ΦΥΣΙΚΗ ΑΝΟΣΙΑ : ΜΗ ΕΙΔΙΚΗ ΑΜΥΝΑ ΤΟΥ ΞΕΝΙΣΤΗ

Transcript

1

2 ΦΥΣΙΚΗ ΑΝΟΣΙΑ : ΜΗ ΕΙΔΙΚΗ ΑΜΥΝΑ ΤΟΥ ΞΕΝΙΣΤΗ Η ΕΝΝΟΙΑ ΤΗΣ ΑΝΟΣΙΑΣ Όταν ο ανθρώπινος οργανισμός έρχεται αντιμέτωπος με μικρόβια, αμύνεται με ποικίλους μηχανισμούς ανοσίας. Υπάρχουν δύο τύποι ανοσίας: η φυσική και η επίκτητη

3

4 ΦΥΣΙΚΗ (ΜΗ ΕΙΔΙΚΗ) ΑΝΟΣΙΑ Η φυσική (μη ειδική) ανοσία αμυντικοί μηχανισμοί από την γέννηση βρίσκονται συνεχώς σε λειτουργία αντιδρούν ταχύτατα και άμεσα, με στόχο την προστασία από τη νόσο. δεν προϋποθέτει αναγνώριση του μικροβίου με ειδικό τρόπο, αλλά δρα έναντι όλων των μικροβίων με τον ίδιο τρόπο. ΔΕΝ ΕΧΕΙ ΜΝΗΜΗ - δηλαδή, δεν μπορεί να ανακαλέσει προηγούμενη επαφή με μια ξένη ουσία.

5 Στοιχεία της φυσικής ανοσίας το δέρμα και οι βλεννογόνοι, που λειτουργούν ως πρώτη γραμμή άμυνας, τα κύτταρα φυσικοί φονείς, τα φαγοκύτταρα, η φλεγμονή, ο πυρετός και οι αντιμικροβιακές ουσίες αποτελούν τη δεύτερη γραμμή άμυνας σύστημα έγκαιρης προειδοποίησης της ανοσίας 1. αποτρέπει την είσοδο των μικροβίων στον μεγαλοοργανισμό, και 2. συμβάλλει στην καταστροφή εκείνων που έχουν ήδη εισβάλλει.

6 ΕΙΔΙΚΗ ΑΝΟΣΙΑ μηχανισμοί άμυνας που προϋποθέτουν ειδική αναγνώριση ενός μικροβίου που έχει ήδη παραβιάσει τους αμυντικούς μηχανισμούς της φυσικής ανοσίας βασίζεται σε εξειδικευμένη απόκριση στο συγκεκριμένο μικροοργανισμό προσαρμόζεται κατά περίπτωση για να επιτύχει την καταστροφή ενός συγκεκριμένου μικροβίου αντιδρά αργότερα, αλλά διαθέτει μνήμη διαμεσολαβείται από τα Τ και τα Β λεμφοκύτταρα (κατηγορία λευκών αιμοσφαιρίων),.

7 TOLL-LIKE ΥΠΟΔΟΧΕΙΣ (TOLL-LIKE RECEPTORS, TLRS) Πρόσφατα έγινε γνωστό ότι οι αντιδράσεις της φυσικής ανοσίας κινητοποιούνται από πρωτεϊνικούς μεμβρανικούς υποδοχείς των αμυντικών κυττάρων, τους toll-like υποδοχείς (toll-like receptors, TLRs). Οι TLRs συνδέονται με διάφορα συστατικά των μικροβίων, όπως τον 1. λιποπολυσακχαρίτη (LPS) της εξωτερικής μεμβράνης των gram-αρνητικών βακτηρίων, 2. τη φλαγγελίνη, που αποτελεί συστατικό των μαστιγίων των κινητών βακτηρίων, 3. το λιποτειχοϊκό οξύ του κυτταρικού τοιχώματος των gramθετικών βακτηρίων, 4. το DNA βακτηρίων 5. το DNA ή RNA των ιών 6. με συστατικά μυκήτων και παρασίτων

8 ΚΥΤΤΑΡΟΚΙΝΕΣ Όταν οι TLRs των κυττάρων αυτών συνδεθούν με συστατικά των μικροβίων, όπως ο LPS των gramβακτηρίων, επάγουν την απελευθέρωση από τα αμυντικά κύτταρα χημικών ουσιών που ονομάζονται κυτταροκίνες. κυτταροκίνες (από τις λέξεις κύτταρο και κίνηση) πρωτεΐνες ρυθμίζουν την βαρύτητα και τη διάρκεια της ανοσολογικής απάντησης επιστράτευση άλλων μακροφάγων, δενδριτικών κυττάρων, και άλλων αμυντικών κυττάρων, σκοπός Η ΑΠΟΜΟΝΩΣΗ ΚΑΙ ΚΑΤΑΣΤΡΟΦΗ ΤΩΝ ΜΙΚΡΟΒΙΩΝ, ΣΤΑ ΠΛΑΙΣΙΑ ΤΗΣ ΦΛΕΓΜΟΝΩΔΟΥΣ ΑΠΑΝΤΗΣΗΣ

9 Το δέρμα και οι βλεννογόνοι αποτελούν την πρώτη γραμμή άμυνας του σώματος κατά των παθογόνων μικροοργανισμών. Η λειτουργία αυτή είναι αποτέλεσμα διαφόρων φυσικών και χημικών παραγόντων. φυσικοί παράγοντες : φραγμοί στην είσοδο των μικροβίων και μηχανισμοί απομάκρυνσης τους από την επιφάνεια του σώματος χημικοί παράγοντες : ουσίες που παράγονται από τον οργανισμό, οι οποίες αναστέλλουν την ανάπτυξη των μικροβίων ή τα καταστρέφουν.

10 ΦΥΣΙΚΟΙ ΠΑΡΑΓΟΝΤΕΣ Το υγιές δέρμα από τα μεγαλύτερα σε επιφάνεια όργανα του ανθρώπινου σώματος. Αποτελείται από δύο στιβάδες: τη δερμίδα ή χόριο και την επιδερμίδα Το χόριο, το εσωτερικό και παχύτερο τμήμα του δέρματος αποτελείται από συνδετικό ιστό. Η επιδερμίδα, το εξωτερικό λεπτότερο τμήμα άμεση επαφή με το εξωτερικό περιβάλλον πολλές στιβάδες στενά συνδεδεμένων επιθηλιακών κυττάρων, μεταξύ των οποίων παρεμβάλλεται ελάχιστο ή καθόλου υλικό. Η ανώτερη στιβάδα της επιδερμίδας 1. νεκρή 2. περιέχει μια προστατευτική πρωτεΐνη ΚΕΡΑΤΙΝΗ. 3. περιοδική απόπτωση της, συμβάλλει στην απομάκρυνση των μικροβίων από την επιφάνεια. η ξηρότητα του δέρματος αποτελεί σημαντικό παράγοντα αναστολή της μικροβιακής ανάπτυξης στο δέρμα υγρές περιοχές του σώματος δερματικές λοιμώξεις είναι πολύ συχνές, ιδίως οι μυκητιάσεις

11

12 Το υγιές δέρμα σπάνια διαπερνάται από μικροοργανισμούς λύση της συνεχείας του δέρματος, εγκαύματα, διατιτραίνοντα τραύματα λοίμωξη του υποδόριου ιστού. οι σταφυλόκοκκοι, που φυσιολογικά αποικίζουν την επιδερμίδα, τους θυλάκους των τριχών και τους ιδρωτοποιούς και σμηγματογόνους αδένες του δέρματος

13 ΒΛΕΝΝΟΓΟΝΟΙ αποτελούνται από στιβάδα επιθηλιακών κυττάρων και υποκείμενη στιβάδα συνδετικού ιστού αναστέλλουν την είσοδο πολλών μικροοργανισμών, παρέχουν λιγότερη προστασία σε σύγκριση με το δέρμα. Επενδύουν τη γαστρεντερική, την αναπνευστική και την ουρογεννητική οδό βλέννη, μία ελαφρώς παχύρευστη γλυκοπρωτεΐνη, που παράγεται από τα καλυκοειδή κύτταρα του βλεννογόνου. προστατεύει τις επιφάνειες των βλεννογόνων από την αποξήρανση. Ορισμένα παθογόνα μικρόβια, που αναπτύσσονται στις υγρές εκκρίσεις των βλεννογόνων, εάν υπάρχουν σε ικανό αριθμό, μπορούν να διεισδύσουν σε αυτούς Τreponema pallidum

14 ΔΑΚΡΥΪΚΗ ΣΥΣΚΕΥΗ μηχανισμός προστασίας των οφθαλμών είναι η δακρυϊκή συσκευή, που παράγει και διοχετεύει τα δάκρυα Τα δάκρυα απλώνονται στην επιφάνεια του οφθαλμικού βολβού με την κίνηση των βλεφάρων. Η συνεχής απόπλυση αποτρέπει την εγκατάσταση των μικροοργανισμών στην επιφάνεια του οφθαλμού. ερεθιστική ουσία ή μεγάλος αριθμός μικροοργανισμών έρθουν σε επαφή με το μάτι, οι δακρυϊκοί αδένες εκκρίνουν άφθονα δάκρυα, τα οποία συγκεντρώνονται γρηγορότερα απ' ότι μπορούν να παροχετευθούν. Η υπερπαραγωγή τους αποτελεί προστατευτικό μηχανισμό, γιατί η περίσσεια των δακρύων διαλύει και συμπαρασύρει την ερεθιστική ουσία ή τους μικροοργανισμούς.

15

16 ΣΙΕΛΟΣ ο σίελος που παράγεται από τους σιελογόνους αδένες αραίωση των μικροοργανισμών, και απομάκρυνσή τους από την επιφάνεια των δοντιών και του στοματικού βλεννογόνου. Έτσι αποτρέπεται ο αποικισμός τους από μικρόβια

17 Ο βλεννογόνος της μύτης έχει τρίχες καλυμμένες με βλέννη, που διηθούν τον εισπνεόμενο αέρα και παγιδεύουν μικροοργανισμούς, σκόνη και ρυπαντικές ουσίες. Τα κύτταρα του βλεννογόνου του κατώτερου αναπνευστικού συστήματος καλύπτονται από κροσσούς. Με τη συγχρονισμένη κίνησή τους, οι κροσσοί του κροσσωτού επιθηλίου προωθούν προς τα πάνω, προς τον φάρυγγα, τη σκόνη και τους μικροοργανισμούς που έχουν παγιδευτεί στη βλέννη (Ορισμένες τοξικές ουσίες που περιέχονται στο τσιγάρο αναστέλλουν την κίνηση του κροσσωτού επιθηλίου ή και καταστρέφουν τους κροσσούς). Η είσοδος των μικροοργανισμών στο κατώτερο αναπνευστικό σύστημα εμποδίζεται, επίσης, από ένα μικρό χόνδρο, την επιγλωττίδα, που καλύπτει τον λάρυγγα κατά την κατάποση.

18

19 ξέπλυμα της ουρήθρας από τη ροή των ούρων είναι άλλος ένας φυσικός μηχανισμός που αποτρέπει τον αποικισμό της ουρογεννητικής οδού από μικρόβια. κολπικές εκκρίσεις συμπαρασύρουν τους μικροοργανισμούς έξω από το γεννητικό σύστημα της γυναίκας. αφόδευση έμετος, αποβάλλονται επίσης μικρόβια. Σε αντίδραση στις μικροβιακές τοξίνες, οι μυς του γαστρεντερικού σωλήνα συσπώνται έντονα, με αποτέλεσμα τον έμετο ή /και τη διάρροια, που αποβάλλουν τα μικρόβια από το γαστρεντερικό σύστημα.

20 ΧΗΜΙΚΟΙ ΠΑΡΑΓΟΝΤΕΣ σμηγματογόνοι αδένες του δέρματος, σμήγμα, ελαιώδης ουσία που προστατεύει τα μαλλιά από την ξηρότητα και την ευθρυπτότητα. προστατευτικό στρώμα στην επιφάνεια του δέρματος. Ένα από τα συστατικά του σμήγματος είναι τα ακόρεστα λιπαρά οξέα, που αναστέλλουν την ανάπτυξη ορισμένων παθογόνων βακτηρίων και μυκήτων. Το χαμηλό ph του δέρματος (μεταξύ 3 και 5), προκαλείται κατά ένα μέρος από την έκκριση λιπαρών οξέων και γαλακτικού οξέος. Η οξύτητα του δέρματος πιθανότατα αποτρέπει την ανάπτυξη πολλών άλλων μικροοργανισμών. Τα βακτήρια που αποικίζουν το δέρμα, αποσυνθέτουν τα αποπίπτοντα κύτταρα του δέρματος και τα οργανικά μόρια που προκύπτουν, καθώς και τα τελικά προϊόντα του μεταβολισμού τους, παράγουν την οσμή του σώματος

21 Ιδρώτας βοηθά στη διατήρηση της θερμοκρασίας του σώματος, στην αποβολή άχρηστων ουσιών και στην έκπλυση μικροοργανισμών από την επιφάνεια του δέρματος. Ο ιδρώτας περιέχει λυσοζύμη, ένα ένζυμο που καταστρέφει το κυτταρικό τοίχωμα των gram-θετικών βακτηρίων, και σε μικρότερο βαθμό και των gramαρνητικών. Λυσοζύμη υπάρχει στα δάκρυα, το σίελο, τις ρινικές εκκρίσεις και τα υγρά των ιστών, όπου ασκεί την αντιμικροβιακή της δράση. Ο Alexander Fleming, το 1929, μελετούσε τη δράση της λυσοζύμης, όταν ανακάλυψε τυχαία τις αντιμικροβιακές ιδιότητες της πενικιλλίνης

22 Το γαστρικό υγρό μίγμα υδροχλωρικού οξέος, ενζύμων και βλέννης. Η μεγάλη του οξύτητα (ph 1,2-3,0) καταστρέφει βακτήρια και τις περισσότερες βακτηριακές τοξίνες, εκτός από εκείνες του Clostridium botulinum και του Staphylococcus aureus Το βακτήριο Helicobacter pylori εξουδετερώνει την οξύτητα του στομάχου και καταφέρνει να αναπτυχθεί μέσα σε αυτό. Η ανάπτυξή του προκαλεί το γαστρικό έλκος και τη γαστρίτιδα.

23 ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΚΗ ΧΛΩΡΙΔΑ ΚΑΙ ΦΥΣΙΚΗ ΑΝΟΣΙΑ αντίσταση αποικισμού: η φυσιολογική χλωρίδα αποτρέπει αποικισμό του ξενιστή από παθογόνα μικρόβια, διότι τα ανταγωνίζεται για τα θρεπτικά συστατικά (ανταγωνιστικός αποκλεισμός), παράγει βλαβερές για αυτά ουσίες και μεταβάλλει τις συνθήκες που επηρεάζουν την επιβίωση τους, όπως το ph και τη διαθεσιμότητα οξυγόνου.

24 Για παράδειγμα, η φυσιολογική χλωρίδα του κόλπου, μεταβάλλει το ph, αποτρέποντας έτσι την υπερανάπτυξη της Candida albicans, ενός παθογόνου μύκητα που προκαλεί κολπίτιδα. Στο παχύ έντερο, η E.coli παράγει βακτηριοσίνες που αναστέλλουν την ανάπτυξη παθογόνων μικροοργανισμών, όπως της Salmonella και της Shigella.

25 μικρόβια της συμβιωτικής χλωρίδας αποικίζουν το δέρμα και το γαστρεντερικό σωλήνα. Η πλειοψηφία είναι βακτήρια εξειδικευμένοι μηχανισμοί προσκόλλησης και συγκεκριμένες διατροφικές και περιβαλλοντικές απαιτήσεις για την επιβίωσή τους. Φυσιολογικά είναι αβλαβή, αλλά ενδέχεται να προκαλέσουν λοίμωξη, αν μεταβληθούν οι περιβαλλοντικές συνθήκες. Τέτοια ευκαιριακά παθογόνα είναι η E. coli, ο Enterococcus faecalis, η Pseudomonas aeruginosa και οι στρεπτόκοκκοι της χλωρίδας του στόματος.

26 ΕΜΜΟΡΦΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΤΟΥ ΑΙΜΑΤΟΣ-ΛΕΥΚΟΚΥΤΤΑΡΩΣΗ λευκοκύτταρα ή λευκά αιμοσφαίρια Σε διάφορες λοιμώξεις, ιδιαίτερα στις βακτηριακές, παρατηρείται αύξηση του συνολικού αριθμού των λευκών αιμοσφαιρίων, ως προστατευτική απάντηση στα μικρόβια. Η αύξηση αυτή καλείται λευκοκυττάρωση. Στην οξεία φάση της λοίμωξης, ο αριθμός των λευκοκυττάρων μπορεί να διπλασιαστεί, να τριπλασιαστεί ή να τετραπλασιαστεί, αναλόγως της βαρύτητας της λοίμωξης. Λοιμώξεις που προκαλούν λευκοκυττάρωση είναι η μηνιγγίτιδα, η λοιμώδης μονοπυρήνωση, η σκωληκοειδίτιδα, η πνευμονιοκοκκική πνευμονία και η γονόρροια

27 ΛΕΥΚΟΠΕΝΙΑ η σαλμονέλλωση και η βρουκέλλωση, καθώς και λοιμώξεις από ιούς και ρικέτσιες, ενδέχεται να προκαλέσουν μείωση των λευκοκυττάρων, που καλείται λευκοπενία. Η λευκοπενία οφείλεται άλλοτε σε μειωμένη παραγωγή λευκών αιμοσφαιρίων και άλλοτε σε αυξημένη ευαισθησία των μεμβρανών των λευκών αιμοσφαιρίων στην καταστροφική δράση του συστήματος του συμπληρώματος

28 ΛΕΥΚΟΚΥΤΤΑΡΑ δύο μεγάλες κατηγορίες με βάση τη μορφολογία τους στο οπτικό μικροσκόπιο: 1. τα κοκκιοκύτταρα και 2. τα κύτταρα χωρίς κοκκία. Τα κοκκιοκύτταρα παρουσία μεγάλου αριθμού κοκκίων στο κυτταρόπλασμά τους ορατά στο οπτικό μικροσκόπιο, μετά από χρώση.βάφονται ανοικτό βιολετί. Τα ουδετερόφιλα (πολυμορφοπύρηνα λευκοκύτταρα (ΠΜΠ). Πυρήνας αποτελείται από δύο ως πέντε λοβούς είναι κινούμενα φαγοκύτταρα και δρουν στα αρχικά στάδια της λοίμωξης. Έχουν την ικανότητα να εγκαταλείπουν την κυκλοφορία και να εισέρχονται στους μολυσμένους ιστούς για να καταστρέψουν τα μικρόβια και να φαγοκυτταρώσουν τα ξένα μόρια.

29 ουδετερόφιλα (πολυμορφοπύρηνα λευκοκύτταρα

30 Βασεόφιλα Ηωσινόφιλα Τα βασεόφιλα χρωματίζονται μπλε-ιωδή με το κυανούν του μεθυλενίου. απελευθερώνουν ουσίες, όπως η ισταμίνη, που παίζουν σημαντικό ρόλο στη φλεγμονή και σε αλλεργικές καταστάσεις. Τα ηωσινόφιλα χρωματίζονται κόκκινα ή πορτοκαλί με χρωστική ηωσίνη. Ανήκουν στα φαγοκύτταρα και έχουν την ικανότητα να εγκαταλείπουν το αίμα. Η κύρια λειτουργία τους είναι η παραγωγή τοξικών πρωτεϊνών έναντι ορισμένων παράσιτων, όπως οι έλμινθες. είναι πολύ μικρά σε μέγεθος για να καταστρέψουν τους έλμινθες με φαγοκυττάρωση προσκολλώνται στην εξωτερική επιφάνεια των παράσιτων και απελευθερώνουν ιόντα υπεροξειδίου που τα καταστρέφουν. Ο ΑΡΙΘΜΟΣ ΤΟΥΣ ΑΥΞΑΝΕΤΑΙ ΣΗΜΑΝΤΙΚΑ 1. ΣΕ ΟΡΙΣΜΕΝΕΣ ΠΑΡΑΣΙΤΙΚΕΣ ΛΟΙΜΩΞΕΙΣ ΑΠΟ ΣΚΩΛΗΚΕΣ ΚΑΙ 2. ΣΤΙΣ ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΙΣ ΥΠΕΡΕΥΑΙΣΘΗΣΙΑΣ (ΑΛΛΕΡΓΙΑ).

31

32

33 δενδριτικά κύτταρα δενδριτικά κύτταρα Σχηματίζουν επιμήκεις προσεκβολές, που μοιάζουν με τους δενδρίτες των νευρικών κυττάρων, από όπου και προκύπτει το όνομά τους Αφθονούν στην επιδερμίδα τους δέρματος, στους βλεννογόνους, στο θύμο αδένα και στους λεμφαδένες. Καταστρέφουν τα μικρόβια με φαγοκυττάρωση και συμμετέχουν στην κινητοποίηση της ειδικής ανοσολογικής απόκρισης

34

35 κύτταρα χωρίς κοκκία έχουν κοκκία στο κυτταρόπλασμά τους, δεν είναι ορατά στο οπτικό μικροσκόπιο. Τα μονοκύτταρα δεν είναι ενεργά φαγοκύτταρα, ως τη στιγμή που εγκαταλείπουν την κυκλοφορία του αίματος και εισέρχονται στους ιστούς, όπου ωριμάζουν σε μακροφάγα. Η ωρίμανση και ο πολλαπλασιασμός των μακροφάγων (και των λεμφοκυττάρων) είναι μία από τις αιτίες ΔΙΟΓΚΩΣΗΣ ΤΩΝ ΛΕΜΦΑΔΕΝΩΝ κατά τη διάρκεια της λοίμωξης. Το αίμα και η λέμφος, που περιέχουν μικροοργανισμούς, περνούν μέσα από τα όργανα όπου είναι εγκατεστημένα τα μακροφάγα, 1. Οι μικροοργανισμοί απομακρύνονται με φαγοκυττάρωση. 2. Τα μακροφάγα επίσης απομακρύνουν τα φθαρμένα κύτταρα του αίματος

36

37 Λεμφοκύτταρα Κύτταρα φυσικοί φονείς Στα λεμφοκύτταρα ανήκουν τα κύτταρα φυσικοί φονείς και τα Τ και Β λεμφοκύτταρα. Τα κύτταρα φυσικοί φονείς (Natural Killer, ΝΚ) απαντώνται στο αίμα, το σπλήνα, τους λεμφαδένες και τον ερυθρό μυελό των οστών. καταστρέφουν μεγάλη ποικιλία μολυσμένων κυττάρων και ορισμένα καρκινικά κύτταρα. επιτίθενται σε οποιοδήποτε κύτταρο του σώματος εκφράζει ανώμαλες ή ασυνήθεις πρωτεΐνες στην κυτταροπλασματική του μεμβράνη..

38 Κυτταρόλυση Απόπτωση Η σύνδεση των ΝΚ με κύτταρα στόχους, προκαλεί την απελευθέρωση τοξικών ουσιών από τα κοκκία των ΝΚ κυττάρων. Ορισμένα κοκκία περιέχουν ΤΗΝ ΠΡΩΤΕΪΝΗ ΠΕΡΦΟΡΙΝΗ, η οποία εισέρχεται στην κυτταρική μεμβράνη του κυττάρου στόχου και δημιουργεί κανάλια (πόρους). Το αποτέλεσμα είναι η εισροή εξωκυττάριου υγρού στο κύτταρο στόχο και η επακόλουθη λύση του. Η διαδικασία αυτή καλείται κυτταρόλυση. Άλλα κοκκία των ΝΚ κυττάρων απελευθερώνουν πρωτεολυτικά ένζυμα που επάγουν την απόπτωση (αυτοκαταστροφή) του κυττάρου-στόχου. Αυτός ο τύπος προσβολής καταστρέφει τα μολυσμένα κύτταρα, αλλά όχι τα μικρόβια που βρίσκονται στο εσωτερικό τους. Τα μικρόβια που απελευθερώνονται, είτε είναι ανέπαφα είτε όχι, καταστρέφονται από τα φαγοκύτταρα

39 Τ και Β λεμφοκύτταρα Τα Τ και Β λεμφοκύτταρα δεν είναι φαγοκύτταρα, αλλά παίζουν σημαντικότατο ρόλο στην ειδική ανοσία. Τα κύτταρα αυτά απαντώνται στο λεμφικό ιστό: τις αμυγδαλές, το σπλήνα, το θύμο, το θωρακικό πόρο, τον ερυθρό μυελό των οστών, τη σκωληκοειδή απόφυση, τις πλάκες του Peyer του λεπτού εντέρου και τους λεμφαδένες του αναπνευστικού, γαστρεντερικού και γεννητικού συστήματος (Εικόνα 16.5).

40

41 ΦΑΓΟΚΥΤΤΑΡΑ Φαγοκυττάρωση είναι η πέψη του μικροοργανισμού ή άλλων σωματιδίων, όπως κυτταρικών θραυσμάτων. αποτελεί μέθοδο πρόσληψης για ορισμένα πρωτόζωα. Τα κύτταρα που επιτελούν αυτή τη λειτουργία καλούνται φαγοκύτταρα και ανήκουν στα λευκά αιμοσφαίρια. ενεργοποιούνται από συστατικά των βακτηρίων, όπως το λιπίδιο Α ή ο λιποπολυσακχαρίτης (LPS). Μεταξύ των σημαντικότερων διεγερτών, είναι μικρές πρωτεϊνικές ουσίες, οι κυτταροκίνες, που εκκρίνονται από φαγοκύτταρα και άλλα κύτταρα της ειδικής ανοσίας

42 ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΕΣ ΤΩΝ ΦΑΓΟΚΥΤΤΑΡΩΝ Όταν υπάρχει λοίμωξη, κοκκιοκύτταρα (ειδικά τα ουδετερόφιλα), και μονοκύτταρα, μεταναστεύουν στη μολυσμένη περιοχή. τα μονοκύτταρα διογκώνονται και εξελίσσονται σε ενεργοποιημένα μακροφάγα. Αυτά τα κύτταρα βγαίνουν από την κυκλοφορία και μεταναστεύουν στους ιστούς. ιστικά μακροφάγα ή ιστιοκύτταρα, καθηλωμένα σε συγκεκριμένους ιστούς και όργανα του σώματος. Ιστικά μακροφάγα βρίσκονται στο ήπαρ (κύτταρα του Kupffer), στους πνεύμονες (κυψελιδικά μακροφάγα), στο νευρικό σύστημα (μικρογλοιακά κύτταρα), στους βρόγχους, στο σπλήνα (σπληνικά μακροφάγα), στους λεμφαδένες, στον ερυθρό μυελό των οστών και στην περιτοναϊκή κοιλότητα, γύρω από τα όργανα της κοιλίας (περιτοναϊκά μακροφάγα) περιπλανώμενα μακροφάγα, περιπλανώνται στους ιστούς και συγκεντρώνονται σε σημεία της λοίμωξης ή φλεγμονής. ΟΛΑ ΤΑ ΜΑΚΡΟΦΑΓΑ ΤΟΥ ΣΩΜΑΤΟΣ ΑΠΟΤΕΛΟΥΝ ΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΤΩΝ ΜΟΝΟΠΥΡΗΝΩΝ-ΜΑΚΡΟΦΑΓΩΝ, Η ΔΙΚΤΥΟΕΝΔΟΘΗΛΙΑΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ.

43 πορεία λοίμωξης παρατηρείται μεταβολή του τύπου των λευκών αιμοσφαιρίων που κυριαρχούν στο περιφερικό αίμα. Τα κοκκιοκύτταρα, ειδικά τα ουδετερόφιλα, κυριαρχούν στην αρχική φάση των βακτηριακών λοιμώξεων, όπου εξασκούν φαγοκυτταρική δράση. Αυτή η επικράτηση αποδεικνύεται από το αυξημένο ποσοστό τους στον τύπο των λευκών αιμοσφαιρίων. καθώς η λοίμωξη εξελίσσεται, επικρατούν τα μακροφάγα, που φαγοκυτταρώνουν τα εναπομείναντα ζωντανά, νεκρά ή ετοιμοθάνατα βακτήρια. Ο αυξημένος αριθμός των μονοκυττάρων (που εξελίσσονται σε μακροφάγα) αντανακλάται στον τύπο των λευκών αιμοσφαιρίων. ΣΤΙΣ ΙΟΓΕΝΕΙΣ ΚΑΙ ΜΥΚΗΤΙΑΚΕΣ ΛΟΙΜΩΞΕΙΣ, ΤΑ ΜΑΚΡΟΦΑΓΑ ΚΥΡΙΑΡΧΟΥΝ ΣΕ ΟΛΕΣ ΤΙΣ ΦΑΣΕΙΣ ΤΗΣ ΛΟΙΜΩΞΗΣ.

44 ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΣ ΤΗΣ ΦΑΓΟΚΥΤΤΑΡΩΣΗΣ

45 ΔΙΑΦΥΓΗ ΤΩΝ ΜΙΚΡΟΒΙΩΝ ΑΠΟ ΤΗ ΦΑΓΟΚΥΤΤΑΡΩΣΗ Ορισμένα βακτήρια διαθέτουν δομές που αναστέλλουν την προσκόλληση, όπως η πρωτεΐνη Μ του Streptococcus pyogenes αναστέλλει την προσκόλληση των φαγοκυττάρων στην επιφάνειά του. Οργανισμοί που περιβάλλονται από παχύ έλυτρο είναι ο Streptococcus pneumoniae και ο Haemophilus influenzae τύπου b. Τέτοιοι μικροοργανισμοί μπορούν να φαγοκυτταρωθούν μόνο εάν παγιδευτούν μεταξύ φαγοκυττάρου και μιας τραχιάς επιφάνειας, όπως το τοίχωμα ενός αιμοφόρου αγγείου, ένας θρόμβος ή ίνες συνδετικού ιστού.

46 Άλλα μικρόβια φαγοκυτταρώνονται, αλλά δεν καταστρέφονται. Για παράδειγμα, ο σταφυλόκοκκος παράγει λευκοκτονίνες, που σκοτώνουν τα φαγοκύτταρα, προκαλώντας την απελευθέρωση των λυσοσωτικών ενζύμων τους μέσα στο ίδιο τους το κυτταρόπλασμα. Η στρεπτολυσίνη που παράγουν οι στρεπτόκοκκοι δρα με παρόμοιο μηχανισμό.

47 Αρκετά ενδοκυττάρια παθογόνα μικρόβια εκκρίνουν συμπλέγματα εφόδου της μεμβράνης, τα οποία λύουν τις μεμβράνες του φαγοκυττάρου. Για παράδειγμα, το Trypanosoma cruzi (το αίτιο της αμερικανικής τρυπανοσωμίασης) και η Listeria monocytogenes (το αίτιο της λιστερίωσης) παράγουν συμπλέγματα καταστροφής της μεμβράνης, που λύουν τις μεμβράνες του φαγολυσοσώματος και απελευθερώνουν τα μικρόβια στο κυτταρόπλασμα του φαγοκυττάρου, όπου πολλαπλασιάζονται. Αργότερα τα μικρόβια εκκρίνουν περισσότερα συμπλέγματα καταστροφής της μεμβράνης και απελευθερώνονται από το φαγοκύτταρο, προκαλώντας λύση του φαγοκυττάρου και λοίμωξη των γειτονικών κυττάρων.

48 Άλλα μικρόβια έχουν την ικανότητα να επιβιώνουν μέσα στα φαγοκύτταρα Η Coxiella burnetti, το αίτιο του πυρετού Q, ουσιαστικά χρειάζεται το χαμηλό ph που επικρατεί στο εσωτερικό του φαγολυσοσώματος, για να πολλαπλασιαστεί Το Mycobacterium tuberculosis (το αίτιο της φυματίωσης), ο HIV (το αίτιο του AIDS), τα Chlamydia (το αίτιο του τραχώματος, της μη γονοκοκκικής ουρηθρίτιδας και του αφροδίσιου λεμφοκοκκιώματος) και το Plasmodium (αίτιο της ελονοσίας) αναστέλλουν τη σύντηξη του φαγοσώματος με το λυσόσωμα και την οξίνιση των πεπτικών ενζύμων

49 ΦΛΕΓΜΟΝΗ Η βλάβη των ιστών του σώματος πυροδοτεί ένα μηχανισμό άμυνας που καλείται φλεγμονή. μικροβιακή λοίμωξη, φυσικά αίτια (όπως θερμότητα, ακτινοβολία, ηλεκτρισμό ή αιχμηρά αντικείμενα) ή χημικά αίτια (οξέα, βάσεις, αέρια). Η φλεγμονή συνήθως εκδηλώνεται με τέσσερα χαρακτηριστικά σημεία και συμπτώματα: ερυθρότητα, πόνο, θερμότητα και οίδημα. Ενίοτε παρατηρείται και ένα πέμπτο σημείο, η απώλεια της λειτουργικότητας, που εξαρτάται από τη θέση και την έκταση της βλάβης.

50 οξεία φλεγμονή οξεία φλεγμονή το αίτιο της φλεγμονής απομακρύνεται σε σχετικά σύντομο χρονικό διάστημα, η φλεγμονώδης απάντηση είναι έντονη. ο δοθιήνας από S.aureus. χρόνια φλεγμονή το αίτιο της φλεγμονής είναι δύσκολο ή αδύνατο να απομακρυνθεί, η φλεγμονώδης απάντηση είναι μεγαλύτερη σε διάρκεια, αλλά μικρότερη σε ένταση (αν και γενικά πιο καταστροφική. Παράδειγμα χρόνιας φλεγμονής είναι η αντίδραση του οργανισμού σε μια χρόνια λοίμωξη, όπως η φυματίωση, από το M.tuberculosis.

51 ΑΓΓΕΙΟΔΙΑΣΤΟΛΗ ΚΑΙ ΑΥΞΗΣΗ ΤΗΣ ΔΙΑΠΕΡΑΤΟΤΗΤΑΣ ΤΩΝ ΑΙΜΟΦΟΡΩΝ ΑΓΓΕΙΩΝ Αμέσως μετά τη βλάβη των ιστών, τα αιμοφόρα αγγεία στην περιοχή της βλάβης διαστέλλονται και η διαπερατότητά τους αυξάνεται. Η διαστολή των αιμοφόρων αγγείων, που καλείται αγγειοδιαστολή, αυξάνει την αιματική ροή στην περιοχή που έχει υποστεί βλάβη και ευθύνεται για την ερυθρότητα (ερύθημα) και τη θερμότητα που παρατηρείται στη φλεγμονή. Η αύξηση της διαπερατότητας, που επιτρέπει την εξαγγείωση υγρού από το περιφερικό αίμα στους ιστούς, ευθύνεται για το οίδημα (διόγκωση) που παρατηρείται. Ο πόνος της φλεγμονής οφείλεται είτε σε τραυματισμό των νευρικών απολήξεων είτε σε ερεθισμό από τοξίνες είτε στην πίεση εξαιτίας του οιδήματος.

52 Η αγγειοδιαστολή και η αύξηση της διαπερατότητας προκαλούνται από χημικές ουσίες που απελευθερώνονται από τα κατεστραμμένα κύτταρα σε απάντηση στη βλάβη 1) Η ισταμίνη απελευθερώνεται μετά από τραυματισμό των κυττάρων που την περιέχουν. μετά από διέγερση από ορισμένα συστατικά του συστήματος του συμπληρώματος. τα κοκκιοκύτταρα, που προσελκύονται στην περιοχή της βλάβης, παράγουν χημικές ουσίες που προκαλούν απελευθέρωση ισταμίνης. 1. βρίσκεται σε πολλά κύτταρα του σώματος, ειδικά στα μαστοκύτταρα του συνδετικού ιστού, 2. τα κυκλοφορούντα βασεόφιλα και 3. τα αιμοπετάλια.

53 2) Οι βραδυκινίνες ομάδα ουσιών που προκαλούν αγγειοδιαστολή και αυξάνουν τη διαπερατότητα των αιμοφόρων αγγείων. Κυκλοφορούν στο πλάσμα και όταν ενεργοποιηθούν, παίζουν χημειοτακτικό ρόλο, προσελκύοντας φαγοκύτταρα, κυρίως ουδετερόφιλα, στην περιοχή της βλάβης. 3)Οι προσταγλανδίνες, που απελευθερώνονται από τα καταστραμμένα κύτταρα, ενισχύουν τις δράσεις της ισταμίνης και των βραδυκινινών και διευκολύνουν τη διαπίδυση των φαγοκυττάρων διαμέσου των τοιχωμάτων των τριχοειδών αγγείων. 4)Οι λευκοτριένες παράγονται από τα μαστοκύτταρα (που αφθονούν στο συνδετικό ιστό του δέρματος, του αναπνευστικού συστήματος και στα αγγεία) και τα βασεόφιλα (ένα τύπο λευκών αιμοσφαιρίων) αυξάνουν τη διαπερατότητα των αγγείων και βοηθούν στην προσκόλληση των φαγοκυττάρων στα παθογόνα. Πολλά συστατικά του συστήματος του συμπληρώματος διεγείρουν την απελευθέρωση ισταμίνης, προσελκύουν φαγοκύτταρα και προάγουν τη φαγοκυττάρωση.

54 αύξηση της συγκέντρωσης των παραγόντων πήξεως του αίματος Η αγγειοδιαστολή και η αυξημένη διαπερατότητα των αγγείων συμβάλλουν στην αύξηση της συγκέντρωσης των παραγόντων πήξεως του αίματος, στην περιοχή της βλάβης. Οι θρόμβοι που σχηματίζονται στην περιοχή, εμποδίζουν την εξάπλωση του μικροβίου (ή των τοξινών του) σε άλλα μέρη του σώματος ενδέχεται να παρατηρηθεί εντοπισμένη συλλογή πύου, δηλαδή μείγματος νεκρών κυττάρων και σωματικών υγρών, μέσα σε κοιλότητα που σχηματίζεται από την καταστροφή των ιστών. Αυτή η εστία λοίμωξης ονομάζεται απόστημα. Αποστήματα που παρατηρούνται συχνά είναι οι φλύκταινες και οι δοθιήνες. Το επόμενο στάδιο της φλεγμονής περιλαμβάνει τη μετανάστευση των φαγοκυττάρων στην περιοχή της βλάβης.

55

56 Πρωτεϊνες οξείας φάσεως Κατά τη διάρκεια της φλεγμονής, παρατηρείται στο αίμα αύξηση της συγκέντρωσης μίας ομάδας πρωτεϊνών, των πρωτεϊνών οξείας φάσεως. Ορισμένες πρωτεΐνες οξείας φάσεως παράγονται από το ήπαρ, ενώ άλλες κυκλοφορούν στο αίμα σε ανενεργή μορφή και μετατρέπονται σε ενεργό μορφή κατά τη διάρκεια της φλεγμονής. Οι πρωτεΐνες οξείας φάσεως επάγουν τόσο τοπικές όσο και συστηματικές αντιδράσεις και περιλαμβάνουν το συμπλήρωμα, τις κυτταροκίνες και διάφορες άλλες πρωτεΐνες με ειδικές λειτουργίες, όπως το ινωδογόνο που συμμετέχει στην πήξη και τις βραδυκινίνες που προκαλούν αγγειοδιαστολή.

57 Σκοπός της φλεγμονής (1) την καταστροφή του αιτίου της βλάβης, εάν είναι δυνατό, και την απομάκρυνση αυτού και των προϊόντων του από το σώμα, (2) εάν η καταστροφή δεν είναι εφικτή, τον περιορισμό των επιπτώσεων στον οργανισμό, με περιχαράκωση του βλαβερού αίτιου και των προϊόντων του και (3) την επιδιόρθωση ή αντικατάσταση των κατεστραμμένων από το βλαβερό αίτιο ή τα προϊόντα του ιστών

58 ΠΥΡΕΤΟΣ Η φλεγμονή είναι μια εντοπισμένη απάντηση του οργανισμού στη βλάβη. Υπάρχουν όμως και συστηματικές απαντήσεις. Μια από τις σημαντικότερες είναι ο πυρετός, δηλαδή η ανώμαλα υψηλή θερμοκρασία του σώματος, που συνήθως προκαλείται από βακτηριακή ή ιογενή λοίμωξη Η θερμοκρασία του σώματος ελέγχεται από ένα τμήμα του εγκεφάλου, που καλείται υποθάλαμος. Ο υποθάλαμος είναι γνωστός και ως θερμοστάτης του σώματος και είναι φυσιολογικά ρυθμισμένος στους 37 ο C. Ορισμένες ουσίες επηρεάζουν τον υποθάλαμο, ρυθμίζοντάς τον σε μεγαλύτερη θερμοκρασία

59 ουσίες που επηρεάζουν τον Η ιντερλευκίνη-1 υποθάλαμο παράγοντας νέκρωσης των όγκων-α (Tumor Necrosis Factor-a, TNF-a

60 εισέρχεται στον οργανισμό κάποιο παθογόνο και ο θερμοστάτης ρυθμίζεται στους 39 ο C. αγγειοσυστολή, αύξηση του ρυθμού μεταβολισμού και ρίγος, ο συνδυασμός των οποίων προκαλεί αύξηση της θερμοκρασίας του σώματος. το δέρμα παραμένει κρύο και παρατηρούνται ρίγη. Το ρίγος σημαίνει ότι η θερμοκρασία του σώματος συνεχίζει να ανεβαίνει. Όταν η θερμοκρασία φτάσει τη ρύθμιση του θερμοστάτη, το ρίγος εξαφανίζεται. Το σώμα θα διατηρήσει τη θερμοκρασία του στους 39 ο C, μέχρι την εξαφάνιση της IL-1. Στη συνέχεια, ο θερμοστάτης επαναρρυθμίζεται στους 37 ο C. η λοίμωξη υποχωρεί, τίθενται σε λειτουργία οι μηχανισμοί απώλειας θερμότητας, όπως η αγγειοδιαστολή και η εφίδρωση. Το δέρμα γίνεται θερμότερο και το άτομο αρχίζει να ιδρώνει. Αυτή φάση του πυρετού, που καλείται κρίση, δείχνει ότι η θερμοκρασία του σώματος πέφτει.

61 ΠΥΡΕΤΟΣ εισέρχεται στον οργανισμό κάποιο παθογόνο και ο θερμοστάτης ρυθμίζεται στους 39 ο C. 1. το σώμα ανταποκρίνεται με αγγειοσυστολή, 2. αύξηση του ρυθμού μεταβολισμού και 3. ρίγος, Ο συνδυασμός αυτός προκαλεί αύξηση της θερμοκρασίας του σώματος. Αν και η θερμοκρασία είναι πάνω από το φυσιολογικό, το δέρμα παραμένει κρύο και παρατηρούνται ρίγη. ΤΟ ΡΙΓΟΣ ΣΗΜΑΙΝΕΙ ΟΤΙ Η ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ ΤΟΥ ΣΩΜΑΤΟΣ ΣΥΝΕΧΙΖΕΙ ΝΑ ΑΝΕΒΑΙΝΕΙ. Όταν η θερμοκρασία φτάσει τη ρύθμιση του θερμοστάτη, το ρίγος εξαφανίζεται. Το σώμα θα διατηρήσει τη θερμοκρασία του στους 39 ο C, μέχρι την εξαφάνιση της IL-1. Στη συνέχεια, ο θερμοστάτης επαναρρυθμίζεται στους 37 ο C. Καθώς η λοίμωξη υποχωρεί, τίθενται σε λειτουργία οι μηχανισμοί απώλειας θερμότητας, όπως η αγγειοδιαστολή και η εφίδρωση. Το δέρμα γίνεται θερμότερο και το άτομο αρχίζει να ιδρώνει. ΑΥΤΗ Η ΦΑΣΗ ΤΟΥ ΠΥΡΕΤΟΥ, ΠΟΥ ΚΑΛΕΙΤΑΙ ΚΡΙΣΗ, ΔΕΙΧΝΕΙ ΟΤΙ Η ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ ΤΟΥ ΣΩΜΑΤΟΣ ΠΕΦΤΕΙ.

62 ΠΥΡΕΤΟΣ Ο πυρετός συνοδεύεται από ταχυκαρδία, που ενδέχεται να επιβαρύνει την κατάσταση ηλικιωμένων ατόμων με καρδιοπνευμονική νόσο. Η αύξηση του ρυθμού μεταβολισμού μπορεί να οδηγήσει σε οξέωση, αφυδάτωση, ηλεκτρολυτικές διαταραχές, σπασμούς στα μικρά παιδιά, παραλήρημα ή και κώμα. Κατά κανόνα, εάν η θερμοκρασία αυξηθεί πάνω από 44 ο C ως 46 ο C επέρχεται θάνατος.

63 ΑΝΤΙΜΙΚΡΟΒΙΑΚΕΣ ΟΥΣΙΕΣ Εκτός από τους χημικούς παράγοντες που αναφέρθηκαν παραπάνω ο οργανισμός παράγει και ορισμένες αντιμικροβιακές ουσίες. Μεταξύ των σημαντικότερων αντιμικροβιακών ουσιών είναι οι πρωτεΐνες του συστήματος του συμπληρώματος και οι ιντερφερόνες

64 ΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΤΟΥ ΣΥΜΠΛΗΡΩΜΑΤΟΣ Το σύστημα του συμπληρώματος είναι ένα αμυντικό σύστημα που αποτελείται από περισσότερες από 30 πρωτεΐνες, παράγονται στο ήπαρ και κυκλοφορούν στον ορό του αίματος και σε όλους τους ιστούς του σώματος. Συνολικά, οι πρωτεΐνες του συμπληρώματος καταστρέφουν τα μικρόβια με (1)κυτταρόλυση, (2) φλεγμονή και (3) φαγοκυττάρωση ενώ παράλληλα αποτρέπουν την υπερβολική βλάβη των ιστών του ξενιστή.

65 συμβολισμός συμβολίζονται με το κεφαλαίο γράμμα C και είναι ανενεργές μέχρι τη στιγμή που διασπώνται σε κλάσματα αριθμούνται από C1 μέχρι C9 και ονομάζονται από τη σειρά με την οποία ανακαλύφθηκαν. Τα κλάσματα είναι ενεργοποιημένοι παράγοντες που συμβολίζονται με τα μικρά γράμματα του λατινικού αλφαβήτου π.χ a και b δίπλα στα σύμβολά τους. Για παράδειγμα, η ανενεργός πρωτεΐνη του συμπληρώματος C3 διασπάται σε δύο ενεργά κλάσματα, το C3a και το C3b. Τα ενεργοποιημένα κλάσματα ασκούν τις βιολογικές δράσεις των C1 ως C9 πρωτεϊνών του συμπληρώματος.

66 Επακόλουθα της ενεργοποίησης του συμπληρώματος Οι πρωτεΐνες του συμπληρώματος ενεργοποιούνται αλληλοδιαδόχως (σαν καταρράκτης), δηλαδή η μία ενεργοποιεί την άλλη, η οποία με τη σειρά της ενεργοποιεί την επόμενη και ούτω καθεξής. Αποτέλεσμα της αλληλοδιάδοχης ενεργοποίησης είναι ο σχηματισμός όλο και μεγαλύτερης ποσότητας ενεργοποιημένου προϊόντος μετά από κάθε αντίδραση, με αποτέλεσμα η επίδραση να ενισχύεται, καθώς οι αντιδράσεις συνεχίζονται.

67 Ο παράγοντας C3 - ΟΨΩΝΙΝΟΠΟΙΗΣΗ Ο παράγοντας C3 μπορεί να ενεργοποιηθεί με τρεις μηχανισμούς που περιγράφονται παρακάτω. Η ενεργοποίηση του C3 είναι πολύ σημαντική, γιατί ξεκινά τον καταρράκτη που οδηγεί στην κυτταρόλυση, τη φλεγμονή και τη φαγοκυττάρωση. - Όταν ενεργοποιείται το C3, διασπάται σε C3a και C3b. -Το C3b συνδέεται στην επιφάνεια του μικροβίου. Τα φαγοκύτταρα διαθέτουν υποδοχείς που συνδέονται με το C3b. Δηλαδή, το C3b διευκολύνει τη φαγοκυττάρωση καλύπτοντας το μικρόβιο, μια διαδικασία που καλείται ΟΨΩΝΙΝΟΠΟΙΗΣΗ. Η οψωνινοποίηση προάγει την προσκόλληση του φαγοκυττάρου στο μικρόβιο.

68

69 Ο παράγοντας C3- κυτταρόλυση -Το C3b προκαλεί επίσης σειρά αντιδράσεων που οδηγούν σε κυτταρόλυση. Αρχικά, το C3b διασπά το C5. Το κλάσμα C5b συνδέεται στη συνέχεια με τα C6 και C7, το σύμπλεγμα αυτό εναποτίθεται στην κυτταρική μεμβράνη του κυττάρου-εισβολέα. Στο σύμπλεγμα προστίθεται το C8 και πολυμερισμένα μόρια του C9, με αποτέλεσμα τη δημιουργία ενός πορώδους σχηματισμού, του συμπλέγματος προσβολής της μεμβράνης MAC (Membrane attack complex), που διαπερνά την κυτταρική μεμβράνη.

70 Membrane attack complex Η διείσδυση του MAC καταργεί τη λειτουργία της λιπιδικής διπλοστιβάδας ως ωσμωτικού φραγμού, με αποτέλεσμα την κυτταρόλυση, δηλαδή τη λύση του μικροβιακού κυττάρου εξαιτίας της εισροής σε αυτό εξωκυττάριου υγρού, διαμέσου των πόρων.

71

72 C3a και C5a Τα C3a και C5a συνδέονται με τα μαστοκύτταρα προκαλώντας την απελευθέρωση από αυτά ισταμίνης και άλλων χημικών ουσιών, που αυξάνουν την αγγειακή διαπερατότητα στη φλεγμονή. Το C5a λειτουργεί επίσης ως πολύ ισχυρός χημειοτακτικός παράγοντας, που έλκει φαγοκύτταρα στο σημείο της φλεγμονής.

73

74 Οι κυτταροπλασματικές μεμβράνες των κυττάρων του ίδιου του ξενιστή περιέχουν πρωτεΐνες, που εμποδίζουν τη σύνδεση του MAC στην επιφάνειά τους. Επίσης, το MAC χρησιμοποιείται στην εργαστηριακή δοκιμασία σύνδεσης του συμπληρώματος που εφαρμόζεται για τη διάγνωση ορισμένων λοιμώξεων. Τα gram-αρνητικά βακτήρια είναι πιο ευαίσθητα στην κυτταρόλυση από το συμπλήρωμα, διότι έχουν λεπτότερο στρώμα πεπτιδογλυκάνης στο κυτταρικό τους τοίχωμα, για την προστασία της κυτταρικής τους μεμβράνης. Το παχύ στρώμα πεπτιδογλυκάνης του τοιχώματος των gram-θετικών μικροβίων περιορίζει την πρόσβαση του συμπληρώματος στην κυτταρική μεμβράνη, εμποδίζοντας τη λύση τους.

75

76 Η ενεργοποίηση των πρωτεϊνών του συμπληρώματος Η ενεργοποίηση των πρωτεϊνών του συμπληρώματος, που παρατηρείται κατά τη διάρκεια της λοίμωξης ακολουθεί τρεις οδούς. Η κλασσική οδός Η κλασσική οδός ενεργοποίησης (Εικόνα 16.12) που ονομάζεται έτσι, επειδή ήταν η πρώτη που ανακαλύφθηκε, ενεργοποιείται από τη σύνδεση αντιγόνου (μικρόβιο)-αντισώματος και εξελίσσεται ως ακολούθως: -Τα αντισώματα συνδέονται με αντιγόνα (π.χ. πρωτεΐνες ή μεγάλοι πολυσακχαρίτες της επιφάνειας βακτηρίου ή άλλου κυττάρου) και σχηματίζουν συμπλέγματα αντιγόνου-αντισώματος (ανοσοσυμπλέγματα). Τα ανοσυμπλέγματα συνδέονται με το C1και το ενεργοποιούν. - -Στη συνέχεια, το ενεργοποιημένο C1 ενεργοποιεί τα C2 και C4, διασπώντας τα. Το C2 διασπάται στα κλάσματα C2a και C2b, και το C4 στα C4a και C4b. -Το C2a συνδέεται με το C4b και το σύμπλεγμά τους διασπά το C3 σε C3a και C3b. Τα κλάσματα του C3 ξεκινούν την κυτταρόλυση, τη φλεγμονή και την οψωνινοποίηση (βλ. Εικόνα 16.9).

77

78

79 Η Εναλλακτική οδός Ονομάζεται έτσι επειδή ανακαλύφθηκε μετά την κλασσική οδό. Αντίθετα με την κλασσική, στην εναλλακτική οδό δεν εμπλέκονται τα αντισώματα. Ενεργοποιείται από την επαφή ορισμένων πρωτεϊνών του συμπληρώματος με το παθογόνο μικρόβιο. Το C3 κυκλοφορεί στο αίμα. Αντιδρά με τις πρωτεΐνες του συμπληρώματος παράγοντα Β, παράγοντα D και παράγοντα P (προπερδίνη), επάνω στην επιφάνεια ενός παθογόνου μικροοργανισμού. Οι πρωτεΐνες του συμπληρώματος προσελκύονται στα μικρόβια από μόρια της επιφάνειας των μικροβιακών κυττάρων (κυρίως συμπλέγματα λιπιδίωνυδατανθράκων ορισμένων βακτηρίων και μυκήτων). Μετά τη σύνδεση και αλληλεπίδραση των παραγόντων του συμπληρώματος που προαναφέρθηκαν, το C3 διασπάται στα κλάσματα C3a και C3b. Όπως και στην κλασσική οδό, το C3a προάγει τη φλεγμονή και το C3b την κυτταρόλυση και την οψωνινοποίηση (βλ. Εικόνα 16.9).

80

81

82 λεκτίνες- η οδός της λεκτίνης Οι λεκτίνες (lectins) είναι πρωτεΐνες που συνδέονται με υδατάνθρακες Είναι ο τελευταίος μηχανισμός ενεργοποίησης του συμπληρώματος που ανακαλύφθηκε. Η φαγοκυττάρωση από τα μακραφάγα βακτηρίων, ιών και άλλων ξένων σωματιδίων, προκαλεί την απελευθέρωση από αυτά χημικών ουσιών που επάγουν την παραγωγή λεκτινών, από το ήπαρ. -Μία τέτοια λεκτίνη, η λεκτίνη που συνδέεται με τη μαννόζη MBL (mannose-binding lectin), ενώνεται με τον υδατάνθρακα μαννόζη. Η MBL, συνδέεται με πολλά παθογόνα μικρόβια, γιατί αναγνωρίζει ένα χαρακτηριστικό μοτίβο υδατανθράκων που περιέχει μαννόζη, πάνω στο κυτταρικό τοίχωμα των βακτηρίων και στην επιφάνεια ορισμένων ιών. 1. Η MBL λειτουργεί ως οψωνίνη, διευκολύνοντας τη φαγοκυττάρωση και επιπλέον 2. -Eνεργοποιεί τα C2 και C Τα C2a και C4b ενεργοποιούν το C3.

83

84 Αδρανοποίηση του συμπληρώματος Η καταστροφική δράση του ενεργοποιημένου συμπληρώματος συνήθως περιορίζεται πολύ σύντομα, για να ελαχιστοποιηθεί η καταστροφή των κυττάρων του ξενιστή. Αυτό επιτυγχάνεται με διάφορες ρυθμιστικές πρωτεΐνες που κυκλοφορούν στο αίμα ή βρίσκονται σε ορισμένα κύτταρα, όπως τα κύτταρα του αίματος. Οι πρωτεΐνες αυτές διασπούν το ενεργοποιημένο συμπλήρωμα

85 Συμπλήρωμα και νόσος Η κληρονομική ανεπάρκεια συστατικών του συμπληρώματος προκαλεί διάφορες νόσους Η ανεπάρκεια των C1, C2 ή C4 προκαλεί αγγειακές διαταραχές που οδηγούν σε υπερευαισθησία (αναφυλαξία). Η ανεπάρκεια του C3, αν και είναι σπάνια, έχει ως αποτέλεσμα υποτροπιάζουσες λοιμώξεις από πυογόνους κόκκους και η ανεπάρκεια των C5 ως C9 συνεπάγεται αυξημένη ευαισθησία στις λοιμώξεις από Ναϊσσέριες (Neisseria meningitidis και N. gonorrhoeae).

86 Διαφυγή από το σύστημα του συμπληρώματος Ορισμένα βακτήρια διαφεύγουν από το σύστημα του συμπληρώματος με τη βοήθεια των ελύτρων τους, τα οποία εμποδίζουν την ενεργοποίηση του συμπληρώματος. Ορισμένα έλυτρα περιέχουν μεγάλες ποσότητες σιαλικού οξέος που δυσχεραίνει την οψωνινοποίηση και το σχηματισμό του MAC. Τα βακτήρια που δεν καταστρέφονται από το MAC θεωρούνται ανθεκτικά στη βακτηριοκτόνο δράση του ορού, μια ιδιότητα που έχουν πολλά από τα gram- βακτήρια που προκαλούν συστηματικές λοιμώξεις.

87 ΙΝΤΕΡΦΕΡΟΝΕΣ Δεδομένου ότι οι ιοί εξαρτώνται για τον πολλαπλασιασμό τους από τα κύτταρα του ξενιστή τους, είναι δύσκολο να επιτευχθεί αναστολή του ιικού πολλαπλασιασμού χωρίς να επηρεαστούν τα κύτταρα του ξενιστή. Για την αντιμετώπιση των ιογενών λοιμώξεων, ο οργανισμός χρησιμοποιεί μεταξύ άλλων, και τις ιντερφερόνες. Οι ιντερφερόνες (Interferons, IFNs) είναι μια ομάδα πρωτεϊνών με αντιικές ιδιότητες που παράγονται από ορισμένα κύτταρα, όπως λεμφοκύτταρα και μακροφάγα, ως αντίδραση στην παρουσία ιών. Η κύρια λειτουργία των ιντερφερονών είναι η αναστολή του ιικού πολλαπλασιασμού

88 Ο άνθρωπος παράγει τρεις τύπους ιντερφερονών: ιντερφερόνη-α (IFN-α), ιντερφερόνη-β (IFN-β) και ιντερφερόνη-γ (IFN-γ). Καθεμία από τις βασικές ομάδες περιλαμβάνει διαφόρους υποτύπους ιντερφερονών. Στον άνθρωπο, ιντερφερόνες παράγουν οι ινοβλάστες του συνδετικού ιστού, τα λεμφοκύτταρα και άλλα λευκοκύτταρα. Καθένας από τους τρεις τύπους ιντερφερονών έχει διαφορετική επίδραση στον οργανισμό. Όλες οι ιντερφερόνες είναι μικρές πρωτεΐνες, μοριακού βάρους μεταξύ 15,000 και 30,000, σταθερές σε χαμηλό ph και θερμοανθεκτικές.

89 ΕΙΔΙΚΟΤΗΤΑ?? Ένα ενδιαφέρον χαρακτηριστικό των ιντερφερονών είναι ότι εμφανίζουν ειδικότητα για τα κύτταρα συγκεκριμένου ξενιστή αλλά όχι για συγκεκριμένο ιό. Οι ιντερφερόνες που παράγονται από τα κύτταρα του ανθρώπου εμφανίζουν ασθενή αντιική δράση στα κύτταρα άλλων ειδών, όπως του ποντικιού ή της κότας. Ωστόσο, οι ιντερφερόνες που παράγονται από ένα συγκεκριμένο είδος, είναι δραστικές έναντι πολλών διαφορετικών ιών.

90 IFN-α και IFN-β Οι IFN-α και IFN-β παράγονται από κύτταρα του ξενιστή μολυσμένα από ιούς, σε πολύ μικρή ποσότητα και διαχέονται σε μη μολυσμένα γειτονικά κύτταρα. Αντιδρούν με υποδοχείς της κυτταρικής ή της πυρηνικής μεμβράνης, επάγοντας την παραγωγή mrna για τη σύνθεση αντιικών πρωτεϊνών (Antiviral proteins, AVPs). Οι πρωτεΐνες αυτές είναι ένζυμα που διαταράσσουν διάφορα στάδια του ιικού πολλαπλασιασμού. Μια AVP, η ολιγοαδενυλική συνθετάση, διασπά το ιικό mrna. Μια άλλη AVP, η πρωτεϊνική κινάση, αναστέλλει την πρωτεϊνοσύνθεση.

91

92 IFN-γ Η IFN-γ παράγεται από τα λεμφοκύτταρα και επάγει το θάνατο των φαγοκυτταρωμένων βακτηρίων από τα ουδετερόφιλα και τα μακροφάγα. Τα ουδετερόφιλα και τα μακροφάγα ατόμων που πάσχουν από μια κληρονομική νόσο που καλείται χρόνια κοκκιωματώδης νόσος δεν καταστρέφουν τα βακτήρια. Όταν στους ασθενείς αυτούς χορηγηθεί ανασυνδυασμένη IFN-γ, τα ουδετερόφιλά και τα μακροφάγα τους καταφέρνουν να καταστρέψουν τα βακτήρια. Η IFN-γ δεν προκαλεί ίαση και πρέπει να λαμβάνεται εφ'όρου ζωής, από το άτομο που πάσχει από κοκκιωματώδη νόσο.

93 ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΑ οι ιντερφερόνες θα ήταν θεωρητικά οι ιδανικές αντιικές ουσίες, υπάρχουν, ωστόσο, ορισμένα προβλήματα. οι ιντερφερόνες είναι αποτελεσματικές μόνο για μικρά χρονικά διαστήματα. Δεν παραμένουν για μεγάλες χρονικές περιόδους στον οργανισμό. Όταν χορηγηθούν παρεντερικά, οι ιντερφερόνες έχουν παρενέργειες, όπως ναυτία, κόπωση, κεφαλαλγία, έμετο, απώλεια βάρους και πυρετό. Υψηλές συγκεντρώσεις ιντερφερόνης είναι τοξικές για την καρδιά, το ήπαρ, τους νεφρούς και τον ερυθρό μυελό των οστών. Συνήθως διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο σε οξείες και βραχείας διάρκειας λοιμώξεις, όπως το κοινό κρυολόγημα και η γρίπη.

94 χρησιμότητα της IFN-α και IFN-β Σε κλινικές μελέτες, οι IFNs επέδειξαν μηδαμινή δραστικότητα έναντι ορισμένων μορφών καρκίνου και περιορισμένη έναντι άλλων. Η IFN-α χρησιμοποιείται στη θεραπεία ορισμένων ιογενών νόσων. Μία από αυτές είναι το σάρκωμα Kaposi, ένα νεόπλασμα που παρατηρείται συχνά σε ασθενείς με HIV. Χρησιμοποιείται επίσης για τη θεραπεία του έρπητα των γεννητικών οργάνων που προκαλείται από τους ερπητοϊούς, των ηπατίτιδων Β και C, που προκαλούνται από τους αντίστοιχους ιούς και τη λευχαιμία εκ τριχωτών κυττάρων. Πιθανή χρησιμότητα της IFN-α για επιβράδυνση της εξέλιξης του AIDS στους ασθενείς με HIV λοίμωξη. Μία μορφή IFN-β (Betaferon) επιβραδύνει την εξέλιξη της σκλήρυνσης κατά πλάκας και ελαττώνει τη συχνότητα και τη βαρύτητα των προσβολών της.

95 ΤΡΑΝΣΦΕΡΡΙΝΕΣ Οι τρανσφερρίνες είναι πρωτεΐνες δεσμεύουν το σίδηρο βρίσκονται στο αίμα, το γάλα, το σίελο και τα δάκρυα. Αναστέλλουν τη βακτηριακή ανάπτυξη ελαττώνοντας τα ποσά του διαθέσιμου σιδήρου. Ο σίδηρος δεν είναι μόνο απαραίτητος για τη βακτηριακή ανάπτυξη (σύνθεση κυτοχρωμάτων και ορισμένων ενζύμων), αλλά επιπλέον καταστέλλει τη χημειοταξία και τη φαγοκυττάρωση. Η ΥΠΕΡΦΟΡΤΩΣΗ ΜΕ ΣΙΔΗΡΟ ΑΥΞΑΝΕΙ ΤΟΝ ΚΙΝΔΥΝΟ ΛΟΙΜΩΞΗΣ.