Общая патология Лекция 3 - narod.rupf12345.narod.ru/docs/op_l3.pdf · 2013-04-03 · Лекция 3 Воспаление Œ механизмы экссудации

Общая патология. Лекция 3

Документ с сайта www.nsu.ru/education/patph 1


Воспаление � механизмы экссудации и эмиграции. Активация сосудистого эндотелия. Изменение состава маргинального и осевого пулов лейкоцитов, краевое «стояние» лейкоцитов. Ключевые взаимодействия лиганд-рецептор, обусловливающие 4 фазы эмиграции нейтрофилов. Хемотаксис и миграция нейтрофилов в тканях. Жизненный цикл нейтрофилов.

Генетические дефекты фазы эмиграции: дефект селектин-зависимой фазы � синдром дефицита лейкоцитарной адгезии-2 (LAD-2), дефект интегрин-зависимой фазы � синдром дефицита лейкоцитарной адгезии-1 (LAD-1). Принципы диагностики.

Фагоцитоз, основной набор рецепторов: CD11b/CD18 для неопсонизированныхмикроорганизмов, CD35 для C3b-покрытых объектов, CD88 для C5a-покрытых, рецепторы для объектов, опсонизированных IgG: высокоафинный CD16 и низкоафинный CD32.

Набор защитных факторов первичных (азурофильных) и вторичных (специфических) гранул нейтрофилов. Селективный дефицит нейтрофильной миелопероксидазы как пример генетического дефекта, ассоциированного с первичными гранулами. Полный дефицит вторичных гранул и селективный дефицит лактоферрина.

Аспекты антимикробной активности сегментоядерных лейкоцитов: оксидативный и неоксидативный киллинг; внутриклеточный киллинг и секреция факторов оксидативного и неоксидативного киллинга.

Дыхательный и взрыв и его генетические дефекты: хронический грануломатоз � принципы диагностики и генотерапии.

Синтез цитокинов нейтрофилами.

Начало продукции провоспалительных цитокиновпри альтерации �пусковой механизм всех последующих реакций воспаления

Начало продукции провоспалительных цитокиновпри альтерации �пусковой механизм всех последующих реакций воспаления

Активация NFκB в сосудистомэндотелии ЦНС (эксперимент)Активация NFκB в сосудистомэндотелии ЦНС (эксперимент)

Через 15 минут �активация NFκB в клетках ЦНС вотдалении от сосуда

Через 15 минут �активация NFκB в клетках ЦНС вотдалении от сосуда

J. Clin. Invest. 1997, V.100,P. 2941 - 2947.



Индукция экспериментального повреждения островка поджелудочной железы. Цитоплазма бэта-клеток светло-

коричневая (мАТ к инсулину, пероксидазный конъюгат). Островок окружают нейтрофилы и эозинофилы, экспрессирующиеэндогенную пероксидазу (темно-коричневое окрашивание).

Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1997 Vol. 94, p. 3943

Та же ткань, выявление нейтрофилов с помощью мАТ. FITC-конъюгат


Контроль. Нейтрофилы только внутри сосуда.




J. Clin. Invest. 1998. 101:2207�2214

Альтерация сопровождаетсяактивацией сосудистого эндотелия �

в т.ч. за счет внутриклеточного контрактильногоаппарата изменяются свойства межклеточных контактов (увеличение проницаемости дляжидкой части крови);

за счет дополнительной активации эндотелиальной NO-синтазы происходитвазодилятация в окружении очага альтерации.

В эксперименте отменяется ингибиторами NO-синтазы.Ранее описывалась как «фаза немедленной вазодилятации», обусловленная нервной регуляцией.

Альтерация сопровождаетсяактивацией сосудистого эндотелия �

в т.ч. за счет внутриклеточного контрактильногоаппарата изменяются свойства межклеточных контактов (увеличение проницаемости дляжидкой части крови);

за счет дополнительной активации эндотелиальной NO-синтазы происходитвазодилятация в окружении очага альтерации.

В эксперименте отменяется ингибиторами NO-синтазы.Ранее описывалась как «фаза немедленной вазодилятации», обусловленная нервной регуляцией.

Выход жидкой части крови с частью белков (конц. белка не менее 3-5 %)

-- ЭКССУДАЦИЯ

Выход жидкой части крови с частью белков (конц. белка не менее 3-5 %)

-- ЭКССУДАЦИЯ

Вазодилятация приводит к к СНИЖЕНИЮ СКОРОСТИ КРОВОТОКА В МИКРОЦИРКУЛЯТОРНОМ РУСЛЕ

Вазодилятация приводит к к СНИЖЕНИЮ СКОРОСТИ КРОВОТОКА В МИКРОЦИРКУЛЯТОРНОМ РУСЛЕ

«Монетные столбики», образуемые движущимися в кровотоке эритроцитами (в крупных сосудах) ирасположение осей в этой структуре (справа).

Показано движение нейтрофилов в осевой части потока (ОСЕВОЙ ПУЛ) и меньшей их части впристеночной области (МАРГИНАЛЬНЫЙПУЛ)

Из Иваницкого и Воробьева



Формирование маргинального пула при уменьшении диаметра сосуда или сниженияскорости кровотока в пристеночной области (С) �Из Иваницкого и Воробьева

Эпюры скоростей вразветвляющемся сосуде;

слева� построенные наоснове классическихрасчетов по Пуазейлю,справа� реальнаятрехмерная реконструкция, снятая в эксперименте спомощью эхографии(эффекта Допплера приотражении ультразвука отповерхности движущихсяэритроцитов).

Из Иваницкого и Воробьева, с изменениями.

Осевой пул циркулирующих лейкоцитов

Увеличение маргинального пула лейкоцитов.При снижении скорости кровотока или его остановке �т.н. «краевое стояние лейкоцитов»

Осевой пул циркулирующих лейкоцитов

Увеличение маргинального пула лейкоцитов.При снижении скорости кровотока или его остановке �т.н. «краевое стояние лейкоцитов»

Кино на ПФ

Впервые в эксперименте эмиграцию лейкоцитов наблюдалФридрих Юлиус Конгейм (Cohnheim, 1839-1884), ученик и сотрудникP. Фирхова. Он установил, что повреждение клеток вызывает замедление кровотока в микрососудах, экссудацию и эмиграцию лейкоцитов.

Впервые в эксперименте эмиграцию лейкоцитов наблюдалФридрих Юлиус Конгейм (Cohnheim, 1839-1884), ученик и сотрудникP. Фирхова. Он установил, что повреждение клеток вызывает замедление кровотока в микрососудах, экссудацию и эмиграцию лейкоцитов.

Опыт Конгейма очень точно воспроизведен в начале II главы «Роковых яиц» М.А. Булгакова:

«�дверь приоткрылась� и ассистент позвал:� Владимир Ипатьич, я установил брыжжейку, не хотите ли взглянуть?Персиков живо сполз с табурета, бросив кремальеру на полдороге, и медленно вертя в рукахпапироску, прошел в кабинет ассистента. Там на стеклянном столе, полузадушенная и обмершая отстраха и боли лягушка была распята на пробковом штативе, а ее прозрачные слюдяные внутренностивытянуты из окровавленного живота в микроскоп.� очень хорошо, � сказал Персиков и припал глазом к окуляру микроскопа.Очевидно, что-то очень интересное можно было разглядеть в брыжжейке лягушки, где, как на ладонивидные, по рекам сосудов бойко бежали живые кровяные шарики. Персиков забыл о своих амебах и втечение полутора часа по очереди с Ивановым припадал к стеклу микроскопа. При этом оба ученыеперебрасывались оживленными, но непонятными простым смертным словами.

Наконец Персиков отвалился от микроскопа, заявив:

� Сворачивается кровь, ничего не поделаешь.

Лягушка тяжко шевельнула головой, и в ее потухающих глазах были явственны слова: «сволочи вы, вот что�»

Эмиграция нейтрофиловЭмиграция нейтрофилов

1. Tethering ≈≈≈≈ «прикрепление, взятие на длинный и непрочный повод» -активация рецепторов хемокинов.Усиление экспрессии L-селектина.

1. Tethering ≈≈≈≈ «прикрепление, взятие на длинный и непрочный повод» -активация рецепторов хемокинов.Усиление экспрессии L-селектина.

2. Rolling = качение -Селектин-зависимая фаза

Усиление экспрессии β2-интегринов.Начало активации (примирования, priming) нейтрофилов.



3. Firm adhesion & spreading = прочная адгезия и распластывание -Интегрин-зависимая фаза


4. Diapedesis = трансэндотелиальнаямиграцияГомотипическое взаимодействие PECAM1/PECAM1

4. Diapedesis = трансэндотелиальнаямиграцияГомотипическое взаимодействие PECAM1/PECAM1



НейтрофилыНейтрофилыНейтрофилыНейтрофилы в движениив движениив движениив движении. Микрофото (Из Кассирского, 1970)

Позитивный фазовый контраст

Позитивный (светлопольный) фазовый контраст

Негативный (темнопольный, аноптральный) фазовый контраст

Кольцевидноенапыление металла нафронтальной линзеобъектива(непрозрачное) исоответствующее емупрозрачное кольцо внапылении фильтра вконденсоре

Кольцевидный просвет внапылении на линзеобъектива исоответствующее емукольцевидноенапыление на фильтре вконденсоре

На фото миелоциты костного мозга(Из Кассирского, 1970)







Позитивный хемотаксиснейтрофиловпо направлениюк «простреленному»лазером эритроциту

1

Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1997, Vol. 94, p. 11577



Позитивный хемотаксиснейтрофиловпо направлениюк «простреленному»лазером эритроциту.

41 секунда после«выстрела».

2

Позитивный хемотаксиснейтрофиловпо направлениюк «простреленному»лазером эритроциту.

10 минут после«выстрела».

3


Интегрины � 3 гетеродимера (т.е. белки из двух субъединиц), в состав которых входит CD18 (хромосома 22).

Мутации в CD18 � LAD-1(синдром дефицита лейкоцитарной адгезии 1). Впервые описан в 1979 г. Один из первых признаков � очень медленное заживление места прикрепреления пупочного канатика (омфалит). Рекуррентные бактериальные инфекции, практически у всех � гингивит; практически не образуется гнойный экссудат (т.е. в экссудате очень мало нейтрофилов), что выливиется очень медленное заживление ран.

Интегрины � 3 гетеродимера (т.е. белки из двух субъединиц), в состав которых входит CD18 (хромосома 22).

Мутации в CD18 � LAD-1(синдром дефицита лейкоцитарной адгезии 1). Впервые описан в 1979 г. Один из первых признаков � очень медленное заживление места прикрепреления пупочного канатика (омфалит). Рекуррентные бактериальные инфекции, практически у всех � гингивит; практически не образуется гнойный экссудат (т.е. в экссудате очень мало нейтрофилов), что выливиется очень медленное заживление ран.

Дефект интегрин-зависимой фазы



J Clin Pathol: Mol Pathol 2001;54:1

Упроценная схема проточной цитометрии(= цитометрии в потоке, flow cytometry)

Упроценная схема проточной цитометрии(= цитометрии в потоке, flow cytometry)

o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o

Поток клеток

Лазер (осветитель)

Флюоресценция меток на трех разных моноклональных антителах

Регистрация числаимпульсов ( = число клеток) и их интенсивности( = уровень экспрессии изучаемого белка)

Компьютер Результаты

Экспрессия CD11b на нейтрофилах � голубой � пациент сLAD-1 (мутация в CD18, СD18/CD11b � Мас-1)







LAD-2(синдром дефицита лейкоцитарной адгезии 2).

Впервые описано в 2001 г. Аутосомно-рецессивное заболевание, связанное с дефектами ферментных систем синтеза фукозилированныхгликопротинов, в результате чего селектины лишаются лиганда.

Практически полностью отменяется эмиграция нейтрофилов, тяжелые угрожфющие жизни бактериальные инфекции (+ задержка умственного развития, обильная неврологическая симптоматика).

LAD-2(синдром дефицита лейкоцитарной адгезии 2).

Впервые описано в 2001 г. Аутосомно-рецессивное заболевание, связанное с дефектами ферментных систем синтеза фукозилированныхгликопротинов, в результате чего селектины лишаются лиганда.

Практически полностью отменяется эмиграция нейтрофилов, тяжелые угрожфющие жизни бактериальные инфекции (+ задержка умственного развития, обильная неврологическая симптоматика).

Дефект селектин-зависимой фазы

Из Максимова, 1917



Фагоцитоз нейтрофилами E.Coli в среде с сывороткой (присутствие комплемента) [a]и в бессывороточной среде [b]

Источник: J. Clin. Invest. 110:1151�1163 (2002).

LABORATORY INVESTIGATION, 2000, V. 80, No. 5, p. 617

Первичные(азурофильные) гранулы:

Возникают на ранних этапах дифференцировки (в костном мозге).

Содержат лизосомальныеферменты, лизоцим, миелопероксидазу(МПО), бактерицидные белки, в т.ч.ββββ-дефензины(до 40 % от массы гранул)

В 1982 г. впервые описано 15 случаев врожденного селективного дефицита МПО нейтрофилов �рекуррентные (возвратные) бактериальные инфекции.

Вторичные(специфические) гранулы:(возникают позже первичных, откуда и название).

Содержат лизоцим, коллагеназу, желатиназу,бактерицидные белки семейства кателицидинов,лактоферрин (син. лактотрасферрин, т.к. обнаруживается в грудном молоке). Оказывает бактериостатический эффект из-за лимитации потребления железа бактериальными патогенами. Описаны как полныейдефицит специфических гранул, так и селективный дефицит трансферрина �рекуррентные бактериальные инфекции.




J. Immunol., 1994, 153: 1254.

Апоптоз нейтрофилов

«О» часов в культуре 18 часов в культуре

Апоптоз нейтрофилов

Фагоцитоз макрофагами апоптотических нейтрофилов



Дыхательный взрыв (respiratory burst)

Впервые увеличение дыхания лейкоцитов при инкубации их с бактериями наблюдали в 1933 г. Потребление кислорода нейтрофилами увеличивается в 10-15 раз. При этом потребление кислорода при стимуляции клеток не связано с обычным клеточным дыханием, т.к. не подавляется цианидами (KCNS, NaCNS) или азидом Na (NaN3).НАДФ-Н оксидаза (мультиферментный комплекс).

Вместо восстановления кислорода до воды во время дыхательного взрыва нейтрофилы генерируют супероксидный радикал, в результате чего 80 % поглощенного кислорода трансформируется в гидроксильный радикал, синглетный кислород, гипогалиты и 20 % - в перекись водорода.

Дыхательный взрыв (respiratory burst)

Впервые увеличение дыхания лейкоцитов при инкубации их с бактериями наблюдали в 1933 г. Потребление кислорода нейтрофилами увеличивается в 10-15 раз. При этом потребление кислорода при стимуляции клеток не связано с обычным клеточным дыханием, т.к. не подавляется цианидами (KCNS, NaCNS) или азидом Na (NaN3).НАДФ-Н оксидаза (мультиферментный комплекс).

Вместо восстановления кислорода до воды во время дыхательного взрыва нейтрофилы генерируют супероксидный радикал, в результате чего 80 % поглощенного кислорода трансформируется в гидроксильный радикал, синглетный кислород, гипогалиты и 20 % - в перекись водорода.

Индукция ДВ �

фагоцитоз частиц, опсонизированных антителами или комплементом.Выделение АФК во внеклеточную среду и в фаголизосомы(внутриклеточный бактерицидный механизм)

Индукция ДВ �

фагоцитоз частиц, опсонизированных антителами или комплементом.Выделение АФК во внеклеточную среду и в фаголизосомы(внутриклеточный бактерицидный механизм)

Dinauer M.C. et al., Hematology, 2000, pp.303-318

Хромосома 1

Хромосома 7

Х-хромосома Хромосома 16

Результатгенотерапии пациента с ХГ:появлениеНСТ-позитивныхнейтрофилов

Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1997, Vol. 94, p. 12133



Оксидативный киллингмикробных патогенов:

1) Индукция дыхательного взрыва !!!!

образование АФК2) Активация iNOS !!!!образование активных

форм NO

Оксидативный киллингмикробных патогенов:

1) Индукция дыхательного взрыва !!!!

образование АФК2) Активация iNOS !!!!образование активных

форм NO

Неоксидативный киллингмикробных патогенов:

1) Бактерицидные белки2) Ферменты (металлопротеиназы,

липазы и т.д.)

Неоксидативный киллингмикробных патогенов:

1) Бактерицидные белки2) Ферменты (металлопротеиназы,

липазы и т.д.)

Внутриклеточный киллинг патогенов+

Секреция в межклеточное окружениефакторов оксидатиного и неоксидативного киллинга

Внутриклеточный киллинг патогенов+

Секреция в межклеточное окружениефакторов оксидатиного и неоксидативного киллинга

CD88

CD35

CD11b/CD18

CD32CD16


Не менее 22-х цитокинов


Documents

Общая патология Лекция 3 - narod.rupf12345.narod.ru/docs/op_l3.pdf · 2013-04-03 · Лекция 3 Воспаление Œ механизмы экссудации