy (považují se za součást nespecifické imunity) Vlastní imunita Nespecifická buněčná Nespecifická látková Specifická buněčná Specifická látková Specifická imunita je fylogeneticky mladší (vyskytuje se až u obratlovců) I když se imunita rozděluje „abychom se v tom vyznali“, ve skutečnosti oba systémy spolupracují a vzájemně se ovlivňují

Hrad Imunštejn 1 – vnější hradba (kůže) 2 – vnitřní opevnění (hematoencefalická bariéra) 3 – dubová brána (sliznice – slabší než hradby, ale pevná) 4 – stoka (teoreticky možnost vniknout dovnitř, ale proud odpadní vody brání vniknutí) 5 – obránci hradu (buněčná imunita) 6 – vylévání horké vody přes hradby (vylévání produktů toxických pro útočníka, humorální imunita)

Nespecifická rezistence Působí nespecificky proti celým velkým skupinám mikrobů (bakteriím, virům aj.) Je vrozená – existuje již od narození Působí stejně, ať jde o první nebo opakovaný styk s mikrobem Vymezuje „pravidla hry“ pro mikroby běžné flóry a jiné málo patogenní mikroby Proti primárním patogenům je málo účinná Působí ale okamžitě, a proto rozvoj infekce většinou stačí alespoň zpomalit

Nástroje nespecifické rezistence Anatomické bariéry: anatomické překážky (kůže a sliznice) + normální mikroflóra – brání usídlení a průniku mikrobů Funkční mechanismy: ochranné reflexy, pohyb řasinek; komplexnější působení má horečka a zánět (dolor, tumor, rubor, calor, functio laesa), které souvisejí s nástroji ad 3) a 4) Buněčné nástroje uvnitř organismu: fagocyty, mízní uzliny, buňky NK Humorální nástroje uvnitř organismu: komplement apod.

Anatomické bariéry Kůže – neporušenou kůží proniká jen málo mikrobů; při poranění, zejména plošném, se zvyšuje riziko infekcí Sliznice – zranitelnější, ale zase má spoustu mechanismů, jak čelit infekci Anatomické bariéry uvnitř těla – lymfatické uzliny, výstelka dutin, fascie, opouzdření infekčních ložisek, hematoencefalická bariéra

Funkční mechanismy Funkční mechanismy – pohyb řasinek, kýchání, kašlání, smrkání, zvracení, průjem, močení (vypuzení proudem moče) Prostředí nevyhovující mikrobům – nízké poševní pH, zvýšená teplota u viróz apod. Horečka a zánět jako zvláštní komplexní funkční mechanismy

Povrchové bariéry – kůže Kůže: vysoce účinná bariéra tuhá, suchá, olupuje se v potu lysozym a kyselina mléčná, v mazu nenasycené mastné kyseliny normální mikroflóra (koagulasanegativní stafylokoky, propionibakteria) v pokožce fagocytující keratinocyty, v podkoží nástroje specifické imunity Neporušenou kůži překonávají: larvy parazitů (ankylostomat, schistosom) viry bradavic, molluscum contagiosum, kravských neštovic, dojičských hrbolů leptospiry a francisely

Povrchové bariéry – sliznice Sliznice: zdánlivě zranitelné, ale též účinné Hlavní nástroje: obměna buněk a hlen Obměna buněk → odstranění přilnutých bakterií (pozor po ozáření a chemoterapii) Hlen: mechanicky brání přilnutí bakterií a virů chemicky: lysozym ničí G+ bakterie polysacharidy imitují buněčné receptory laktoferin váže železo laktoperoxidasa tvoří toxické radikály sekreční protilátky IgA brání adhezi mikrobů Oplachování tekutinou (sliny, slzy, moč) Specifické nástroje některých sliznic (řasinky, pH)

Povrchové bariéry – funkční překážky Funkční překážky kolonizace a pronikání mikrobů = ochranné reflexy a funkce (patogeny je často zneužívají ke svému přenosu na jiné jedince) Respirační trakt: pohyb řasinek, kýchání, zvýšená expektorace, kašel Zažívací trakt: zvracení, zrychlená peristaltika (→ průjem) Oko: slzení, mrkání

Povrchové bariéry – normální mikroflóra Normální mikroflóra = mikroby běžně přítomné u zdravého jedince Celkový počet: cca 1014 = o řád víc než počet našich buněk Složení: závisí na místě, věku, výživě a okolí Význam: brání usídlení patogenů, stimuluje imunitní systém, snad tvoří některé vitaminy Nebezpečí: schopnost proniknout do jinak sterilních oblastí těla → vyvolat onemocnění Antibiotika některé druhy potlačí → jiné se přemnoží a způsobí onemocnění

Dýchací cesty dýchání nosem (zvlhčování vzduchu) záchyt prachu a mikrobů (profilovaný povrch nosní dutiny, hlen, alveolární makrofágy) pohyb řasinek (tzv. elevátor, výtah vdechnutých částic) kýchání, vykašlávání normální mikroflóra (do nosní dutiny jen přechází kožní mikroflóra – stafylokoky, korynebakteria; specifickou flóru má hltan, tato flóra přechází do ústní mikroflóry)

Trávicí cesty Dutina ústní: sliny (lysozym, laktoferin, rhodanid), normální flóra (jako v nosohltanu + anaeroby Peptostreptococcus, Porphyromonas, Prevotella aj.) Žaludek: kyselé pH, pepsin Duodenum: žlučové soli, trypsin Střevo: odlučování epitelií, hlen, mikroflóra (v tenkém je poměrně málo mikrobů, zato v tlustém je jich 1012/g, 99 % anaerobů, zbytek E. coli, ostatní enterobakterie, enterokoky, kvasinky, prvoci

Močové cesty a pohlavní systém Urethra: oplachování proudem moče, u muže prostatický sekret (Zn, spermin) Močový měchýř: odlučování zanícené sliznice i s nasedlými bakteriemi; u muže relativní délka urethry (× tzv. líbánková cystitida u žen) Pochva: normální mikroflóra (hlavně Döderleinův bacil = Lactobacillus acidophilus: glykogen → kys. mléčná → pH cca 4,5) Cervix: hlenová zátka

Nespecifická buněčná imunita v užším slova smyslu Profesionální fagocyty: neutrofily – proti původcům hnisavých nákaz (stafylokoky, streptokoky, neisserie, enterobakterie, hemofily, anaeroby a spousta dalších, převážně extracelulárních bakterií) makrofágy – proti intracelulárním agens (mykobakteria, Salmonella Typhi, brucely, listerie, treponemata, viry) Další buňky: NK-buňky (ničí buňky infikované viry) eosinofily (proti helmintům), bazofily

Různé typy bílých krvinek http://dispourquoipapa.free.fr/imgfiches/ho0044/leucocyte.jpg www.lmbe.seu.edu.cn/.../chapt13/NK%20cell.htm http://svtboudier.free.fr/classede3eme/immunite/lympho.png

Stádia fagocytózy Chemotaxe (příblížení leukocytů k bakteriím): chemotaxiny = oligopeptidy z rozbitých bakterií, C5a, C3a, leukotrieny, IL-8 Adherence: mikrobiální molekulové vzorce (PAMPs) na vzorcové receptory. K usnadnění pohlcení slouží opsoniny nespecifické (např. složka komplementu C3b) a specifické (protilátky) Vlastní pohlcení: účinkem aktinu a myosinu → fagosom → fagolysosom ← vylití obsahu granul (se spoustou enzymů) Nitrobuněčné ničení: respirační vzplanutí (O-2, H2O2, 1O2, OH.), enzymy, laktoferin, bazické proteiny (defensiny), NO

Nespecifická humorální imunita 1 Histamin a další látky uvolňované bazofily – rozvoj takzvaných atopických příznaků – rýma, astma, kopřivka Komplement = 7–10 % sérových globulinů, hlavně z b-frakce; může být aktivován nespecificky (pomalu) nebo pomocí protilátek (rychle). Funkce: chemotaxe – "přilákání" baktérií opsonizace – "ochucení" baktérií, aby "chutnaly" leukocytům podíl na ničení baktérií a jiných cizorodých faktorů

Nespecifická humorální imunita 2 Interleukiny – produkovány různými leukocyty po kontaktu s cizorodým materiálem, mnoho typů, funkce: horečka (protože zvýšená teplota ničí některé mikroby, zejména viry) mobilizace některých hormonů a naopak utlumení těch, které nejsou při infekci potřeba spousta dalších vlivů na chování makroorganismu Lymfokiny – produkovány některými lymfocyty, funkce: "přilákání" a aktivace buněk, zodpovědných za zánět (neutrofily, makrofágy) podpora množení aktivovaných lymfocytů Interferon – účinný proti virům a některým nádorům

Komplement Komplement (C) = složka normálního séra, systém 9 bílkovin, nejdůležitější je C3 Normálně je systém téměř v klidu Aby začal působit, musí být aktivován Tři dráhy aktivace komplementu: alternativní (povrch mikrobů, endotoxin) lektinová (MBL = mannanvázající lektin) klasická (komplex protilátka-antigen)

Obranná úloha komplementu Podpora fagocytózy: chemotaxe (C5a, C3a – přitahování) anafylaxe (C3a, C5a – zesílení zánětu) opsonizace (C3b – podpora pohlcování) aktivace (C3b – podpora ničení mikrobů) Lýza buněk: membránový útočný komplex (C5b678n9)

Obranná úloha horečky I Zvýšená tělesná teplota: >37 °C (v axille, >37,5 °C rektálně) Horečka: >38 °C (v axille, >38,5 °C rektálně) Hyperpyrexie: >40 °C (v axille, >40,5 °C rektálně) Exogenní pyrogeny: především endotoxin Endogenní pyrogeny: cytokiny (IL-1, IL-6, TNF, IFN-α, IFN-β) Horečka přináší výhody a zvyšuje šanci na přežití. Přílišná horečka (hyperpyrexie), způsobovaná hlavně exogenními pyrogeny, však škodí.

Obranná úloha horečky II Přímý vliv: hlavně na viry (rychleji se inaktivují, hůře množí); nad 39 °C se hůře množí gonokoky, pneumokoky, treponemy, Mycobacterium leprae, mnohé houby Nepřímý vliv: zrychlená fagocytóza, zesílené nitrobuněčné zabíjení Je chyba snažit se horečku bez rozmyslu okamžitě odstranit Při běžném nachlazení předtím zdravých jedinců by se teploty do 38,5 až 39 °C (přesná hodnota je věcí diskuse) vůbec snižovat neměly

Obranná úloha zánětu Základní znaky zánětu: dolor, tumor, rubor, calor, functio laesa Dolor: bolest omezuje pohyb → brzdí šíření infekce Tumor: otok z nahromadění zánětlivých buněk → snaha odstranit mikroby Rubor: zarudnutí – rozšířené kapiláry přinášejí buničky a humorální obranné složky Calor: zvýšená teplota – zvyšuje schopnost obrany Functio laesa: postižená funkce může rovněž působit ochranně

Obranné složky zánětu Zánětlivé buňky: Humorální faktory: neutrofily makrofágy Humorální faktory: komplement a další reaktanty akutní fáze (CRP, fibrinogen) jiné složky hemokoagulačního systému další mediátory Prostředí v místě zánětu: nižší pH změny v parciálním tlaku O2

Nespecifická rezistence – znovu 1. Působí nespecificky proti celým velkým skupinám mikrobů 2. Je vrozená – existuje již od narození 3. Působí stejně, ať jde o první nebo opakovaný styk s mikrobem 4. Je podstatou druhové odolnosti – chrání především proti nepatogenním agens 5. Proti patogenům je však málo účinná 6. Působí ale okamžitě, a proto rozvoj infekce většinou stačí alespoň zpomalit

Děkuji za pozornost Příště úvod do sérologie