PATOFIZJOLOGIA 06.12.2001

cd.MEDIATORY ZAPALENIA

Kolejna grupa mediatorów ,tym razem pochodzenia osoczowego są KININY i związany z nimi układ krzepnięcia ,który również jest związany z procesem zapalenia.

Przebieg kaskady krzepnięcia w rozwoju zapalenia KININOGENEZA

Układ krwi doprowadza do powstania naczynioaktywnych - vasoaktywnych peptydów->kininogenów.Powstanie tych nowych peptydów zachodzi pod wpływem działania swoistej proteazy ,nazwanej kalikreiną.W wyniku jej działania dochodzi do powstania peptydu nazwanego bradykininą ,która ma bardzo silne właściwości zwiększania przepuszczalności naczyń krwionośnych.Ponadto wywołuje skurcze mięśni gładkich ,prowadzi do rozszerzenia naczyń ,a po wstrzyknięciu w skórę wywołuje silne odczuwanie bólu ,co wskazuje w zapaleniu na jej działanie.W swoim działaniu bradykinina podobna jest do histaminy.

Przebieg kaskady jest następujący:

Uruchomienie kaskady kininogenezy

Zapoczątkowane jest przez aktywację

czynnikaHagemana (czynnik XII)

wewnątrzpochdnej drogi układu krzepnięcia.

Do aktywacji czynnika Hagemana ,który

stale znajduje się w osoczu ,a wytwarzany

jest wątrobie dochodzi pod wpływem jego

zetknięcia się z powierzchniami

obdarzonymi ujemnymładunkiem

elektrycznym.Takimi powierzchniami w

ognisku zapalenia są powierzchnie

odsłoniętego kolagenu ,bądź odsłonięta

błona podstawna w każdym ognisku

zapalnym.Na skutek uszkodzenia taka

sytuacja się pojawia.W wyniku aktywacji

czynnika Hagemana ulega on przekształceniu

do swojej aktywnej postaci ,oznaczanej jako

czynnik XIIa ,który jest aktywatorem

prekalikrein.Czynnik XIIa przekształca

osoczową prekalikreinę do kalikreiny ,

czyli postaci o aktywności proteolitycznej.

Kalikreinajest więc enzymem

proteolitycznym ,który rozszczepia

osoczową glikoproteinę

wysokocząsteczkowy kininogen HMWK

do bradykininy.HMWK i kalikreina są ponad to kofaktorami powstawania aktywnej postaci czynnika XIIa.Bradykinina istnieje bardzo krótko ,gdyż ulega szybkiemu rozkładowi przez odpowiednią kinazę.Kalikreina ma również właściwości chemotaktyczne ,ukierunkowujące ruch fagocytów i pośrednio przyczynia się do powstania aktywnych (poprzez plazminę) czynników układu dopełniacza C3a i C5a.

W procesie rozwoju zapalenia uczestniczy również układ krzpnięciaDo aktywacji kaskady układu krzpnięcia może dochodzic dwoma drogami:wewnątrzpochodną i zewnątrzpochodną.Obie te drogi prowadzą do aktywacji trombiny i powstania fibryny.W drodze wewnątrzpochodnej kaskady krzepnięcia bierze udział kilka białek osoczowych ,które ulegają aktywacji pod wpływem czynnika Hagemana.Do powstania czynnika XIIa prowadzi też kontakt jego nieaktywnej postaci z agregującymi płytkami krwi .Czynnik XII wówczas ulega zmianom konformacyjnym w wyniku których na jego powierzchni odsłonięte zostają aktywne grupy serynowe ,które mają zdolność rozszczepiania odpowiednich substratów białkowych tą drogą aktywując różne mediatory układu krzepnięcia i zapalenia.Układ krzepniecia ma wpływ na proces zapalenia poprzez dwa elementy:

1. Trombina

2. Czynnik Xa układu krzepnięcia

Aktywacja układu krzepnięcia prowadzi do powstania trombiny -czynnika Iia ,z jego prekursora ,czynnika II ,który rozszczepia rozpuszczony fibrynogen ,do nierozpuszczalnej fibryny.Powstaje z tego skrzep.W czasie tego procesu powstają fibrynopeptydy ,gdy fibrynogen jest trawiony przez trombinę.Fibrynogen zwiększa przepuszczalność naczyń i oddziaływuje chemotaktycznie na leukocyty.Trombina ponadto zwiększa adhezję leukocytó do śródbłonka naczyniowego i w ognisku zapalnym prowadzi do proliferacji fibroblastów.Z tego względu ,w czasie występowania zapalenia ,w którym doszło do znacznego odkładania się i powstawania fibryny powstają zrosty ,dochodzi do nagromadzenia się tkanki łącznej włóknistej ,wytwarzanej przez fibroblasty (są one powaznym problemem w operacjach chirurgicznych).

Droga zewnatrz i wewnątrzpochodna układu krzepnięcia spotykają się ze sobą,gdy czynnik X przekształcany jest do czynnika Xa.Ta aktywna postać czynnika Xa Ma charakter proteazy ,łącząc się z odpowiednimi receptorami na komórce efektorowej działa jak mediator ostrego zapalenia ,znacznie zwiększając przepuszczalność naczyń i pobudzając wywędrowywanie leukocytów.W tym samym momencie trawienia,gdy czynnik Xa zapoczątkowuje krzepnięcie krwi ,pobudzony również zostaje układ fibrynolityczny ,który ma doprowadzić do rozszczepienia powstającej fibryny i rozpuszczenia skrzepu.

Kalikreina uwalniana z komórek śródbłonka ,z leukocytów i innych komórek roszczepia plazminogen do plazminy ,która wykazuje aktywność proteaz.Plazmina ,zgodnie z przeznaczeniem oddziaływuje na fibrynę prowadząc do powstania aktywnych produktów rozpadu fibryny w ognisku zapalenia.Plazmina ma również zdolność do oddziaływania na inne białka ,w tym na białka układu dopełniacza ,głównie na skłądową C3 ,rozszczepiając z niego bardzo aktywny w ognisku zapalnym zapalenia fragment C3a.Plazmina ponadto może oddziaływać na nieaktywny czynnik Hagemana nasilając jego aktywację ,jest to pewnego rodzaju układ samonapędzający się.

Podsumowując proteazy osoczowe aktywowane przez kininy ,dopełniacz i ukłąd krzepnięcia.Dochodzi do powstania bradykininy ,fragmentu C3a dopełniacza i fragmentu C5a doprowadza do zwiększenia przepuszczalności naczyń.Fragment C5a ma również silne właściwości chemotaktyczne ,skutkiem rozszczepienia fragmentów C3a i powstania C3a i C5a powstaje anafilotoksyna.Oddziaływuje ona na komórki tuczne .Układ kinin prowadzący do powstania naczynioaktywnych kinin ma też wpływ na powstające zapalenie.W procesie zapalenia ma też udział układ krzepnięcia ,a elementami biorącymi udział w rozwoju zapalenia są:trombina,fibrynopeptydy i czynnik X ,które nasilają reakcję zapalną.Układ fibrynolityczny ma wpływ na przebieg zapalenia ,gdyż skutkiem aktywacji plazminy dochodzi do powstania produktów rzpadu fibryny i powstaje plazmina.

UKŁAD DOPEŁNIACZA

Układ białek ,którego aktywacja prowadzi do powstania aktywnych produktów ,mających wpływ na przebieg zapalenia ,oraz może doprowadzić do zniszczenia komórek obcych ,w tym komórek bakteryjnych ,które rozwijają się w organizmie.Nazwa dopełniacz ,pochodzi od nazwy complementum ,czyli że coś dopełnia.Białka układu dopełniacza „dopełniają” odpowiedz humoralną ,czyli działanie przeciwciał na zasadzie kaskady enzymatycznej.Przeciwciała skierowane są przeciwko czynnikom zakaźnym ,mają zdolność łączenia się z determinantami Ag ,przeciwko którym są skierowane ,ale konsekwencje bezpośrednie takiego opłaszczenia komórki bakteryjnej przez przeciwciała nie są groźne dla bakterii.Ab nie ma właściwości uszkadzania komórek bakteryjnych ,ma zdolność rozpoznawania .Opłaszczenie zapoczątkowuje mechanizmy efektorowe ,które mogą być uruchomione dzięki temu ,że komórka bakteryjna ma na swojej powierzchni Ab.Jednym z tych mechanizmów jest właśnie aktywacja układu dopełniacza ,która zachodzi drogą klasyczną.Może zajść tylko wtedy gdy na powierzchni doszło do opłaszczenia tej powierzchni przez odpowiednie Ab.Układ dopełniacza dopełnia działające Ag i doprowadza do zabicia komórki bakteryjnej.Układ dopełniacza uaktywniany jest przez przeciwciała i jest to (1.) droga klasyczna i bez udziału przeciwciał i jest to (2.)droga alternatywna.

1. Droga klasyczna zapoczątkowana jest przez kontakt składowej C1 układu dopełniacza z kompleksem Ag-Ab na jakieś powierzchni.Składowa C1 składa się z 3 elementów:C1q , C1f i C1s,są to trzy rodzaje białek.C1q kojarzy się z „bukietem kwaiatów” ,ma 6 miejsc receptorowych i „pień”.Przeciwciało ma miejsca receptorowe mające zdolność wiązać się z Ab doprowadzając do zmian konformacyjnych domen o stałej sekwencji aminokwasów :CH1 ,CH2 ,CH3.Do domeny CH2 mogą przyłanczać się miejsca receptorowe składowej C1q. C1q nie jest w stanie przyłączyć się do Ab dopuki nie dojdzie do powstania komleksu Ab-Ag.Do tego by skłądowa C1q była aktywowana jej dwa miejsca receptorowe muszą związać się z dwiema cząsteczkami przeciwciała na błonie komórkowej.Jeśli przyłączy się tylko do jednej domeny CH2 to C1q nie jest aktywne.Wskazuje to na to ,że opłaszczenie błony komórkowej musi być dość znaczne.Rozmieszczenie Ab na powierzchni misi być na tyle gęste żeby główki receptorowe rozpoznały dwie domeny CH2.Szczególne dużą rolę w aktywacji dopełniacza mają przeciwciała klasy IgM ,które różnią się od innych klas tym że składają się z 5 podjednostek strukturalnych IgM,czyli są pentamerami.IgM mają wygląd pajączka ,a to oznacza ,że jeśli przyłączą się do powierzchni ,którą opłaszcza

,to już jedna cząsteczka może aktywować

składową C1q.Aktywny składnik C1q ma

znaczenie dla zrozumienia pojęć jakie są

używane w badaniach laboratoryjnych.Po-

jęcia te to Ab aktywujące dopełniacz i Ab

nieaktywujące dopełniacz.Na zajęciach z

immunologii i mikrobiologii dokonuje się

klasyczny odczyn wiązania dopełniacza.

Niektóre Ab nie mają zdolności aktywacji

Dopełniacza ,są to Ab niektórych podklas

Immunoglobulin,których domena CH2 nie pozwala na przyłączenie składowej C1q dopełniacza.Najsilniej aktywują i dopełniają przeciwciała klasy IgM.Dalszy etap drogi klasycznej po przyłączeniu składowej C1q pozwala na przyłączenie dalszych składowych C1s i C1f.Wiązanie C1 na powierzchni błony komórkowej doprowadza do powstania aktywności proteolitycznej w odniesieniu do kolejnych składników dopełniacza

C4 i C2.C1 aktywne oddziaływuje na C4 rozszczepijąc je na dwie częci składową C4a i C4b.C4a pozostaje we krwi i nie wchodzi do dalszej kaskady .Natomiast składowa C4b łączy się z fragmentem C2 tworząc komleks ,ale składowa C1 oddziaływuje na składową C4b2 i rozszczepia się do dwóch składowych C4b2b i C2a.Składowa kompleksu C4b2b 2b ma właściwości proteazy i ma zdolność aktywacji kluczowego dla kaskady krzepnięcia składnika C3 dopełniacza.Dlatedo kompleks C4b2b nazywamy klasyczną konwertazą C3.C4b2b ,a raczej wchodząca w jego skład C2b oddziaływując na C3 rozszczepia się na 2 elementy C3b i C3a.Trzeci składnik dopełniacza jest podatny na działanie konwertazy w wyniku dzialania której odszczepiany jest drobny fragment C3a ,a pozostający duży fragment C3b z odsłoniętymi grupami karbonylowymi łączy się z powierzchnia komórki ,dzięki czemu możliwy jest dalszy przebieg kaskady.Do tego momentu drogi rozwoju kaskady klasycznej i alternatywnej są odmienne.Składowe ,które nie wchodzące w skład kompleksów tj.C2a i C4a mają małe znaczenie i nazywają się C-kininami ,czy dopełniaczopodobnymi i mają działanie zbliżone do przepuszczalność bradykininy w działaniu zwiększającym naczyń krwionośnych.

2. Nie zawsze kompleks Ag-Ab aktywuje dopełniacz ,czasami może dojść do aktywacji dopełniacza bez przeciwciał drogą alternatywną.Alternatywna droga aktywacji dopełniacza może byż zapoczątkowana dzięki temu,że składnik C3 układu dopełniacza podlega stałemu powolnemu ,spontanicznemu rozpadowi we krwi i tam wciąż znajdują się małe ilości fragmentu C3b.C3b ma zdolność przyłanczania do wszystkich powierzchni komórkowymi ,ale C3b albo ulega inaktywacji ,albo zapoczątkowuje alternatywną drogę aktywacji dopełniacza.Los C3b zależy od czynnika H ,który ma zdolność łączenia się z C3b.Charakterystyka powierzchni z jaką łączy się C3b decyduje o tym czy powstanie aktywne połączenie z czynnikiem H.Gdy czynnik H reaguje z kwasami sjalowymi lub innymi obojętnymi lub anionowymi polisacharydami komórek lub też dochodzi do wzmocnienia jego zdolności łączenia się z C3b.Na powierzchni na których brak jest kwasu sjalowego składnik H nie jest przyłanczany do składnika C3b.Zdrowe ,prawidłowe komórki mają na swoich błonach komórkowych kwas sjalowych i te przyłanczają H.Błony bakteryjne,wirusiwe ,nowotworowe ,zagregowane immunoglobuliny i inne obce cząstki nie są w stanie przyłączyć czynnika H.Pojawienie się C3b na powierzchni nieaktywującej układ dopełniacza sprawia ,że przyłączony do C3b czynnik H jest podatny na przyłączenie czynnika I inaktywującego ,w wyniku czego dochodzi do rozpadu czynnika C3b na C3c i układ dopełniacza nie jest aktywowany i to zabezpiecza komórkę przed cytolitycznym działaniem dopełniacza.Na powierzchniach jednak aktywujących układ dopełniacza ,gdy znajdzie się na powierzchni wolne białko C3b dochodzi do przyłączenia czynnika B i powstaje kompleks C3bB ,który podlega działaniu enzymu kodowanego jako białko D proteolityczne.Dochodzi do rozszczepienia skłądnika B na dwa fragmenty Bb i Ba. Składnik Ba jest odrzucany ,a fragment C3bBb pozostaje na powierzchni aktywującej.Powstały kompleks C3bBb jest silną konwertazą C3 ,której działanie jest wzmacniane przez białko P (properdyna) ,które przyłącza się do konwertazy C3 i ochrania ją przed rozpadem

3. 
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   Droga wspólna dla drogi klasycznej i alternatywnej rozpoczyna się od działania dwóch konwertaz :klasycznej C4b2b i alternatywnej C3bBb ,one to oddziaływując

Na składową C3 rozszczepia ją na C3a i C3b ,która to składowa C3b ma właściwość łączenia się ze

Składową C5 co czyni też kompleks wrażliwym na działanie C4b2b i C3bBb ,które są również konwertazami składowej C3C5 ,w wyniku czego powstaje fragment C5b i C5a ,która to C5a pozostaje we krwi ,a w kompleksie pozostaje fragment C5b.Kluczowym dla tego ,co dopełniacz jest w stanie zrobić z błoną komórkową jest powstanie kompleksu C3b5b od którego zaczyna powstawać kompleks atakujący błonę komórkową.Dochodzi do fazy ataku.Do komleksu C3b5b dołączają się składowe

C6 - C8 .Gdy powstanie kopleks C3b5b678 zachodzi polimeryzacja składowej C9 i ten kompleks jest w

stanie penetrować błonę komórkową i jest induktorem polimerazy C9 i od 12-15 elementu składowej C9 zaczyna tworzyć „rurkę”.Składowe w pobliżu C5b6,7,8, zaczynają polimeryzować układając się w zamkniętą rurkę wgłębiającą się w błonę komórkową i to robi dziurkę.

4

bradykinina

plazminogen

KALIKREINA

prekalikreina

HMWK

Kolagen błona podst. Agreg.pł.krwi

Kofaktor wielkocząsteczkowy

XIIa

XII

PLAZMINA

Kininogen ,HMWK

XI

XIa

protrombina

trombina

FIBRYNA

fibrynogen

Produkty rozpadu fibryny

C3

C3a

fibtynopeptyd

Fragment C1q

Ig

Nieaktywny C1

Aktywny C1

Ab-Ag

C4

C4b

C4a

C2

C4b2

C4b2b

C2a

C3

C3b

C3a

C3

C3b

C3a

H

C3bH

I

IC3b

C3c

C3bB

B

D

C3bBb

P

C3bBbP

C3

C3a

C3b

C5

C3b5

C5a

C3b5b

C3bBb lub C4b2b

C6

C7

C8

C5b678

C9

C5b678(9)n

---