respirační vzplanutí fagocytů
TRANSCRIPT
Respirační vzplanutí fagocytů
© Miloš Caha, Jakub Šefr
JEDNÁ SE O NIČENÍ MIKROORGANISMŮ POMOCÍ
VOLNÝCH RADIKÁLŮ (O., H2O2)
makrofág, neutrofil, vajíčka vyšších živočichů po oplodnění
•Děkujeme za pozornost.
Použitá literatura
• Hugo, Vokurka- Velký lékařský slovník• F. W. Ganong- Lékařská Fyziologie• Výukové materiály ústavu histologie LF HK• www.nature.com/.../v61/n80s/full/4493036a.html. • http://en.wikipedia.org/wiki/Respiratory_burst• http:// pathmicro.med.sc.edu/ghaffar/innate.htm. • http://www.orpegen.com/gfx_content/products/diagnostics/
phagoburst/burst.jpg• http://content.answers.com/main/content/wp/en-commons/3/3d/
Neutrophil.png• http://tomonthetrib.files.wordpress.com/2007/09/respburstnew.jpg• http://www.biochemsolutions.org/research-burst-description.php
GRANULOCYTY - NEUTROFILY
- specif. granula s nízkou afinitou k barvivům a to jak zás. tak kys.- segmentované jádro (2-5)- Hynkovo číslo (2,7 pro zralé NFG)- TYČE! = nezralé NFG, nesegm.j.- segmenty propojeny karyoplazmatickými můstky- Barrovo tělísko (neakt. X chr.)- mají též terciární granula – ta umožňují adhezi a fagocytózu proto MIKROFÁGY- životnost hod (krev) – dny (tkáně)- význ. v diagnostice infekč. onem.- HNIS
- vel. 10-12 m
MONOCYTY
- mononukleární agranulocyt- jádro je oválné či ledvinovité, uložené excentricky- vel. 12-20 m- ve tkáni žijí až 90 dní- fagocytóza a prezentace Ag dalším složkám imunity- nespecifická imunita
- MONOCYT- MAKROFÁG (histiocyt)- ANTIGEN PREZENTUJÍCÍ B.
• Fagocyty, když jsou vystaveni určitým stimulům, mění způsob manipulování s kyslíkem
• Příjem kyslíku stoupá až 50x a fagocyty začínají produkovat velké množství superoxidu a peroxidu vodíku
• Zároveň začínají metabolizovat velké množství glukosy cestou monofosfátového zkratu
• Vzhledem k velkému nárůstu příjmu kyslíku je tento mechanismus znám jako respirační vzplanutí
PRINCIP
• Fagocytované bakterie se váží k BM a jejich obsah je uvolňován do mezib. prostoru a do fagocytární vakuoly (degranulace)
• Přitom je aktivován enzym NADPH oxidasa vázaný v BM a jsou produkovány toxické metabolity kyslíku (superoxid)
• Kombinace toxicity kyslíkových metabolitů a proteolyt.enzymů z granul neutrofilů umožní dokonalou likvidaci
• Aktivace NADPH oxidasy je spojena s prudkým vzestupem spotřeby O2 a tvorbou
O2-.
• Ten vzniká přenesením jednoho elektronu na O2 a dvě jeho molekuly vytvářejí H2O2
NADPH+H+ + 2 O2 → NADP+ + 2 H + + 2 O2-.
2 O2-. + 2 H + → H2O2 + O2
Dále neutrolily uvolňují myeloperoxidasu …
• katalyzuje přeměnu Cl-, Br-, I-, SCN- na odpovídající kyslíkaté kyseliny: HOCl, HOBr, které
jsou rovněž silnými oxidanty
hypochlorite by H202
Cl- + H202 →ox OCl- + H20
• Současně je monofosfátovým zkratem metabolizována glukosa za účelem regenerování NADPH, který byl spotřebován 0- formujícím a glutathion dependentním H2O2 detoxikujícím systémem v cytoplazmě fagocytu
• 0- and H202, bezprostřední produkty RV nejsou použity pro zabíjení mikrobů, protože jsou jen slabě mikrobicidní
= začáteční materiály pro produkci pravých mikrobicidních oxidantů fagocytu.
oxidovaných halogenů
oxidovaných radikálů
Respirační vzplanutí fagocytů /respiratory burst/
• Objeveno v roce 1933 (1960)
• účelem RV není poskytování energie pro fagocytózu, ale vytvoření oxidantů pro zničení mikrobů
Vlastnosti O-formujícího enzymu
• Na respiračním vzplanutí se účastní přes 20 oxidas
• enzym zodpovědný za RV je s membránou asociovaná NADPH oxidasa / 1964 Rossi a Zatti
Tento enzym chybí u pac. s chron. granulomatosou
• ₪ Chronická granulomatóza je vrozená porucha imunitního systému, při které fagocytární buňky nejsou schopné zabíjet některé mikroorganismy. Výsledkem je pak zvýšená náchylnost k infekcím způsobeným některými bakteriemi a plísněmi.
* Neschopnost tvorby radikálů vlivem defektu NADPH oxidasy
= u pacientů nedochází k RVu pacientů nedochází k RV
respiratory burst oxidasa
• FAD- vyžadující enzym katalizujici tvorbu O2 z kyslíku redukujícího pyridin nukleotid jako dárce 1 elektronu ( fyziologicky je donorem NADPH )
• v plasmatické membráně s vázanou NADPH na cytosol. straně → optoptimální rozvržení na pohlcených mikroorganismech
• 2. donorem elektronu je b-cytochrom ve fagocytu.
Aktivace oxidasy
o oxidasa se může aktivovat širokou paletou agentů (leukotrieny...)
o aktivace je reverzibilní a závislá na energiio obecně je jí dosaženo změnou
transmembránového potenciálu (depolarizace nebo hyperpolarizace???)
Cesty aktivace jsou značně komplexní a mnohočetné
Mechanismus usmrcování bakterií
• Letální zásah zahajuje oxidant
• Destrukce nukleotidu a redox. enzymu
• Fagocyty respiračně vzplanuté musí být brány jako potenc. karcinogeny pro svoji manipulaci s volnými radikály
Detoxikační reakce
• Fagocytující bb mají způsoby ochrany před účinky toxických kyslíkových meziproduktů.
• Tyto ochranné reakce obsahují dismutaci superoxidového anionu a peroxidu vodíku pomocí superoxid dismutasy a konverzi peroxidu vodíku na vodu pomocí katalasy.
H2O2 + Cl- → OCl- + H2O
OCl- + H2O → O2 +Cl- + H2O
2O2 + 2H+ → O2-. + H2O2
H2O2 → H2O + O2
myeloperoxidasa
Superoxide dismutase
Catalase
Děkujeme za pozornost
Použitá literatura
• Hugo, Vokurka- Velký lékařský slovník• F. W. Ganong- Lékařská Fyziologie• Výukové materiály ústavu histologie LF HK• www.nature.com/.../v61/n80s/full/4493036a.html. • http://en.wikipedia.org/wiki/Respiratory_burst• http:// pathmicro.med.sc.edu/ghaffar/innate.htm. • http://www.orpegen.com/gfx_content/products/diagnostics/phagobur
st/burst.jpg• http://content.answers.com/main/content/wp/en-commons/3/3d/Neut
rophil.png• http://tomonthetrib.files.wordpress.com/2007/09/respburstnew.jpg• http://www.biochemsolutions.org/research-burst-description.php