Роль реактивності організму в патології
Імунопатологічні процеси
Імунодефіцитні стани
Лекція 2
завідувач кафедри патофізіологія
Національного медичного університету
імені О.О. Богомольця,
професор Зябліцев С.В., 2024
Шляхи метеорів Персеїд здаються трохи викривленими завдяки ширококутному об’єктиву, який їх зафіксував, але насправді всі вони подорожували прямо з однієї точки на небі, яка називається радіантом. (Джош Дурі)
М.М. Сиротинін (1896-1977)
Реактивність - здатність організму певним чином (зміною життєдіяльності) відповідати на дію подразника
Мечніков І. І.
Сиротинін М. М.
Павлов І. П.
Богомолець О. О.
Приклади реактивності� �молекулярний рівень�
ефект Бора - зсув кривої дисоціації оксигемоглобіну вправо в умовах ацидозу
Приклади реактивності� �клітинний рівень�
фагоцитоз лейкоцитами чужорідних часток
Адгезія (а) и фагоцитоз (б) Candida albicans нейтрофілом
а – х15000; б – х5000
в – скануююча електронна мікрофотографія фагоцитуучого нейтрофіла
х2500
а
б
в
Приклади реактивності� �
підвищення ЧСС при підвищенні температури
(10 уд/хв. - на 1оС)
підвищення ЧСС і ЧДР при кисневому голодуванні організму (гіпобаріі)
орієнтовні поведінкові реакції тварин у відповідь на звук, світло
тканинний рівень
рівень організму
органний рівень
Кількісні форми реактивності
нормергія - нормальна реактивність
гіперергія - підвищена реактивність
гіпоергія - переважають гальмівні процеси
дізергія - спотворена реактивність організму
Джерелом інфекції є заражена людина, включаючи інкубаційний період. Коронавірус має відносно низьку вірулентність – для інфікування необхідно тривалий час контакту з хворою людиною (більше 15 хвилин). Хворий може заразити від 0 до 11 інших людей.
Середній інкубаційний період - 5-6 днів, проте він може затягнутися і до 14-24 днів.
У жінок прогноз кращий, ніж у чоловіків, у останніх смертність вище, особливо з віком.
81% хворих мають легкий перебіг - лікування вдома, головне - носити маску для обмеження інфікування інших, не виходити на вулицю, не ходити в магазини та інші людні місця;
14% - клініка важка, необхідна госпіталізація з інгаляцією кисню;
5% - клініка критична, необхідна госпіталізація в реанімаційне відділення.
У хворих середня тривалість від моменту діагностики до припинення виділення вірусу становить 20 днів (інтерквартільний розмах - від 17 до 24 днів, максимальна тривалість - 37 днів).
Видова (первинна, біологічна) реактивність
Групова реактивність
Індивідуальна реактивність
Найстарішій у світі двоголової черепахи, названої Янусом, 3 вересня виповнилося 25 років. Грецька черепаха (Testudo graeca) народилася в Женевському музеї природної історії у Швейцарії і з тих пір живе там. Має два серця, два комплекти легень і, за словами співробітників музею, дві окремі особи.
«Права голова цікавіша, не спить, у неї набагато сильніша особистість», — каже дресирувальник Анжеліка Бургуан. «Ліва голова пасивніша і любить поїсти».
https://www.dw.com/en/two-headed-tortoise-janus-celebrates-25th-birthday/a-63011544?utm_source=Nature+Briefing&utm_campaign=bb8b4e597f-briefing-dy-20221006&utm_medium=email&utm_term=0_c9dfd39373-bb8b4e597f-46276074
Індивідуальна реактивність
Фізіологична
Патологічна
Фізіологічна реактивність
Специфічна (фенотипічна)
Неспецифічна (первинна, генетично запрограмована)
Специфічна
Патологічна реактивність
Неспецифічна
Резистентність - (resistere - протистояти, чинити опір, лат.) - стійкість, опірність організму до дії патогенного подразника без істотних змін внутрішнього середовища організму.
Види резистентності
Пасивна (енергонезалежна)
Активна (енергозалежна)
Неспецифічна
Специфічна
Види резистентності
ареактивність клітин
фізичні та фізико-хімічні фактори
природні біологічні бар'єри (шкіра і слизові оболонки)
антагонізм між нормальною і патогенною флорою
функціонування фізіологічної системи сполучної тканини
гуморальні фактори (комплемент, опсоніни, лізоцим)
фагоцитуючі клітини (нейтрофіли, моноцити-тканинні макрофаги)
запалення
Механізми неспецифічної імунологічної резистентності
Е.А. Татарінов (1892-1950)
ученик та найближчий соратник О.О. Богомольця,
з 1931 року - завідувач кафедри патологічної фізіології КМІ
зовнішні бар'єри
внутрішні бар'єри
біологічні бар'єри
Л.С. Штерн (1878-1968)
неспецифічні
специфічні �(+ додаткові структури)
гісто-гематичні бар'єри
Л.С. Штерн, 1921
Структура гемато-енцефалічного бар’єру �П. Ерліх, 1885
Структура:
- ендотелій капіляра
- базальна мембрана
- мембрана астроциту
3D-модель гемато-енцефалічного бар’єру
імунологічна реактивність
клітинний тип імунної відповіді
гуморальний тип імунної відповіді
Види Т-лімфоцитів:
Т-хелпери – 55-60%, CD4+, активація імунної відповіді (Т-, В-лімфоцити, макрофагі)
Тх-0 – «наївні», здатні до подальшого диференцювання у напрямку або Тх-1 або Тх-2
Тх-1 – стимулятор утворення – IL-2,12 з АПК; продукують IL-2, γ-IF, TNF-α
Тх-2 – стимулятор утворення – IL-4 з тучних клітин; продукують IL-4,5,10,13
Тх-17 – стимулятор утворення – TGF-β, IL-23; продукують IL-17 (активація нейтрофілів)
T-reg (регуляторні) – CD4+CD25+Foxp3+ супресують Т-лімфоцити і АПК
Т-кілери – 20-30%, CD8+, цитотоксичний або проапоптичний ефект на клітини-мішені
CD8+CD28+ - мають властивості кілерів
CD8+CD28- - супресори, що виробляють гальмівні цитокіни (IL-6,10, γ-IF)
https://biology.univ.kiev.ua/images/stories/Kafedry/Microbiologiya/Library/Rozdil_11.pdf
Схема розвитку Т-клітинних імунних реакцій
Схема розвитку імунної відповіді
1 – захоплення чужорідного антигену АПК;
2 – презентація на АПК антигенного пептиду (АгП) у комплексі з МНС II;
3 – розпізнавання Т-хелпером на АПК комплексу МНС II + АгП та його активація;
4 – розпізнавання чужорідного антигену імуноглобуліновим рецептором В-клітини і презентація В-клітиною антигенного пептиду в комплексі з МНС II;
5 – розпізнавання активованим Т-хелпером на В-клітині АгП в комплексі з МНС II;
6 – активація В-клітини і диференціювання її в плазматичну клітину;
7 – синтез плазматичною клітиною специфічних антитіл;
8 – розпізнавання активованим Т-хелпером на АПК-містку АгП в комплексі з МНС II, активація цієї АПК та розпізнавання ЦТЛ на АПК-містку АгП в комплексі з МНС I;
9 – активація ЦТЛ;
10 – знищення активованим ЦТЛ клітини-мішені
https://biology.univ.kiev.ua/images/stories/Kafedry/Microbiologiya/Library/Rozdil_11.pdf
Ральф Марвін Стейнман
(1943-2011)
американський імунолог та цитолог, лауреат Нобелівської премії з фізіології та медицини у 2011 р. (спільно з Брюсом
Бетлером та Жюлем Гоффманом) «за відкриття �дендритних клітин та вивчення їх значення для набутого імунітету»(клітини Лангерганса шкіри)
Chowdhury MA, Hossain N, Kashem MA, Shahid MA, Alam A. Immune response in COVID-19: A review. J Infect Public Health. 2020 Nov;13(11):1619-1629. doi: 10.1016/j.jiph.2020.07.001. Epub 2020 Jul 14. PMID: 32718895; PMCID: PMC7359800.
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876034120305670?via%3Dihub
Akbar AN, Gilroy DW. Aging immunity may exacerbate COVID-19. Science. 2020 Jul 17;369(6501):256-257. doi: 10.1126/ science.abb0762. PMID: 32675364.
ІМУНОЛОГІЧНА НЕДОСТАТНІСТЬ
Первинна імунологічна недостатність
Вторинна імунологічна недостатність
генні мутації
хромосомні мутації
внутрішньоутробна інфекція
Первинні імунодефіцити
Частота первинної імунологічної недостатності становить 1 випадок на �10 000-100 000 живих новонароджених.
Головним клінічним проявом є підвищена сприйнятливість до інфекцій, схильність до хронічного перебігу, тяжкий перебіг, атипові (опортуністичні) збудники.
Залежно від рівня порушень і локалізації дефекту розрізняють наступні
первинні імунодефіцити:
гуморальні (В-клітинні)
клітинні �(Т-клітинні)
комбіновані
недостатність системи комплементу
дефекти фагоцитозу
(хвороба Брутона)
делеция генів важких ланцюгів
імуноглобулінів
з або без дефіциту IgA
рівнем імуноглобулінів
недостатність
Класифікація первинних імунодефіцитів
I. гуморальні або антитільних -
з переважним ураженням системи В-лімфоцитів
Хвороба Брутона - X-зчеплена інфантильна, вроджена агаммаглобулінемія.
У 1952 році американський педіатр Брутон описав 8-річного хлопчика, який з 4-річного віку 14 разів хворів пневмонією, переніс отити, синусити, сепсис, менінгіт. У крові немає антитіл.
Мутантний білок - тирозинкіназа Брутона.
Х-зчеплений рецесивний тип спадкування, виявляється тільки у хлопчиків.
У крові - відсутність гаммаглобулинов:
IgA і IgM знижені у 100 разів, а IgG - в 10 разів.
Плазмоцити в кістковому мозку майже відсутні.
Найбільш часто зустрічається селективний дефіцит IgA - 1 на 500-1500 жителів основної популяції. Крім підвищеної сприйнятливості до інфекцій, дефіцит IgA призводе до розвитку алергії (атопічного дерматиту і бронхіальній астмі) і аутоімунних захворювань (склеродермії, ревматоїдного артриту, вітіліго та ін.).
Класифікація первинних імунодефіцитів
II. клітинні
Синдром Ді Джорджі
(синдром дізембріогенеза 3-4 зябрової дуги, природжена аплазія тимусу та прищитоподібних залоз, синдром 22q11.2) –
різновид ідіопатичного ізольованого гипопаратиреоза;
рідкісне вроджене захворювання з аутосомно-домінантним типом успадкування
Характеризується агенезией або дисгенезом прищитоподібних залоз, аплазією тимусу, що приводить до різкого зниження популяції Т-лімфоцитів і імунологічної недостатності, вродженими аномаліями великих судин (дефекти аорти, тетрада Фалло).
Класифікація первинних імунодефіцитів
III. комбіновані
Синдром Віскотта-Олдріча
рідкісне Х-зчеплене рецесивне захворювання (хворіють тільки хлопчики) з наявністю:
екземи,
тромбоцитопенії,
імунодефіциту.
прояви:
(кривавий пронос),
У крові низький IgM, нормальний IgG, високий IgA, дуже високий IgE.
Синдром Луї-Барр -
вроджений імунодефіцитний стан з переважним ураженням Т-ланки імунітету,
успадковується за аутосомно-рецесивним типом.
Клінічно проявляється мозжочковою атаксією,
у віці від 2 до 8 років виникають телеангіектазії (бульбарна кон'юнктива між кутом ока і лімбом має вигляд червоних звивистих судин і клубків).
Спостерігається аплазія вилочкової залози, гіпоплазія (недорозвинення) лімфатичних вузлів, селезінки, групових лімфатичних фолікулів тонкої кишки, піднебінних мигдалин, хронічний гнійний синусит, отит.
У крові відсутні Т-лімфоцити (супресори) і у частини хворих немає IgA, що пов'язано з відсутністю у них Т-хелперів.
Класифікація первинних імунодефіцитів
V. дефекти фагоцитозу (спадкові нейтропенії)
Синдром Костманна
агранулоцитоз новонароджених,
аутосомно-рецесивне захворювання.
Характерні важкі рецидивуючі гнійні інфекції з перших місяців життя.
Для захворювання характерна тріада симптомів:
Виявляються відсутність лімфатичних вузлів, мигдаликів, тимусу, іноді мають місце анемія і тромбоцитопенія.
Кістковий мозок з мієлоїдною гіпоплазією і зупинкою на стадії проміелоцитів.
Поняття вторинного імунодефіциту (імонодепресія) включає:
1. клініко-імунологічний синдром, який розвивається на фоні раніше нормального функціонування імунної системи
2. зниження кількісних і функціональних показників специфічних і / або неспецифічних факторів іммунорезістент-ності
3. підвищений ризик розвитку хронічних інфекційних захворювань, аутоімунної патології, алергічних хвороб і пухлинного росту
Етіологія імунодепресії
Екзогенні фактори
Ендогенні фактори
оборотний імунодефіцит
незворотний імунодефіцит
Збудник ВІЛ-інфекції - вірус імунодефіциту людини (ВІЛ)
ВІЛ вражає клітини імунної та нервової систем, що клінічно проявляється розвитком лімфаденопатії, інфекційних (паразитарних) ускладнень, виникненням деяких злоякісних новоутворень, а також енцефало- / міелопатії і супроводжується 100 % летальністю при відсутності лікування.
Синдром підвищеного імунодефіциту
Історія відкриття
Червень 1981, фахівці Центру з контролю за хворобами (Атланта, США) звернули особливу увагу на відомості про 5 хворих з пневмоцистної пневмонією і кандидозом:
Gottlieb M. S., Schroff R., Schanker H. et al. Pneumocystis carinii pneumonia and mucosal candidiasis in previously homosexual men // Now England J. Med. - 1981. - Vol. 305. - P. 1425-1430.
СНІД є кінцевою фазою клінічного перебігу ВІЛ-інфекції.
ВІЛ може передаватися при:
Клітини-мішені
Принцип зв'язування
Клітини-трансдуктори
(не мають СD4 +, але селективно сорбують, транспортують на мембрані або проводять через себе ВІЛ)
Синдром підвищеного імунодефіциту
Синдром підвищеного імунодефіциту
Стадії інфікування
https://uk.wikipedia.org/
Білок CCR5 належить до сімейства бета-хемокінових рецепторів інтегральних мембранних білків (C-C хемокіновий рецептор типу 5), зв’язаний з G-білком.
CCR5 переважно експресується на Т-клітинах, макрофагах, дендритних клітинах, еозинофілах, мікроглії.
https://en.wikipedia.org/wiki/CCR5
У людей ген білка CCR5 розташований на короткому плечі (p) у позиції 21 хромосоми 3.
Деякі популяції успадкували мутацію Delta 32, що призводить до генетичної делеції частини гена CCR5.
https://cellandbioscience.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13578-020-00410-6
I
II
III
ІМУНО-ДЕФІЦИТ
Патогенез ВІЛ-інфекції
кандидоз стравоходу, трахеї, бронхів, легенів
позалегеневий криптококкоз
криптоспоридіоз з діареєю більше 1 міс.
цитомегаловірусне ураження
інфекція, зумовлена вірусом простого герпесу, персистуюча більше 1 міс.
лімфома головного мозку у хворого молодше 60 років
лімфоцитарна інтерстиціальна пневмонія у дитини до 13 років
дисемінована інфекція, викликана мікобактеріями
(M. avium або M. Kansasii)
пневмоцистна пневмонія
прогресуюча багатовогнищева лейкоенцефалопатія
токсоплазмоз центральної нервової системи у хворих старше 1 міс.
12 СНІД-індикаторних
захворювань
Фагоцитоз (phagocytosis – діяльність фагоцитів)
а – адгезія,
б – фагоцитоз
Candida albicans нейтрофілом.
а – х15000;
б – х5000.
Амеба – “прабабушка” фагоцита
Фагоцитами називають клітини,
здатні до фагоцитозу.
До них відносять поліморфноядерні нейтрофіли і мононуклеари - моноцити та їх похідні:
макрофаги сполучної тканини,
клітини Купфера печінки,
альвеолярні макрофаги в легенях,
макрофаги червоного кісткового мозку,
вільні та фіксовані макрофаги селезінки,
макрофаги серозних порожнин,
остеокласти,
мікрогліальні клітини ЦНС.
Явище фагоцитозу вперше було вивчено і описано І. І. Мечніковим
І.І. Мечніков (1845-1916)
Ілюстрація до статті Мечнікова про фагоцитоз «Резорбція клітин»
Механізми фагоцитозу
Стадії фагоцитозу
Основні функції фагоцитів
Основні функції фагоцитів
міграція
хемотаксис
Хемотаксини – речовини екзогенного
(бактеріальні ліпополісахариди, продукти руйнування бактеріальних мембран – мурамилпептид) та
ендогенного походження
(побічні продукти активації комплементу С3а, С5а), лейкотрієни, лімфо - і монокины, фактор еміграції нейтрофілів).
Основні функції фагоцитів
адгезивність
Фактори, що визначають адгезивність:
1. електростатичний заряд (негативно заряджені фагоцити добре прилипають до позитивно заряджених частинок),
2. гідрофобність (фагоцити добре прилипають до частинок з гідрофобними поверхнями),
3. наявність рецепторів до опсонінів (речовин, які зв'язуються з бактеріями і корпускулярними антигенами – антитіла класу IgG, проміжні продукти активації комплементу – С3b, С-реактивний білок, фібронектин, тафтсин).
Основні функції фагоцитів
Ендоцитоз
Стадії эндоцитоза:
Основні функції фагоцитів
бактерицидність
секреція
К бактеріцидним системам фагоцитів відносять:
1. мієлопероксидазную систему,
2. лізоцим,
3. лактоферин,
4. неферментні катіонні білки,
5. молочну кислоту.
Фагоцитоз може бути завершеним (сприятливий результат) і не завершеним (наприклад, малярійний плазмодій, для якого фагоцитоз в організмі господаря – етап циклу розвитку).
лізосомальні ферментопатії
зниження ефективності опсонізації
мієлопероксидазна недостатність
дефіцит молекул адгезії
недостатність гормональної регуляції
Причини не завершеного фагоцитозу
Незавершений фагоцитоз мікобактерій туберкульозу
(забарвлення за Циль-Нільсоном)
Бубонна чума (Чорна Смерть) прокотилася Північною Африкою та Євразією в середині XIV століття, знищила до половини людського населення, змінила історію і, можливо, хід людської еволюції.
https://doi.org/10.1038/d41586-022-03298-z
Чотири варіанти ДНК стали більш поширеними після епідемії оскільки сприяли виживанню, але захист, який забезпечують ці варіанти, міг коштувати дорого: сьогодні два з них пов’язані з підвищеним ризиком аутоімунних розладів, таких як хвороба Крона та ревматоїдний артрит.
Було вивчено більш ніж 500 зразків ДНК, виділених із кісток або зубів людей, які жили до чуми, померли від неї або жили через одне або два покоління пізніше у Великобританії (Лондон) та Данії.
https://knowhow.pp.ua/black-death-evolution-of-immunity-genes/
Наявність повнорозмірного функціонального білка ERAP2 покращує імунний захист, оскільки макрофаги, що експресують повноцінну версію ERAP2, здатні перешкоджати реплікації Yersinia pestis більш ефективно, ніж макрофаги, що експресують укорочену версію.
Один з таких варіантів – ген ERAP2, який кодує білок ERAP2, що приймає участь у процесінгу та презентації антигенів Yersinia pestis у макрофагах.
Але захисний варіант гена ERAP2 є відомим фактором ризику хвороби Крона (аутоімунного захворювання).
Порушення фагоцитозу
Порушення фагоцитозу
I. Порушення, пов'язані з особливостями об'єкта фагоцитозу.
II. Порушення опсонізації – обумовлені імунодефіцитами,
які проявляються порушенням утворенням:
імуноглобулінів G,
побічного продукту активації комплементу С3b,
фібронектину ,
системи пропердину,
а також при видаленні селезінки, що призводить до дефіциту тафтсину.
Порушення фагоцитозу
Тафтсин – основний тетрапептид (тре-ліз-про-арг) гормоноподібної дії, що характеризується стимулюючим впливом на фагоцитоз.
Синтезується в селезінці у транспортній формі (так званий лейкофільний g-глобулін). При зв'язуванні з лейкоцитами за допомогою лейкокінази тафтсин відщеплюється від глобулінової частини і надає біологічну дію.
Рецептором для тафтсина служить нейрамінова кислота.
Порушення фагоцитозу