1
Konspekt z Immunologii wysiłku, cz
ęść
druga
Magdalena Sobieska, rok akademicki 2006/2007
Tolerancja immunologiczna
polega na swoistym rozpoznaniu danego antygenu i na zaniechaniu reakcji na niego
(jest to zatem jeden z trzech rodzajów odpowiedzi immunologicznej!).
Tolerancja mo
ż
e by
ć
centralna i obwodowa.
Tolerancja centralna polega na usuwaniu autoreaktywnych klonów limfocytów T w
grasicy i autorektywnych limfocytów B w szpiku.
Tolerancja obwodowa polega na hamowaniu tych komórek, które wymkn
ę
ły si
ę
spod
centralnej kontroli, przez limfocyty T regulatorowe, na drodze delecji klonalnej,
anergii lub supresji.
Odpowied
ź
na nowotwór
Podstaw
ą
działania układu immunologicznego jest rozró
ż
nianie "własnego" od
"nie-własnego". Dlatego te
ż
główny problem immunologii nowotworów mo
ż
na
sformułowa
ć
nast
ę
puj
ą
co: czy na powierzchni komórek zmienionych nowotworowo
wyst
ę
puj
ą
antygeny, na tyle ró
ż
ne od innych antygenów wyst
ę
puj
ą
cych w ustroju,
ż
e
mog
ą
indukowa
ć
odpowied
ź
immunologiczn
ą
.
Proces transformacji nowotworowej komórki nie jest jeszcze do ko
ń
ca wyja
ś
niony.
Zwi
ą
zany jest on z aktywacj
ą
pewnych genów, tzw. protoonkogenów, które w
normalnej komórce bior
ą
udział w regulacji procesów wzrostu i namna
ż
ania. Ich
modyfikacja prowadzi do powstania tzw. onkogenów, których ekspresja wi
ąż
e si
ę
z
niekontrolowanym wzrostem i zmianami nowotworowymi komórek.
Antygeny wyst
ę
puj
ą
ce na powierzchni komórek zmienionych nowotworowo mo
ż
na
podzieli
ć
na dwie du
ż
e grupy - antygeny towarzysz
ą
ce nowotworom (TAA - tumor
associated antigens) i swoiste antygeny nowotworowe (TSA - tumor specific
antigens).
Nowotwory wykazuj
ą
ekspresj
ę
antygenów zwi
ą
zanych z nowotworem [tumor-
associated antigens – TAA]) i powinny by
ć
obiektem ataku układu
immunologicznego. Jednak wydajne niszczenie nowotworów jest rzadkie. Wiele prac
wykazało,
ż
e nowotwory stosuj
ą
wiele strategii, albo unikaj
ą
c ekspresji TAA lub
zapobiegaj
ą
c ich ekspresji w w kontek
ś
cie cz
ą
steczek kostymuluj
ą
cych. S
ą
dzono
zatem,
ż
e brak odpowiedzi na specyficzne TAA jest przede wszystkim procesem
biernym: guzy nie prezentuj
ą
TAA, albo APC nie stymuluj
ą
dostatecznie odpowiedzi.
Ostatnio wykazano jednak,
ż
e brak odpowiedzi nie jest jedynie bierny, ale
powodowany przez tolerancj
ę
TAA wywołan
ą
przez guz. Przynajmniej cz
ęś
ciowo
odpowiadaj
ą
za to komórki regulatorowe (Tregs).
TSA s
ą
grup
ą
bardzo heterogenn
ą
, a cz
ęść
z nich mog
ą
stanowi
ć
allele antygenów
zgodno
ś
ci tkankowej, nie wyst
ę
puj
ą
ce normalnie u danego osobnika. Nale
ż
y zwróci
ć
uwag
ę
,
ż
e cho
ć
antygeny te s
ą
nowe dla organizmu i mog
ą
by
ć
wykorzystane przy
próbach leczenia, to ich pojawianie nale
ż
y uzna
ć
raczej za przejaw dysregulacji
metabolizmu komórki, a nie za ekspresj
ę
antygenów swoistych dla okre
ś
lonego typu
nowotworu.
Antygeny towarzysz
ą
ce nowotworom (TAA) mog
ą
wyst
ę
powa
ć
na powierzchni
normalnych komórek, ale ich ekspresja wzrasta na powierzchni komórek
nowotworowych. Do antygenów takich nale
ż
y np. antygen karcinoembrionalny albo
płodowo-nowotworowy (CEA - carcino-embryonic antigen). Chocia
ż
znalazł on du
ż
e
zastosowanie w diagnostyce nowotworów, to nie wydaje si
ę
, aby odgrywał on u ludzi
znacz
ą
c
ą
rol
ę
obronn
ą
, gdy
ż
najprawdopodobniej nie jest immunogenny dla
człowieka, a mo
ż
e nawet wykazywa
ć
wła
ś
ciwo
ś
ci immunosupresyjne.
2
Do głównych, cho
ć
nie jedynych, przyczyn niskiej immunogenno
ś
ci komórek
nowotworowych, nale
żą
:
1. Pojawianie si
ę
wariantów komórkowych, nie wykazuj
ą
cych ekspresji antygenów
towarzysz
ą
cych nowotworom.
2. Obni
ż
enie ekspresji antygenów MHC na powierzchni komórek, co wpływa ujemnie
zarówno na prezentacj
ę
peptydów limfocytom T, jak i na rozpoznawanie komórek
docelowych.
3. Wydzielanie przez komórki nowotworowe rozpuszczalnych czynników hamuj
ą
cych
odpowied
ź
immunologiczn
ą
, np. takich cytokin jak TGF
β
lub IL-10.
4. Miejscowa indukcja tolerancji przez komórki nowotworowe, które nie wykazuj
ą
ekspresji cz
ą
steczek niezb
ę
dnych dla kostymulacji limfocytów.
5. Działanie komórek supresyjnych.
6. Ekspresja FasL.
Komórki T regulatorowe CD4+ (Tregs) odkryto ostatnio ponownie pod k
ą
tem ich
udziału w hamowaniu odporno
ś
ci swoistej. Najcz
ęś
ciej charakteryzuje si
ę
je przez
obecno
ść
cz
ą
steczki CD25 (ła
ń
cuch
α
receptora dla IL-2). W warunkach homeostazy
komórki te powstaj
ą
w grasicy, ale prawdopodobnie potrzebuj
ą
antygenu,
ż
eby
nabra
ć
wła
ś
ciwo
ś
ci.
Po zwi
ą
zaniu antygenu działaj
ą
hamuj
ą
co przez wydzielanie cytokin lub przez
bezpo
ś
redni kontakt (cz
ą
steczka CTLA-4). Komórki Tregs CD4+ CD25+ mog
ą
tak
ż
e
wywiera
ć
działanie supresyjne niezale
ż
ne od antygenu.
Odr
ę
bn
ą
populacj
ą
komórek Treg s
ą
komórki Tr1 (IL-10hi, moderate IL-5,
transforming growth factor (TGF)-
β
and interferon (IFN)-
γ
, IL-2lo, and IL-4)).
Prawdopodobnie IL-15 jest kluczowa dla ich aktywacji. Komórki Tr1 cells wywieraj
ą
supresj
ę
przez IL-10 i TGF-
β
.
Komórki Tregs CD4+ CD25+ pomagaj
ą
w utrzymaniu obwodowej tolerancji, ale
szczegóły ich działania s
ą
mało poznane.
Komórki Tregs CD4+ CD25+ hamuj
ą
zarówno komórki naiwne, jak i komórki pami
ę
ci.
Mo
ż
na je hodowa
ć
in vitro.
Wiadomo,
ż
e układ immunologiczny wpływa i na powstanie, i na rozwój nowotworu
(Shankaran et al., 2001).
Uwa
ż
a si
ę
,
ż
e limfocyty T cytotoksyczne CD8+ (CTL) reprezentuj
ą
najbardziej
efektywn
ą
odpowied
ź
przeciwnowotworow
ą
. Próbowano je te
ż
zastosowa
ć
w
badaniach nad szczepionk
ą
przeciwnowotworow
ą
.
Istniej
ą
dwie linie komórek dendrytycznych.
Linia mieloidalna to przede wszystkim APC, sprawnie pobudzaj
ą
ce odpowied
ź
immunologiczn
ą
, podczas gdy DC pochodzenia limfoidalnego bior
ą
udział w
indukowaniu tolerancji.
W obecno
ś
ci guza DCsy, które prezentuj
ą
antygeny nowotworowe, indukuj
ą
w
limfocytach raczej stan anergii ni
ż
aktywacj
ę
. Zale
ż
y to od ilo
ś
ci antygenu: mało –
DCsy stymuluj
ą
odpowied
ź
typu Th2, du
ż
o – Th1, mało, ale długo – Treg.
Obecno
ść
przez długi czas małych dawek antygenu promuje powstanie swoistych
wobec niego limfocytów Treg, co mo
ż
e by
ć
powodem prze
ż
ywania nowotworu.
Treg wywieraj
ą
działanie supresyjne albo przez bezpo
ś
redni kontakt z komórkami
efektorowymi, albo przez wytwarzanie supresyjnego
ś
rodowiska, czyli produkcj
ę
IL-
10, TGF
β
lub IL-4.
Prowadzi to do tolerancji komórek nowotworu, a tak
ż
e do uogólnionej
immunosupresji.
Starsze ewolucyjnie ni
ż
limfocyty komórki NK dopasowały si
ę
do systemu odporno
ś
ci
swoistej, gdy pojawił si
ę
on u ryb chrz
ę
stnoszkieletowych. Historia bada
ń
nad
3
komórkami NK przypisywała im wiele ról, jedn
ą
z głównych wydaje si
ę
umo
ż
liwienie
prze
ż
ycia płodu dzi
ę
ki hamowaniu reakcji układu immunologicznego matki.
Wydaje si
ę
,
ż
e nowotwór wywiera na komórki NK podobne działanie, polegaj
ą
ce na
inaktywacji i kierowaniu reakcji w stron
ę
odpowiedzi Th2. Przełamanie tej tolerancji i
zabijanie komórek nowotworu jest mo
ż
liwe, gdy komórki NK zostan
ą
przekształcone
w lymphokine-activated kilers (LAK) za pomoc
ą
mediatorów produkowanych przez
komórki Th1. [Sinkovics JG, Horvath JC. Human natural killer cells: a comprehensive
review. Int J Oncol. 2005 Jul;27(1):5-47.]
Immunizacja – szczepienia – krótka historia
Ju
ż
w XII wieku Chi
ń
czycy zauwa
ż
yli,
ż
e dzieci które przechorowały osp
ę
nie
zapadały na ni
ą
po raz drugi.
Wariolizacja
Ś
wiadome zaka
ż
anie małych dzieci od dzieci, które miały łagodny przebieg choroby.
Znacz
ą
co zmniejszono ogóln
ą
zachorowalno
ść
i
ś
miertelno
ść
.
Około roku 1000 staro
ż
ytni Chi
ń
czycy praktykowali form
ę
szczepienia poprzez
wdychanie ususzonych krost ospowych. Około XV wieku powszechna stała si
ę
praktyka nakłuwania skóry w miejscu nało
ż
enia wysuszonych krost. Proces ten
nazywa si
ę
wariolizacj
ą
i stał si
ę
on popularny na całym
Ś
rodkowym Wschodzie.
Lady Mary Montague,
ż
ona ambasadora brytyjskiego do Imperium Osma
ń
skiego,
kazała zaszczepi
ć
swoje dzieci i uczyniła rzecz znan
ą
w Anglii (od 1721 r.)
Sposobu tego u
ż
ywano w Anglii i jej koloniach w Ameryce.
Zaniechano tego sposobu, poniewa
ż
powodował
ś
mier
ć
u 1-2% szczepionych lub
ludzi maj
ą
cych z nimi kontakt.
1796 r. angielski lekarz Edward Jenner stosuje szczepienie
U
ż
ywa ospy krowianki do szczepienia przeciwko ospie prawdziwej
W 1796 r. szczepi o
ś
mioletniego Jamesa Phippsa, płynem z krosty na r
ę
ku dójki,
Sary Nelmes.
Stosuje termin "vaccination" pochodz
ą
cy od łaci
ń
skiego vaccinus.
1879 r. Louis Pasteur uzyskał szczepionk
ę
przeciwko cholerze.
Nast
ę
pnie przeciwko w
ą
glikowi (anthrax) i w
ś
ciekli
ź
nie.
Rozwin
ę
ła si
ę
bierna immunizacja.
Szczepionka: produkt pochodzenia biologicznego, zawieraj
ą
cy substancje zdolne do
indukcji okre
ś
lonych procesów immunologicznych warunkuj
ą
cych powstanie trwałej
odporno
ś
ci bez wywoływania działa
ń
toksycznych.
Szczepionki swoiste (godne polecenia) i nieswoiste (podejrzane!)
Szczepionki swoiste
Mono- lub poliwalentne (jeden lub wiele typów tego samego drobnoustroju).
Skojarzone – kilka drobnoustrojów (np. DiPerTe).
Cztery rodzaje, ze wzgl
ę
du na sposób przygotowania antygenu:
Rodzaje szczepionek swoistych
zawieraj
ą
ce
ż
ywe drobnoustroje o zmodyfikowanych wła
ś
ciwo
ś
ciach;
zawieraj
ą
ce martwe drobnoustroje inaktywowane termicznie lub chemicznie;
zawieraj
ą
ce oczyszczone produkty drobnoustrojów, np. antygeny powierzchniowe,
inaktywowane toksyny;
zawieraj
ą
ce produkty rekombinowanego DNA.
Atenuacja
Proces pozbawiania drobnoustroju wła
ś
ciwo
ś
ci chorobotwórczych (zjadliwo
ś
ci,
wirulecji).
Mo
ż
e polega
ć
na pasa
ż
owaniu, modyfikacji chemicznej b
ą
d
ź
genetycznej.
4
Szczepionki zawieraj
ą
ce
ż
ywe, atenuowane drobnoustroje s
ą
skuteczniejsze od
zawieraj
ą
cych martwe drobnoustroje lub ich produkty.
Przeciwwskazania do szczepie
ń
1. Szczepienia nale
ż
y odroczy
ć
, gdy wyst
ę
puje:
-
ostra choroba gor
ą
czkowa
-
zaostrzenie choroby przewlekłej
-
nasilona skaza krwotoczna
-
okres pooperacyjny
-
podanie immunoglobulin.
2. Szczepienia nale
ż
y przerwa
ć
, gdy wyst
ę
puje:
-
nadwra
ż
liwo
ść
na jeden ze składników szczepionki
-
powa
ż
ny odczyn poszczepienny
3. Szczepienie nale
ż
y poprzedzi
ć
specjalistyczn
ą
konsultacj
ą
w przypadku:
-
klinicznie istotnych zaburze
ń
odporno
ś
ci
-
przewlekłego post
ę
puj
ą
cego schorzenia układu nerwowego
-
choroby autoimmunizacyjnej
-
ci
ąż
y
Niedobory immunologiczne
Objawy kliniczne
badania laboratoryjne
badania genetyczne
ustalenie
istnienia i rodzaju niedoboru.
Bez objawów niedobór jest zjawiskiem laboratoryjnym!
Podział niedoborów immunologicznych
Pierwotne – zwane równie
ż
wrodzonymi, genetycznie uwarunkowane.
Wtórne – inaczej nabyte, s
ą
skutkiem działania czynnika zewn
ę
trznego lub
współistniej
ą
cej choroby.
Wrodzone niedobory immunologiczne
ujawniaj
ą
si
ę
klinicznie najcz
ęś
ciej w dzieci
ń
stwie.
Ich podział tradycyjnie opiera si
ę
na tym, jakich komórek lub układów dotycz
ą
:
limfocytów T, B, komórek NK, granulocytów czy składowych dopełniacza.
W wielu niedoborach defekt dotyczy wielu rodzajów komórek, np. w zespole
Wiskotta-Aldricha.
Niedobory z przewag
ą
zaburze
ń
wytwarzania przeciwciał
1. Agammaglobulinemia sprz
ęż
ona z chromosomem X (a. Brutona)
Całkowity brak przeciwciał i
ś
ladowa obecno
ść
limfocytów B w kr
ąż
eniu;
Nawracaj
ą
ce zaka
ż
enia bakteryjne dróg oddechowych, prowadz
ą
ce do przewlekłego
zapalenia zatok i zmian rozstrzeniowych oskrzeli.
Przyczyn
ą
ś
mierci jest cz
ę
sto enterowirusowe zapalenie opon mózgowych i mózgu.
Terapia zast
ę
pcza polega na podawaniu przeciwciał.
2. Agammaglobulinemia dziedziczona autosomalnie recesywnie – podobny defekt,
inna mutacja.
3. Pospolity zmienny niedobór odporno
ś
ci – CVID – wadliwe wytwarzanie
przeciwciał.
4. Izolowany niedobór IgA, najcz
ę
stszy wrodzony niedobór immunologiczny, nawet
1/700
ż
ywych urodze
ń
, bardzo niskie st
ęż
enie IgA w surowicy, pozostałe klasy Ig
prawidłowe.
5. Niedobór odporno
ś
ci zwi
ą
zany z chromosomem X, ze zwi
ę
kszonym st
ęż
eniem
IgM – bardzo niskie st
ęż
enie IgG i IgA, przy wysokim lub normalnym st
ęż
eniu IgM.
6. Niedobór odporno
ś
ci ze zwi
ę
kszonym st
ęż
eniem IgM, dziedziczony autosomalnie
recesywnie, inny obraz kliniczny.
7. Niedobory podklas IgG.
5
8. Niedobór odporno
ś
ci ze zwi
ę
kszonym st
ęż
eniem IgE (zespół Hioba): nawracaj
ą
ce
ropnie skóry, płuc i jamy brzusznej, nieprawidłowo
ś
ci w układzie kostno-
szkieletowym, deformacje twarzy.
9. Przemijaj
ą
ca hipogammaglobulinemia niemowl
ą
t – po porodzie matczyne
przeciwciała stopniowo zanikaj
ą
, a dziecko zaczyna wytwarza
ć
znacz
ą
ce ilo
ś
ci
własnych dopiero około 3. miesi
ą
ca
ż
ycia.
Nawet do 3. roku
ż
ycia mo
ż
e si
ę
utrzymywa
ć
niskie st
ęż
enie przeciwciał, na granicy
niedoboru.
Niedobory z przewag
ą
defektu limfocytów T
1. Zespół Di George’a –
-
wrodzony brak lub niedorozwój grasicy i przytarczyc, deformacje cz
ęś
ci
twarzowej czaszki, wady serca i du
ż
ych naczy
ń
;
-
u 20% chorych zmniejszona liczba i/lub aktywno
ść
limfocytów T;
2. Selektywny niedobór limfocytów T ze zmniejszon
ą
aktywno
ś
ci
ą
fosforylazy
nukleozydów purynowych.
Niedobory o charakterze mieszanym
1. Zespół Wiskotta-Aldricha
Krwawe biegunki lub wybroczyny
Zmniejszona liczba limfocytów T, prawidłowe st
ęż
enie przeciwciał, ale o małym
zakresie rozpoznawanych antygenów, zaka
ż
enia układu oddechowego.
Egzema.
Dziedziczenie recesywne zwi
ą
zane z chromosomem X – choruj
ą
chłopcy
Rola białka WASP
Reorganizacja cytoszkieletu i pobudzenie aktyny – st
ą
d mutacje powoduj
ą
zaburzenia ruchu komórek, w tym migracji leukocytów, tworzenia synapsy
immunologicznej itp. To mogłoby tłumaczy
ć
szerokie zaburzenia dotycz
ą
ce układu
immunologicznego, w tym zaka
ż
enia i nowotwory (zaburzenia nadzoru
immunologicznego).
Geneza zaburze
ń
prowadz
ą
cych do trombocytopenii i egzemy nieznana.
2. Ci
ęż
kie zło
ż
one niedobory odporno
ś
ci: SCID, 10 postaci, bardzo ró
ż
ne
mechanizmy, podobny obraz kliniczny;
- gł
ę
bokie upo
ś
ledzenie odpowiedzi komórkowej i humoralnej
U 60 % chorych T(-) B(+);
- 20% T(-) B(-) NK(-);
- 20% T(-) B(-) NK(+).
Niedobory zwi
ą
zane z zaburzeniami ekspresji MHC
1. Niedobór zwi
ą
zany z brakiem ekspresji MHC klasy II – zespół nagich limfocytów;
2. Niedobór zwi
ą
zany z brakiem ekspresji MHC klasy I.
Niedobory zwi
ą
zane z zaburzeniami naprawy DNA
1. Ataksja teleangiektazja – u około 70% chorych wyst
ę
puje niedobór odporno
ś
ci z
nawracaj
ą
cymi zaka
ż
eniami dróg oddechowych.
2. Zespół Nijmegan – nawracaj
ą
ce zaka
ż
enia dróg oddechowych,
hipogammaglobulinemia i ró
ż
nie nasilona limfopenia.
Niedobory zwi
ą
zane z zaburzeniami czynno
ś
ci komórek
ż
ernych
mniejsza liczba komórek
ż
ernych lub zaburzenia ich czynno
ś
ci (chemotaksji,
fagocytozy, zabijania drobnoustrojów),
nawracaj
ą
ce zaka
ż
enia bakteryjne i grzybicze: zaka
ż
enia płuc, w
ą
troby, ko
ś
ci,
dzi
ą
seł, wrzodziej
ą
ce zmiany
ś
luzówki.
Wrodzone neutropenie
6
Cykliczna neutropenia,
Ci
ęż
ka wrodzona neutropenia,
- Zespół Shwachmanna-Diamonda
2. Przewlekła choroba ziarniniakowa – zaburzone mechanizmy zabijania
wewn
ą
trzkomórkowego patogenów przez wolne rodniki.
3. Zespół Chediaka-Higashiego – zaburzona orientacja neutrofili podczas
chemotaksji.
4. Niedobory cz
ą
steczek adhezyjnych.
5. Niedobory zwi
ą
zane ze szlakiem IL-12 i INF-
γ
.
Niedobory dopełniacza
nawracaj
ą
ce zaka
ż
enia bakteryjne i skłonno
ść
do chorób autoimmunizacyjnych.
Niedobór inhibitora C1 esterazy = ci
ą
gła niekontrolowana aktywacja dopełniacza na
ró
ż
nych własnych komórkach – obrz
ę
k naczynioruchowy!!!
Wtórne niedobory odporno
ś
ci
spowodowane inn
ą
chorob
ą
lub czynnikami zewn
ę
trznymi;
znacznie cz
ę
stsze ni
ż
wrodzone niedobory.
niedobory odporno
ś
ci mog
ą
by
ć
zwi
ą
zane ze stanami fizjologicznymi (ci
ąż
a) i
wiekiem – noworodki i osoby w podeszłym wieku.
Najwi
ę
cej ludzi cierpi na niedobór odporno
ś
ci spowodowany niedo
ż
ywieniem.
Niedobór wywołany niedo
ż
ywieniem
niedo
ż
ywienie powoduje cz
ę
stsze infekcje, ma wpływ na przebieg i rokowanie takich
chorób jak gru
ź
lica, zapalenie płuc, odra, biegunki bakteryjne i wirusowe;
w niedoborze kalorii najbardziej upo
ś
ledzona jest odpowied
ź
komórkowa, funkcje
fagocytarne, wytwarzanie cytokin, a tak
ż
e wydzielanie wydzielniczych IgA i czynno
ść
układu dopełniacza.
Inne wtórne niedobory
oprócz wirusa HIV immunosupresj
ę
powoduje wirus odry, powoduj
ą
c wtórne infekcje
i du
żą
ś
miertelno
ść
.
spo
ś
ród chorób niezaka
ź
nych powoduj
ą
cych wtórny niedobór odporno
ś
ci najwi
ę
ksze
znaczenie maj
ą
choroby nowotworowe, przewlekła niewydolno
ść
nerek i cukrzyca;
Jatrogenne niedobory odporno
ś
ci spowodowane s
ą
działaniami medycznymi (terapia
lekami immunosupresyjnymi i cytotoksycznymi, promieniowaniem jonizuj
ą
cym) lub
u
ż
ywaniem narkotyków i alkoholizmem.
Zespół nabytego niedoboru odporno
ś
ci: AIDS (acquired immunodeficiency
syndrome)
czynnik wywołuj
ą
cy chorob
ę
– wirus ludzkiego niedoboru odporno
ś
ci – HIV (human
immunodeficiency virus);
przewlekła choroba charakteryzuj
ą
ca si
ę
gł
ę
bokim upo
ś
ledzeniem czynno
ś
ci układu
odporno
ś
ciowego i ró
ż
norodnym obrazem klinicznym;
pocz
ą
tek choroby niecharakterystyczny, przypominaj
ą
cy gryp
ę
lub mononukleoz
ę
zaka
ź
n
ą
(kilka tygodni).
potem trwaj
ą
cy od kilku do kilkunastu lat okres klinicznie bezobjawowy;
u cz
ęś
ci chorych rozwija si
ę
zespół zwi
ą
zany z AIDS (znaczna wiremia i limfopenia,
którym towarzyszy gor
ą
czka, biegunka, powi
ę
kszenie w
ę
złów limfatycznych i utrata
masy ciała).
ko
ń
cowa faza choroby - pełnoobjawowy AIDS, obejmuj
ą
cy infekcje spowodowane
przez drobnoustroje oportunistyczne, nowotwory (mi
ę
sak Kaposiego, chłoniak
wywodz
ą
cy si
ę
z limfocytów T, rak szyjki macicy), degeneracje o
ś
rodkowego układu
nerwowego (zespoły ot
ę
pienne, zapalenie mózgu).
7
wirus HIV, wykorzystuj
ą
c cz
ą
steczk
ę
CD4 oraz receptory dla chemokin, jest w stanie
zakazi
ć
praktycznie wszystkie komórki organizmu;
głównym celem ataku wirusa s
ą
komórki układu odporno
ś
ciowego, przede wszystkim
limfocyty T pomocnicze, makrofagi i komórki dendrytyczne.
naturalna droga zaka
ż
enia - kontakty seksualne, a pierwszym celem dla wirusa s
ą
komórki dendrytyczne obecne w błonach
ś
luzowych i limfocyty Th;
komórki dendrytyczne przenosz
ą
wirus z błony
ś
luzowej do okolicznych w
ę
złów
chłonnych, a tam podczas prezentacji antygenów limfocytom T dochodzi do ich
zaka
ż
enia;
jedna komórka dendrytyczna mo
ż
e zarazi
ć
w ci
ą
gu godziny kilkadziesi
ą
t limfocytów
T;
poniewa
ż
komórkami aktywnie wytwarzaj
ą
cymi wirus s
ą
limfocyty T pomocnicze,
dochodzi do ich niszczenia, zarówno bezpo
ś
rednio przez HIV, jak i przez limfocyty T
cytotoksyczne.
u pacjentów ze zdiagnozowanym pełnoobjawowym AIDS liczba limfocytów CD4+
spada o połow
ę
;
istotnym mechanizmem eliminacji limfocytów jest indukcja apoptozy zarówno
komórek zaka
ż
onych, jak i nie zaka
ż
onych;
HIV pobudza proliferacj
ę
limfocytów, ale z drugiej strony niszczy miejsca dojrzewania
komórek układu odporno
ś
ciowego, czyli centralne (grasica, szpik) i obwodowe (w
ę
zły
chłonne) narz
ą
dy limfatyczne.
wirus indukuje siln
ą
odpowied
ź
immunologiczn
ą
, ale układ odporno
ś
ciowy nie jest w
stanie zahamowa
ć
zaka
ż
enia;
podstawowe znaczenie w walce z HIV maj
ą
mechanizmy komórkowe odpowiedzi
immunologicznej – odpowied
ź
ze strony limfocytów T cytotoksycznych CD8+;
nie mog
ą
one jednak powstrzyma
ć
replikacji HIV i rozwoju choroby (przyczyn
ą
jest
ogromna zmienno
ść
wirusa i brak efektywnej pomocy ze strony limfocytów CD4+).
Zjawiska autoimmunologiczne
Podstawowym problemem w chorobach autoimmunizacyjnych jest przełamanie stanu
tolerancji wobec własnych antygenów.
Reakcja mo
ż
e mie
ć
charakter humoralny (obecno
ść
autoprzeciwciał) lub komórkowy
(obecno
ść
autoreaktywnych limfocytów T).
O chorobie z autoagresji mówi si
ę
dopiero, gdy te przeciwciała lub komórki
upo
ś
ledzaj
ą
czynno
ść
jakiego
ś
narz
ą
du.
Obecno
ść
autoreaktywno
ś
ci w ograniczonym zakresie jest prawidłowa!
Zapewnia usuwanie np. produktów rozpadaj
ą
cych si
ę
komórek przez przeciwciała
przeciwko DNA.
Autoreaktywne limfocyty T i B s
ą
elementem regulacji odpowiedzi immunologicznej,
ale z reguły z tych klonów nie powstaj
ą
komórki pami
ę
ci (np. limfocyty B maj
ą
odr
ę
bny fenotyp CD5+CD19+).
Kryteria rozpoznania choroby:
1. Obecno
ść
autoreaktywnych limfocytów lub autoprzeciwciał.
2. Okre
ś
lenie autoantygenu.
3. Uzyskanie modelu zwierz
ę
cego choroby.
4. Podobne objawy kliniczne u chorego zwierz
ę
cia.
Etiologia chorób autoimmunizacyjnych
1. Odpowied
ź
na antygeny sekwestrowane, neoantygeny, antygeny płodowe.
2. Odpowied
ź
na zmienione autoantygeny.
3. Reaktywno
ść
krzy
ż
owa.
4. Powstanie zakazanego klonu limfocytów.
8
5. Zaburzenia regulacji.
6. Czynniki genetyczne.
Czynniki sprzyjaj
ą
ce wyst
ą
pieniu chorób autoimmunizacyjnych
•
Endogenne:
o
Geny MHC
o
Inne geny (niedobory dopełniacza, cytokiny)
o
Płe
ć
: hormony płciowe
•
Egzogenne
o
Uraz
o
Infekcje wirusowe i bakteryjne
o
Czynniki
ś
rodowiskowe
Klasyfikacja chorób autoimmunizacyjnych u człowieka
Narz
ą
dowo swoiste
Choroba Hashimoto
Choroba Gravesa-Basedowa
Niedokrwisto
ść
zło
ś
liwa
Choroba Addisona
Diabetes mellitus typu I
Myastenia
P
ę
cherzyca zwykła
Sclerosis multiplex
Układowe
Niedokrwisto
ść
autoimmunohemolityczna
Pierwotna marsko
ść
ż
ółciowa
Colitis ulcerosa
Zespół Sjögrena
Polimyositis/dermatomyositis
Twardzina
Tocze
ń
układowy
Narz
ą
dowo swoiste choroby autoimmunizacyjne
Zdefiniowany antygen, ograniczony do tkanki lub narz
ą
du, zatem reakcja tak
ż
e
zwi
ą
zana z konkretnym narz
ą
dem, np.
insulina lub dekarboksylaza kwasu glutaminowego (GAD) w cukrzycy typu I,
tyreoglobulina lub peroksydaza tarczycowa w chorobie Hashimoto,
Kolagen typu IV w zespole Goodpasture’a.
Podział chorób autoimmunologicznych według typu zachodz
ą
cej reakcji
•
Typu II – przeciwciała przeciwko antygenom komórkowym;
•
Typu III – choroba kompleksów immunologicznych;
•
Typu IV – reakcja ze strony limfocytów T.
Immunofluorescencja
•
Badanie pod mikroskopem
ś
wietlnym preparatu, który został wyznakowany
przeciwciałami z doł
ą
czonym zwi
ą
zkiem
ś
wiec
ą
cym w
ś
wietle widzialnym, po
wzbudzeniu
ś
wiatłem UV (taki zwi
ą
zek nazywa si
ę
fluorochromem).
•
Najcz
ęś
ciej u
ż
ywane fluorochromy mog
ą
ś
wieci
ć
na zielono (FITC -
fluoresceina), czerwono (PE - fikoerytryna) lub na pomara
ń
czowo.
Immunofluorescencja - zastosowanie
•
Badanie obecno
ś
ci antygenów na komórkach lub w tkance.
•
Badanie obecno
ś
ci przeciwciał przeciwko bakteriom, wirusom, pierwotniakom.
•
Badanie obecno
ś
ci autoprzeciwciał przeciwko ró
ż
nym strukturom
komórkowym lub tkankowym.
9
Uzupełnienie: Apoptoza - Programowana
ś
mier
ć
komórki
Opisana po raz pierwszy przez Kerra, Wylliego i Currie w 1972 r. Odkryli oni zmiany
morfologiczne w umieraj
ą
cych komórkach, polegaj
ą
ce na powstawaniu z błony
małych p
ę
cherzyków, zawieraj
ą
cych fragmenty cytoplazmy i pochłanianych
nast
ę
pnie przez makrofagi.
To odrywanie si
ę
p
ę
cherzyków przypominało badaczom opadanie li
ś
ci z drzew
jesieni
ą
i odt
ą
d grecki termin „apoptosis” zacz
ą
ł nie tylko oznacza
ć
wła
ś
nie opadanie
li
ś
ci, ale tak
ż
e planow
ą
ś
mier
ć
komórki.
W rozwoju i degeneracji tkanek proliferacja i apoptoza zaz
ę
biaj
ą
si
ę
. Dysregulacja
lub zakłócenie którego
ś
z tych procesów mo
ż
e prowadzi
ć
do zaniku tkanki lub
rozrostu nowotworowego.
W wielu chorobach, np. w raku, zaburzony jest nie tylko proces apoptozy.
Prawidłowa apoptoza w poł
ą
czeniu z nadmiern
ą
proliferacj
ą
mo
ż
e dawa
ć
taki sam
efekt, jak prawidłowa proliferacja z zaburzon
ą
apoptoz
ą
. Trzeba zatem szczegółowo
ustali
ć
miejsce zaburze
ń
.
Trzeba zdawa
ć
sobie spraw
ę
,
ż
e istniej
ą
dwa rodzaje
ś
mierci komórki: nekroza i
apoptoza.
Nekroz
ę
nazywa si
ę
czasem „
ś
mierci
ą
przypadkow
ą
” i powoduj
ą
j
ą
cz
ę
sto czynniki
chemiczne lub fizyczne. Prowadz
ą
one do obrzmienia komórki i wreszcie do
p
ę
kni
ę
cia jej błony. Organelle, takie jak mitochondria czy j
ą
dro komórkowe pozostaj
ą
nietkni
ę
te i w cało
ś
ci wydostaj
ą
si
ę
z komórki. W otaczaj
ą
cej tkance cz
ę
sto powoduj
ą
zapalenie.
W przeciwie
ń
stwie do nekrozy, apoptoza jest procesem
ś
ci
ś
le regulowanym i nazywa
si
ę
j
ą
„programowan
ą
ś
mierci
ą
komórki”.
Kluczowym momentem jest uwolnienie z mitochondriów cytochromu c do cytoplazmy
i załamanie potencjału błonowego mitochondriów. Aktywacja kaspaz prowadzi
nast
ę
pnie do rozkładu białek zwi
ą
zanych z apoptoz
ą
(np. białka PARP,
odpowiedzialnego za napraw
ę
DNA i cytokeratyny 18, odpowiadaj
ą
cej za utrzymanie
stabilno
ś
ci cytoszkieletu).
Kolejnym biochemicznym markerem apoptozy jest odwrócenie fosfatydyloseryny z
wewn
ę
trznej na zewn
ę
trzn
ą
stron
ę
błony.
Ostatecznym sygnałem jest fragmentacja DNA, potem nast
ę
puje pakowanie
zawarto
ś
ci komórki w małe p
ę
cherzyki błonowe i ich trawienie przez makrofagi.
Naturalna apoptoza dotyczy zwykle pojedynczych komórek, podczas gdy nekroza
obejmuje zwykle pewien obszar tkanki.
Ciałka i komórki apoptotyczne s
ą
zwykle rozpoznawane i usuwane przez s
ą
siaduj
ą
ce
komórki lub komórki
ż
erne, zanim si
ę
rozpadn
ą
.
Pozwala to na szybkie pozbywanie si
ę
ś
mieci bez wywoływania procesu zapalnego,
co wyra
ź
nie odró
ż
nia apoptoz
ę
od nekrozy.
System FasL –Fas receptor
Ligand dla Fas (CD95L, Apo-1L) to cytokina stanowi
ą
ca integralne białko błonowe
limfocytów T i komórek NK, pojawiaj
ą
ca si
ę
tak
ż
e na powierzchni komórek
uprzywilejowanych immunologicznie (kom. oka, Sertolego itp.).
Funkcj
ą
jest indukowanie apoptozy komórek maj
ą
cych na powierzchni receptor Fas,
głównie komórek nowotworowych i zaka
ż
onych wirusem.
Receptor Fas pojawia si
ę
tak
ż
e na aktywowanych limfocytach, przez co staj
ą
si
ę
one
podatne na apoptoz
ę
, co jest elementem regulacji odpowiedzi immunologicznej.
Podobnie eliminowane s
ą
komórki immunologicznie kompetentne, które próbowałyby
atakowa
ć
oko lub j
ą
dro w przebiegu infekcji niektórymi wirusami.
Ci
ąż
a jako przeszczep semiallogeniczny
10
Antygeny ojcowskie (czyli połowa u dziecka) s
ą
dla matki nie-własne.
Musz
ą
zatem istnie
ć
mechanizmy umo
ż
liwiaj
ą
ce prze
ż
ywanie dziecka w organizmie
matki, mimo działania jej układu immunologicznego.
Zakłócenie tych mechanizmów mo
ż
e prowadzi
ć
do poronie
ń
na tle
immunologicznym.
Obecnie za najwa
ż
niejsze mechanizmy immunologiczne warunkuj
ą
ce prawidłowy
rozwój ci
ąż
y jako przeszczepu semiallogenicznego uwa
ż
a si
ę
:
–
słab
ą
antygenowo
ść
trofoblastu,
–
immunoregulacyjn
ą
rol
ę
cytokin – przewaga odpowiedzi
immunologicznej typu Th2 nad Th1,
–
immunoregulacyjne działanie progesteronu,
–
immunoregulacyjn
ą
rol
ę
przeciwciał blokuj
ą
cych,
–
immunoregulacj
ę
na poziomie doczesnej.
Przekazywanie odporno
ś
ci dziecku przez matk
ę
•
Podczas ci
ąż
y – przeciwciała klasy IgG przez ło
ż
ysko.
(patologia: konflikt serologiczny)
•
Po urodzeniu: przeciwciała klasy IgA , a tak
ż
e monocyty z siar
ą
i mlekiem.
(naturalne karmienie zmniejsza cz
ę
sto
ść
alergii pokarmowych)
Zwi
ą
zek mi
ę
dzy układem immunologicznym a układem nerwowym
komórki immunologiczne, dzi
ę
ki olbrzymiej ró
ż
norodno
ś
ci receptorów mog
ą
odbiera
ć
wewn
ę
trzny obraz składników ciała i reagowa
ć
na szczególne odchylenia w tym
obrazie. W oparciu o wcze
ś
niejsze rozwa
ż
ania, nale
ż
y przyj
ąć
, i
ż
informacja
przetwarzana w UI mo
ż
e by
ć
przekazywana do OUN.
Szereg przeka
ź
ników uwalnianych przez komórki immunologiczne: cytokiny, pewne
składowe dopełniacza, immunoglobuliny, histamina, serotonina, mediatory zapalenia,
hormony grasicy, odgrywa rol
ę
w komunikacji mi
ę
dzy UI i OUN.
Zale
ż
nie od typu stymulacji antygenowej w ustroju pojawiaj
ą
si
ę
zarówno ró
ż
ne
kombinacje aktywnych komórek limfoidalnych i dodatkowych, oraz ich rozpuszczalne
produkty. Mo
ż
na przyj
ąć
,
ż
e istnieje kod oparty o kombinacj
ę
rozpuszczalnych
przeka
ź
ników, informuj
ą
cy na bie
żą
co OUN o typie odpowiedzi immunologicznej.
Równie
ż
informacja o miejscu, gdzie zachodzi odpowied
ź
mo
ż
e by
ć
przenoszona
przez pobudzone włókna aferentne w „strategicznie zlokalizowanych” narz
ą
dach
limfoidalnych.
Z tego wzgl
ę
du, przyjmuj
ą
c istnienie dróg aferentnych z UI do OUN, mo
ż
na
uwa
ż
a
ć
UI za czuciowy narz
ą
d receptorowy.
Immunosupresja powodowana stresem wi
ąż
e si
ę
z podniesieniem poziomu
glikokortykoidów (GK). Stres prowadzi do utraty masy ciała, atrofii grasicy,
powi
ę
kszenia nadnerczy, podniesienia poziomu TNF
α
w surowicy, podwy
ż
szenia
liczby kr
ążą
cych neutrofilów, a obni
ż
enia limfocytów.
Nale
ż
y zwróci
ć
uwag
ę
na wytwarzanie w komórkach immunologicznych podczas
reakcji stresowej
β
-endorfin, moduluj
ą
cych szereg funkcji immunologicznych.
Rosn
ą
cy poziom
β
-endorfin indukuje wytwarzanie cytokin Th typu 2. Maj
ą
one du
ż
e
znaczenie w stresach krótkookresowych, mniejsze w stresie chronicznym.
Ryszard Bobowiec:
Rola układu neuro-endokrynowego w odpowiedzi ostrej fazy. W: „Białka ostrej fazy u
zwierz
ą
t” Wydawnictwo Akademii Rolniczej w Lublinie, 2003
Efekty biologiczne wysiłku
W czasie wysiłku fizycznego obserwuje si
ę
wzrost wydzielania endogennych
peptydów opioidowych mi
ę
dzy innymi
β
-endorfiny. Przypuszcza si
ę
,
ż
e mog
ą
one
zmniejsza
ć
odczuwanie bólu mi
ęś
ni jak i ogólne odczucie ci
ęż
ko
ś
ci pracy. Z
11
działaniem endorfin wi
ąż
e si
ę
uczucie zadowolenia i dobry nastrój wyst
ę
puj
ą
cy
cz
ę
sto po wysiłku u osób systematycznie trenuj
ą
cych. Fakt ten zaleca si
ę
wykorzystywa
ć
jako czynnik wspomagaj
ą
cy kontrol
ę
emocji, a nawet uzupełniaj
ą
cy
leczenie zaburze
ń
emocjonalnych. Niektóre osoby po zaprzestaniu treningu skar
żą
si
ę
na pogorszenie samopoczucia. Zespół ten mo
ż
e przypomina
ć
objawy
towarzysz
ą
ce przerwaniu przyjmowania narkotyków, bowiem osoby te
przyzwyczajone s
ą
do wi
ę
kszego st
ęż
enia endogennych opiodów.
Autorzy niemieccy opisuj
ą
zwi
ą
zek mi
ę
dzy aktywno
ś
ci
ą
ruchow
ą
a cz
ę
sto
ś
ci
ą
infekcji
górnych dróg oddechowych krzyw
ą
w kształcie litery “J”.
Ś
rednie ryzyko
zachorowania na infekcje górnych dróg oddechowych posiadaj
ą
osoby nie trenuj
ą
ce.
Ich ryzyko zachorowania znajduje si
ę
w
ś
rodkowej cz
ęś
ci krzywej. W dolnej cz
ęś
ci
krzywej s
ą
osoby o najmniejszym ryzyku zachorowania – s
ą
to osoby uprawiaj
ą
ce
trening zdrowotny. Natomiast na szczycie krzywej znajduj
ą
si
ę
osoby o najwi
ę
kszym
ryzyku zachorowania, tj. osoby przeci
ąż
one treningiem fizycznym.
Wydaje si
ę
,
ż
e dla ka
ż
dego organizmu istnieje indywidualna wielko
ść
aktywno
ś
ci
ruchowej, która powoduje wzrost odporno
ś
ci organizmu. Przekroczenie jej w
kierunku in plus powoduje spadek odporno
ś
ci, natomiast zbyt mała aktywno
ść
ruchowa nie wywołuje zmian.
Dotychczasowe wyniki bada
ń
potwierdzaj
ą
hipotez
ę
,
ż
e umiarkowany trening
wytrzymało
ś
ciowy poprawia odporno
ść
, natomiast trening prowadz
ą
cy do
przeci
ąż
enia organizmu – osłabia mechanizmy odporno
ś
ciowe.
Opracowała mgr Joanna Konrad
Górski Jan “Fizjologiczne podstawy wysiłku fizycznego”, Warszawa: Wydawnictwo
lekarskie PZL
Kubica Ryszard “Podstawy fizjologii pracy i wydolno
ś
ci fizycznej” wyd. III skrypt dla
studentów Akademii Wychowania Fizycznego Kraków 1999
Marlecki Ireneusz “Wst
ę
p do fizjologii wysiłku i treningu sportowego” Warszawa 1972
Marlecki Ireneusz “Zarys fizjologii wysiłku i treningu sportowego” Warszawa 1981
Zapotrzebowanie energetyczne podczas wysiłku
Sprint – 85% energii z przemian beztlenowych. Rozpad ATP, zu
ż
ycie fosfokreatyny i
beztlenowa glikoliza.
Bieg na 1000 metrów (ok. 10 min) – 20% energii z przemian beztlenowych. Powolne
doł
ą
czenie fosforylacji oksydacyjnej, co powoduje spadek tempa biegu, ale umo
ż
liwia
jego kontynuacj
ę
.
Maraton - 5% energii z przemian beztlenowych. Nawet cały zapas ATP z organizmu
nie wystarczyłby na pokrycie potrzeb (zapas 103 mole, potrzeba ok. 150 moli).
Zu
ż
ywa si
ę
jednocze
ś
nie glikogen i kwasy tłuszczowe.
Na temat zmian w parametrach układu immunologicznego indukowanych wysiłkiem
fizycznym i wytrenowaniem ukazały si
ę
setki doniesie
ń
.
Badania ogniskuj
ą
si
ę
zasadniczo wokół pytania, czy wpływ wysiłku jest korzystny,
czy zale
ż
y od jego intensywno
ś
ci i czasu trwania, i czy regularne podejmowanie
wysiłku pozwala „wytrenowa
ć
” układ immunologiczny.
Istnieje pogl
ą
d, i
ż
wysiłek fizyczny zmniejsza odporno
ść
, zwłaszcza je
ś
li jest on
nieproporcjonalny do mo
ż
liwo
ś
ci organizmu.
Wydaje si
ę
, i
ż
najciekawszym odkryciem ostatnich lat jest stwierdzenie,
ż
e wysiłek
fizyczny o
ś
rednim poziomie intensywno
ś
ci powoduje u starszych osób korzystne
zmiany w parametrach układu odporno
ś
ciowego
Jednak
ż
e długotrwałe wykonywanie przez sportowców wyczerpuj
ą
cych
ć
wicze
ń
fizycznych mo
ż
e wywoływa
ć
okresowe zaburzenia czynno
ś
ci układu
odporno
ś
ciowego. Chodzi tu zwłaszcza o spadek liczby komórek NK i st
ęż
enia
12
immunoglobulin w surowicy. Rezultatem jest wzrost podatno
ś
ci na zaka
ż
enia i
gro
ź
ne dla
ż
ycia wirusowe zapalenie mi
ęś
nia sercowego. Je
ś
li na dodatek zawodnik
jest wystawiony na działanie wysokiej temperatury, obci
ąż
enie układu
odporno
ś
ciowego wzrasta wielokrotnie. Przedstawione tezy znajduj
ą
potwierdzenie w
obserwacjach klinicznych
Doniesienia mo
ż
na pogrupowa
ć
wokół trzech zasadniczych stwierdze
ń
:
Przede wszystkim, ewentualne zaburzenia, a w ka
ż
dym razie zmiany w badanych
parametrach zale
żą
od czasu i intensywno
ś
ci wysiłku; wysiłek maksymalny lub
wyj
ą
tkowo długotrwały wywiera wpływ trwaj
ą
cy długo (dni, tygodnie), a nie znikaj
ą
cy
po kilku godzinach.
Najwi
ę
ksze zmiany notowano u uprawiaj
ą
cych dyscypliny wyczerpuj
ą
ce (maraton,
pływanie długodystansowe).
Po drugie, główne obserwowane zmiany dotycz
ą
parametrów odporno
ś
ci nieswoistej,
przede wszystkim aktywno
ś
ci granulocytów; natomiast klinicznie uchwytne ró
ż
nice
dotycz
ą
zwi
ę
kszonej zachorowalno
ś
ci na infekcje wirusowe, głównie górnych dróg
oddechowych (URTI).
Wreszcie – po trzecie – wydaje si
ę
,
ż
e wzrost zachorowalno
ś
ci nie zale
ż
y wył
ą
cznie
od mo
ż
liwych do zmierzenia zmian w układzie immunologicznym, ale ma zwi
ą
zek ze
stresem, st
ęż
eniami neuroprzeka
ź
ników, szeregu hormonów stresu, katecholamin,
itd., jako
ż
e porównywalny wysiłek w okresie treningowym nie wi
ąż
e si
ę
z tak
ą
zapadalno
ś
ci
ą
jak podczas sezonu zawodów.
Distant stressors
Segerstrom & Miller, 2004. Psychological Stress and the Human Immune System: A
Meta-Analytic Study of 30 Years of Inquiry. Psychological Bulletin, 130, 4.
Traumatyczne wydarzenia, które miały miejsce w odległej przeszło
ś
ci
(molestowanie w dzieci
ń
stwie, urazy wojenne, uwi
ę
zienie) mog
ą
nadal wpływa
ć
na układ immunologiczny, ze wzgl
ę
du na swoje długotrwałe skutki
emocjonalne i poznawcze.
Opis obj
ą
ł podobie
ń
stwa i ró
ż
nice opisane w 293 pracach badawczych. Badania te
dotyczyły w sumie 18.941 osób.
W sumie sytuacje stresowe miały słaby zwi
ą
zek z ró
ż
nymi opisanymi nast
ę
pstwami
ze strony układu immunologicznego, zale
ż
nie od rodzaju stresu. Wydaje si
ę
np,
ż
e
inny jest wpływ gniewu ni
ż
urazu.
Autorzy opisuj
ą
,
ż
e najbardziej przewlekle działaj
ą
ce stresory: te, które wpłyn
ę
ły na
zmian
ę
to
ż
samo
ś
ci czy roli społecznej, były ponad mo
ż
liwo
ść
kontrolowania
czy wydawały si
ę
nie mie
ć
ko
ń
ca, w najwi
ę
kszym stopniu wpłyn
ę
ły na supresj
ę
odporno
ś
ci. W takiej sytuacji wszystkie parametry
ś
wiadcz
ą
ce o funkcji układu
immunologicznego wypadały poni
ż
ej normy.
Im dłu
ż
ej trwał stres, tym bardziej układ immunologiczny zmieniał swoje
działanie z dostosowania (takiego jak w ostrym stanie: walka lub ucieczka) na
zmiany potencjalnie szkodliwe, z pocz
ą
tku w zakresie odporno
ś
ci komórkowej,
potem w zakresie całej funkcji immunologicznej. Wydaje si
ę
,
ż
e stresory, które
wywracaj
ą
ś
wiat do góry nogami i wydaj
ą
si
ę
odbiera
ć
wszelk
ą
nadziej
ę
na
przyszło
ść
maj
ą
prawdopodobnie najgł
ę
bszy wpływ psychologiczny i fizjologiczny.
Autorzy wykazali tak
ż
e,
ż
e wiek i choroba tak
ż
e wpływały na podatno
ść
osoby na
powodowane stresem zaburzenia układu immunologicznego. Wydaje si
ę
,
ż
e kiepski
stan zdrowia i wiek pogarszaj
ą
zdolno
ść
organizmu do samoregulacji.
Szczegółowe badania mo
ż
na pogrupowa
ć
w nast
ę
puj
ą
ce kategorie:
a) liczba i aktywno
ść
komórek NK,
b) liczba i aktywno
ść
granulocytów,
13
c) przesuni
ę
cia w zakresie subpopulacji limfocytów.
Uzupełnienie o komórkach NK
Fenotyp CD3-CD16+CD56+/-, przy czym CD56 to cz
ą
steczka przylegania.
Pochodz
ą
ze szpiku, prawdopodobnie z tej samej linii rozwojowej, co limfocyty T.
Na dojrzewanie i aktywacj
ę
wpływaj
ą
: IL-2, IL-12, IL-15 i IL-21.
Opisano dwie populacje: NK1, dojrzewaj
ą
ce pod wpływem IL-12 i wydzielaj
ą
ce
głównie IFN-
γ
i NK2, dojrzewaj
ą
ce pod wpływem IL-4 i wydzielaj
ą
ce głównie IL-13.
By
ć
mo
ż
e forma NK2 jest postaci
ą
niedojrzał
ą
, a NK1 w pełni zró
ż
nicowan
ą
.
Kr
ąż
enie komórek NK
Słabsze ni
ż
limfocytów T, prawdopodobnie raczej s
ą
komórkami osiadłymi w
tkankach, mog
ą
si
ę
tam namna
ż
a
ć
.
Stanowi
ą
a
ż
50% limfocytów w
ą
troby, 10% limfocytów
ś
ledziony, 2-7% limfocytów
w
ę
złów chłonnych, 30% limfocytów płuc.
Komórki NKT
Limfocyty T maj
ą
ce typowe markery powierzchniowe komórek NK.
Maj
ą
ograniczone zdolno
ś
ci rozpoznawania antygenów.
S
ą
zdolne do wydzielania du
ż
ych ilo
ś
ci IL-4 i IFN-
γ
Komórki NK
Po porównaniu osób wytrenowanych i niewytrenowanych stwierdzono u
wytrenowanych wi
ę
kszy procent CD16+, i ich wy
ż
sz
ą
aktywno
ść
cytotoksyczn
ą
[Pedersen, 1989].
Pod wpływem treningu (po 15 tyg.
ć
wicze
ń
) nast
ą
piła poprawa aktywno
ś
ci komórek
NK, co wi
ą
zało si
ę
z mniejsz
ą
zapadalno
ś
ci
ą
na infekcje [Nieman, 1990].
Marato
ń
czycy w spoczynku mieli mniej granulocytów oboj
ę
tnochłonnych, liczby
innych komórek były porównywalne z grup
ą
kontroln
ą
nie-sportowców, notowano
jedynie wy
ż
sz
ą
aktywno
ść
cytotoksyczn
ą
komórek NK [Nieman, 1995].
Pływacy po wysiłku wykazywali spadek liczby komórek NK [Gleeson, 1995]. Wydaje
si
ę
,
ż
e to prostaglandyny mog
ą
powodowa
ć
spadek liczby komórek NK u osób
poddanych stresom [Pedersen, 1998].
Badania dzieci poddanych bardzo intensywnemu treningowi wykazały,
ż
e
wytrenowani mieli ni
ż
sz
ą
aktywno
ść
komórek NK przed wysiłkiem, a po wysiłku u
wszystkich mo
ż
na było zaobserwowa
ć
wzrost liczby leukocytów, limfocytów i
komórek NK (tych ostatnich a
ż
o 395%) [Baas, 1996].
Te pozornie sprzeczne dane pokazuj
ą
,
ż
e układ komórek NK jest bardzo
dynamiczny, a zmiany we krwi obwodowej nie do ko
ń
ca odzwierciedlaj
ą
produkcj
ę
i
by
ć
mo
ż
e magazynowanie w puli brze
ż
nej,
ś
ledzionie czy tkankach. Ich aktywno
ść
cytotoksyczna tak
ż
e nie jest miarodajnym parametrem zmian odporno
ś
ci pod
wpływem wysiłku.
Granulocyty
Produkcja reaktywnych pochodnych tlenowych przez granulocyty była wi
ę
ksza po
wysiłku, ale mniejsza u osób wytrenowanych ni
ż
w grupie kontrolnej [Smith, 1990].
U trenuj
ą
cych wy
ż
sza była spontaniczna (nie stymulowana) chemiluminescencja
granulocytów oboj
ę
tnochłonnych [Baj, 1994]. Rowerzy
ś
ci halowi wykazywali po
wysiłku wzrost chemotaksji granulocytów oboj
ę
tnochłonnych i wy
ż
sze warto
ś
ci w
te
ś
cie NBT [Fernandez, 1995].
Gimnastyczki w wieku 10-12 lat, badane zaraz po i 12 godz. po wysiłku wykazywały
wzrost WBC (powrót do warto
ś
ci wyj
ś
ciowych po 24 godz.) granulocyty i limfocyty
pozostawały podwy
ż
szone jeszcze w 24 godz. po wysiłku [Eliakim, 1997].
Funkcje granulocytów
Fagocytoza drobnoustrojów, zwłaszcza bakterii, wspomagana przez opsonizacj
ę
.
14
Zabijanie sfagocytowanych bakterii w fagolizosomach.
Ziarnisto
ś
ci azurofilne – hydrolazy kwa
ś
ne, mieloperoksydaza, białka
kationowe, defensyny, elastaza.
Ziarnisto
ś
ci swoiste – laktorefyna, lizozym, kolagenaza IV, fosfolipaza A2.
Makrofagi i neutrofile posiadaj
ą
zdolno
śë
usuwania obcych substancji, które
dostały si
ę
do ustroju, a tak
ż
e własnych zu
ż
ytych tkanek, czyli do fagocytozy.
Badanie fagocytozy jest wa
ż
nym elementem w badaniach stanu
czynno
ś
ciowego neutrofilów.
Badania oceniaj
ą
ce zdolno
śë
neutrofilów do fagocytozy s
ą
najcz
ęś
ciej
wykonywane dla okre
ś
lenia czynno
ś
ci neutrofilów we wrodzonych i nabytych
zaburzeniach funkcji tych komórek, zespołach mielodysplastycznych, czy te
ż
dla oceny wpływu ró
ż
nych
ś
rodków mog
ą
cych usprawni
ë
upo
ś
ledzon
ą
fagocytoz
ę
.
•
Niszczenie pochłoni
ę
tych bakterii mo
ż
e zachodzi
ć
przy udziale toksycznych
pochodnych tlenowych, albo bez nich, a zwykle przez zastosowanie obu
metod.
•
Beztlenowe sposoby zabijania:
białka kationowe,
defensyny,
lizozym,
inne, np. laktoferyna, elastaza, MBP.
Neutrofil przybyły na miejsce tocz
ą
cego si
ę
procesu zapalnego dysponuje
potencjałem toksycznym niezb
ę
dnym do zniszczenia pochłoni
ę
tych
mikroorganizmów (enzymy proteolityczne i produkty metabolizmu tlenowego).
Ocena metabolizmu tlenowego komórki daje odpowied
ź
co do skuteczno
ś
ci
degradacji pochłoni
ę
tego przez neutrofil materiału, czego nie daje ocena fagocytozy.
Do wykazania powstałego nadtlenku wodoru (H2O2) powszechnie stosuje si
ę
dwuoctan 2’7’-dichlorofluorescyny (DCFH-DA). Jest to mała, niespolaryzowana i nie
wykazuj
ą
ca wła
ś
ciwo
ś
ci fluorescencyjnych cz
ą
steczka, która przenikaj
ą
c przez błon
ę
komórkow
ą
rozprasza si
ę
wewn
ą
trz komórki i tam ulega deacetylacji w
spolaryzowan
ą
2’7’-dichlorofluorescyn
ę
(DCFH);
Po aktywacji komórki i w obecno
ś
ci powstałego H2O2 jonów
ż
elaza i peroksydazy
zwi
ą
zek ten utlenia si
ę
do 2’7’-dichlorofluoresceiny (DCF), fluorochromu emituj
ą
cego
sygnał fluorescencyjny (530 nm), który mo
ż
na zanalizowa
ë
w cytometrze.
Cytometria przepływowa pozwala mierzy
ë
efektywno
śë
wybuchu oddechowego w
pojedynczych komórkach i nie wymaga stosowania procedur izolacyjnych, które
cz
ę
sto zaburzaj
ą
ich czynno
ść
.
Do aktywacji fagocytów, czyli stymulacji komórek in vitro u
ż
ywa si
ę
rozmaitych
substancji, takich jak estry forbolu (PMA – 13-myristynian,13-octan forbolu).
Wydaje si
ę
zatem,
ż
e o ile jednorazowy wysiłek powoduje zawsze wzrost liczby i
aktywno
ś
ci granulocytów (co prawdopodobnie jest efektem mobilizacji puli brze
ż
nej),
o tyle regularne treningi powoduj
ą
spadek ich liczby i zmniejszon
ą
aktywno
ść
. Mo
ż
e
to by
ć
wynikiem wł
ą
czenia homeostatycznego hamowania, aby nie dopu
ś
ci
ć
do
nadmiernego pobudzania granulocytów i zminimalizowa
ć
ich ewentualne niszcz
ą
ce
działania.
Zapalenie: to wła
ś
nie, co obserwuje lekarz jako objaw choroby
a tak
ż
e to, co sam chory odczuwa i co skłania go do szukania pomocy…
Ucieplenie (calor)
Zaczerwienienie (rubor)
Obrz
ę
k (tumor)
15
Bolesno
ść
(dolor)
Zaburzenie funkcji (functio laesa)
Zapalenie (łac. inflammatio, ang. inflammation, niem. Entz
ő
ndung) definiuje si
ę
jako
reakcj
ę
unaczynionej tkanki na uszkodzenie
Faza naczyniowa m.o.z.
Miejscowe zaburzenie w mikrokr
ąż
eniu krwi i chłonki na skutek działania mediatorów
chemicznych.
Rozszerzenie
ś
wiatła naczy
ń
, wzrost przepuszczalno
ś
ci
ś
cian naczy
ń
włosowatych.
Ucieczka białek i płynu poza ło
ż
ysko naczyniowe.
Zmiany naczyniowe w ostrym zapaleniu
Rozszerzenie naczy
ń
Spowolnienie kr
ąż
enia (a
ż
do zastoju krwi)
Zwi
ę
kszona przepuszczalno
ść
ś
cian naczy
ń
Zwi
ę
kszona przepuszczalno
ść
mo
ż
e wynika
ć
z:
Skurczu komórek
ś
ródbłonka (pod wpływem histaminy)
Obkurczenia poł
ą
cze
ń
mi
ę
dzykomórkowych (pod wpływem cytokin)
Aktywno
ś
ci leukocytów
Wytworzenia nowych naczy
ń
włosowatych
Komórki tuczne:
Zawieraj
ą
histamin
ę
, heparyn
ę
, TNF.
Uwalniaj
ą
zawarto
ść
pod wpływem:
Urazu, zimna lub gor
ą
ca
Zwi
ą
zania antygenu przez IgE na powierzchni
C3a lub C5a (anafilotoksyn)
Białek leukocytów
Neuropeptydów, w tym substancji P
Cytokin: IL-1, IL-8
Faza wysi
ę
kowa m.o.z.
Wzrost ci
ś
nienia osmotycznego w przestrzeni pozanaczyniowej.
Gromadzenie zapalnego płynu wysi
ę
kowego w przestrzeni pozanaczyniowej lub
jamach ciała.
Faza komórkowa m.o.z.
Napływ komórek z ło
ż
yska naczyniowego do miejsca zapalenia, pod wpływem
czynników chemotaktycznych.
Z pocz
ą
tku przewa
ż
aj
ą
granulocyty (neutrofile) i makrofagi.
Je
ś
li proces trwa dłu
ż
ej lub jest powodowany szczególnymi czynnikami, pojawia si
ę
naciek limfocytarny.
Zespół reakcji unaczynionych tkanek, zachodz
ą
cych od momentu uszkodzenia tkanki
przez procesy naprawcze a
ż
do całkowitego ust
ą
pienia skutków zapalenia.
Klasyfikacja zapale
ń
według trzech kryteriów:
Czasu trwania
Rodzaju zmiany
Czynnika etiologicznego
Ropa: Półpłynna substancja powstaj
ą
ca w miejscu reakcji zapalnej, głównie w
odpowiedzi na bakterie.
Zawiera neutrofile, włóknik, płyn tkankowy i resztki obumarłych komórek.
Jest silnie bakteriobójcza…
Jej powstanie powoduj
ą
zwłaszcza niektóre bakterie, np. gronkowiec złocisty
Staphylococcus aureus
Cellulitis: Rozsiany naciek tkanki, szczególnie tkanki podskórnej, przez neutrofile;
16
Stymulowany szczególnie przez Streptococcus;
Z powodu wytwarzanych przez komórki toksyn mo
ż
e si
ę
zmieni
ć
w niszcz
ą
ce
martwicze zapalenie tkanki ł
ą
cznej;
Jest przejawem nieskutecznej reakcji gospodarza na zaka
ż
enie.
Mediatory zapalenia:
Aminy wazoaktywne
Kininy
Pochodne kwasu arachidonowego
I wiele innych, ale cz
ęś
ciowo ju
ż
omówionych, np. układ dopełniacza, układ
krzepni
ę
cia i fibrynolizy, czynnik aktywuj
ą
cy płytki, substancje wydzielane przez
neutrofile i monocyty/makrofagi.
Aminy wazoaktywne
Głównie histamina i serotonina. Efekt ka
ż
dej z nich zale
ż
ny od receptora, na jaki
działa.
Histamina
Trzy typy receptora: H1, H2 i H3.
We wczesnej fazie zapalenia rol
ę
odgrywa głównie pobudzenie przez receptor H1:
wzrost przepuszczalno
ś
ci naczy
ń
, obrz
ę
ki, skurcz mi
ęś
ni gładkich oskrzeli.
Pobudza eozynofile, komórki NK i limfocyty supresorowe, hamuje proliferacj
ę
i
cytotoksyczno
ść
limfocytów T, a tak
ż
e produkcj
ę
przeciwciał.
Znaczenie biologiczne
Ograniczenie reakcji zapalnej do fazy nieswoistej,
ż
eby reakcja zako
ń
czyła si
ę
miejscowo (nie uległa uogólnieniu) i nie anga
ż
owała odpowiedzi swoistej.
Szczególne znaczenie w zaka
ż
eniach paso
ż
ytniczych i w alergii.
Serotonina
Efekt biologiczny te
ż
zale
ż
y od rodzaju receptora.
Neuroprzeka
ź
nik w OUN.
Pobudza wydzielanie i perystaltyk
ę
przewodu pokarmowego.
Aktywacja płytek, skurcz du
ż
ych naczy
ń
, skurcz oskrzeli.
Rozszerzenie małych naczy
ń
, zwi
ę
kszenie agregacji płytek.
Kininy
Układ kalikreina-kininogen-kininy odpowiada fizjologicznie za przepływ krwi przez
nerki.
Aktywacja kalikreiny po uszkodzeniu tkanek, powstanie kinin z kininogenu.
Skurcz pozanaczyniowych mi
ęś
ni gładkich, rozszerzenie naczy
ń
, spadek ci
ś
nienia
krwi.
Pobudzenie receptorów nocyceptywnych: wywołanie uczucia bólu.
Najlepiej poznana kinina: bradykinina
Nonapeptyd, czas półtrwania wynosi kilka sekund.
Pobudza komórki endotelium do produkcji prostacykliny i NO.
Pobudza komórki nacieku (neutrofile, makrofagi, limfocyty T) do produkcji cytokin
zapalnych.
Pochodne kwasu arachidonowego
Estry kwasu arachidonowego s
ą
obecne w fosfolipidach błony komórkowej. Pod
wpływem fosfolipaz uwalnia si
ę
kwas arachidonowy, który podlega dalszym
przekształceniom.
Pod wpływem cyklooksygenazy (syntazy prostaglandyny H) powstaj
ą
prostanoidy
i tromboksan.
Pod wpływem lipooksygenaz powstaj
ą
leukotrieny i lipoksyny.
Prostaglandyny
17
Odkryte w latach 30 XX wieku w prostacie (glandula prostatae), st
ą
d nazwa;
Lokalne hormony reguluj
ą
ce procesy zapalne, przepływ krwi, transport jonów przez
błon
ę
, moduluj
ą
ce przeka
ź
nictwo w synapsach.
Z czasem opisano,
ż
e nale
żą
do eikozanoidów (gr.
εικοσι
= 20), czyli zwi
ą
zków
dwudziestow
ę
glowych o 4 wi
ą
zaniach nienasyconych.
Tromboksan TXA2.
Wytwarzany w płytkach krwi, powoduje agregacj
ę
płytek, krzepni
ę
cie krwi i skurcz
naczy
ń
.
Tromboksan A2 jest aktywny, ale bardzo nietrwały (czas półtrwania 30 sekund).
Na drodze hydrolizy powstaje z niego tromboksan B2, który jest nieaktywny.
Efekty biologiczne
PGF2 i TXA2 powoduj
ą
skurcz mi
ęś
ni gładkich, zw
ęż
enie naczy
ń
, agregacj
ę
płytek.
PGD2 PGE2 PGI2 powoduj
ą
rozszerzenie naczy
ń
krwiono
ś
nych, indukcj
ę
gor
ą
czki,
ból.
W komórkach nacieku powoduj
ą
wzrost cAMP i spadek cGMP, co hamuje syntez
ę
cytokin zapalnych.
PGE2 hamuje limfocyty T, produkcj
ę
przeciwciał i makrofagi.
Efekty biologiczne leukotrienów
LTC4, LTD4 i LTE4 powoduj
ą
silny skurcz naczy
ń
i wzrost ich przepuszczalno
ś
ci.
LTB4 silny czynnik chemotaktyczny i aktywuj
ą
cy dla neutrofilów i eozynofilów,
najsilniejszy antagonista nocyceptorów bólu przewlekłego.
Lipoksyny hamuj
ą
cytotoksyczno
ść
komórek NK.
Niezb
ę
dne nienasycone kwasy tłuszczowe
Dwie główne kategorie: omega-3 i omega-6 (
ω
-3 i
ω
-6).
Najwa
ż
niejsze kwasy
ω
-3: alfa-linolowy, eikozapentaenoikowy i
dokosaheksaenoikowy.
Najwa
ż
niejsze kwasy
ω
-6: linolenowy, gamma-linolenowy, dihomogammalinolenowy
i arachidonowy
Ź
ródła NNKT
Omega-3: ryby i niektóre oleje ro
ś
linne (w tym oliwa).
Omega-6 (głównie kwas linolenowy): ziarna, orzechy, nasiona, warzywa; kwas
arachidonowy w tłustych cz
ęś
ciach mi
ę
sa.
Znaczenie biologiczne
Rodziny NNKT omega-6 i omega-3 konkuruj
ą
o fosfolipaz
ę
(PLA2), która
przekształca fosfolipidy błony, a tak
ż
e o cyklooksygenazy i lipooksygenaz
ę
.
Wła
ś
ciwa równowaga pomi
ę
dzy ich zawarto
ś
ci
ą
w diecie sprzyja zatem kontroli nad
powstawaniem eikozanoidów.
Prawidłowa proporcja omega-6 do omega-3 powinna wynosi
ć
1:1. Zachodnia dieta
zawiera natomiast proporcj
ę
pomi
ę
dzy 25 a 40 omega-6 do 1 omega-3.
Równowaga NNKT
NNKT omega-3 s
ą
punktem wyj
ś
cia syntezy substancji przeciwzapalnych. Sprzyja to
obni
ż
eniu ci
ś
nienia krwi i st
ęż
enia lipidów w osoczu, a tak
ż
e działa
przeciwzakrzepowo.
NNKT omega-6 daj
ą
pocz
ą
tek substancjom zarówno nasilaj
ą
cym, jak i
zmniejszaj
ą
cym zapalenie. Działaj
ą
korzystnie, je
ś
li s
ą
w równowadze z omega-3,
ale ich przewaga nasila procesy zapalne.
Reakcja ostrej fazy
Odpowied
ź
całego organizmu na uszkodzenie, uraz, zaka
ż
enie – nawet nikłe i tylko
lokalne.
18
Uruchamiana przez substancje wydzielone z makrofagów aktywowanych w miejscu
zadziałania uszkadzaj
ą
cego bod
ź
ca.
Podlega centralnej regulacji przez o
ś
rodkowy układ nerwowy.
Uzupełnienie: Nadwra
ż
liwo
ść
Stan spaczonej odpowiedzi immunologicznej, prowadz
ą
cy do uszkodzenia tkanek i
zapocz
ą
tkowuj
ą
cy proces chorobowy [wg W. Lasek: Nadwra
ż
liwo
ść
, W:
Immunologia, Red.: J.Goł
ą
b, M. Jakóbisiak, W. Lasek, Warszawa 2002]
Podział nadwra
ż
liwo
ś
ci
wg Gella i Coombsa: IV typy
I – reakcja z alergenem wywoływana przez IgE na powierzchni komórek tucznych i
bazofilów; efekt biologiczny wynika z działania mediatorów – histaminy, leukotrienów,
kinin.
II – reakcja IgM i IgG z antygenami powierzchni komórek; komórki s
ą
niszczone w
reakcji aktywacji dopełniacza, przez fagocytoz
ę
lub ADCC.
III – odkładanie kompleksów immunologicznych w naczyniach i tkankach; aktywacja
dopełniacza prowadzi do niszczenia tkanek.
IV – reakcja limfocytów Tc, Th i makrofagów na antygeny; tkanki s
ą
niszczone na
drodze efektu cytotoksycznego lub przez cytokiny.
Nadwra
ż
liwo
ść
typu I – IgE zale
ż
na
Wi
ąż
e si
ę
ze zjawiskiem atopii (gr.
ατοπος
= dziwny) czyli genetycznie
uwarunkowanej skłonno
ś
ci do nadmiernej syntezy IgE.
Niewspółmiernie mała dawka antygenu wywołuje bardzo burzliwe reakcje.
Przykładami s
ą
katar sienny, astma, atopowe zapalenie skóry, wstrz
ą
s
anafilaktyczny.
Poj
ęć
„alergia” i „nadwra
ż
liwo
ść
typu I” mo
ż
na u
ż
ywa
ć
zamiennie
Rozpoznanie alergii
•
Obecno
ść
swoistych przeciwciał IgE w surowicy
•
Dodatnie testy skórne
•
Objawy kliniczne
Teorie wyja
ś
niaj
ą
ce genez
ę
alergii
1. Czynniki genetyczne – je
ś
li jedno z rodziców ma alergi
ę
, dziecko ma 40%
szans na ni
ą
, gdy oboje – 60% szans…
Dziedziczenie zdecydowanie wielogenowe, w tym allele układu HLA, geny koduj
ą
ce
IL-4, receptor dla IgE, gen dla IFN-
γ
itd.
2. Czynniki
ś
rodowiskowe: brak treningu immunologicznego, m.in. brak kontaktu z
niektórymi drobnoustrojami (produkuj
ą
cymi endotoksyn
ę
) i przesuni
ę
cie równowagi w
układzie immunologicznym w kierunku Th2 – hipoteza higieniczna;
Westernizacja: przetworzona
ż
ywno
ść
, utwardzone tłuszcze ro
ś
linne, a brak
nienasyconych kwasów tluszczowych, lepsze warunki
ż
ycia, czysto
ść
, spaliny z
silników Diesla, dym papierosowy.
3. Ekspozycja na alergen: wi
ę
ksza w dzieci
ń
stwie zmniejsza cz
ę
sto
ść
alergii;
Dzieci miejskie wystawiane tylko czasem na du
ż
e dawki alergenów łatwiej choruj
ą
na
alergie.
Niekorzystna jest sezonowo
ść
wyst
ę
powania (Skandynawia – oczyszczanie
powietrza przez
ś
nieg…)
4. Przeciwciała matczyne przekazane podczas ci
ąż
y i naturalnego karmienia:
zdecydowanie ochronny efekt.
Mleko matki zawiera IgA, a tak
ż
e TGF-
β
, który hamuje odpowied
ź
immunologiczn
ą
u
dziecka.
Sztuczne karmienie zwi
ę
ksza cz
ę
sto
ść
alergii pokarmowych.
19
Reakcje alergiczne
1. Natychmiastowa – anafilaktyczna – kilka-kilkana
ś
cie minut.
•
Termin anafilaksja jest przeciwie
ń
stwem profilaksji: prób uzyskania odporno
ś
ci
psa na toksyn
ę
ukwiału (Portier i Richet, 1902); zamiast niewra
ż
liwo
ś
ci
osi
ą
gn
ę
li błyskawiczne zej
ś
cie po drugim podaniu alergenu…
•
Pokrzywka,
ś
wi
ą
d, obrz
ę
k, w skrajnych przypadkach wstrz
ą
s anafilaktyczny.
2. Reakcja pó
ż
na (Late-phase reaction, LPR) – nie myli
ć
z DTH!
•
6-10 godzin od kontaktu z alergenem.
•
Błony
ś
luzowe gdo lub ddo, skóra.
•
Czynnikami wywołuj
ą
cymi s
ą
głównie leukotrieny, PAF, IL-1, IL-4 i TNF-
α
.
•
Skuteczne s
ą
GKS, a nie działaj
ą
leki antyhistaminowe.
Odczulanie
•
Swoista immunoterapia – SIT.
•
Podawanie pocz
ą
tkowo małych, potem rosn
ą
cych dawek alergenu w celu
wywołania tolerancji.
•
Podanie mo
ż
e by
ć
podskórne lun podj
ę
zykowe.
•
Jest mo
ż
liwa, je
ś
li alergen jest znany…
•
Zaleca si
ę
j
ą
zwłaszcza osobom uczulonym na jady owadów.
Wpływ wysiłku fizycznego na układ immunologiczny – cd.
Po wysiłku notowano spadek liczby wszystkich limfocytów T, w tym głównie T CD4+,
a wzrost liczby komórek NK, najbardziej po ci
ęż
kim lub długotrwałym wysiłku, po 30
min. zmiany te zanikały [Kendall, 1990].
Podobnie inni autorzy odnotowali spadek liczby wszystkich limfocytów T, a wzrost
st
ęż
e
ń
IgA, IgG, IgM [Nehlsen, 1991].
Po 40 tygodniach intensywnego biegania (5 x 8 km na tydzie
ń
) stwierdzono,
ż
e liczba
limfocytów nie uległa zmianie, podobnie liczba limfocytów T, natomiast zmieniła si
ę
proporcja CD4/CD8 na skutek wzrostu odsetka komórek CD3+CD8+ i spadku
odsetka komórek CD3+CD4+ [Kawada, 1992].
Krótki maksymalny wysiłek powodował wzrost liczby leukocytów, w tym wzrost
liczby monocytów i limfocytów, spadek stosunku CD4/CD8, nie wywoływał natomiast
zmiany liczby granulocytów; u osób niewytrenowanych notowano wi
ę
cej komórek
CD8+, a u wytrenowanych odsetkowo mniej komórek CD25+ po stymulacji [Gray,
1992].
Wysiłek podczas treningu powodował spadek liczby komórek CD3+ i CD4+,
obni
ż
enie st
ęż
enia IL-2, spadek odpowiedzi limfocytów na stymulacj
ę
fMLP i PMA, a
wzrost proliferacji pod wpływem PHA i przeciwciała monoklonalnego Mono-aCD3
[Baj, 1994].
Stymulacja limfocytów
Prawidłowo antygen pobudza mniej ni
ż
1% limfocytów (przez TCR) danej populacji.
Mitogeny s
ą
w stanie pobudzi
ć
wiele klonów limfocytów dzi
ę
ki oddziaływaniu na
w
ę
glowodany glikoprotein i glikolipidów ich powierzchni.
Mitogenami s
ą
na przykład przeciwciało przeciwko CD3, konkanawalina A (ConA),
fitohemaglutynina (PHA), mitogen szkarłatki (PWM).
Superantygeny
Produkowane przez niektóre bakterie, mykoplazmy, wirusy, paso
ż
yty, niektóre
ro
ś
liny.
Superantygeny mog
ą
pobudza
ć
wiele klonów limfocytów, reaguj
ą
c tylko z
zewn
ę
trzn
ą
cz
ęś
ci
ą
domeny V ła
ń
cucha
β
, czyli dany superantygen pobudzi
20
wszystkie limfocyty T z danym typem ła
ń
cucha
β
, zarówno limfocyty T CD4+ jak i
CD8+. Tak pobudzone limfocyty wchodz
ą
w stan anergii lub gin
ą
.
Masowe wydzielanie cytokin przez tak pobudzone limfocyty wywołuje na przykład
objawy zatrucia pokarmowego przy zaka
ż
eniu gronkowcami.
Kiedy zbadano czas normalizacji parametrów, poddaj
ą
c
ć
wicz
ą
cych wysiłkowi
po 24 min na rowerze treningowym przez 5 dni, do 80% wysiłku maksymalnego,
mo
ż
na było stwierdzi
ć
,
ż
e efekt natychmiastowy mijał po 3 godz. (i był
prawdopodobnie zwi
ą
zany z pobudzeniem układu sympatycznego, co wi
ą
zało si
ę
ze
wzrostem st
ęż
enia norepinefryny), natomiast efekt
ś
rednio odległy polegał na
niewielkim wzro
ś
cie odsetka komórek CD19+ i CD3+CD4-CD8- [Grazzi, 1992].
W 36 godzin po wysiłku nie obserwowano ró
ż
nic co do liczby komórek CD3+,
CD19+ ani proporcji CD4/CD8; u osób wytrenowanych notowano wy
ż
sz
ą
liczb
ę
leukocytów i granulocytów, a tak
ż
e komórek NK, natomiast ni
ż
sz
ą
liczb
ę
limfocytów.
U osób wytrenowanych obserwowano tak
ż
e wzrost ekspresji ła
ń
cucha
β
receptora
dla IL-2 [Rhind, 1994].
Przedłu
ż
ony trening powodował produkcj
ę
IL-1, spadek st
ęż
enia IL-2
(prawdopodobnie wzrost ekspresji ła
ń
cucha
β
receptora powoduje wi
ę
kszy wychwyt
tej interleukiny);
ś
redni wysiłek podnosił aktywno
ść
NK, a du
ż
y j
ą
obni
ż
ał;
sugerowano uszkodzenie mi
ęś
ni szkieletowych jako przyczyn
ę
powstawania reakcji
zapalnej [Shepard, 1994]. Tezie tej zaprzeczyły kolejne badania, wykazuj
ą
ce,
ż
e nie
dochodzi do uszkodzenia mi
ęś
ni mierzonego zmian
ą
aktywno
ś
ci CPK [Brenner,
1999].
Opisywano te
ż
wzrost liczby leukocytów i granulocytów, w
ś
ród limfocytów za
ś
komórek CD8+ i CD4+, ze spadkiem proporcji CD4/CD8 [Rebeco, 1998].
Gimnastyczki w wieku 10-12 lat, badane zaraz po i 12 godz. po wysiłku, wykazywały
wzrost liczby WBC (powrót do warto
ś
ci podstawowych po 24 godz.) natomiast liczby
granulocytów i limfocytów pozostawały podwy
ż
szone jeszcze w 24 godz. po
wysiłku.
Zmiany w subpopulacjach limfocytów obejmowały wzrost liczby limfocytów T, Th, Tc i
komórek NK – przy czym liczby te powracały do warto
ś
ci wyj
ś
ciowych po 24 godz.
Nie notowano zmian w st
ęż
eniach IgA, IgM, IgE, IgG całkowitej ani jej podklas
[Eliakim, 1997].
Biegacze po 2 m-cach treningu wykazywali wzrost st
ęż
enia sICAM-1 i cechy
zagro
ż
enia alergi
ą
: wzrost CD20+CD23+, CD4+CD45RO+, wzrost sIL-2R i ICAM1
[Baum, 1994].
Do odr
ę
bnych efektów zaliczy
ć
mo
ż
na zmiany st
ęż
e
ń
immunoglobulin: pływacy po
wysiłku mieli mniej IgA, IgM, IgA w
ś
linie, ze spadkiem st
ęż
enia IgG2 [Gleeson,
1995], natomiast notowano po wysiłku wzrost st
ęż
enia ACTH i
β
-endorfin
[Fernandez, 1995]. Ponadto notowano po wysiłku spadek liczby eozynofili,
limfocytów i st
ęż
enia IgM o 20-35%, wzrost wydzielania IL-6 i GM-CSF [Boyum,
1996]. Jelitowa produkcja IgA i IgM nie spadała po maratonie [Nilssen, 1998].
Cytokiny
“Polipeptydy produkowane podczas aktywacji i fazy efektorowej odpowiedzi
immunologicznej, zarówno wrodzonej, jak i nabytej, które słu
żą
przenoszeniu
informacji i regulacji reakcji”
–
Cytokiny reguluj
ą
ce odpowied
ź
nieswoist
ą
;
–
Cytokiny reguluj
ą
ce odpowied
ź
swoist
ą
;
–
Cytokiny reguluj
ą
ce hematopoez
ę
.
21
Próby poprawy parametrów odporno
ś
ci za pomoc
ą
suplementacji substancji
spo
ż
ywczych były badane na przykładzie podawania posiłku bogatotłuszczowego:
powodowało to wzrost st
ęż
enia IL-2, a spadek wydzielania IL-1, IL-6, TNF
[Venkatraman, 1997]. Poprawiało tak
ż
e badane parametry podawanie napojów
bogatych w w
ę
glowodany [Nieman, 1999].
Podobnie zatem jak w przypadku granulocytów efekt natychmiastowy (przemijaj
ą
cy)
wi
ąż
e si
ę
jedynie z przesuni
ę
ciami pomi
ę
dzy spoczynkowymi komórkami puli
brze
ż
nej i magazynów, by
ć
mo
ż
e
ś
ledzionowych, a krwi
ą
obwodow
ą
, natomiast do
odległych efektów nale
ż
y zmniejszona zdolno
ść
limfocytów do aktywacji, a zatem
równie
ż
hamuj
ą
cy wpływ nieznanych czynników.
Oprócz rodzaju i czasu trwania wysiłku, a tak
ż
e stopnia wytrenowania na wyniki ma
istotny wpływ równie
ż
wiek badanych, jako
ż
e u młodszych sportowców zmiany s
ą
nieco inne i wytrenowanie zdaje si
ę
tu wywiera
ć
mniejszy wpływ hamuj
ą
cy.
Jedn
ą
z prób wyja
ś
nienia tego zjawiska jest hipoteza,
ż
e poniewa
ż
to brak IFN
gamma wywołuje supresj
ę
w układzie immunologicznym, a wysiłek praktycznie znosi
wydzielanie IFN, obserwowane u sportowców spadki odporno
ś
ci s
ą
wła
ś
nie
pochodn
ą
tego zjawiska [Northoff, 1998].
Odr
ę
bn
ą
kwesti
ą
jest oddzielenie efektu czysto fizycznego wysiłku od wpływu stresu
psychicznego: zobrazowały to badania nad okresami treningu i sezonu zawodów,
pokazuj
ą
ce wzrost liczby granulocytów oboj
ę
tnochłonnych, spadek liczby limfocytów
T CD4+, spadek aktywno
ś
ci limfocytów T i aktywno
ś
ci granulocytów
oboj
ę
tnochłonnych, ale brak zmian komórek NK. Wszystkie te zmiany cofały si
ę
po
sezonie zawodów.
Podstawow
ą
podkre
ś
lan
ą
przez autorów zmian
ą
s
ą
zaburzenia funkcji granulocytów
[Bury, 1998]. Wpływ stresu mo
ż
e wi
ą
za
ć
si
ę
ze zmianami wywoływanymi przez
katecholaminy [Takanara, 1999].
Wnioski z prac magisterskich
Badano krew obwodow
ą
w czterech kolejnych próbkach: po przyj
ś
ciu na badania, po
30 minutach odpoczynku, po wysiłku submaksymalnym i znowu po 30 minutach
odpoczynku.
Na podstawie przeprowadzonej analizy wpływu wysiłku na wybrane wykładniki
mo
ż
na stwierdzi
ć
,
ż
e wszystkie badane parametry hematologiczne (liczba
erytrocytów, st
ęż
enie hemoglobiny, Ht, liczba leukocytów) ulegaj
ą
zmianie pod
wpływem wysiłku fizycznego.
Nawet je
ż
eli w badaniach statystycznych ró
ż
nice te nie s
ą
znamienne, co mo
ż
e
wynika
ć
z ró
ż
norodno
ś
ci grupy badanej, jej niewielkiej liczebno
ś
ci, b
ą
d
ź
osobniczej
reakcji na wysiłek, to mo
ż
na powiedzie
ć
z cał
ą
pewno
ś
ci
ą
,
ż
e obserwowane zmiany
s
ą
zale
ż
ne od wysiłku.
Najmniej zmieniaj
ą
cym si
ę
parametrem był hematokryt. Wydaje si
ę
,
ż
e organizm
stosuje swoist
ą
kompensacj
ę
w odpowiedzi na rosn
ą
c
ą
liczb
ę
komórek kr
ążą
cych we
krwi obwodowej i dostosowuje obj
ę
to
ść
krwi kr
ążą
cej, tak, by całkowita proporcja
pozostała niezmieniona.
Jest to zgodne z danymi literaturowymi, wymieniaj
ą
cymi zmiany hematologiczne i
hemodynamiczne zachodz
ą
ce organizmie pod wpływem wysiłku fizycznego. Mo
ż
na
te zmiany tłumaczy
ć
wyrzutem krwi z zapasów
ś
ledzionowych, a w przypadku
leukocytów uruchomieniem puli brze
ż
nej.
Badane parametry biochemiczne okazały si
ę
ró
ż
ni
ć
w przypadku aktywno
ś
ci
transaminaz, głównie transaminazy asparaginianowej. Mo
ż
e to sugerowa
ć
jej
uwalnianie z pracuj
ą
cych mi
ęś
ni pod wpływem submaksymalnego wysiłku. W
22
wykonanych badaniach próbka powysiłkowa jednoznacznie ró
ż
niła si
ę
od
pozostałych.
St
ęż
enie białka całkowitego wydawało si
ę
zmienia
ć
równolegle ze wszystkimi innymi
badanymi parametrami. Mimo obserwowanych waha
ń
, nie dało si
ę
jednoznacznie go
powi
ą
za
ć
z wysiłkiem ani spoczynkiem. Podwy
ż
szone jego st
ęż
enie znalazło si
ę
w
jednej z utworzonych reguł i opisywało sytuacj
ę
po wysiłku. Prawdopodobnie jednak
obserwowane zmiany s
ą
jedynie wynikiem przesuni
ęć
obj
ę
to
ś
ci krwi kr
ążą
cej.
Mo
ż
na zatem powiedzie
ć
,
ż
e opisywane wcze
ś
niej w jednej z prac magisterskich
zmiany były wyrwane z całego kontekstu procesów zachodz
ą
cych pod wpływem
wysiłku, i
ż
e znamienno
ść
statystyczna ró
ż
nic nie jest dowodem zwi
ą
zku
przyczynowo-skutkowego mi
ę
dzy badanymi zjawiskami.
Praca magisterska: Jacek Lechowicz – WYKORZYSTANIE TEORII ZBIORÓW
PRZYBLI
ś
ONYCH DO ANALIZY WPŁYWU WYSIŁKU FIZYCZNEGO NA
WYBRANE PARAMETRY HEMATOLOGICZNE I BIOCHEMICZNE, Pozna
ń
2003
Ć
wiczenia w podwy
ż
szonej temperaturze
•
Wzrost IL-6, nikły wzrost CRP, wzrost MPO w surowicy, a bez zmiany IL-8.
•
Dłu
ż
sze i bardziej obci
ąż
aj
ą
ce
ć
wiczenia powodowały bardziej nasilon
ą
reakcj
ę
.
•
Wydaje si
ę
,
ż
e ciepło nasilało obci
ąż
enie układu kr
ąż
enia i hormonalnego, a
nie immunologicznego.
Sygnał niebezpiecze
ń
stwa
Apoptoza fizjologicznie zachodz
ą
ca i indukowana w czasie odpowiedzi
immunologicznej nie wywołuje reakcji zapalnej. W takim razie zmuszenie komórek
np. nowotworowych do apoptozy mo
ż
e spowodowa
ć
,
ż
e nie b
ę
dzie na nie
odpowiedzi swoistej.
Okazuje si
ę
jednak,
ż
e apoptoza mo
ż
e te
ż
przebiega
ć
z indukcj
ą
reakcji zapalnej.
Zale
ż
y to od ekspresji na powierzchni apoptotycznych komórek tzw. sygnału o
niebezpiecze
ń
stwie (danger signal).
Wydaje si
ę
,
ż
e tym sygnałem mo
ż
e by
ć
ekspresja niektórych białek szoku
termicznego, przez co DC pochłaniaj
ą
takie komórki apoptotyczne sprawniej i
wydajniej prezentuj
ą
antygeny limfocytom (maj
ą
wi
ę
cej cz
ą
steczek przylegania:
CD40, CD80, CD86 i MHC klasy II), wydzielaj
ą
c przy tym wi
ę
cej IFN
γ
i IL-12, co
sprzyja indukcji odpowiedzi cytotoksycznej.
Tak
ą
reakcj
ę
wywołuj
ą
zestresowane, a nie natywne komórki nowotworowe.
Mechanizm ten prawdopodobnie pozwala układowi immunologicznemu dostosowa
ć
odpowied
ź
do warunków (apoptoza fizjologiczna czy komórek nowotworowych,
poinfekcyjna itp.)