1

CURS 2

FIZIOPATOLOGIA REAC IILOR DE AP RARE ALE ORGANISMULUI (I) Planul CURSULUI: I. Ap rarea NESPECIFIC II. Ap rarea SPECIFIC / Imunitatea NATIV (ÎNN SCUT ) III. Ap rarea SPECIFIC / Imunitatea ADAPTATIV (DOBÂNDIT )

Ap rarea organismului cuprinde totalitatea SISTEMELOR i PROCESELOR care protejeaz organismul fa de o varietate de agen i infec io i (bacterii, virusuri, fungi, parazi i) sau traumatici (factori fizici, mecanici, chimici, inclusiv poluan i atmosferici) capabili de a induce leziuni tisulare. Clasificare:

ap rare nespecific ap rare specific

AP RAREA NESPECIFIC

Caracteristici:

prima linie de ap rare a organismului r spuns imediat la agresiune f r specificitate (nu recunoa te „self-ul” de „non-self”) eficacitate medie f r memorie imunologic

Componente: a) Barierele epiteliale naturale (bariere mecanice i chimice) b) Flora normal (saprofit )

a) Barierele EPITELIALE NATURALE

1. Pielea barier fizic deoarece epiderma este alc tuit dintr-un epiteliu pluristratificat keratinizat cu jonc iuni

intercelulare strânse care împiedic penetrarea agen ilor patogeni barier chimic deoarece la suprafa a pielii exist un micromediu acid i proteine antibacteriene (ex,

lizozim), iar temperatura sc zut împiedic dezvoltarea microorganismelor 2. Mucoasa c ilor respiratorii, a tractului gastro-intestinal i uro-genital

barier fizic : mucoasa este alc tuit dintr-un epiteliu pluristratificat cu jonc iuni intercelulare strânse la nivelul tuturor acestor structuri

mucusul secretat la nivelul c ilor respiratorii împiedic ata area i penetrarea mucoaselor de c tre agen ii infec io i i particip împreun cu cilii vibratili la eliminarea acestora din organism prin tuse/str nut (mecanismul de clearance muco-ciliar)

DEPARTAMENTUL III - TIIN E FUNC IONALE Disciplina FIZIOPATOLOGIE Spl. Tudor Vladimirescu, nr. 14 300173 Timi oara, Tel/Fax: +40 256 493085

2

barier chimic prin secre ia de factori antibacterieni: lizozimul i lactoferina prezente în saliv i lacrimi peptidele numite defensine secretate de c tre epitelii (respirator, digestiv, urinar) i

respectiv, de c tre leucocitele neutrofile (proteine cationice antimicrobiene) glicoproteinele numite colectine includ proteinele surfactantului (secretate la nivel

pulmonar) i lectina care leag manoza (MBL - Mannose-Binding Lectin, cu rol de activare a complementului pe calea lectinic )

pH-ul gastric acid (3-5) împiedic dezvoltarea microorganismelor

b) Flora NORMAL cuprinde microorganismele non-patogene care colonizeaz pielea, tractul intestinal i urogenital are rol protector, de prevenire a coloniz rii cu agen i patogeni prin:

competi ia pentru spa iu/substan e nutritive produc ia de substan e antimicrobiene sc derea pH-ului local

unele dintre aceste microorganisme saprofite (ex., Pseudomonas aeruginosa) pot determina infec ii oportunistice la pacien ii cu imunosupresie

AP RAREA SPECIFIC (IMUNITATEA)

Defini ie: capacitatea organismului de a rezista la agresiunea microorganismelor i a produ ilor toxici ai acestora

Tipuri de imunitate: imunitate nativ (înn scut ) imunitate adaptativ (dobândit )

I. IMUNITATEA NATIV (ÎNN SCUT ) Caracteristici:

a doua linie de ap rare a organismului specificitate redus , recunoa te „self-ul” de „non-self” dar nu este specific pentru un anumit agent etiologic

r spuns imediat (minute, ore) la agresiune i identic la fiecare expunere eficacitate mare

f r memorie imunologic Componente: celular i umoral

a) Componenta CELULAR celulele EFECTOARE ale imunit ii NATIVE 1. Fagocitele

sunt leucocite care au proprietatea de fagocitoz (Fig.1A) de 2 tipuri: granulocitele neutrofile - intervin precoce în reac ia inflamatorie acut monocitele/macrofagele - intervin tardiv în inflama ia acut i predomin în cea cronic

particip la reac ia inflamatorie prin eliberarea de mediatori celulari preforma i (existen i în granula iile citoplasmatice) i nou forma i (sintetiza i „de novo” ca r spuns la agresiune)

2. Limfocitele NK (”natural killer”)

reprezint un subset de limfocite care au capacitatea natural de a distruge:

3

celulele proprii modificate (care i-au pierdut moleculele CMH clasa I), inclusiv celule tumorale

celule care au fost infectate cu agen i patogeni intracelulari (bacterii i virusuri) celulele care au fixat anticorpi (Ac) deoarece NK au pe suprafa a lor receptori pentru

por iunea Fc a IgG sunt responsabile de citotoxicitatea dependent de Ac (Fig. 1B):

fixarea NK pe celulele int acoperite cu IgG determin eliberare din granula ii a perforinelor, proteine-canal care formeaz pori transmembranari la nivelul membranei celulei int prin care p trund: i) Na+ i apa ce induc citoliza osmotic i ii) granzimele ce induc apoptoza.

Figura 1. Celulele efectoare ale imunit ii NATIVE. A – Fagocit (neutrofil, macrofag), B – Limfocit natural killer (NK)

(Modificat dup Huether S.E. McCance K.L. Understanding Pathophysiology, 5th Ed, 2012) b) Componenta umoral este reprezentat de molecule a c ror concentra ie sanguin cre te în cadrul

reac iei inflamatorii, denumite colectiv mediatorii chimici ai inflama iei acute, elibera i de c tre celulele men ionate mai sus sau prezen i în sânge/lichidele organismului (ex., sistemul complementului). În cadrul imunit ii native, principala reac ie de ap rare este inflama ia acut .

A. INFLAMA IA ACUT 1. DEFINI IE: reac ia de ap rare a esuturilor vii, vascularizate, adiacente unei zone de leziune sau necroz tisular . 2. ETIOLOGIE:

a) Factori NESPECIFICI: biologici (bacterii, virusuri, fungi, parazi i) chimici (substan e caustice, veninuri de insecte sau erpi, cristale endogene) fizici (radia ii ionizante, temperaturi extreme, energia electric ) mecanici (incizii, traumatisme, corpi str ini)

b) Factori SPECIFICI (imunologici): reac iile de hipersensibilitate (HS) care induc reac ia inflamatorie prin:

degranulare mastocitar (HS de tip I) activarea complementului (HS de tip II i III) eliberarea de limfokine de c tre limfocitele T activate (HS de tip IV)

bolile autoimune

4

3. CARACTERISTICI GENERALE: Rol: ap rarea organismului cu eliminarea agentului cauzal i prevenirea extinderii leziunilor la esuturile

vecine s n toase (izolarea ariei lezate) realizat prin: distrugerea microorganismelor patogene i/sau inhibi ia multiplic rii lor neutralizarea i eliminarea substan elor toxice înl turarea celulelor moarte i a detritusurilor celulare crearea condi iilor pentru începerea proceselor reparatorii

Durata: zile (sub 2 s pt mâni) Predominan a MODIFIC RILOR VASCULARE cu formarea unui exudat inflamator abundent Infiltratul celular inflamator este bogat în microfage (polimorfonucleare neutrofile) i macrofage

4. MANIFEST RILE INFLAMA IEI ACUTE:

a) Semnele locale: 5 semne cardinale - calor, rubor, tumor, dolor (Celsus) i functio laesa (Virchow) b) Semne sistemice: reac ia de faz acut caracterizat prin:

febr determinat de eliberarea pirogenilor endogeni de c tre micro/macrofage leucocitoz cu neutrofilie cre terea VSH determinat de cre terea fibrinogenului cu favorizarea dispunerii eritrocitelor în ”fi icuri”

disproteinemia din reac ia de faz acut : albuminelor, 1- i 2-globulinelor

5. ETAPELE INFLAMA IEI ACUTE: A. Eliberarea i/sau activarea mediatorilor inflama iei B. Reac ia vascular cu formarea exudatului inflamator C. Reac ia celular cu formarea infiltratului inflamator D. Procesele reparatorii

A. ELIBERAREA I/SAU ACTIVAREA MEDIATORILOR INFLAMA IEI Caracteristici:

declan eaz i moduleaz r spunsul inflamator au origine celular (sunt elibera i de celulele participante la reac ia inflamatorie) i plasmatic (provin

din activarea unor constituen i ai plasmei sub ac iunea factorilor etiologici) I. MEDIATORII CELULARI sunt de 2 tipuri:

preforma i (stoca i în granulele celulelor participante la reac ia inflamatorie) nou forma i (sintetiza i de novo ca urmare a stimul rii celulelor participante la inflama ie)

1. Mediatorii celulari PREFORMA I (elibera i din granulele celulelor inflamatorii):

din bazofile i mastocite histamina i factorii chemotactici pentru neutrofile (NCF, Neutrophil Chemotactic Factor) i eozinofile (ECF, Eosinophil Chemotactic Factor)

din fagocite enzimele lizozomale

a) HISTAMINA: stocat în granulele mastocitelor/bazofilelor i eliberat prin degranularea acestora ac iuni:

vasodilata ie cre terea permeabilit ii vasculare contrac ia musculaturii netede bron iolare i intestinale

b) FACTORII CHEMOTACTICI pentru NEUTROFILE (NCF) i EOZINOFILE (ECF) stoca i în granulele mastocitelor i bazofilelor i elibera i prin degranularea acestora

5

atrag leucocitele corespunz toare în focarul inflamator: neutrofilele sunt atrase precoce în focarul inflamator - în primele 6-12 ore de la debutul inflama iei eozinofilele au rol în ap rarea antiparazitar

c) ENZIMELE LIZOZOMALE: stocate în lizozomii micro- i macrofagelor sunt eliberate prin:

labilizarea membranelor lizozomale în cursul activ rii fagocitozei i distruc ia celulelor fagocitare

ac iuni: direct , de degradare a structurilor extracelulare:

liza colagenului (colagenaza) liza elastinei (elastaza) liza proteoglicanilor din cartilaje (catepsina D si G)

indirect , de: activare a complementului activare a sistemului kininelor declan are a fibrinolizei prin transformarea plasminogenului în plasmin

la nivel extracelular sunt rapid inhibate de antiproteazele lizozomale din ser i lichidul intersti ial ( 1-antitripsina, 2-macroglobulina)

2. Mediatorii celulari NOU FORMA I (sintetiza i de novo sub ac iunea factorilor etiologici) sunt: Deriva ii acidului arahidonic Factorul de activare plachetar (PAF, Platelet Activating Factor) Citokinele

a) Deriva ii ACIDULUI ARAHIDONIC

leziunile tisulare activeaz fosfolipaza A2 care elibereaz acidul arahidonic din fosfolipidele membranare

acidul arahidonic este precursorul prostaglandinelor, prostaciclinelor, tromboxanilor pe calea ciclooxigenazei i respectiv, a leucotrienelor pe calea lipooxigenazei (Fig.2)

Prostaglandinele (PG D2, E2, F2 ) produc: vasodilata ie cre terea permeabilit ii vasculare contrac ia musculaturii netede bron iolare durere (factori algogeni) efect pirogen (PG E1, E2 sunt mediatorii centrali ai reac iei febrile)

Tromboxanii (TxA2) produc: vasoconstric ie stimuleaz aderarea i agregarea trombocitar

Prostaciclinele (PG I2) produc: vasodilata ie inhib aderarea i agregarea trombocitar

Leucotrienele efect chemotactic pentru neutrofile - LTB4 contrac ia musculaturii netede bron iolare + permeabilit ii vasculare - LC4, LD4 i LE4 (au fost denumite în trecut colectiv SRS-A - ”Slow Reacting Substance of Anaphylaxis”)

6

Figura 2. Metaboli ii acidului arahidonic. (Modificat dup http://quizlet.com/14277612/general-pathology-quiz-1-flash-cards/)

b) Factorul de ACTIVARE PLACHETAR (PAF) sintetizat din fosfolipidele membranare sub ac iunea fosfolipazei A2 de c tre mastocite în principal ac iuni:

vasoconstric ie efect chemotactic activarea trombocitelor contrac ia musculaturii netede bron iolare i intestinale

c) Citokinele Citokinele sunt polipeptide sintetizate i eliberate de un spectru larg de celule: micro- i macrofage, limfocite, fibrobla ti, celule endoteliale i care au efect pro- sau antiinflamator. Au fost descrise peste 100 de citokine la ora actual , dintre care cele mai importante sunt interleukinele, interferonii i chemokinele. 1. Interleukinele (IL) proinflamatorii sunt IL-1, IL-6 i împreun cu o alt citokin , TNF (factorul de necroz tumoral ) sunt

produse de macrofagele activate i au urm toarele ac iuni: cresc sinteza i expresia moleculelor de adeziune la suprafa a celulelor endoteliale în vederea

atragerii leucocitelor în focarul inflamator (procesele de rostogolire, aderare i migrare în intersti iu) declan eaz reac ia de faz acut , prin ac iune pe:

hipotalamus: febr - sunt pirogeni endogeni m duva osoas : leucocitoz cu neutrofilie (datorit eliber rii din depozitele medulare) hepatocit: cre te sinteza proteinelor de faz acut (proteina C-reactiv , fibrinogen, 1-antitripsina/antichimotripsina, 2-haptoglobina, ceruloplasmina)

induc proliferarea fibrobla tilor + stimularea sintezei de colagen (rol în procesul de cicatrizare) antiinflamatorii sunt IL-10, TGF .

2. Interferonii (IFN) citokine cu rol major în ap rarea antiviral a organismului - 3 tipuri principale:

7

IFN- si IFN- – elibera i de macrofage i de celulele infectate viral rol de cre tere a produc iei de proteine antivirale de c tre celulele indemne din vecin tate

IFN- – produs de limfocite cu rol de cre tere a activit ii bactericide i virulicide a macrofagelor

3. Chemokinele: proteine cu GM mic cu rol chemotactic i de favorizare a migr rii leucocitelor în focarul inflamator. II. MEDIATORII PLASMATICI Cuprind un ansamblu de proteine plasmatice prezente în stare inactiv în circula ie i care se activeaz în cascad în cadrul a 3 sisteme majore:

sistemul complementului sistemul kininelor sistemul coagul rii/fibrinolizei

a) Sistemul COMPLEMENTULUI

complex de proteine serice activat pe 3 c i: clasic , altern i a lectinei (Fig.3) rol în medierea reac iei inflamatorii prin urm torii produ i biologici activi:

anafilatoxinele C3a si C5a determin : vasodilata ie cre terea permeabilit ii capilare contrac ia musculaturii netede bron iolare i intestinale efect chemotactic (numai C5a)

C3b produce opsonizarea particulelor de fagocitat C5b-9 numit complexul de atac membranar produce citoliza osmotic a celulelor int .

Figura 3. Sistemul complementului. (Modificat http://www.studyblue.com/notes/note/n/immunology-exam-3-chapter-6-the-complement-system/deck/6350377b)

8

b) Sistemul KININELOR Cuprinde o familie de mediatori plasmatici, dintre care cea mai important este bradikinina care se

formeaz dintr-un precursor plasmatic inactiv numit kininogen sub ac iunea factorului XII Hageman activat ac iuni:

vasodilata ie cre terea permeabilit ii vasculare contrac ia musculaturii netede bron iolare i intestinale durere (factor algogen)

c) Sistemul COAGUL RII / FIBRINOLIZEI Activarea coagul rii are drept scop: i) oprirea sânger rii la nivelul vaselor lezate i ii) crearea substratului pentru procesele reparatorii. B. REAC IA VASCULAR - conduce la formarea EXUDATULUI INFLAMATOR Cuprinde urm toarele procese:

a) Vasodilata ia b) Cre terea permeabilit ii vasculare c) Modificarea vitezei de circula ie de sângelui

i are drept consecin modific rile metabolice din focarul inflamator. a) Vasodilata ia: are loc sub ac iunea: histaminei, bradikininei, anafilatoxinelor, prostaglandinelor determin fluxului sanguin local (hiperemie) cu:

ro eat local (RUBOR) cre terea temperaturii locale (CALOR)

b) Cre terea permeabilit ii vasculare: const în l rgirea jonc iunilor dintre celulele endoteliale datorit contrac iei celulelor musculare

periendoteliale determin trecerea lichidului i proteinelor din lumenul vascular în intersti iu cu formarea exudatului

inflamator (> 3 g/% proteine si D > 1015) i tumefierea local (TUMOR). Avantajele formarii exudatului inflamator:

extravazarea de lichid determin dilu ia toxinelor i a produ ilor de catabolism extravazarea de proteine de tipul:

Ig (anticorpilor) cu rol de ap rare local fibrinogenului cu generarea local de fibrin care delimiteaz focarul inflamator i favorizeaz

afrontarea marginilor pl gii cre terea drenajului limfatic determin transferul Ag la nivelul ganglionilor limfatici unde întâlnesc un nr. mare de limfocite si macrofage (existând uneori riscul disemin rii la distan a infec iei)

c) Modificarea vitezei de circula ie a sângelui ini ial hiperemie ulterior staz (încetinirea fluxului sanguin) datorit :

vasodilata iei vâscozit ii sângelui (hemoconcentra ie datorit extravaz rii lichidiene în intersti iu) form rii microtrombilor (prin stimularea ader rii i agreg rii trombocitare) edemului local ce comprim vasele

9

determin hipoxie celular , responsabil de modific rile metabolice i de leziunile endoteliale care contribuie la agravarea hiperpermeabiliz rii vasculare.

Modific rile METABOLICE din focarul inflamator sunt determinate de staza vascular i hipoxia celular constau în:

glicoliza anaerob determin acumularea local de acid lactic i acidoz local sc derea energogenezei celulare cu sc derea rezervelor de ATP datorit :

randamentului sc zut al glicolizei anaerobe leziunilor mitocondriale cu decuplarea fosforil rii oxidative

alterarea reparti iei apei i ionilor cu: edem inflamator = acumularea apei în intersti iu datorit hiperpermeabiliz rii capilare transmineralizare = ie irea K+ si p trunderea Na+ în celule

degradarea lipidelor membranare cu eliberarea de acid arahidonic i sintezei deriva ilor s i catabolism proteic crescut datorit eliber rii proteazelor din fagocite acumularea de factori algogeni: bradikinina, prostaglandinele, H+ care împreun cu edemul ce

comprim termina iile nervoase libere determin durerea (DOLOR) din focarul inflamator. C. REAC IA CELULAR – conduce la formarea INFILTRATULUI CELULAR INFLAMATOR Cuprinde urm toarele etape:

a) Margina ia const în pierderea pozi iei centrale a leucocitelor în torentul sanguin i dispunerea lor la

periferia vasului, fiind favorizat de staza sanguin .

b) Rostogolirea i aderarea leucocitelor la suprafa a endoteliului vascular este un proces activ mediat de moleculele de adeziune denumite selectine i integrine, precum i de

chemokine.

c) Diapedeza & migrarea constau în str baterea peretelui capilar i ie irea celulelor din vas în intersti iu (în primele 12 ore ies neutrofilele, iar în urm toarele 24-48 ore ies macrofagele)

d) Chemotaxia reprezint migrarea orientat a leucocitelor spre focarul inflamator sub ac iunea factorilor chemotactici elibera i în focar:

toxinele bacteriene ionii de H+ anafilatoxina C5a leucotriena B4 IL-8

e) Fagocitoza implic : aderarea de particulele str ine (favorizat de opsonizarea lor cu IgG, C3b) endocitoza (înglobarea particulei str ine) i formarea fagozomilor (veziculele de fagocitoz ) formarea fagolizozomilor (golirea în veziculele de fagocitoz a con inutului lizozomilor) cu digestia

materialului str in prin 2 mecanisme: oxigen-dependente (ac iune bactericid i citolitic mediat de formarea speciilor reactive de oxigen) oxigen-independente (lizozim, lactoferin , proteine cationice antimicrobiene, ioni de hidrogen)

10

D. PROCESELE REPARATORII Cuprind:

ini ial asanarea focarului inflamator ulterior vindecarea f r sechele (rezolu ia) sau cicatrizarea

a) Asanarea focarului inflamator este realizat de c tre fagocitele activate cu eliminarea bacteriilor în inflama iile septice i a resturilor celulare în inflama iile aseptice

b) Vindecarea prin regenerarea celulelor (rezolu ia) este posibil numai în esuturile ale c ror celule prezint capacitate de diviziune.

c) Vindecarea prin cicatrizare are loc ori de câte ori a fost lezat stroma conjunctiv . Etape:

activarea coagul rii cu formare cheagului de fibrin colonizarea cheagului cu fibrobla ti i capilare de neoforma ie formarea esutului de granula ie care substituie progresiv deficitul de substan de la baza spre suprafa a leziunii

proliferarea celulelor epiteliale dinspre marginile pl gii peste esutul de granula ie proliferarea fibrobla tilor cu sintez de colagen i fibroz local

Clasificare: cicatrizarea PRIMAR - în leziunile tisulare minime, la care marginile pl gii sunt afrontate (ex. incizii chirurgicale)

cicatrizarea SECUNDAR - în leziunile tisulare cu defect mare de substan (ex. ulcer, abces) etapele cicatriz rii sunt acelea i, dar cicatrizarea secundar necesit o cantitate mai mare de esut reparator i un timp mai îndelungat.

B. INFLAMA IA CRONIC 1. DEFINI IE: proces patologic caracterizat prin coexisten a în diferite grade a inflama iei cu distruc ia tisular i cu procesele reparatorii.

! Actualmente inflama ia cronic este considerat drept mecanismul patogenic resposabil de progresiunea bolilor cardiovasculare, a cancerelor i a maladiilor degenerative de tipul bolii Alzheimer.

2. CLASIFICARE: Inflama ii cronice secundare inflama iilor acute când agentul etiologic nu este distrus în totalitate de reac ia

inflamatorie Inflama ii primar cronice, în caz de:

infec ie cu microorganisme cu localizare intracelular , ex. bacterii (în tuberculoz , bruceloz ), fungi (în histoplasmoz ), parazi i (în toxoplasmoz , leishmanioz ) care declan eaz inflama ia cronic în cadrul reac iei de hipersensibilitate (HS) de tip IV (mediat celular, de tip întârziat)

activare excesiv a raspunsului imun, ex. inflama ia cronic din bolile autoimune, ex. artrita reumatoid , scleroza multipl , boala Crohn.

expunere cronic la un agent lezional exogen, ex., la nivel pulmonar, inhalarea/depunerea cronic a dioxidului de siliciu determin silicoza sau endogen, ex.,la nivelul pere ilor vasculari, depozitarea de colesterol între ine inflama ia cronic din ateroscleroz

prezen a prelungit a unui agent fizic iritativ, ex., material de sutur , talc, corpi str ini (lemn, sticl ) determin o inflama ie cronic granulomatoas .

11

3. CARACTERISTICI GENERALE: durata: s pt mâni - luni modific rile vasculare sunt reduse sau absente infiltratul celular inflamator este bogat în mononucleare: macrofage (principala celul implicat ),

limfocite, plasmocite distruc ia tisular este consecin a persisten ei agentului lezional i a afluxului celulelor inflamatorii procesele reparatorii sunt dominate de PROLIFERAREA ESUTULUI CONJUNCTIV cu fibroz întins i

de ANGIOGENEZA local

4. PATOGENEZ : Macrofagele activate de in rolul central în inflama ia cronic . Activarea acestora se realizeaz prin mecanism non-imun (infec ios toxic) sau imun (citokine - ex, IFN- - eliberate de limfocitele T i celulele NK) i este responsabil de 2 procese simultane:

i) între inerea inflama iei i distruc ii tisulare via eliberarea crescut de enzime lizozomale, specii reactive de oxigen i azot, mediatori chimici i citokine i ii) activarea proceselor reparatorii cu fibroz , angiogenez i remodelare tisular via eliberarea de factori de cre tere i pro-angiogenici (TGF - ”Transforming Growth Factor ” i FGF, ”Fibroblast Growth Factor”). Opinia actual este c exist 2 subpopula ii de macrofage:

M1, activate clasic de c tre produ ii microbieni i citokinele secretate de limfocitele Th1 - cu ac iune bactericid i rol central în inflama ia cronic (secret IL-1 i TNF )

M2, activate alternativ de c tre citokinele secretate de limfocitele Th2 (IL-13, IL-4) - cu ac iune anti-inflamatorie i de favorizare a proceselor reparatorii (secret IL-10 i TGF ).

În condi iile în care macrofagele nu reu esc eliminarea agentului lezional, organismul încearc izolarea acestuia cu apari ia unei inflama ii cronice granulomatoase. Leziunea caracteristic este granulomul inflamator (prototip - cel din infectia cu Mycobacterium tuberculosis) alc tuit dintr-un:

miez format din: celule epiteloide care sunt macrofage transformate sub ac iunea citokinelor pentru a fagocita

detritusuri celulare i particule mici celule gigante multinucleate numite celule Langhans care sunt formate prin fuzionarea

celulelor epiteloide în vederea fagocit rii de particule mari înveli extern de limfocite capsul de fibrobla ti

II. IMUNITATEA ADAPTATIV (DOBÂNDIT ) Caracteristici:

a treia linie de ap rare a organismului specific , recunoa te „self-ul” de „non-self” i este orientat împotriva unui anumit agent etiologic r spunsul este declan at:

i) cu o laten (zile, s pt mâni) la primul contact cu antigenul în r spunsul imun (RI) primar ii) imediat, rapid i mai eficient în cazul expunerilor ulterioare la acela i antigen în RI secundar

eficacitate mare cu memorie imunologic

Componente: A. Antigenele B. Celulele efectoare C. Mediatorii solubili – imunoglobulinele

12

A. Antigenele Defini ii:

antigenele (Ag) sunt structuri recunoscute ca str ine sau “non-self” capabile de a genera în organism un r spuns imun (sunt imunogene) specific umoral i/sau celular

determinantul antigenic (epitopul) reprezint por iunea din structura Ag cu rol de recunoa tere i fixare pe 3 tipuri de structuri: i) fragmentul Fab al anticorpilor (Ac), ii) receptorul pentru Ag al limfocitelor B (”B Cell Receptor” - BCR) i iii) receptorul pentru antigen al limfocitelor T (”T Cell Receptor” - TCR).

Categoriile de Ag împotriva c rora poate fi declan at r spunsul imun specific sunt: Ag infec ioase – bacterii, virusuri, fungi, parazi i Ag neinfec ioase – ex., alimente, venin de insecte, etc. Ag din produse terapeutice – ex., medicamente, vaccinuri, sânge conservat, esuturi sau organe

transplantate Moleculele complexului major de compatibilitate (CMH) - RAPEL DE LA MICROBIOLOGIE Defini ie: proteine structurale aflate pe suprafa a celulelor organismului a c ror sintez este codificat de genele

complexului major de histocompatibilitate (CMH) localizate pe bra ul scurt al cromozomului 6 i grupate în 3 clase (I, II i III). Aceste proteine sunt caracteristice fiec rui individ i au un rol esen ial în transplant deoarece sunt recunoscute drept antigene de c tre organismul gazd (receptor al transplantului). Ele au fost identificate la om prima dat pe suprafa a leucocitelor, de unde denumirea de antigene HLA (Human Leucocytes Antigens), pentru ca ulterior s fie identificate pe suprafa a tuturor celulelor nucleate din organism.

Rol: dubla recunoa tere de c tre limfocite a Ag endogene i exogene fa de care se declan eaz un r spuns imun celular i/sau umoral

Clasificare: 1. Moleculele CMH clasa I (Antigenele HLA clasa I)

se g sesc pe suprafa a tuturor celulelor nucleate din organism (excep ie, hematiile care exprim în schimb antigenele de grup sanguin AB)

au rol în prezentarea Ag endogene exprimate de celulele infestate viral, celulele tumorale, celulele proprii modificate (ex, în bolile autoimune) sau de celulele unui organ/ esut transplantat

asigur dubla recunoa tere a Ag endogene de c tre limfocitul T citotoxic CD8+ (Tc CD8+): prin receptorul s u pentru antigen (TCR) limfocitul Tc CD8+ recunoa te Ag exprimat de o celul nucleat modificat NUMAI în asociere cu o molecul CMH clasa I (recunoa tere Ag-dependent )

prin co-receptorul CD8 limfocitul Tc CD8+ recunoa te celula nucleat modificat NUMAI dac aceasta exprim moleculele CMH clasa I (recunoa tere Ag-independent ) - Fig. 4B

2. Moleculele CMH clasa II (Antigenele HLA clasa I) sunt exprimate de c tre celulele prezentatoare de antigen (CPA) - macrofage, celule dendritice i de c tre limfocitele B au rol în prezentarea Ag exogene supuse ini ial unui proces de fagocitoz (în cazul macrofagelor i celulelor dendritice) sau

de endocitoz mediat de receptor (în cazul limfocitului B) asigur dubla recunoa tere a Ag de c tre limfocitul T helper CD4+ (Th CD4+)

prin receptorul pentru antigen (TCR) limfocitul Th CD4+ recunoa te Ag exprimat de CPA NUMAI în asociere cu o molecul CMH clasa II (recunoa tere Ag-dependent )

prin co-receptorul CD4, limfocitul Th CD4+ recunoa te CPA NUMAI dac aceasta exprim moleculele CMH clasa II (recunoa tere Ag-independent ) - Fig. 4A

Figura 4. Dubla recunoa tere de limfocite a Ag: A – limfocitul Thelper CD4+, B- limfocitul Tcitotoxic CD8+ (Modificat dup Mattson Porth C. & Matfin G., Essentials of Pathophysiology, 3rd Edition, 2011)

13

B. Celulele efectoare RI se realizeaz cu participarea a 2 tipuri de celule:

Celulele prezentatoare de antigen - CPA Celulele imunocompetente - limfocitele

CELULELE PREZENTATOARE DE ANTIGEN (CPA) sunt macrofagele i celulele dendritice.

1) Macrofagul – reprezint forma tisular a sistemului monocito-macrofagic care: capteaz , prelucreaz i expune Ag pe CMH clasa II pe care le prezint LTh activeaz diferen ierea LTh naive în subpopula iile LTh1 i 2 i LT cu memorie prin secre ia de IL-1 se activeaz sub ac iunea produ ilor microbieni i a IFN- secretate de LTh1 i devine celul

efectoare a RI celular prin produc ia de citokine, factori antitumorali, factori antimicrobieni.

2) Celulele dendritice reprezint o popula ie de monocite diferen iat la nivelul organelor limfoide periferice care prezint Ag exprimat pe ambele tipuri de CMH i pot ini ia atât RI umoral, cât i cel celular.

LIMFOCITELE sunt celulele efectoare ale r spunsului imun i cuprind 3 subtipuri distincte: limfocitele NK, limfocitele T i limfocitele B. Limfocitele NK sunt efectorii imunit ii native (prezentate anterior). Limfocitele T i B sunt efectorii imunit ii adaptative: Lf B sunt efectorii imunit ii umorale - mediate de anticorpi, iar LfT sunt efectorii imunit ii celulare - mediate de subpopula iile de limfocite T (subpopula ii care moduleaz i secre ia de anticorpi). 1) Limfocitele T citotoxice (LTc, CD8+) Caracteristici:

recunosc Ag exprimate de celule nucleate purt toare de Ag în asociere cu CMH clasa I (Fig.5) dup recunoa terea Ag, prolifereaz i se diferen iaz în LTc cu memorie sunt activate de limfocitele Th1 via secre ia de IL-2

Rol: citotoxicitatea mediat celular prin eliberarea perforine i granzime (similar ac iunii limfocitelor NK) implicat în:

ap rarea antiviral i antitumoral rejetul grefelor

Figura 5. Citotoxicitatea mediat celular. (Modificat dup Mattson Porth C. & Matfin G., Essentials of Pathophysiology, 3rd Edition, 2011) 2) Limfocitele B (LB) Caracteristici:

se formeaz la nivelul m duvei osoase hematogene i constituie majoritatea celulelor care populeaz organele limfoide periferice (splin , ganglioni limfatici, amigdale, etc.)

14

exprim receptori pentru Ag (BCR) care interac ioneaz cu Ag circulante extracelulare (bacteriile i toxinele acestora)

un LB exprim un singur tip de BCR care recunoa te numai un singur tip antigen („selec ie clonal ”) Roluri:

Sunt celulele efectoare ale RI umoral: la contactul cu Ag specific limfocitele B „naive” se activeaz , prolifereaz i se diferen iaz la nivelul organelor limfoide periferice în: i) plasmocite secretante de Ac i ii) LB cu memorie imunologic

Exist 2 tipuri de RI umoral:

a) RI primar: activarea limfocitelor B „naive” la primul contact cu Ag specific are o laten lung ( 7 zile) const în produc ia de IgM ( i IgG în cantitate mic ) presupune formarea limfocitelor B cu memorie

b) RI secundar: activarea limfocitelor B cu memorie la al doilea i la urm toarele contacte cu acela i Ag

are o laten scurt (2- 4 zile) presupune un RI rapid i amplu const în produc ia IgG în cantitate mare

! Observa ie: În condi ii patologice (ex. r. de HS de tip I), LB devin celule prezentatoare de antigen (CPA) pentru LTh2: peptidele antigenice sunt prezentate limfocitului Th2 care vor produce citokine ce favorizeaz proliferarea i diferen ierea LB.

3) Limfocitele T helper (LTh, CD4+) Caracteristici:

recunosc Ag exprimate de CPA în asociere cu CMH clasa II dup recunoa terea Ag, limfocitele Th naive prolifereaz i se diferen iaz în: i) dou tipuri de subpopula ii: Th1 i Th2 i în ii) LTh cu memorie imunologic

Roluri: 1. Subpopula ia Th1 se diferen iaz ca r spuns la antigenele bacteriene i virale i are rolul de a:

amplifica RI celular prin: secre ia de IL-2 care activeaz limfocitele T citotoxice LTc (Fig. 5)

secreta IFN- care activeaz macrofagele 2. Subpopula ia Th2 se diferen iaz ca r spuns la alergene i parazi i i are rolul de a:

amplifica RI umoral prin: secre ia de IL-4 i IL-13 responsabile de diferen ierea LB în plasmocite secretante de Ac (Ig)

secreta IL-5 responsabile de recrutarea i activarea eozinofilelor

DE RE INUT! R spunsul imun fiziologic presupune existen a unui echilibru între RI celular controlat de subpopula ia Th1 i cel umoral controlat de subpopula ia Th2.

Un r spuns Th1 exagerat este întâlnit în diabetul zaharat, boala ATS i hepatopatia cronic , în timp ce cre terea reactivit ii subpopula iei Th2 este responsabil de apari ia alergiilor, bolilor autoimune i a riscului carcinogen.

3) Limfocitele T reglatoare/ supresoare Clasificare:

a) Subset de limfocite Th CD4+ cu rol de: inhibi ie a RI umoral i celular prin secre ia local de citokine inhibitoare (IL-10, TGF- ) pentru

func ia limfocitelor i macrofagelor

15

b) Subset de limfocite Th CD8+ cu rol de: distrugere a limfocitelor Th i B devenite autoreactive (îndreptate împotriva structurilor proprii)

C. Mediatorii SOLUBILI - imunoglobulinele (Ig) sau anticorpii (Ac) Defini ie: efectorii imunit ii umorale sintetiza i de plasmocite ca r spuns la contactul cu un Ag specific Structur : molecula de Ig poate fi clivat enzimatic în 3 fragmente: dou fragmente identice - Fab i un

fragment – Fc fragmentele Fab (antigen binding) recunosc i leag Ag fragmentul Fc (cristalizabil):

asigur activarea complementului seric pe cale clasic interac ioneaz cu receptorul de pe suprafa a macrofagelor i a limfocitelor i activeaz fagocitoza

i respectiv, endocitoza mediat de receptor este important în transportul IgG de la mam la f t

Func iile imunoglobulinelor:

a) Neutralizarea TOXINELOR BACTERIENE complexele Ag-Ac împiedic fixarea toxinelor pe receptorii celulari i exercitarea efectelor lor

patologice b) Neutralizarea VIRUSURILOR

infec iile virale cu virusuri care circul în sânge (ex, v. poliomielitei, v. gripal) sunt susceptibile la ac iunea Ig care asigur protec ia organismului dup infec ia ini ial i recurent (infec iile cu virusuri cu multiplicare intracelular - ex, v. herpetic, sunt inaccesibile Ig)

c) Opsonizarea BACTERIILOR IgG (al turi de C3b) are rol de opsonin care face bacteria susceptibil pentru fagocitoz

Clasele de imunoglobuline – Tabelul 1

Tabel 1. Clasele de Ig

Clase Roluri 1. IgG (80-85% din totalul Ig) principala Ig a RI secundar

singura form de Ig care poate traversa placenta i asigur protec ia f tului

se leag de fragmentul C1q al complementului i determin activarea complementului pe calea clasic

sunt antitoxine (rol de neutralizare a toxinelor) sunt opsonine (rol în fagocitoz )

2. IgA (2 subtipuri: IgA1 i IgA2) IgA1 (majoritar ) = IgA seric IgA2 = IgA secretorie

rol principal de ap rare la nivelul mucoaselor

3. IgM (pentamer)

principala Ig a RI primar aglutinin (aglutininele anti-AB) nu poate traversa bariera placentar

4. IgD (forma membranar de Ig) rol de receptor pe suprafa a limfocitelor B (BCR) 5. IgE (concentra ia cea mai mic ) cresc în reac iile alergice i în infesta iile parazitare