A tankönyben (http://immunologia.elte.hu/oktatas.php):

A kórokozók ellen kialakuló immunválasz

jellemzői;Baktérium-ellenes válasz

Erdei Anna

Immunológiai Tanszék

ELTE

17.3. ábra A sejtközötti térben élő és szaporodó kórokozók ellen

kialakuló védekezési mechanizmusok

17.3. ábra A sejten belül élő és szaporodó kórokozók ellen

kialakuló védekezési mechanizmusok

A sejten kívül szaporodó mikrobák semlegesítése:

a humorális immunrendszer elemei hatékonyak

- az antitestek és a komplementrendszer –

Az intracelluláris patogének elpusztításában elsősorban

a celluláris immunválasz hatékony

- a citoplazmában élősködő vírusok ellen a különböző

sejtpusztító mechanizmusok

(ADCC, CTL-ek, NK-sejtek) biztosítják,

- a vezikulumokban szaporodó baktériumokkal szemben

a Th1-sejtek által aktivált makrofágok hatékonyak.

Az immunválasz jellegét a kórokozó jellege döntően befolyásolja

A leggyakoribb bakteriális fertőzések

Agyhártyagyulladás

Középfülgyulladás

Tüdőgyulladás

Bőrfertőzés

Szem fertőzés

Arcüreggyulladás

Felső légúti gyulladás

Gyomor-nyálkahártya

gyulladás

Ételmérgezés

Húgyúti fertőzés

Sexuális úton terjedő fertőzések

Clostridium

Szájban lévő baktériumok

MRSA (Gram+ Staphylococcus aureus)

Streptomyces

Nyelven lévő baktériumok

Streptococcus

E.coli

Néhány kórokozó baktérium

17.2. táblázat A leggyakoribb emberi megbetegedéseket okozó kórokozók

Baktériumok

Extracelluláris baktériumok

által okozott fertőzések

A sejtek közötti térben és a hámsejteken képesek szaporodni,

így pl. a keringésben, a kötőszöveti állományban,

a légutakat és a bélüreget borító epiteliumon.

Ide sorolhatók többek között- a gennykeltő, Gram-pozitív coccusok (Staphylococcus, Streptococcus),

- a Gram-negatív coccusok (Meningococcus, Gonoccoccus, két Neisseria-faj),

- a Gram-negatív (pl. Escherichia coli),

- a Gram-pozitív bacillusok (pl. az anaerob Clostridium-fajok)

valamint a Lyme-kórt okozó spirocheta, a Borrelia burgdorferi

Extracelluláris baktériumok

- gyulladási folyamatot indítanak el, ez

a fertőzés helyén a szövetek károsodását okozza.

- mérgező anyagokat, toxinokat termelhetnek,

amelyek vagy a kórokozó sejtfalában vannak jelen - endotoxinok,

vagy oldott fehérjeként kerülnek a környezetbe - exotoxinok.

Az extracelluláris baktériumok által okozott fertőzések

Extracelluláris

baktérium

Betegség Patogenitás

Staphylococcus

aureus

bőr, lágyszövetek fertőzése, gyulladás,

tüdő tályog,

szisztémásan toxikus sokk szindróma,

ételmérgezés

Enterotoxin -

szuperantigén

Streptococcus

pyogenes („húsevő

baktérium”)

garatgyulladás,

impetigo (ótvar)

reumás láz, vesegyulladás (S.haemolyticus)

Exotoxin

(Streptolysin-O),

hemolízist okoz

Escherichia coli húgyuti fertőzés, gyomor- bélhurut,

szeptikus sokk

Endotoxin (LPS)

Vibrio cholerae hasmenés Cholera toxin (cAMP

fokozás)

Clostridium tetani tetanusz Tetanusz toxin

Neisseria

meningitidis

agyhártyagyulladás Endotoxin

Coryneabcterium

diphteriae

diftéria Diftéria toxin

Patogén extracelluláris baktériumok

Gyulladási folyamatot indítanak el, ez

a fertőzés helyén a szövetek károsodását okozza.

kiváltója:

- elsősorban a Gram- baktériumok falában levő LPS

(Gram- : peptidoglikán)

makrofágok aktiválása, gyulladási citokinek termelése

- adjuváló hatásExotoxinok – mérgező anyagok:

- diftériatoxin fehérjeszintézist gátló hatású,

- koleratoxin a bél epitélsejtjeinek cAMP-termelését fokozza,

kloridionok kiáramlása, vízvesztés, hasmenés.

- tetanusztoxin izomgörcsöt okoz, a gerincvelő szintjén hat:

megakadályozza gátló neurotranszmitterek felszabadulását,

- botulinustoxin az izomsejtek motoros véglemezéhez kötődve

gátolja az idegsejtekből történő ingerületvezetést.

A Staphylococcus aureus által termelt exotoxinok

szuperantigénként aktiválhatják az immunrendszert

Az extracelluláris baktériumok kétféleképpen okozhatnak betegséget

Különbségek a Gram+ és a Gram- baktérium fala között

Lipopolysaccharid

(LPS)

peptidoglycan

gyulladás

Peptidoglikán

A veleszületett immunfolyamatok gyulladást hoznak létre

a fertőzés helyén (bőrben)

Egészséges bőrSérülés: effektorsejtek

aktiválódása,

citokinek termelése

Értágulat, erek

áteresztőképessége nő,

gyulladásos sejtek

szövetekbe áramlása

Gyulladásos szövet:

vörös, meleg, duzzadt,

fájdalmas

Endotoxin:

- a Gram- baktériumok falában levő LPS

makrofágok aktiválása, gyulladási citokinek termelése

- adjuváló hatás

Az extracelluláris baktériumok mérgező anyagokat, toxinokat termelhetnek

17.11. ábra Gyulladási citokinek kaszkádja

Gram- bakteriális fertőzést követően

Gyulladási folyamatot indítanak el,

ami a fertőződés helyén a szövetek

károsodását okozza.

Endotoxin:

- a Gram- baktériumok falában levő LPS

makrofágok aktiválása, gyulladási citokinek termelése

- adjuváló hatás

Exotoxinok - oldott fehérjeként kerülnek a környezetbe :

- diftériatoxin fehérjeszintézist gátló hatású,

- koleratoxin a bél epitélsejtjeinek cAMP-termelését fokozza,

kloridionok kiáramlása, vízvesztés, hasmenés.

- tetanusztoxin izomgörcsöt okoz, a gerincvelő szintjén hat:

megakadályozza gátló neurotranszmitterek felszabadulását,

- botulinustoxin az izomsejtek motoros véglemezéhez kötődve

gátolja az idegsejtekből történő ingerületvezetést.

Az extracelluláris baktériumok mérgező anyagokat, toxinokat termelhetnek

A botulinustoxin és a tetanustoxin hatásmechanizmusa

„botox”

Tetanusztoxin: izomgörcsöt okoz, a gerincvelő szintjén hat:

megakadályozza gátló neurotranszmitterek felszabadulását

Botulinustoxin: az izomsejtek motoros véglemezéhez kötődve

gátolja az idegsejtekből történő ingerületvezetést.

Szepszis (vérmérgezés) kialakulása

A vérbe kerülő Gram- baktérium

aktiválja a máj és a lép makrofágjait

- hirtelen nagy mennyiségű TNF alfa

kerül a keringésbe

- szisztémás ödéma alakul ki

- az erek beszűkülnek

- csökken a vértérfogat az erekben

- összesenek az erek

Testszerte koaguláció jön létre az ereken belül

(intravaszkuláris koaguláció)

Számos szervet érint az elégtelenség

Halálos kimenetel

17.12. ábra Az extracelluláris baktériumok elleni adaptív immunválasz

Extracelluláris baktériumok menekülési módjai

Mechanizmus Péda

Antigén-variáció Neisseria gonorrhoeae,

Escherichiacoli,

Salmonelly typhymurium

Komplement-aktiváció

gátlása

Számos baktérium

Ellenállás fagocitózisnak Pneumococcus

Baktérium-ellenes antitest keresztreakciója

szívizom sejttel – autoimmun reakció

Streptococcus haemolyticus

(mandulagyulladás okozója)

ellen termelődött ellenanyag

szívizomgyulladást válthat ki

(„reumás láz”)

a baktérium és a szívizom

hasonló antigén-szerkezete

miatt

bal pitvar és bal kamra közti nyílás

normál gyulladt

a szívizomzat

M-fehérjéhez kötődik

Intracelluláris baktériumok

által okozott fertőzések

17.3. ábra A sejten belül élő és szaporodó kórokozók ellen

kialakuló védekezési mechanizmusok

- A gazdaszervezet sejtjein belül élősködnek:

az ellenanyagok és a komplementrendszer által többnyire elérhetetlenek

- Az endo- és a lizoszómákban, citoszolban telepszenek meg:

Intracelluláris baktériumok

Tuberkulózis - TBC

A betegek ¾-ben a tüdőt támadja, „gümőkór” (tuberculum=gümő)

Az első fertőzésre utaló jelek - ókori Egyiptomból

1700-as évek – Anglia – járvány

1700-as évek vége – Magyarország, a „nyomor betegsége”

1882 Robert Koch , német bakteriológus azonosította a TBC bacilusát;

Mycobacterium Tuberculosis,1905: Nobel díj

Vakcinációs próbálkozás (1890)

1906 – Mycobacterium bovis bacillus-t tartalmazó

BCG vakcina (bacilus Calmette-Guerin), Mantoux-próba (PPD)

A vakcina megállította a kórokozó terjedését az 1980-as évekre.

A betegség kombinált antibiotikumos kezeléssel gyógyítható: rifampicin és

isoniazid (6 -12 hónap, pirazinamid és etambutol az 1-2. hónapban)

1,7 milliárd fertőzött - 20 millió aktív beteg, évente több mint 2 millió

beteg belehal

9 millió új beteg évente (közülük 700ezer az AIDS beteg, 200ezer belehal)

a megbetegedések 95 % fejlődő országokban alakul ki

Gazdaságilag fejlett országokGazdaságilag elmaradott országok

A 10 leggyakoribb halálozási ok

ischaemic heart disease

ischaemic heart disease

TBC - fertőzés

a tuberkulózis (tbc) kórokozója

• Mycobacterium tuberculosis (MTB)

(tuberculum: gümő – tbc: gümőkór)

• Gram-pozitív, lassan szaporodó obligát aerob pálca

baktérium

• Alveoláris makrofágokban szaporodnak

• MTB rokona az M. Bovis

• Az M. Bovis tehéntej közvetítésévek kiváltott

fertőzését Louis Pasteur javaslatára a tej

felhevítésével, pasztörizálásával sikerült csökkenteni

Intracelluláris baktérium: Mycobacterium tuberculosis (MTB)

sejt-

mag

makrofág

fagoszóma

Tű

beszúrásával

Ag bevitel

Negatív reakció Pozitív reakció

(induratio átmérője)

Ag = antigén

Pl.

Mycobacterium fehérje

(PPD)

Tuberkulin bőrpróba: Mantoux teszt

szűrővizsgálat: PPD (Purified Protein Derivative)

Pozitívitás (kialakuló duzzanat, gyulladás) – védettséget jelent

Antibiotikumok - baktériumok antibiotikum rezisztenciája

1940-es évek: antibiotikumok „csodaszerek”

Mik az antibiotkumok?- élő organizmusok által termelt, természetes anyagok, amelyek

megakadályozzák a baktériumok növekedését, ill. elpusztítják azokat

- a kereskedelmi forgalomban lévők kémiailag módosítottak,

hatékonyabbak

- tágabb értelemben ide sorolunk szintetikus antimikrobiális anyagokat

(quinolonok, szulfonamidok) is

Hatásmechanizmusuk:a baktériumba jutva megakadályozzák annak proliferációját, növekedését

pl.a tetracyclin a riboszómákhoz kötődik

a penicillin és a vancomycin a baktérium sejtfalának szintézisét gátolja

A penicillin felfedezése –

Alexander Fleming

Baktériumok antibiotikum rezisztenciája

Ma már számos minden ismert antibiotikummal szemben ellenálló

multidrog-reszisztens - törzs létezik (több mint 100 gyógyszer!)

- Enterococcus faecalis – bélben él, vérmérgezést okoz

- Mycobacterium tuberculosis - TBC

- Pseudomonas aeruginosa – vérmérgezést, tüdőgyulladást okoz

Az antibiotikumok nem elég körültekintő ill. nem megfelelő használata miatt

egyre több rezisztens törzs alakul ki, elsősorban legyengült szervezetű egyénekben

(zárt közösségekben – pl. kórház – könnyebben terjednek)

Hogyan működnek a rezisztencia-gének?-„pumpákat” kódolnak, amik kilökik az antibiotikumot a baktériumból

- antibiotikumot bontó enzimeket kódolnak

- olyan enzimeket kódolnak, amelyek inaktiválják az antibiotikumot

Hogyan alakulnak ki és terjednek a rezisztencia-gének?

- mutációk eredményeként keletkeznek

- öröklődnek

-a baktériumok felveszik a környezetükből a rezisztencia-géneket

- plazmidokat vesznek fel a donor-sejtekből

- vírus vesz fel gént baktériumból és azt adja tovább

- a környezetben lévő pusztult sejt génjét veszi fel

- a gén stabilan beépül a baktérium gén-állományába

a rezisztencia-gének gyakran transzpozonokba épülnek be,

ezzel fokozva a terjedését

Hogyan segítik elő a reszisztencia kialakulását az antibiotikumok?

- az érzékeny baktériumok elpusztulnak,

- az ellenállók túlélnek, szaporodnak, egyre rezisztensebbé válnak

A rezisztenssé vált törzsek „elfoglalják” a nem káros mikrobák helyét is,

kiszorítják azokat a biofilmből.

MRSA

Methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA)

baktériumok rezisztensek methicillin, penicillin,

oxacillin és amoxicillin. Az MRSA fertőzés halálos

kimenetelű lehet - "Super Bug„-nak is nevezik.

Staphylococcus aureus baktériumok

egészséges emberek bőrén is megtalálhatók.

Gyakoriak tüdőgyulladás esetében, sebészeti

beavatkozás után, vérárambeli fertőzések

esetében.

A populáció 25-30 %-ában van jelen

Staphylococcus aureus, de kevesebb mint 2%

fertőzött MRSA-val.