Fagocytoza zapalenie

Granulocyty, które dotarły do bakterii (lub innych czynników chemotaktycznych) tracą swą mobilność i zaczynają uprzątać obcy materiał. Dzieje się to na drodze fagocytozy (od greckiego phagein, co znaczy jeść). Bakteria jest rozpoznawana jako obcy materiał przez pseudopodia wysuwane w ruchu pełzakowym przez granulocyta. Po rozpoznaniu dochodzi do przylegania granulocyta do bakterii. Intymność przylegania jest ułatwiana przez immunoglobuliny lub komplement działający jak opsoniny. Wiele leukocytów ma receptory dla fragmentu C3 komplementu i fragmentu Fc immunoglobulin. Te receptory współdziałają w przyleganiu granulocyta do bakterii.

Wydłużające się wypustki granulocyta w końcu otaczają bakterię w inwaginacji błony komórkowej. Dochodzi więc do powstania nowej wakuoli. Wewnątrz wakuoli bakteria jest zabijana przez czynniki bakteriobójcze uwalniane z cytoplazmy granulocyta. Z kolei wakuola ulega fuzji z lizosomami i ziarnistościami granulocyta, które uwalniają enzymy lityczne do wakuoli. Ta degranulacja granulocyta jest końcowym etapem walki z bakterią. Enzymy lizosomalne zabijają bakterię, jeśli nie została ona już poprzednio zabita, trawią ją i rozpuszczają do nieszkodliwych składników elementarnych. Głównym mechanizmem zabicia bakterii jest mechanizm tlenowy w skrócie podany w tab. 3-3. Leukocyty pozbawione mieloperoksydazy (np. makrofagi) nadal mogą zabijać bakterie, choć, mniej efektywnie i wolniej. Nadtlenek wodoru (powstały w wyniku działania oksydazy NADPH z konwersją anionu nadtlenkowego do H2O2) może być źródłem wolnego rodnika OH·.

Mechanizm zabijania bakterii na drodze niezależnej od tlenu polega na działaniu białek (zasadowych) ziarnistości granulocytów. Są to:

• Białko kationowe ziarnistości granulocytów (bactericidal permeability – increasing protein), które aktywuje fosfolipazę otoczki bakterii. Degradacja fosfolipidów zwiększa przepuszczalność otoczki bakterii.
• Lizozym trawiący glikopeptydowy komponent otoczki bakterii.
• Laktoreryna – białko ziarnistości granulocytów wiążące żelazo.
• Białko kationowe eozynofilów, które jest mniej skuteczne w zwalczaniu bakterii, ale silnie odziaływuje toksycznie na pasożyty.
• Defenzyny – kationowe, bogate w argininę peptydy ziarnistości granulocytów,toksyczne dla bakterii i niektórych komórek ssaków.

ZABIJANIE BAKTERII W MECHANIZMIE TLENOWYM

1. Fagocytoza (np. bakterii) pobudza zwiększony pobór tlenu, glikogenolizę i zwiększone utlenianie glukozy drogą poprzez heksozomonofosforan i tworzenie reaktywnych form tlenu.
2. Reaktywne formy tlenu powstają dzięki aktywacji oksydazy NADPH i tworzeniu anionu nadtlenkowego O2ˉ˙.
3. Anion nadtlenkowy ulega dysmutacji do nadtlenku wodoru..
4. Sam nadtlenek wodoru w fagolizosomie nie wystarcza do pełnego, skutecznego zabicia bakterii. Konieczne jest dołączenie działania mieloperoksydazy (MPO) z ziarnistości azurofilnych granulocytów.
5. Mieloperoksydaza w obecności anionu chlorkowego tworzy z nadtlenku wodoru HOCl, związek silnie bakteriobójczy. Układ H2O2 – MPO – HOCl jest najsilniejszym systemem bakteriobójczym granulocytów.
Większość nadtlenku wodoru jest w końcu rozkładane przez katalazę, a część przez oksydazę glutationu. Rozpadłe bakterie są „dotrawiane” przez hydrolozy lizosomalne.

Takie produkty uwalniane z leukocytów jak:

• enzymy lizosomalne
• aktywne formy tlenu
• pochodne kaskad kwasu arachidonowego (protaglandyny i leukotrieny)  mogą silnie uszkadzać tkanki i śródbłonki naczyń doprowadzając do amplifikacji pierwotnego uszkodzenia przez czynnik zapaleniotwórczy. Do dalszej amplifikacji uszkodzenia i zapalenia mogą doprowadzić produkty monocytów/makrofagów co dokładniej opisano przy omawianiu zapaleń przewlekłych i chorób autoimmunizacyjnych.

Tak więc leukocyty nacieku zapalnego same mogą stać się przyczyną uszkodzenia tkanek i dalszego procesu zapalnego. Uwalnianie enzymów lizosomalnych może np. zachodzić poprzez ulewanie z wakuoli fagocytarnej w momencie jej zamykania (mechanizm „regurgitacji”), poprzez ekspozycję do potencjalnie fagocytowalnego materiału ale o dużej powierzchni (np. depozyt immunologiczny w błonie podstawnej kłębuszka nerkowego – „sfrustrowana fagocytoza”), poprzez tzw. fagocytozę powierzchniową czy wreszcie po sfagocytowaniu czynników membranolitycznych (np. kryształki moczanów). Prawdopodobnie ziarnistości granulocytów mogą być też uwalniane w całości na drodze egzocytozy.

Wiele granulocytów obumiera podczas walki z bakteriami ulegając apoptozie. Są one usuwane przez drenaż limfatyczny lub fagocytowane przez makrofagi. Nagromadzone natomiast, obumarłe i obumierające leukocyty zmieszane z enzymami uwolnionymi z ich ziarnistości i debris uszkodzonej tkanki tworzą razem ciągnący się lepki, żółty płyn nazywany ropą (pus). Zapalenia, w których tworzy się ropa nazywane są zapaleniami ropnymi (inflammatio purulenta lub inflammatio suppurativa). Krążenie bakterii ropotwórczych we krwi powoduje ropnicę (pyaemia) i powstawanie ropni przerzutowych. Krążenie bakterii i ich jadów wywołuje posocznicę (sepsis, septicopyaemia). Przyczyną posocznicy mogą też być grzyby.

Jest wiele przykładów zaburzeń czynności leukocytów. Z grubsza dzieli się je na zaburzenia przylegania leukocytów, zaburzenia fagocytozy i zaburzenia mechanizmu zabijania.

Zaburzenia przylegania leukocytów już częściowo wspomniano. Zaburzenie przylegania typu 1 polega na niedoborze łańcucha b2 integryn (CD18). Upośledzone jest przyleganie leukocytów, ich rozpłaszczanie, fagocytoza i mechanizm zwiększenia metabolizmu tlenowego. Występują nawracające infekcje bakteryjne i zaburzenia gojenia ran. W zaburzeniu przylegania typu 2 występuje na powierzchni leukocytów) niedobór sialyl-Lewis X (węglowodanowy ligand dla selektyn śródbłonków). Niedobór genetyczny polega na mutacji fukosylotransferazy koniecznej dla wytworzenia brakującego ligandu. Klinicznie typ 2 zaburzenia przylegania ma łagodniejszy przebieg ale i tu występują nawracające infekcje.

Zaburzenia fagocytozy. Przykładem jest tu zespół Chediak-Higashi (choroba autosomalna recesywna). Ten nie do końca poznany zespół polega na występowaniu nadmiernie dużych i nieregularnych ziarnistości leukocytów. Prawdopodobnie jest to wynikiem braku białka błonowego ziarnistości leukocytów odpowiedzialnego za przyczepienie (dokowanie) i fuzję ziaren. Mój brak pewności wynika z faktu i znam typowe obrazy ultrastrukturalne olbrzymich ziarnistości leukocytów, w których nie było pełnego obrazu klinicznego zespołu i odwrotnie. Występuje tu opóźnienie „wylewania” enzymów lizosomalnych do wakuoli fagocytarnych (ale też melanosomów – albinizm, komórek układu nerwowego –zaburzenia układu nerwowego i płytek krwi – skaza krwotoczna). Występuje skłonność do infekcji, a zmniejszona cytotoksyczność limfocytów T owocuje niedoborami immunologicznymi.

Zaburzenia zabijania bakterii. Najważniejsza jest tu grupa zaburzeń wrodzonych nazywanych wspólnie przewlekłą chorobą ziarniniakową. Dzieci z tą chorobą mają skłonność do zakażeń. Genetycznie mutacje dotyczą systemu oksydazy NADH. Najczęściej chodzi o związany z chromosomem X brak białka błonowego (gp91phox) i defekt autosomalny recesywny odpowiedzialny za brak dwóch komponent cytoplazmatycznych oksydazy (p41phox i p67phox).

Trzeba też pamiętać, że zaburzenia czynności leukocytów i zabijania bakterii występować może w szeregu chorób nabytych. Tak jest z obniżeniem chemotaksji w uszkodzeniu termicznym, posocznicy, cukrzycy, nowotworach, niedoborach immunologicznych. W cukrzycy i po hemodializach mogą wystąpić zaburzenia przylegania leukocytów. W wyniszczeniu, zaburzeniach wchłaniania, posocznicy, anemii, białaczkach występują zaburzenia fagocytozy i zabijania bakterii.

Odwiedzający wpisali takie problemy: