Patofyziológia imunitného systému

Patofyziológia imunitného systému Prof. MUDr. Ján Hanáček Csc

Úlohy imunitného systému • Je to systém zabezpečujúci rozpoznanie telu vlastných a cudzorodých látok, ochranu vnútorného prostredia hostiteľa voči cudzorodým antigénom, predovšetkým antigénom infekčnej povahy Patofyziologické zmeny v činnosti IS sa prejavia nerovnováhou v zmysle • zvýšenej reaktivity IS • zníženej reaktivity IS

Formy neadekvátnej odpovede imunitného systému Hypersenzitivita • Zosilnená reaktivita voči environmentálnym antigénom (alergie • Reaktivita namierená voči telu vlastným antigénom (autoimunita • Aktivita zameraná voči tkanivám telu prospešným – transfúzia krvi, transplantáty (isoimunita. Hyposenzitivita • Činnosť imunitného systému je nedostatočná vzhľadom na „potreby ochrany“ organizmu pred cudzorodými antigénmi (imunodeficientné procesy

Typy hypersenzitivity Klasifikujú sa na základe zdroja antigénu, voči ktorému je hypersenzitívna reakcia namierená Alergia: • Def.: Reakcia tkanív organizmu zapríčinená škodlivými účinkami hypersenzitívnej reakcie imunitného systému jedinca vyvolaná environmentálnymi antigénmy • Má dva aspekty: • - imunitná reakcia, ktoré je telu prospešná • - imunitná hypersenzitívna reakcia, ktorá je škodlivá pre • organizmus • príklady: atopická dermatitída, alergická rinitída, potravinové alergie, kožné kontaktné alergie, profesionálna expozícia – astma, Autoimunita • porucha v imunologickej tolerancii – reakcia proti antigénom vlastných tkanív • imunitný systém reaguje proti vlastným antigénom tvorbou autoprotilátok, alebo namierením bunkami sprostredkovanej imunitnej odpovede voči telu vlastným štruktúram

Autoimunitné ochorenia Endokrinný systém • hypertyreoidizmus (Grawesova choroba, autoimunitná tyreoditída, primárny myxedém, DM typ 1, Addisonova choroba, mužská a ženská sterilita, idiopatický hypopituitarizmus, parciálna pituitárna insuficiencia Koža • pemphigus vulgaris, vitiligo, dermatitis herpetiformis Neuromuskulárny systém • dermatomyozitída, roztrúsená skleróza, myasténia gravis, postvakcinačná a postvírusová encefalitída, polyneuritída, reumatická horúčka, kardiomyopatia GIT • celiakia, ulcerózna kolitída, Crohnova choroba, atrofická gastritída, primárna biliárna cirhóza, protilátky proti intrinsic faktoru Oko • Sjogrenov syndróm, uveitída

Spojivové tkanivo • spondylitis, reumatoidná artritída, systémový lupus erytematodes, polyarteritis nodosa, sklerodermia Obličky • Imunokomplexová glomerulonefritída, Goodpasterov syndróm, Hemopoetický systém • idiopatická neutropénia, lymfopénia, autoimunitná hemolytická anémia, autoimunitná trombocytopenická purpura, perniciózna anémia Respiračný systém • Goodpasterov syndróm – interalveolárne septá • Autoprotilátky sú produkované aj u zdravých jedincov, predovšetkým vo vyššom veku, toto je jeden z mechanizmov zodpovedných za proces starnutia - v dôsledku zníženej tolerancie k vlastným antigénom • Organizmus mladších jedincov tiež produkuje autoprotilátky avšak bez vzniku autoimunitného ochorenia (tu je reakcia slabšia

Izoimunitné ochorenia • imunitný systém jedinca reaguje proti tkanivám, alebo bunkám iného jedinca, ktoré boli podané za terapeutickým účelom – napríklad reakcia proti transfundovaným Er, štepu pochádzajúceho z darcovského organizmu • za cudzorodé antigény môže IS matky považovať aj tkanivá plodu počas intrauterinného života

Patogenéza hypersenzitivity Patogenéza hypersenzitivity nie je presne známa, v patogenéza sa predpokladá účasť nasledovných faktorov: • genetická predispozícia • opakované infekcie • iné environmentálne faktory – znečisteniny v ovzduší, vode, potrave, rôzne psychogénne faktory

Patogenéza hypersenzitivity Väčšina chorôb zapríčinených hypersenzitívnou reakciou vzniká v dôsledku interakcie najmenej troch faktorov: a/ počiatočného stimulu/inzultu narúšajúceho imunitnú homeostázu b/ genetickej výbavy jedinca, ktorá determinuje „vnímavosť“ na počiatočný stimul c/ imunitný proces, ktorý zosilňuje počiatočný stimul

Mechanizmy imunitnej hypersenzitivity • Typ I: IgE mediovaná alergická reakcia • Typ II: tkanivovo špecifická reakcia • Typ III: imunokomplexová reakcia • Typ IV: bunkami sprostredkovaná reakcia Podľa časového hľadiska môže ísť o: • včasnú hypersenzitívnu reakciu - vzniká rádovo do niekoľkých minút od kontaktu s antigénom • neskorú hypersenzitívnu reakciu - vzniká do niekoľkých hodín, prípadne dní po expozícii antigénu

Typ I hypersenzitívnej reakcie • IgE mediovaná reakcia • - ide o produkciu IgE proti špecifickému antigénu, • - po opakovanom stretnutí organizmu s daným antigénom dochádza k degranulácii mastocytov na základe reakcie IgE s antigénom a uvoľneniu histamínu ako aj ďalších cytokínov

Typ I hypersenzitívnej reakcie 2. Atopia – vlastnosť organizmu vyjadrujúca zvýšenú pohotovosť k alergickým reakciám • atopický jedinec produkuje viac IgE a má aj viac receptorov pre Fc fragmenty IgE na povrchu žírnych buniek v porovnaní so zdravým jedincom • jeden z mechanizmov participujúci na zvýšení produkcie IgE je aj znížená aktivita /deficiencia/ špecifických supresorových buniek tlmiacich produkciu IgE 3. Anafylaxia – rýchla a silná reakcia, ktorá sa rozvinie v priebehu niekoľkých minút Generalizovaná forma zahŕňa: svrbenie, erytém, zvracanie, kŕče GIT-u, hnačka, sťažené dýchanie, edém laryngu, angioedém, cievny kolaps, šok, smrť Kožná forma – znaky lokálneho zápalu

Typ II hypersenzitívnej reakcie Charakteristika: deštrukcia cieľových buniek prostredníctvom protilátok, ktoré sú namierené proti antigénom prítomným na povrchu týchto buniek – na ich membráne Vysvetlenie: • Okrem HLA systému antigénov majú bunky jednotlivých tkanív tzv. TSA – tkanivovo špecifické antigény, ktoré sú exprimované len na určitom type buniek. • V dôsledku limitovanej distribúcie TSA je tento typ ochorenia „ohraničený“ na tkanivo, ktoré uvedené antigény exprimuje.

Mechanizmy participujúce na deštrukcii buniek pri type II hypersenzitívnej reakcie: • Protilátka sa naviaže na TSA cieľových buniek, vzniká komplex antigén+protilátka, čo vedie ku aktivácii komplementu a iniciuje sa kaskáda komplementovej reakcie, ktorej výsledkom je lýza buniek nesúcich na povrchu už spomenutý komplex. Príklady: autoimunitná hemolytická anémia, transfúzna reakciu voči bunkám darcu • Protilátka sa naviaže na TSA „cieľových buniek“ (opsonizácia), makrofágy sú schopné takéto bunky identifikovať ako „cudzie“, následne ich fagocytujú a likvidujú

Mechanizmy participujúce na deštrukcii buniek pri type II hypersenzitívnej reakcie: • Protilátka naviazaná na TSA – Fc receptory cytotoxických buniek sú schopné rozpoznávať antigén na „cieľových“ bunkách, následne dochádza k väzbe cytotoxických buniek na cieľové bunky, cytotoxické bunky uvoľnia substancie, ktoré spôsobia lýzu „cieľovej“ bunky • Protilátka naviazaná na TSA – autoprotilátka napodobujúca TSH obsadí receptor pre TSH na membráne cieľových buniek, čo sa prejaví zvýšením funkcie cieľových buniek – napríklad Grawes – Basedovova choroba

Typ III hypersenzitívnej reakcie Charakteristika: • Pri tomto type hypersenzitívnych reakcií dochádza k tvorbe komplexov antigén protilátka v cirkulácii (v krvi a následne dochádza k depozícii cirkulujúcich imunokomplexov do cievnej steny na rôznych miestach, prípadne sa deponujú extravaskulárne na rôznych miestach v organizme.Tento typ hypereaktivity nie je orgánovo špecifický • Škodlivý efekt cirkulujúcich imunokomplexov spočíva opäť v aktivácii komplementu, v stimulácii fagocytárnej aktivity neutrofilných leukocytov, ktoré fagocytujú imunokomplexy. V procese fagocytózy dochádza k uvoľneniu lysozomálnych enzýmov z NE -LE, ktoré následne môžu poškodiť tkanivo.

Ochorenia spôsobené III. typom hypersenzitívnej reakcie Sérová choroba • - ochorenie nazvané podľa druhu cudzorodého antigénu vpraveného do organizmu človeka • - generalizovaná depozícia imunokomplexov v cievnej stene, kĺboch a obličkách • - symptómy a znaky tohto ochorenia zahŕňajú horúčku, začervenanie povrchu kože, bolesti, zväčšenie lymfatických uzlín Raynaudov fenomén • - od teploty závislá depozícia imunokomplexov v cievach periférnych tkanív vystavených pôsobeniu chladu (kryoglobulíny Arthusov fenomén • Je to príklad lokalizovanej imunokomplexami spôsobenej zápalovej reakcie. Vzniká v dôsledku opakovanej lokálnej expozície cudzorodým antigénom, ktoré reagujú s preformovanými protilátkami v cievnej stene.

Typ IV hypersenzitívnej reakcie Charakteristika: tento typ reakcie je sprostredkovaný špecifickými senzibilizovanými T- lymfocytmi, protilátky tu nezohrávajú úlohu Typy senzibilizovaných T buniek sú:cytotoxické T- lymfocyty lymfokíny produkujúce T- lymfocyty Patologické procesy spôsobené týmto typom hypersenzitivity: • rejekcia transplantátu, tuberkulínová reakcia • rejekcia tumorov, kontaktná alergia na kovy, brečtan Ochorenia spôsobené týmto typom hypersenzitivity • Reumatoidná artritída – antigénom je kolagén typu II v kĺbovom tkanive • Hashimotova tyreoditída – antigénom je proteín nachádzajúci sa v bunkách štítnej žľazy • Diabetes mellitus typ 1 – antigénom je proteín B buniek Langerhansových ostrovčekov pankreasu

Patogenéza hyposenzitivity Táto porucha vyplýva z nedostatočnej činnosti imunitného systému a vedie k jej klinickej manifestácii v podobe imunodeficitu Deficiencia vo funkcii imunitného systému sa môže týkať jedného, alebo viacerých komponentov imunitného systému - napríklad B buniek, T buniek, fagocytujúcich buniek, komplementu Klasifikácia: • Vrodené (primárne imunodeficity – v dôsledku genetickej poruchy • Získané (sekundárne imunodeficity – vzniknuté v dôsledku inej choroby – napríklad nádorového ochorenia, vírusového ochorenia, intenzívneho a dlhodobého stresu alebo vzniknuté v dôsledku fyziologických zmien, napríklad starnutia

Ochorenia spôsobené imunodeficienciou Primárne defekty T buniek • SCID – severe combined immune defficiency (SCID • Di Georgeov syndróm - aplázia alebo hypoplázia týmusu Primárne poruchy B buniek • agamaglobulinémia • selektívne deficiencie v produkcii IgA, IgM, IgE Poruchy fagocytózy • a/ kvantitatívne defekty – napríklad kongenitálna aplázia sleziny, kosáčikovitá anémia, alebo kongenitálna neutropénia • b/ poruchy chemotaxie – sy. lenivých LE, • c/ poruchy mikrobicídnej aktivity – chronická granulomatózna choroba, znížená aktivity myeloperoxidázy Poruchy komplementu

Patofyziológia imunitného systému