Vrozená imunita

Vrozená imunita (přirozená, dědičná, nespecifická rezistence) využívá k neutralizaci antigenu nespecifické ochranné faktory, na rozdíl od získané imunity, která chrání před striktně definovanými antigeny.

Nespecifické obranné faktory, které jsou fylogeneticky starší, dozrávají a účastní se obranně-adaptativních reakcí před imunitními faktory. Přebírají hlavní obrannou funkci až do konečného zrání pokročilejších imunitních mechanismů, což má velký význam jak u plodu, tak u dětí v prvních dnech a měsících života.

Vrozená imunita zahrnuje přítomnost anatomických bariér proti průniku infekce - kůže s jejím sekrečním aparátem a baktericidními složkami sekrece potu a mazových žláz, bariéry sliznic s mukociliární clearance v průduškách, střevní motilitu a močové cesty. Nespecifický ochranný účinek má mnoho tkáňových a cirkulujících makrofágových buněk, stejně jako přirozené zabíječe (NK) a intraepiteliální T-lymfocyty. Fagocytující buňky cirkulující krví jsou obzvláště aktivní v přítomnosti opsoninů a faktorů komplementu. Mezi látky nespecifické antiinfekční ochrany lze zařadit i proteiny krevního séra vázající kovy, lysozym, properdin, interferony, fibronektin, C-reaktivní protein a další „reaktanty akutní fáze“.

Nespecifické ochranné faktory reagují na antigen jako první a podílejí se na tvorbě získané (specifické) imunity. Následně vrozená a získaná imunita působí synchronně, harmonicky se doplňují a posilují.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ], [ 7 ], [ 8 ]

Vrozená imunita a lysozym (muromidáza)

Je to enzym, který ničí (lyzuje) mukopolysacharidy bakteriálních membrán, zejména grampozitivních. Je obsažen v slzách, slinách, krvi, sliznicích dýchacích cest, střev a v různých tkáních orgánů. U lidí jsou na lysozym nejbohatší leukocyty (10) a slzy (7) (v gramech na 1 kg tělesné hmotnosti), sliny (0,2) a krevní plazma (0,2). Lysozym hraje důležitou roli v lokální imunitě. Působí ve spolupráci se sekrečními imunoglobuliny. Vysoké hladiny lysozymu v krevním séru byly prokázány již od narození, které dokonce překračují jeho hladinu u dospělých.

[ 9 ], [ 10 ], [ 11 ], [ 12 ], [ 13 ], [ 14 ], [ 15 ]

Properdin

Je to jeden z důležitých faktorů, které zajišťují odolnost organismu. Účastní se alternativní dráhy aktivace komplementární reakce. Obsah properdinu je v okamžiku narození nízký, ale doslova během prvního týdne života rychle stoupá a zůstává na vysoké úrovni po celé dětství.

Interferon hraje hlavní roli v nespecifické ochraně. Existuje jich několik v závislosti na hlavních produkčních buňkách. Existují dvě skupiny interferonů: typ I (interferon-α, interferon-β a interferon-ω) a typ II - interferon-γ. Interferony typu I jsou „preimunitní“ interferony zapojené do antivirové a protinádorové ochrany. Interferon typu II (interferon-γ) je „imunitní“ interferon, který aktivuje T- a B-lymfocyty, makrofágy a NK buňky.

Dříve se věřilo, že interferon-α („leukocytární“ interferon) je produkován mononukleárními fagocyty. Nyní bylo zjištěno, že za syntézu tohoto typu jsou zodpovědné hlavně lymfoidní dendritické buňky typu DC2. Interferon-β neboli „fibroblastický“ vytváří proteinové struktury velmi podobné interferonu-α. Interferon-γ neboli imunitní interferon má ve své struktuře s prvními dvěma jen velmi málo společného. Vzniká (je produkován) v T-lymfoidních buňkách (cytotoxické lymfocyty Thl a CD8+) a NK buňkách. Interferony lze právem zařadit mezi nespecifické obranné faktory, protože jejich indukce může být způsobena velmi širokou škálou infekčních agens i mitogenů a rezistence dosažená po indukci má také široký nespecifický charakter.

Interferony mají vlastnost potlačovat reprodukci infekčních a onkogenních virů. Mají druhovou specificitu a nízkou antigenní aktivitu. Jejich tvorba v těle obvykle probíhá souběžně s průnikem viru a nástupem horečnaté reakce. Jsou produkovány buňkami primárně postiženými viry. Nejaktivnějšími producenty interferonů jsou leukocyty. Interferony uplatňují svůj účinek v intracelulární fázi reprodukce virů. Zejména bylo prokázáno, že interferony mohou blokovat tvorbu RNA, která je nezbytná pro replikaci virů.

Kromě antivirových účinků má interferon také účinek na intracelulární parazity (trachom, chlamydie, plazmodie malárie, toxoplazma, mykoplazma a rickettsie) a má také ochranné vlastnosti proti exo- a endotoxinům. Nízké dávky interferonů podporují tvorbu protilátek a do určité míry i aktivaci buněčné imunity. Interferony zvyšují fagocytózu a významně modifikují reakce specifické imunity.

Schopnost tvořit interferon ihned po narození je vysoká, ale u dětí ve věku 1 roku klesá a teprve s věkem se postupně zvyšuje a dosahuje maxima ve věku 12–18 let. Zvláštnost věkové dynamiky tvorby interferonu je jedním z důvodů zvýšené náchylnosti malých dětí k virovým infekcím a jejich závažnějšímu průběhu, zejména akutním respiračním infekcím.

Systém komplementu

Systém komplementu se skládá ze tří paralelních systémů: klasického, alternativního (properdinový subsystém) a lektinového. Kaskádová aktivace těchto systémů má vícesměrnou funkci. Aktivované složky systému komplementu zesilují reakce fagocytózy a lýzy bakteriálních buněk jak v nezávislém režimu nespecifické imunitní ochrany, tak v režimu kombinace s působením antigenně specifických protilátek. Systém se skládá z 20 proteinových složek, 5 membránových regulačních proteinů a 7 membránových receptorů. Nespecifická aktivace klasické dráhy probíhá pod vlivem C-reaktivního proteinu a trypsinu podobných enzymů, alternativní dráha je aktivována endotoxiny a houbovými antigeny. Lektinová dráha aktivace je iniciována proteinem vázajícím manózu - krevním lektinem, který má strukturu podobnou složce komplementu C1q. Kontakt mikrobiálního povrchu manózy s krevním lektinem vede k tvorbě C3 konvertázy (C4β2a) prostřednictvím klasické dráhy aktivace systému komplementu. Systém komplementu prochází svou hlavní tvorbou mezi 8. a 15. týdnem těhotenství, ale i v době porodu je celkový obsah komplementu v pupečníkové krvi pouze poloviční oproti obsahu v krvi matky. Složky C2 a C4 jsou syntetizovány makrofágy, C3 a C4 v játrech, plicích a peritoneálních buňkách, C1 a C5 ve střevě a inhibitor C v játrech.

Proteiny komplementového systému jsou schopny vyvíjet kaskádové reakce vzájemné aktivace, přibližně analogické kaskádovým reakcím v proteinech systému srážení krve, v systému fibrinolýzy nebo kininogeneze. Hlavní účastníci klasické aktivační dráhy jsou označeni jako „komponenty“ systému – písmenem „C“; účastníci alternativní aktivační dráhy se nazývají „faktory“. Nakonec se rozlišuje skupina regulačních proteinů komplementového systému.

Komponenty, faktory a regulační proteiny systému komplementu v séru

Komponenty komplementu	Množství, mg/l
Součásti klasické cesty:
	70
C1q	34
C1r	31
C4	600
C2	25
SZ	1200
Alternativní faktory trasy:
Properdin	25
Faktor B	1
Faktor D	1
Komplex pro membránový útok:
C5	85
C6	75
C7	55
C8	55
C9	60
Regulační proteiny:
Inhibitor C1	180
Faktor H	500
Faktor I.	34

První složka komplementu zahrnuje tři subsložky: C1q, C1r a Cβ. Složky komplementu jsou v krvi přítomny jako prekurzory, které se nekombinují s volnými antigeny a protilátkami. Interakce mezi C1q a agregovanými imunoglobuliny B nebo M (komplex antigen + protilátka) spouští aktivaci klasické dráhy komplementové reakce. Dalším systémem aktivace komplementu je alternativní dráha, která je založena na properdinu.

V důsledku aktivace celého systému komplementu se projevuje jeho cytolytický účinek. V konečné fázi aktivace systému komplementu se tvoří membránově atakující komplex, který se skládá ze složek komplementu. Membránově atakující komplex proniká do buněčné membrány a vytváří kanály o průměru 10 nm. Spolu s cytolytickými složkami jsou C3a a C5a anafylatoxiny, protože způsobují uvolňování histaminu žírnými buňkami a zvyšují chemotaxi neutrofilů, a C3c zvyšuje fagocytózu buněk s komplementem. Alternativní cesta aktivace systému komplementu zajišťuje eliminaci virů a změněných erytrocytů z těla.

Systém komplementu má ochrannou funkci, ale může také přispívat k poškození vlastních tkání těla, například při glomerulonefritidě, systémovém lupus erythematodes, myokarditidě atd. Celková aktivita komplementu se vyjadřuje v hemolytických jednotkách. Aktivita systému komplementu u novorozenců je nízká a podle některých údajů činí asi 50 % aktivity u dospělých (to platí pro C1, C2, C3, C4). V prvním týdnu života se však obsah komplementu v krevním séru rychle zvyšuje a od 1 měsíce věku se neliší od obsahu u dospělých.

V současné době je popsána řada onemocnění, která jsou založena na geneticky podmíněném deficitu různých složek komplementu. Dědičnost je nejčastěji autozomálně recesivní (C1r, C2, C3, C4, C5, C6, C7, C3β-inhibitor); pouze deficit C1-inhibitoru je autozomálně dominantní.

Nedostatek inhibitoru C1 se klinicky projevuje angioedémem, který je obvykle bezbolestný. Zpravidla se nevyskytuje zarudnutí kůže. Pokud je otok lokalizován v hrtanu, může způsobit respirační selhání v důsledku obstrukce. Pokud se podobný obraz objeví ve střevě (obvykle v tenkém střevě), pacient pociťuje bolest, zvracení (často se žlučí), častou vodnatou stolici. Při nedostatku C1r, C2, C4, C5 se objevují klinické projevy charakteristické pro systémový lupus erythematodes (syndrom SLE), hemoragickou vaskulitidu (Schönlein-Henochova choroba), polymyozitidu, artritidu. Snížení obsahu C3, C6 se projevuje opakovanými hnisavými infekcemi, včetně pneumonie, sepse, otitidy.

Níže se budeme zabývat rizikovými strukturami různých onemocnění spojených s deficitem faktorů, složek nebo regulačních proteinů komplementového systému.

Fagocytóza a přirozená imunita

Teorie fagocytózy je spojována se jménem II. Mečnikova. Fylogeneticky je fagocytóza jednou z nejstarších obranných reakcí organismu. V procesu evoluce se fagocytární reakce výrazně zkomplikovala a zdokonalila. Fagocytóza je zřejmě časným obranným mechanismem plodu. Nespecifický imunitní systém je reprezentován fagocyty, cirkulujícími (polymorfonukleární leukocyty, monocyty, eosinofily) a také fixovanými v tkáních (makrofágy, buňky sleziny, hvězdicovité retikuloendoteliocyty jater, alveolární makrofágy plic, makrofágy lymfatických uzlin, mikrogliální buňky mozku). Buňky tohoto systému se objevují v relativně rané fázi vývoje plodu - od 6. do 12. týdne těhotenství.

Rozlišuje se mezi mikrofágy a makrofágy. Mikrofágy jsou neutrofily a makrofágy jsou velké mononukleární buňky, buď fixní tkáňové, nebo cirkulující, příbuzné monocytem. Makrofágová reakce se u plodu vytváří o něco později.

Leukocyty s polymorfními jádry mají poločas rozpadu pouze 6-10 hodin. Jejich funkcí je zachycovat a intracelulárně trávit pyogenní bakterie, některé plísně a imunitní komplexy. K realizaci této funkce je však nezbytný celý komplex faktorů regulujících a „usměrňujících“ neboli cílených migraci polymorfonukleárních leukocytů. Tento komplex zahrnuje adhezní molekuly: selektiny, integriny a chemokiny. Samotný proces ničení mikroorganismů se provádí aktivací oxidázových systémů, včetně superoxidů a peroxidů, a také hydrolytických enzymů granulí: lysozymu a myeloperoxidázy. Důležitou roli hrají i krátké peptidy zvané „defensiny“. Jejich molekula se skládá z 29-42 aminokyselin. Defensiny přispívají k narušení integrity membrán bakteriálních buněk a některých plísní.

V průběhu celého fetálního období a dokonce i v těch, které jsou získány z periferní pupečníkové krve, mají leukocyty novorozence nízkou schopnost fagocytózy a nízkou mobilitu.

Pokud je absorpční kapacita fagocytů u novorozenců dostatečně vyvinutá, pak závěrečná fáze fagocytózy ještě není dokonalá a tvoří se v pozdější fázi (po 2-6 měsících). To se týká především patogenních mikroorganismů. U dětí prvních 6 měsíců života je obsah neenzymatických kationtových proteinů účastnících se závěrečné fáze fagocytózy nízký (1,09+0,02), poté se zvyšuje (1,57±0,05). Mezi kationtové proteiny patří lysozym, laktoferin, myeloperoxidáza atd. V průběhu života procento fagocytózy, počínaje 1. měsícem života, mírně kolísá a dosahuje přibližně 40. Ukázalo se, že pneumokoky, Klebsiella pneumoniae, Haemophilus influenzae nepodléhají fagocytóze, což pravděpodobně vysvětluje vyšší výskyt pneumonie u dětí, zejména v raném věku, s jejím závažnějším průběhem, který často způsobuje komplikace (destrukce plic). Kromě toho bylo zjištěno, že stafylokoky a gonokoky si dokonce zachovávají schopnost reprodukce v protoplazmě fagocytů. Zároveň je fagocytóza velmi účinným mechanismem protiinfekční ochrany. Tato účinnost je také dána velkým absolutním počtem tkáňových i cirkulujících makrofágů a mikrofágů. Kostní dřeň produkuje až (1...3)x1010 ^neutrofilů denně, jejich plná doba zrání je asi 2 týdny. Během infekce se může produkce neutrofilních leukocytů výrazně zvýšit a doba zrání zkrátit. Infekce navíc vede k „náboru“ leukocytů uložených v kostní dřeni, jejichž počet je 10-13krát větší než v cirkulující krvi. Aktivita stimulovaných neutrofilů se projevuje reorganizací procesů metabolismu, migrace, adheze, uvolněním náboje z krátkořetězcových proteinů - defensinů, realizací kyslíkové „exploze“, absorpcí objektu, tvorbou trávicí vakuoly (fagosomu) a sekreční degranulací. Aktivita fagocytózy zvyšuje účinek opsonizace, na které se společně podílí samotný fagocyt, objekt fagocytózy a proteiny s opsonizačními vlastnostmi. Roli těch druhých může plnit imunoglobulin G, C3, C-reaktivní protein a další proteiny „akutní fáze“ – haptoglobin, fibronektin, kyselý α-glykoprotein, α2-makroglobulin. Opsonizační role faktoru H komplementového systému je velmi důležitá. Nedostatek tohoto faktoru je spojen s nedostatečnou účinností fagocytární ochrany u novorozenců. Významnou roli v regulaci fagocytózních reakcí hraje také cévní endotel. Jako regulátory jeho účasti v tomto procesu působí adhezní molekuly: selektiny, integriny a chemokiny.

Dlouhově žijící tkáňové makrofágy odvozené z monocytů jsou aktivovány primárně interferonem-γ a T-lymfocyty. Ty reagují s křížovým antigenem CD40 fagocytární membrány, což vede k expresi syntézy oxidu dusnatého, molekul CD80 a CD86 a produkci interleukinu 12. Tyto řetězce jsou nezbytné pro prezentaci antigenu v řetězci tvorby specifické buněčné imunity. Fagocytózní systém tedy v současnosti nelze považovat pouze za evolučně primitivní linii primární nespecifické ochrany.

Děti mohou mít primární a sekundární poruchy fagocytózy. Primární poruchy mohou postihovat jak mikrofágy (neutrofily), tak makrofágy (mononukleární buňky). Mohou být přenášeny z generace na generaci, tj. dědičné. Přenos poruch fagocytární reakce může být vázán na chromozom X (chronické granulomatózní onemocnění) nebo autozomálně, častěji recesivního typu, což se projevuje snížením baktericidních vlastností krve.

Poruchy fagocytárních reakcí se obvykle projevují zvětšenými lymfatickými uzlinami, častými kožními a plicními infekcemi, osteomyelitidou, hepatosplenomegalií atd. V tomto případě jsou děti obzvláště náchylné k onemocněním způsobeným Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Candida albicans (moučnivka).

Studium relativního a absolutního počtu morfologických znaků fagocytujících buněk, cytochemických charakteristik - aktivity myeloperoxidázy, glukóza-6-fosfátdehydrogenázy a funkčních znaků (například mobility mikro- a makrofágů) může být argumentem pro domněnku, že patologický proces je založen na poruše fagocytózy. Sekundární porucha fagocytózy, zpravidla získané povahy, se vyvíjí na pozadí léčby léky, například dlouhodobým užíváním cytostatik. Primární i sekundární poruchy fagocytózy lze definovat jako převládající poruchy chemotaxe, adheze, intracelulárního štěpení objektu. Dědičné nebo získané po těžkých onemocněních nebo intoxikacích poruchy fagocytózního systému mohou určovat zvýšení frekvence některých onemocnění a zvláštnost jejich klinických projevů.