Imunski odgovor na ekstracelularne bakterije

Question 1

Primjeri ekstracelularnih bakterija

Answer 1

Staphylococcus aureus

Streptococcus pyogenes

Streptococcus pneumoniae (pneumococcus)

Escherichia coli

Vibrio cholerae

Clostridium tetani

Corynebacterium diphtheriae

Question 2

Mnoge različite vrste ekstracelularnih bakterija su patogene i uzrokuju infekcije na dva glavna načina:

Answer 2

1. izazivaju upalu, što dovodi do oštećenja tkiva na mestu infekcija
2. proizvode toksine, koji imaju različite patološke efekte

• Toksini uključuju endotoksin, polisaharid ćelijskog zida gram-negativnih bakterija, kao i egzotoksine, koje produkuju mnoge vrste bakterija

Endotoksini aktiviraju makrofage i druge ćelije i stimulišu proizvodnju citokina koji posreduju u odbrani domaćina

-Mnogi egzotoksini su citotoksični i ubijaju ćelije domaćina,
npr. toksin difterije zaustavlja sintezu proteina kod inficiranih ćelija, toksin kolere ometa transport jona i vode, tetanus toksin inhibira neuromišićni prenos

Question 3

Aktivacija fagocita i inflamacija

Answer 3

• Fagociti (neutrofili makrofagi) efikasno ubijaju ekstracelularne bakterije jer ovi mikrobi nemaju mehanizme preživljavanja unutar ovih ć

• Regrutovanje i aktivacija fagocita na mesto infekcije je glavni odbrambeni mehanizam protiv ovih mikroba
• Fagociti se regrutuju i aktiviraju kao odgovor na bakterijske produkte, koji deluju direktno na fagocite i takođe indukuju produkciju citokina

• U tkivima, mikrobi aktiviraju i dendritske ćelije i makrofage koji potom luče citokine koji podstiču infiltraciju leukocita na mesto infekcije

• Regrutovani neutrofili, monociti i makrofagi, koriste površinske receptore, uključujući i receptore za manozu za prepoznavanje ekstracelularnih bakterija, a takođe i Fc receptore i receptore komplementa za prepoznavanje bakterija opsonizovanih antitelima i proteinima komplementa

• Mikrobni produkti aktiviraju i Toll-like receptore (TLR)

• Aktivirani fagociti ingestiraju mikrobe i uništavaju ih u fagolizozomima

Question 4

Aktivacija komplementa i inflamacija

Answer 4

• Aktivacija komplementa alternativnim putem
• Bakterije na svojoj površini eksprimiraju manozu koja se vezuje za lektin koji vezuje manozu, ili N-acetil jedinjenja koja se vezuju za fikoline

• Opsonizacija i pojačana fagocitoza bakterija, formiranje MAC kompleksa

Question 5

_________ imunitet je glavni zaštitni imunski odgovor protiv ekstracelularnih bakterija i funkcioniše tako da ______ infekciju, _________ mikrobe i_________ njihove toksine

Answer 5

Humoralni imunitet
blokira infekciju, eliminiše mikrobe i neutrališe njihove toksine

Question 6

Humoralni odgovor na ekstracelularne bakterije

Answer 6

• Reakcije antitela protiv ekstracelularnih bakterija su usmerene protiv antigena i toksina ćelijskog zida, koji mogu biti polisaharidi ili proteini

• Polisaharidi su T-nezavisni antigeni koji izazivaju odgovor antitela, ali ne aktiviraju T ćelije - humoralni imunitet je glavni mehanizam odbrane od inkapsuliranih bakterija bogatih polisaharidima (za ove mikrobe, uključujući Streptococcus pneumoniae, Neisseria vrste i druge, slezina igra glavnu ulogu u proizvodnji antitela i fagocitni klirens opsonizovanih bakterija). Kod ljudi čije se slezine hirurški uklanjaju zbog traume ili drugih razloga su u povećanom riziku od teških infekcija ovim inkapsuliranim bakterijama

• Proteinski antigeni dovode do produkcije antitela visokog afiniteta različitih izotipa. Efektorski mehanizmi koje antitela koriste za borbu protiv infekcija uključuju
neutralizaciju,
opsonizacijau i
fagocitozu,
kao i aktivaciju komplementa klasičnim putem

• Neutralizacija je posredovana IgG, IgM i IgA antitelima visokog afiniteta, opsonizacija je posredovana IgG1 i IgG3 podklasama, dok je aktivacija komplementa inicirana od strane IgM, IgG1 i IgG3

Question 7

Štetni efekti imunskog odgovora na ekstracelularne bakterije

Answer 7

• Glavne štetne posledice imunskog odgovora na ekstracelularne bakterije su zapaljenje i sepsa
• Isti mehanizmi neutrofila i makrofaga koji funkcionišu u eliminisanju infekcija, takođe uzrokuju i oštećenje tkiva (lokalna proizvodnja ROS i lizozomalnih enzima)

• Ove inflamatorne reakcije su obično ograničene i kontrolisane

• Citokini koje luče leukociti kao odgovor na bakterijske produkte takođe stimulišu proizvodnju proteina akutne faze i izazivaju sistemsku inflamaciju

• Sepsa je patološka posledica teške, lokalne ili diseminovane infekcije nekim gram-negativnim i gram-pozitivnim bakterijama, kao i nekim gljivicama

• Septički šok je najteži i često fatalan oblik sepse, koji karakteriše cirkulatorni kolaps (šok) i diseminovana intravaskularna koagulacija

• Ranu fazu bakterijske sepse izazivaju citokini koje proizvode makrofagi koje aktiviraju komponente bakterijskog ćelijskog zida, uključujući LPS i peptidoglikane. Faktor nekroze tumora (TNF), IL-6 i IL-1 su glavni citokinski medijatori sepse, ali IFN-y i IL-12 mogu takođe da doprinose - Ova rana eksplozija velike količine citokina se ponekad naziva i citokinska oluja

________________
• Određeni bakterijski toksini mogu da stimulišu sve T ćelije koje eksprimiraju TCR receptore

• Takvi toksini se nazivaju superantigeni jer se vezuju za TCR i za molekule MHC II klase - aktiviraju mnogo više klonova T ćelija nego konvencionalni peptidni antigeni

• Njihova važnost leži u njihovoj sposobnosti da aktiviraju mnoge T ćelije, uz naknadnu produkciju velikih količina citokina koji takođe mogu izazivati sindrom sistemskog inflamatornog odgovora slično sepsi

Question 8

Izbjegavanje imunskog odgovora

Answer 8

1• Bakterije sa kapsulama bogatim polisaharidima su otporne na fagocitozu i stoga su više virulentne nego homologni sojevi kojima nedostaje kapsula. Kapsule mnogih patogenih gram-pozitivne i gram-negativne bakterije sadrže ostatke sijalinske kiseline koji inhibiraju aktivaciju komplementa alternativnim putem

2• Mehanizam kojim bakterije koriste da izbegnu humoralni imunitet je varijacija površinskih antigena

• Neki površinski antigeni bakterija, kao što je npr. Escherichia coli, se nalaze u njihovim pilima, strukturama koje su odgovorne za s bakterijsku adheziju za ćelije domaćina

• Glavni antigen pila je protein pilin

• Geni za ovaj protein podležu ekstenzivnim konverzijama, zbog čega potomstvo jednog organizma može da proizvode do 10^6 antigenski različitih molekula pilina. Ova sposobnost pomaže bakterijama da izbegnu delovanje anti-pilin antitela

• Bakterije takođe mogu i da menjaju površinske oligosaharide i na
taj način izbegavaju humoralni imunitet