2. IMUNITATEA ÎNNĂSCUTĂ

2. IMUNITATEA ÎNNĂSCUTĂ Sistemul imun este format din două componente: imunitatea înnăscută şi imunitatea adaptativă. Imunitatea înnăscută sau nespecifică grupează mecanismele imune care formează prima linie de apărare împotriva infecţiilor. Acest tip de răspuns imun nu este specific unui antigen. Aceste mecanisme de apărare sunt prezente înainte de contactul organismului cu agentul agresor, iar acţiunea lor oferă răgazul intrării în funcţiune a răspunsului imun adaptativ. Imunitatea înnăscută este moştenită de la părinţi şi nu mai poate fi influenţată până la sfârşitul vieţii. Ea este antigen independentă şi nu prezintă memorie imunologică. Imunitatea adaptativă sau specifică se referă la rezistenţa organismului faţă de agenţii microbieni. Este imunitatea selectivă, când răspunsul imun este dirijat exclusiv împotriva structurilor factorului declanşator, structuri denumite antigene. Componenta celulară Componenta umorală Imunitatea nespecifică sau înnăscută Polimorfonucleare neutrofile (PMN) Macrofage (MF) Celule natural killer (NK) Celule dendritice Lizozimul Sistemul complement Properdina Proteina C reactivă (PCR) Opsoninele C3b Interferonul Imunitatea specifică, câştigată sau adaptativă Limfocite T (LT) Limfocite B (LB) Anticorpii (Ac) secretaţi de plasmocite Imunitatea înnăscută sau nespecifică este asigurată de: Barierele anatomice cu rol protector (tegumente, mucoasa intestinală, respiratorie). Enzimele din secreţiile exocrine lizozimul, bactericina. Mucusul care acoperă mucoasele. ph-ul acid al sucului gastric, care împiedică colonizarea bacteriilor. Colicinele produse de flora saprofită din intestin. Temperatura corpului - prin declanşarea reacţiei febrile. Presiunea mare a O 2 în alveolele pulmonare ce inhibă dezvoltarea germenilor anaerobi. Răspunsul inflamator și reacţia sistemică postagresivă (RSPA). Rezistenţa la unele infecţii prin celulele cu rol fagocitar: PMN, MF. Hemostază. Practic, imunitatea înnăscută nespecifică se referă la toate componentele sistemului imun pe care organismul le posedă încă de la naştere şi constă dintr-o serie de factori care sunt operaţionali împotriva oricărui antigen. Aceste structuri reprezintă prima linie de apărare împotriva microorganismelor cu potenţial patogen. 1

Integritatea tegumentului şi mucoaselor Menţinerea intactă a tegumentului şi a mucoaselor asigură prima barieră de protecţie antiinfecţioasă. Leziunile de grataj sau plăgile constituie porţi de intrare în special pentru microorganismele patogene bacteriene. Prin intermediul soluţiilor de continuitate escoriaţii, înţepături de insecte, muşcături de animale, tatuaje, piercinguri pot pătrunde în organism diverşi agenţi patogeni de natură virală: HIV, virusuri hepatitice (B, C, D), arbovirusuri, etc. Enzimele, secreţia de mucus şi ph-ul acid Celulele epiteliale de la nivel respirator şi digestiv au capacitatea de a secreta mucus. Acesta este o substanţă vâscoasă, ce conţine anumite tipuri de glicoproteine, numite mucine. Mucinele împiedică ataşarea agenţilor patogeni de celulele epiteliale. Mişcarea sincronă a cililor vibratili la nivelul tractului respirator favorizează eliminarea secreţiilor. Acelaşi rol îl au strănutul şi tusea, cu expectoraţia patogenilor. Conjunctiva oculară se apără prin umectarea cu lacrimi, care conţin lizozim enzimă cu acţiune bactericidă. Mucoasele se mai apără şi prin ph-ul acid al secreţiilor locale: gastrice, vaginale, urinare. Flora microbiană fiziologică Atât tegumentul, cât şi mucoasele se apără prin microflora saprofită, constituită din microbi nepatogeni, care împiedică multiplicarea şi pătrunderea în circulaţia sistemică a antigenelor. Flora normală se opune multiplicării florei patogene prin: competiţia pe acelaşi receptor celular şi pe acelaşi substrat nutritiv, secreţie de produşi secundari toxici, stimularea sistemului imun. Dacă agentul patogen a pătruns în interiorul organismului, se activează cea de-a doua linie de apărare care este reprezentată de o serie de celule şi molecule care vor determina liza antigenică. Ele intră în acţiune foarte rapid, neţinând cont de specificitatea antigenică. Celulele implicate în răspunsul imun înnăscut Polimorfonuclearele neutrofile (PMN) sunt celule provenite din celulele stem hematopoietice, fiind cele mai numeroase elemente ale formulei leucocitare (60-70% sau în valori absolute 2500-5000/mm 3 ). Durata de viaţă în circulaţia sistemică este de 24 ore. PMN intervin în apărarea nespecifică împotriva bacteriilor extracelulare, pe care le fagocitează şi le digeră datorită echipamentului enzimatic conţinut în lizozomi. Neutrofilele străbat endoteliul capilar (diapedeză) şi se deplasează direcţionat (chemotactism) pentru a putea ajunge la nivelul ţesutului infectat. Fagocitoza este un mecanism defensiv eficient faţă de diverşi agenţi patogeni. Acest proces se desfăşoară prin intermediul fagocitelor. Există două tipuri de fagocite: PMN şi MF. Acestea distrug antigenele la nivel intracelular, prin eliberarea de enzime hidrolitice şi radicali de oxigen. Spre deosebire de PMN şi MF, celulele NK distrug Ag corpusculate (celule self devenite non-self) fără să le fagociteze; ele eliberează în spaţiul extracelular proteinaze (de tipul perforinelor). Limfocitele NK intervin în primele momente ale unei infecţii virale şi elimină o parte dintre celulele self infectate. Celulele NK recunosc şi distrug şi celulele tumorale. În acest timp proliferează clonele de LB şi LT Ag-specifice. Recunoaştererea celulei ţintă de către NK este imunologic nespecifică. 2

Macrofagele (MF) provin din măduva osoasă hematogenă, având drept precursori monocitele, care se stabilizează la nivelul ţesuturilor ca macrofage mature, constituind sistemul monocit-macrofag. MF se găsesc la nivelul tuturor țesuturilor: ţesutul conjunctiv; membrana bazală a vaselor de sânge de calibru mic; alveole pulmonare - macrofagele alveolare; ficatul - celulele Kupffer; sinusoidele splenice; ganglionii limfatici; glomerulii renali; SNC - microglia; oase - osteoclastele. MF au o durată mare de viaţă (până la 2 ani). Conţin o cantitate importantă de reticul endoplasmic rugos (RER) şi mitocondrii. Ele fagocitează nu numai bacterii, ci şi hematii îmbătrânite, resturi celulare, fibre degradate. De asemenea, ele pot prezenta antigene spre limfocitele T, jucând astfel un rol important în apărarea imună specifică (rol de celule APC). Apoptoza (moartea celulară programată) este o componentă esenţială a dezvoltării embrionare şi de menţinere a statusului fiziologic al organismului. Celulele apoptotice trebuie să fie eliminate prin fagocitoză; ele sunt recunoscute de către MF prin intermediul unor receptori de membrană. În focarul infecţios fagocitele sunt atrase de factori de origine bacteriană şi factori chemotactici ce apar în cursul răspunsului inflamator (C5a, kalicreina produsă de ţesuturile lezate, produşi rezultaţi din metabolismul acidului arahidonic: prostaglandine, tromboxan A 2, leucotriene). Fagocitele părăsesc capilarele prin diapedeză. După aderarea Ag la suprafaţa PMN sau a MF, semnalul rezultat iniţiază faza de înglobare a Ag prin activarea sistemului contractil de actină-miozină care emite pseudopode ce vor înconjura Ag până ce acesta este complet înglobat într-o vacuolă (fagozom). Fagozomul va fuziona cu lizozomii primari pentru a forma fagolizozomii în care enzimele lizozomale vor declanşa digestia. Totodată are loc explozia respiratorie un termen ce denumeşte o activare puternică a metabolismului oxidativ al PMN. Distrugerea Ag se desfăşoară prin două mecanisme: sub acţiunea enzimelor lizozomale prin intensificarea bruscă a metabolismului oxidativ ce însoţeşte fagocitoza, cu formare de ioni de superoxid (O 3 - ), oxigen atomic (O - ), radicali hidroxil (OH - ), peroxid de hidrogen (H 2 O 2 ) şi hipoclorit. Toţi aceşti produşi sunt puternic bactericizi. Celulele dendritice reprezintă aproximativ 2% din populaţia celulară a unui ţesut. Acestea constituie un grup heterogen de celule, care se diferenţiază dintr-un progenitor medular comun CD34+, din care rezultă două linii celulare, una mieloidă şi una limfoidă: Din linia mieloidă se formează celulele Langerhans şi celulele interstiţiale. Acestea sunt localizate la nivelul principalelor porţi de intrare în organism (epiderm, mucoase) și în interstițiul organelor interne, fiind primele care vin în contact cu Ag. Din linia limfoidă se maturează celulele dendritice din timus, care prezintă autoantigenele către LT. Ele induc toleranţa imunologică şi exprimă markerul CD8 al LT. 3

Celulele dendritice mature şi activate secretă citokine (IL-1, TNF-α, IL-8, IL-10, IL-12) şi chemokine, care acţionează autocrin sau paracrin asupra altor celule dendritice sau LT. Celulele dendritice îndeplinesc în cadrul răspunsului imun următoarele funcţii: Captează Ag de la porţile de intrare. Transportă Ag spre organele limfoide secundare ganglionii limfatici şi splină. Prezintă în organele limfoide secundare Ag spre LB şi LT. Componenta umorală implicată în răspunsul imun înnăscut Lizozimul Lizozimul reprezintă o mucopeptidază prezentă aproape în toate umorile organismului (ser, lacrimi, salivă, secreţie nazală), fiind absent în lichidul cefalorahidian (LCR), urină şi umoarea apoasă. Se găseşte totodată şi în citoplasma PMN, MF, celulelor Paneth. Lizozimul este o mucoproteină formată din 129 de aminoacizi. Lizozimul este produs de glandele salivare, mai ales de glandele submandibulare, dar şi de unele leucocite (monocite, granulocite), de MF şi de celulele Paneth din tubul digestiv. El se găseşte în diverse umori ale organismului, mai ales în salivă şi lacrimi. Lizozimul este o enzimă care distruge peretele bacterian, prin hidroliza specifică a legăturilor glucidice dintre radicalii N-acetilglucozamină şi acidul N-acetilmuramic. Acestea sunt zaharuri aminate care intră în structura lanţurilor polizaharidice din membrana unor bacterii. De aceea lizozimul are efect bactericid asupra multor bacterii gram pozitive : streptococi (inclusiv Streptococcus mutans, implicat în cariogeneză), stafilococi, Proteus, Brucella. Alte bacterii sunt rezistente. Este posibil ca lizozimul să coopereze cu IgA secretor pentru efectul bactericid. Sistemul complement Mecanismul general de activare a sistemului complement implică activarea celor aproximativ 30 de proteine componente în trei cascade enzimatice legate între ele, denumite calea clasică, calea alternă şi calea manozei. Cele trei căi se intersectează într-un punct comun reprezentat de conversia componentei C3 în fragmentele C3a şi C3b, evenimentul cheie al activării sistemului complement. Fiecare componentă activată este o protează înalt specializată, care la rândul ei clivează un fragment peptidic al unui precursor plasmatic. Consecutiv clivării, rezultă un fragment principal, care expune un situs de legare la membrana antigenului. Fragmentul se leagă pe membrană şi la rândul său devine enzimă activă în secvenţa de reacţie. Indiferent de cale, C3b activează factorii din secvenţa terminală: C5b, C6, C7, C8, C9. Se formează un complex multienzimatic numit MAC (complexul de atac al membranei), cu structură tubulară, care perforează membrana Ag corpusculate. Calea clasică şi calea manozei funcţionează intermitent, numai atunci când în mediul intern apar complexe imune membranare, adică Ac ataşaţi de membrana Ag corpusculate. Calea alternă funcţionează permanent, la un nivel bazal scăzut. Ea produce continuu mici cantităţi de C3b. Dacă în mediul intern apar Ag corpusculate (bacterii, virusuri), se declanşează ansa de amplificare a cascadei complementului pe calea alternă şi se ajunge tot la complexul MAC. Calea alternă acţionează în prima etapă a RIU (opsonizarea), favorizând captarea Ag de către MF. Calea clasică acţionează în ultima etapă: distrugerea Ag corpusculat prin liză osmotică. Rolurile biologice ale complementului sunt: Declanşarea inflamaţiei. Activarea complementului aduce după sine declanşarea reacţiei inflamatorii prin produşii intermediari rezultaţi pe parcursul activării. Astfel, C5a este un 4

puternic factor chemotactic şi chemokinetic pentru PMN care vor fi atrase în focarul inflamator. C3a şi C5a joacă rol de anafilatoxine şi ele vor determina degranularea mastocitelor cu eliberarea de produşi vasoactivi. Citoliza. Ag corpusculate pe care s-a fixat complementul sunt lizate sub acţiunea MAC. Opsonizarea. Fagocitele au pe suprafaţa lor receptori pentru C3b şi antigenele de care s-a fixat complementul vor adera astfel de celulele fagocitare. Histamina acţionează asupra celulelor endoteliale determinând contracţia acestora. Astfel creşte permeabilitatea vasculară, ceea ce facilitează pătrunderea fagocitelor şi a altor leucocite circulante în ţesuturile infectate. Properdina Properdina este un factor stabilizator al C3 şi C5 convertazelor, prelungind activitatea lor. Aceasta reprezintă un complex de anticorpi naturali ce se formează de-a lungul vieţii individului ca rezultat al stimulărilor cu antigene ale microflorei intestinale normale. Proteina C reactivă (PCR) Proteina C reactivă este sintetizată în ficat şi iniţiază opsonizarea şi fagocitoza antigenelor corpusculate (bacterii). Totodată, PCR este capabilă să fixeze şi să neutralizeze substanţele toxice endogene provenite din leziunile celulare. Este un marker precoce al inflamaţiei, cu un nivel seric crescut declanşat de răspunsul de fază acută (reacţie nespecifică a organismului, mediată de citokine: IL-1, IL-6, TNF-α şi IFN). Proteina C reactivă este compusă din cinci unităţi polipeptidice necovalente identice aranjate sub forma unui pentamer ciclic. Ea este capabilă să determine activarea sistemului complement pe calea clasică, ceea ce duce la ataşarea fragmentului C3b pe suprafaţa Ag care devine astfel opsonizat. Opsoninele Opsoninele sunt substanţe care aderă de suprafaţa unui microorganism făcându-l accesibil fagocitozei. Cele mai importante opsonine sunt IgG şi C3b. Fragmentul C3b apare prin clivarea componentei C3 a complementului, în urma activării cascadei complementului pe calea clasică sau alternă. Fragmentul C3b este o opsonină nespecifică, ce se ataşează de membrana antigenică. Acest complex se leagă de glicoproteinreceptorul pentru C3b prezent pe membrana fagocitelor (CR complement receptor), ceea ce are ca rezultat fagocitoza eficientă a antigenului. Opsoninele specifice sunt anticorpii implicaţi în apărarea antiinfecţioasă dobândită în special IgG1 şi IgG3. Aceste molecule se leagă mai întâi de suprafaţa antigenului corpusculat (bacterie) prin fragmentul Fab, iar apoi prin fragmentul Fc se leagă de receptorii FcγR de pe suprafaţa celulelor fagocitare. Interferonii (IFN) Interferonii au rol de mesageri intercelulari şi aparţin clasei citokinelor. Aceştia sunt produşi de o mare varietate de celule, ca răspuns la prezenţa macromoleculei de ARN, un indicator-cheie al infecţiilor virale. IFN asistă răspunsul imun prin inhibarea replicării virale în celulele gazdă, activarea celulelor NK şi a MF, determinând rezistenţa celulelelor gazdă la infecţii virale. Se descriu 3 clase de interferoni: IFN-α (secretat de MF şi PMN), IFN-β (secretat de fibroblaşti) şi IFN-γ (secretat de LT după stimularea acestora cu un Ag). 5