Informace

12.4E: Reakce typu IV (zpožděné buňkami zprostředkované) - Biologie

12.4E: Reakce typu IV (zpožděné buňkami zprostředkované) - Biologie


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Reakce přecitlivělosti typu IV jsou zprostředkovány buňkami a jejich vývoj trvá 2 až 3 dny.

Učební cíle

  • Popište reakce zprostředkované buňkami typu IV a vysvětlete, proč se vyvíjejí dva až tři dny

Klíčové body

  • Buněčně zprostředkovaná imunita je imunitní odpověď, která nezahrnuje protilátky, ale spíše zahrnuje aktivaci fagocytů, přirozených zabíječských buněk (NK), antigenově specifických cytotoxických T-lymfocytů a uvolňování různých cytokinů v reakci na antigen.
  • Při hypersenzitivních reakcích typu IV rozpoznávají pomocné T buňky CD4+ antigen v komplexu s hlavním histokompatibilním komplexem třídy 2 na makrofázích (buňky prezentující antigen).
  • Klasickým příkladem opožděné přecitlivělosti typu IV je Mantouxův tuberkulinový test, při kterém indurace kůže indikuje expozici tuberkulóze.

Klíčové výrazy

  • buněčnou imunitu: Buněčná imunita chrání tělo: aktivací antigenně specifických cytotoxických T-lymfocytů, aktivací makrofágů a buněk přirozeného zabíjení a stimulací sekrece cytokinů ke stimulaci dalších buněk zapojených do adaptivních imunitních reakcí a vrozených imunitních odpovědí.
  • přecitlivělost typu IV: Buňkou zprostředkovaná imunitní odpověď, jejíž vývoj trvá dva až tři dny.

Buněčně zprostředkovaná imunita je imunitní odpověď, která nezahrnuje protilátky, ale spíše zahrnuje aktivaci fagocytů, přirozených zabíječských buněk (NK), antigen-specifických cytotoxických T-lymfocytů a uvolňování různých cytokinů v reakci na antigen. Historicky byl imunitní systém rozdělen na dvě větve: humorální imunitu, u které lze ochrannou funkci imunizace nalézt v humoru (bezbuněčná tělesná tekutina nebo sérum) a buněčnou imunitu, u které byla ochranná funkce imunizace spojena s buňky. Buňky CD4 nebo pomocné T buňky poskytují ochranu před různými patogeny. Cytotoxické T buňky způsobují smrt apoptózou bez použití cytokinů. Proto v buňkou zprostředkované imunitě cytokiny nejsou vždy přítomny.

Buněčná imunita chrání tělo:

1. aktivace antigen specifických cytotoxických T-lymfocytů, které jsou schopné indukovat apoptózu v tělních buňkách zobrazujících na svém povrchu epitopy cizího antigenu, jako jsou buňky infikované virem, buňky s intracelulárními bakteriemi a rakovinné buňky vykazující nádorové antigeny

2. aktivace makrofágů a buněk přirozeného zabíjení, které jim umožňují ničit patogeny

3. stimulace buněk k sekreci různých cytokinů, které ovlivňují funkci dalších buněk zapojených do adaptivních imunitních reakcí a vrozených imunitních reakcí

Buněčně zprostředkovaná imunita je zaměřena především na mikroby, které přežívají ve fagocytech a mikroby, které infikují nefagocytické buňky. Je nejúčinnější při odstraňování virem infikovaných buněk, ale podílí se také na obraně proti houbám, prvokům, rakovině a intracelulárním bakteriím. Hraje také hlavní roli při odmítnutí transplantátu.

Přecitlivělost typu IV se často nazývá přecitlivělost opožděného typu, protože reakce se vyvíjí dva až tři dny. Na rozdíl od jiných typů není zprostředkovaná protilátkou, ale spíše je typem reakce zprostředkované buňkami. Pomocné T buňky CD4+ rozpoznávají antigen v komplexu s hlavním histokompatibilním komplexem třídy 2. Antigen prezentující buňky jsou v tomto případě makrofágy, které secernují IL-12, který stimuluje proliferaci dalších CD4+ Th1 buněk. CD4+ T buňky vylučují IL-2 a interferon gama, dále indukují uvolňování dalších Th1 cytokinů, čímž zprostředkovávají imunitní odpověď. Aktivované CD8+ T buňky ničí cílové buňky při kontaktu, zatímco aktivované makrofágy produkují hydrolytické enzymy a při prezentaci s určitými intracelulárními patogeny se transformují do vícejaderných obřích buněk.

Klasickým příkladem opožděné přecitlivělosti IV. typu je tuberkulinový test Mantoux, při kterém indurace kůže indikuje expozici tuberkulóze. Mezi další příklady patří: temporální arteritida, Hashimotova tyreoiditida, příznaky malomocenství, příznaky tuberkulózy, celiakie, onemocnění štěpu proti hostiteli a chronické odmítnutí transplantátu.


Typy přecitlivělosti: 4 důležité typy přecitlivělosti

Následující body zdůrazňují čtyři důležité typy přecitlivělosti. Typy jsou: 1. Přecitlivělost typu I (anafylaxe) 2. Hypersenzitivita typu II (cytotoxická hypersenzitivita) 3. Hypersenzitivita typu III 4. Hypersenzitivita IV. typu.

1. Přecitlivělost typu I (anafylaxe):

Tento typ přecitlivělosti je nejčastější ze všech typů. Postiženo může být asi 17 % lidské populace, pravděpodobně kvůli přirozené náchylnosti řízené genetickou výbavou. Anafylaxe, která doslovně znamená “naproti ochraně ” - je zprostředkována IgE protilátkami prostřednictvím interakce s alergenem.

Mezi alergeny vyvolávající anafylaxi patří velké množství látek, jako jsou pyly, vláknina, hmyz, jed, spóry hub, domácí prach atd., stejně jako různé potravinářské materiály jako vejce, mléko, ryby, krabí maso, arašídy, sója, různé zelenina atd.

Obecně jsou anafylaktické reakce mírného typu produkující příznaky, jako je senná rýma, rýma, kožní vyrážky známé jako „kopřivka“ nebo dýchací potíže. Ale v některých případech mohou být reakce závažné a mohou se dokonce ukázat jako fatální. Tento druhý typ reakce se nazývá anafylaktický šok.

To se může vyvinout během několika minut (2 až 30 minut) a může to způsobit smrt, než bude poskytnuta jakákoli lékařská pomoc. Anafylaktický šok je znám jako důsledek bodnutí včel nebo intramuskulární injekce penicilinu. Penicilin sám o sobě není antigen, ale může působit jako hapten.

Po kombinaci se sérovými proteiny může stimulovat alergenní reakci produkující molekuly IgE, které se mohou kombinovat s léčivem. Osoba senzibilizovaná penicilinem může být obětí anafylaktického šoku. Těžká forma anafylaxe je považována za systémovou, na rozdíl od lehčích forem, které jsou lokalizovány.

Během fáze senzibilizace imunitní systém produkuje B-lymfocyty, které jsou obvyklým způsobem transformovány do plazmatických buněk. Plazmatické buňky však produkují IgE protilátky komplementární k alergennímu antigenu namísto normálních IgG a IgM protilátek.

Takto produkované IgE protilátky cirkulují v krevním oběhu a připojují se k žírným buňkám a bazofilům, protože IgE protilátky mají k těmto buňkám zvláštní afinitu. Žírné buňky a bazofily mají bohatě zrnitou cytoplazmu a každá buňka má četná (>100 000) vazebných míst pro molekuly IgE.

Protilátky IgE se na tyto buňky vážou svou Fc doménou, zatímco místa vázající antigen zůstávají volná. Doba senzibilizace trvá přibližně týden a#8217 s. Během tohoto období se produkují miliony molekul IgE a fixují se na žírné buňky a bazofily.

Projev anafylaktických symptomů se objeví, když je takto senzibilizovaný člověk znovu vystaven stejnému alergenu. Alergen vstupující do těla reaguje se svými komplementárními molekulami IgE navázanými na žírné buňky a bazofily a spojuje se s vazebnými místy pro antigen protilátky.

Tato interakce způsobuje degranulaci žírných buněk a bazofilů a granule se uvolňují v tělesných tekutinách. Žírné buňky se vyskytují v těsném spojení s kapilárami v celém těle, zejména v kůži a dýchacích cestách.

Granule uvolňované žírnými buňkami a bazofily obsahují několik předem připravených chemických mediátorů, z nichž nejdůležitější je histamin. Mezi další patří heparin, serotonin, bradykinin atd. Kromě toho jsou některé sekundární mediátory produkovány také v důsledku interakce mezi IgE a alergenem. Patří mezi ně leukotrieny a prostaglandiny.

K degranulaci žírných buněk a bazofilů dochází, když na těchto buňkách sousedí dvě molekuly IgE a obě se vážou na antigen (alergen), který má stejnou specificitu, čímž vzniká můstek. Chemické mediátory uvolňované granulemi způsobují různé změny související s alergickou reakcí. Jedním z nejdůležitějších účinků je kontrakce hladkých svalů.

Malé žíly jsou zúžené a kapilární póry jsou rozšířeny, což vede k extraskulární akumulaci tekutiny (edém). Průduškové svaly, stejně jako svaly GI traktu, se mohou také smršťovat a způsobovat dýchací potíže a křeče. Žírné buňky přítomné ve sliznici horních a dolních cest dýchacích způsobují rýmu a astma. Události vyskytující se během fáze senzibilizace a exprese alergických symptomů po druhém setkání s alergenem jsou schematicky znázorněny na obr. 10.58.

Citlivost na specifické alergeny jednotlivce lze určit kožním testem. Provádí se injekcí malého množství možných alergenů pod kůži. Vyrážka a erytém indikovaná svěděním, otokem a zarudnutím místa vpichu, která se rozvinula během 2 až 3 minut a dosáhla maxima přibližně za 10 minut, znamená, že látka je alergenní. Nejlepším způsobem prevence anafylaxe je vyhýbání se identifikovaným alergenům.

Dalším způsobem prevence je desenzibilizace. Jakmile je identifikován alergen, citlivé osobě se několik týdnů injekčně aplikují malé dávky alergenu. Cílem je vybudovat & shyup imunitu vůči alergenu produkcí nadbytku IgG protilátek tak, aby převyšovaly IgE protilátky. Protilátky IgG se v tomto případě nazývají blokující protilátky, protože blokují protilátky IgE, aby se spojily s alergenem.

Anafylaxi lze také předcházet specifickými léky. Anafylaktickému šoku lze zabránit okamžitou injekcí epinefrinu. Léky používané k lokalizované anafylaxi působí dvěma způsoby. Skupina léků, jako je dexamethason, prednisolon atd., Inhibuje produkci nebo uvolňování chemických mediátorů odpovědných za vývoj alergických symptomů. Druhá skupina, hlavně antihistaminika, inhibuje působení chemických mediátorů, hlavně histaminu.

2. Hypersenzitivita typu II (cytotoxická hypersenzitivita):

Tento typ hypersenzitivity zahrnuje IgG protilátky a systém komplementu a vede k destrukci buněk. IgM se může také účastnit reakcí poškozujících buňky. Cytotoxická přecitlivělost je výsledkem transfuze nekompatibilní krve dárce k příjemci, i když je to vzácné kvůli pečlivému křížovému propojení dárce a krevních skupin příjemce.

Chybný křížový a stydlivý pár vede k hemolýze erytrocytů dárce v cévách příjemce. K tomu dochází, protože aloantigeny erytrocytů dárce reagují s protilátkami v séru příjemce a v kombinaci s aktivovaným komplementem procházejí erytrocyty hemolýzou.

Podobně, když je Rh-negativní příjemce transfundován krví Rh-pozitivního dárce, u příjemce se vytvoří Rh-protilátky. V případě, že stejný příjemce následně obdrží krev od Rh-pozitivního dárce, dochází u příjemce k rychlé a rozsáhlé hemolýze v důsledku interakce Rh-antigenu a Rh-protilátky. Je nutná opatrnost, aby Rh-negativnímu příjemci nebyla podána transfuze Rh-pozitivní krve více než jednou.

Interakce Rh-antigenu a Rh-protilátky může vést k závažnějším následkům, když Rh-negativní matka porodí Rh-pozitivní dítě, přičemž rys dítěte je získán od Rh-pozitivního otce. Rh-antigen plodu vstupuje do oběhu matky a vyvolává tvorbu Rh protilátky u matky.

V následném těhotenství, které mělo za následek Rh pozitivní plod, tyto protilátky vstupují do fetálního oběhu přes placentu a reagují s Rh-antigenem, což způsobuje vážné komplikace, známé jako hemolytické onemocnění novorozence.

Situace vedoucí k tomuto onemocnění je schematicky znázorněna na obr. 10.59:

3. Hypersenzitivita typu III:

Normálně je komplex antigen-protilátka vytvořený jako výsledek imunitních reakcí odstraněn fagocytární aktivitou těla. Když se však vytvoří objemné komplexy antigen-protilátka a agregáty se spojí s aktivovaným komplementem, chemotakticky přitahují polymorfonukleární leukocyty. Tyto buňky uvolňují ve velkém množství lysozomální enzymy, které způsobují poškození tkáně. To má za následek přecitlivělost imunitního komplexu (přecitlivělost typu III).

Jednou z forem tohoto typu přecitlivělosti je Arthusova reakce. Vyvíjí se v důsledku ukládání komplexů IgG-antigenu v cévách, což způsobuje lokální poškození. Když se takové agregáty ukládají v krevních cévách ledvinových glomerulů, výsledkem může být nefritida.

Podobně může vdechování bakterií a spór plísní vyvolat onemocnění zvané farmářské plíce. Antigeny reagují s IgG protilátkami za vzniku komplexů v epiteliálních vrstvách dýchacího traktu, což vede k tomuto onemocnění.

Další forma tohoto typu přecitlivělosti je známá jako lupus (systémový lupus erythematodes). Je produkován v důsledku interakce IgG a nukleoproteinů rozpadlých leukocytů (autoantigeny). Proto je lupus autoimunitní onemocnění. Imunitní komplex může být uložen lokálně v kůži nebo systémově v ledvinách nebo srdci. Revmatoidní artritida je další autoimunitní onemocnění vyvíjející se ukládáním imunitních komplexů v kloubech.

Sérová nemoc je dalším projevem přecitlivělosti imunitního komplexu. Antiséra jako anti-tetanové sérum (ATS) mohou v lidském těle působit jako antigen, protože se získávají ze zvířat a injekčně se podávají osobám za účelem poskytnutí okamžité ochrany. Antigen (například ATS) může vyvolat imunitní odpověď k produkci IgG v těle. Tyto IgG protilátky reagují s antisérem za vzniku imunitních komplexů a způsobují sérovou nemoc.

Hypersenzitivita imunitního komplexu (typ III) je schematicky znázorněna na obr. 10.60:

4. Přecitlivělost typu IV:

Na rozdíl od prvních tří typů přecitlivělosti je typ IV zprostředkován buňkami imunitního systému, hlavně T-buňkami, ale také makrofágy a dendritickými buňkami. Kromě toho hrají důležitou roli lymfokiny produkované T-buňkami. Projev alergických projevů trvá déle, nejméně 24 hodin nebo více.

Přecitlivělost typu IV se proto nazývá opožděný typ přecitlivělosti. Zpoždění výskytu alergických příznaků po druhé expozici alergenu je způsobeno především dobou, kterou buněčným složkám trvá migrace na místo, kde je přítomen antigen.

Buňky zapojené do opožděné přecitlivělosti jsou hlavně T-lymfocyty. T-lymfocyty mají dva hlavní typy-buňky CD4+ a buňky CD8+. Buňky zahrnuté v hypersenzitivitě typu IV patří k typu CD4+. Zvláštní skupina CD4+ buněk podílejících se na této přecitlivělosti se nazývá TD-buňky (D značí opožděnou přecitlivělost). TD-buňky jsou součástí pomocné T-buňky (TH-celky) populace, která tvoří převážnou část CD4+ T-buněk. TH- buňky se rozlišují na TH-1 a TH-2 typy, z toho TH-2 buňky jsou zodpovědné hlavně za aktivaci B-buněk k produkci imunoglobulinů’s a TH-1 buňky se podílejí na vyvolání zánětlivých reakcí včetně zpožděných reakcí z přecitlivělosti. Takže TD-články patří do TH-1 typ lymfocytů.

Stejně jako přecitlivělost typu I má i typ IV dvě fáze: senzibilizační fázi a aktivní fázi. Alergenem může být mikrobiální antigen nebo malá molekula, která může působit jako hapten a může se spojit s tkáňovým proteinem za vzniku aktivního antigenu. Senzibilizující antigen se váže na některé tkáňové buňky a ty jsou přijímány fagocytárními buňkami, jako jsou makrofágy a dendritické buňky. Tyto buňky zpracovávají antigen a prezentují antigenní determinanty TD-buňky.

Tyto T-buňky rozpoznávají determinanty interakcí s determinantami v komplexu s MHC proteiny buněk prezentujících antigen (APC). Úzká vazba mezi T-buňkami a APC aktivuje T-buňky k proliferaci za vzniku klonu zahrnujícího některé paměťové T-buňky. Tím se osoba stane senzibilizovanou na konkrétní alergenní antigen.

V další fázi senzibilizovaný jedinec projeví opožděný typ přecitlivělosti, když je vystaven v noci stejnému alergenu. Paměťové T-buňky aktivují senzibilizované T-buňky za vzniku lymfokinů, které způsobují zánětlivé reakce spojené s přecitlivělostí typu IV.

Celý proces je schematicky znázorněn na obr. 10.61:

Dobře známým příkladem mikrobiálního činidla, které vyvolává opožděnou přecitlivělost, je tuberkulin, což je purifikovaný proteinový derivát (PPD) tuberkulózních bacilů (Mycobacterium tuberculosis). Dalšími mikrobiálními činidly stimulujícími opožděnou přecitlivělost jsou Mycobacterium leprae, Brucella a houby způsobující histoplazmózu (Histoplasma capsulatum) a kandidózu (Candida albicans).

Tuberkulínový kožní test (Mantouxův test) se používá k určení, zda má osoba reaktivitu zprostředkovanou T-buňkami vůči tuberkulózním bacilům (také známým jako Kochovy bacily). U senzibilizovaného jedince má intradermální injekce 0,1 μg tuberkulinu za následek vývoj postupně se zvětšující nabobtnalé zarudlé kruhové oblasti v místě vpichu dosahující maximální velikosti za 24 až 72 hodin.

Histologicky je reakce způsobena akumulací velkého počtu zánětlivých buněk, hlavně lymfocytů a makrofágů. Pozitivní odpověď ukazuje, že osoba má imunitu vůči tuberkulóze, vyvinutou buď aktivní infekcí, nebo očkováním, a proto nevyžaduje očkování BCG.

Zpožděnou přecitlivělost mohou vyvolat i některé nízkomolekulární chemické látky. Obecně jsou alergické příznaky omezeny na kůži a reakce se nazývá kontaktní citlivost. Klinickým projevem je kontaktní dermatitida. Je známo velké množství druhů takových činidel způsobujících kontaktní dermatitidu. Mezi příklady patří kovový nikl a měď, terpentýn, formaldehyd, insekticidy, detergenty, kosmetika, latex, kožešiny, proteinová vlákna atd.

Některé rostliny, jako jedovatý břečťan, jedovatý dub atd., Mohou také vyvolat kontaktní citlivost. Detekci možného senzibilizujícího činidla lze provést pomocí náplastového testu, při kterém je podezřelý prostředek udržován v kontaktu s pokožkou po dobu 24 hodin až 48 hodin a zkoumá se kožní reakce. Obecně vyhýbání se alergenní látce nebo materiálu odstraňuje nepříznivé účinky rychle.


HYPERSENZITIVITA TYPU I

Hypersenzitivní reakce typu I se běžně nazývá alergická nebo okamžitá hypersenzitivní reakce. Tato reakce je vždy rychlá a může k ní dojít během několika minut po expozici antigenu.Reakce přecitlivělosti typu I jsou zahájeny interakcemi mezi IgE protilátkou a multivalentním antigenem.

(IgE protilátky jsou třídou protilátek, které produkují alergické reakce a multivalentní antigen je molekula antigenu s více než jedním identickým epitopem na molekulu)

Přecitlivělé reakce typu I mohou vyvolat speciální typ antigenu označovaný jako alergeny které mají všechny znaky normální humorní reakce. Alergen tedy indukuje humorální protilátkovou odpověď, což vede ke generování plazmatických buněk a paměťových buněk sekretujících protilátky.

Běžnými alergeny na přecitlivělost typu I jsou pyl rostlin, potraviny (ořechy, vejce, plody moře atd.), Některé léky (penicilin, salicyláty, lokální anestetika, roztoči atd.)

Reakce typu I může probíhat ve dvou formách:

Přesná složka toho, proč jsou někteří lidé náchylnější k přecitlivělosti typu 1, není jasná. Ukázalo se však, že tito jedinci přednostně produkují více lymfocytů nebo buněk TH2, které zase podporují změnu třídy na I gE.

1. Anafylaxe

Jde o akutní a potenciálně smrtelnou okamžitou hypersenzitivní reakci. Doba nástupu symptomů závisí na úrovni přecitlivělosti a místě expozice antigenu. Obecně působí na kůži, dýchací cesty a kardiovaskulární systém. Plazmatická buňka vylučuje IgE v reakci na alergenově specifické TH4 buňky. Tato třída protilátek se s vysokou afinitou váže na Fc receptor na povrchu tkáňových žírných buněk a bazofilů. Vazba IgE na žírné buňky je také známá jako senzibilizace. Žírné buňky potažené IgE se mohou aktivovat při opakovaném setkání s antigenem. Primární buněčnou složkou této přecitlivělosti jsou žírné buňky, eozinofily a bazofily.

schematický diagram ukazující reakci přecitlivělosti typu I.

Dále. Anafylaxe má dvě fáze:

Okamžitá fáze

Tato fáze je charakterizována degranulací a uvolněním farmakologicky aktivních mediátorů během několika minut po opětovné expozici stejnému antigenu. Histamin je hlavní biogenní amin, který způsobuje rychlé reakce cév a hladkého svalstva.

Pozdní fáze

Tato fáze se začíná rozvíjet 4–6 hodin po reakci okamžité fáze a může přetrvávat 1–2 dny. Je identifikován infiltrací neutrofilů, makrofágů, eozinofilů a lymfocytů do místa reakce.

2. Atopie

Na rozdíl od anafylaxe je atopie periodická a nefatální okamžitá hypersenzitivní reakce. Atopičtí jedinci produkují vysoké hladiny IgE v reakci na alergeny ve srovnání s normálními jedinci, kteří je neprodukují. Příkladem atopických reakcí je bronchiální astma. Atopická přecitlivělost se nepřenáší přes lymfoidní buňky, ale může se přenášet pomocí séra.

Příznaky

Některé z běžných příznaků jsou kožní vyrážky, brnění kolem úst, průjem atd. Může postihnout různé orgány těla, včetně kůže (kopřivka a ekzém), očí (zánět spojivek) a nosu (rýma).

Obecně trvalo 10–30 minut, než se příznaky objevily, a příležitostně to může trvat až 10–12 hodin.

Diagnóza

Jeho diagnóza může zahrnovat kožní testy jako punkční a intradermální. Kromě toho bylo také provedeno měření celkových IgE a IgE protilátek, specifických proti podezřelým alergenům.

Léčba

Antihistaminika se používají k léčbě přecitlivělosti typu I. Tyto léky blokují receptory histaminu na povrchu buněčných membrán.

Léčba anafylaktických symptomů je injekce epinefrin, silný neurotransmiter a hormon, který účinně zastavuje imunitní odpověď.

Blokátory IgG se také používají k léčbě hypersenzitivity typu I.


Přecitlivělost je definována jako přehnaná imunologická odpověď vedoucí k závažným symptomům a dokonce ke smrti u senzibilizovaného jedince, když je vystaven podruhé. Běžně se tomu říká alergie. Látky způsobující alergii/přecitlivělost jsou známé jako alergeny. Příklad: Drogy, potraviny, infekční mikroorganismy, krevní transfuze a kontaktní chemikálie.

Klasifikace přecitlivělosti (klasifikace Coombs a Gel)

Typ I:
Okamžitá (atopická nebo anafylaktická) přecitlivělost

Typ II:
Hypersenzitivita závislá na protilátkách

Typ III:
Přecitlivělost zprostředkovaná imunitním komplexem

Typ IV:
Buňkou zprostředkovaná nebo opožděná hypersenzitivita

Typ I:
Okamžitá (atopická nebo anafylaktická) přecitlivělost

Tento typ přecitlivělosti je alergická reakce vyvolaná opětovným vystavením konkrétnímu antigenu. Antigen může proniknout požitím, vdechnutím, injekcí nebo přímým kontaktem. Reakce může zahrnovat kůži, oči, nosohltan a gastrointestinální trakt. Reakce je zprostředkována IgE protilátkami (obrázek 11.7).

IgE má velmi vysokou afinitu ke svému receptoru na žírné buňky a bazofily. Síťování IgE receptoru je důležité při spouštění žírných buněk. Degranulaci žírných buněk předchází zvýšený příliv Ca ++.

Bazofily a žírné buňky uvolňují farmakologicky aktivní látky, jako jsou histaminy a tryptáza. To způsobuje zánětlivou reakci. Odezva je okamžitá (během sekund až minut). Proto se tomu říká okamžitá přecitlivělost. Reakce je buď lokální nebo systémová.

Alergická rýma je běžně známá jako senná rýma. Alergická rýma se rozvíjí, když se imunitní systém těla stává senzibilizovaným a přehnaně reaguje na něco v prostředí, jako jsou pylová zrna, silný zápach parfémů, prach atd., což u většiny lidí obvykle nezpůsobuje žádné problémy. Když citlivá osoba vdechne alergen, imunitní systém těla může reagovat příznaky, jako je kýchání, kašel a
nafouklá oteklá víčka.

Přecitlivělost typu II: Přecitlivělost závislá na protilátkách

U tohoto typu reakcí z přecitlivělosti se protilátky produkované imunitní odpovědí vážou na antigeny na pacientových vlastních buněčných površích. Je také známá jako cytotoxická přecitlivělost a může ovlivnit řadu orgánů nebo tkání. Protilátky Ig G a Ig M se vážou na tyto antigeny a tvoří komplexy. Tento inturn aktivuje klasickou dráhu komplementu a eliminuje buňky prezentující cizí antigen. Reakce trvá hodiny až den (obrázek 11.8).

Hemolytická anémie vyvolaná léky Některá léčiva, jako je penicilin, cefalosporin a streptomycin, se mohou nespecificky absorbovat na protein na povrchu červených krvinek tvořících komplex podobný komplexu hapten-nosič. U některých pacientů tyto komplexy vyvolávají tvorbu protilátek, které se vážou na léky na červených krvinkách a vyvolávají komplementem zprostředkovanou lýzu červených krvinek, a tím způsobují progresivní anémii. Tento lékem indukovaná hemolytická anémie je příkladem hypersenzitivní reakce typu II.

Přecitlivělost typu III: Přecitlivělost zprostředkovaná imunitním komplexem

Když do těla vstoupí obrovské množství antigenu, tělo produkuje vyšší koncentrace protilátek. Tyto antigeny a protilátky se spojí a vytvoří nerozpustný komplex nazývaný imunitní komplex. Tyto komplexy nejsou makrofágy zcela odstraněny.

Ty se přichytí na nepatrné kapiláry tkání a orgánů, jako jsou ledviny, plíce a kůže (obrázek 11.9). Tyto komplexy antigen-protilátka aktivují klasickou komplementovou dráhu vedoucí k vazodilataci. Proteiny komplementu a komplexy antigen-protilátka přitahují leukocyty do oblasti. Leukocyty vylučují své zabíjející látky a podporují masivní zánět. To může vést k odumírání tkání a krvácení.

Arthusova reakce

Poprvé to pozoroval Arthus. Jedná se o lokální imunitní komplexní reakci probíhající v kůži. Koňské sérum a vaječný albumin jsou antigeny, které vyvolávají reakci artrózy. Je charakterizován erytémem, indurací, edémem, krvácením a nekrózou. K této reakci dochází, když je protilátka nalezena v nadbytku. Objevuje se za 2–8 hodin po injekci a přetrvává přibližně 12–24 hodin (tabulka 11.1).

Tabulka 11.1: Rozdíl mezi okamžitou přecitlivělostí a opožděnou přecitlivělostí

Okamžitá přecitlivělost

Zpožděná přecitlivělost

Často se nazývá zpožděná reakce přecitlivělosti, protože reakce trvá dva až tři dny, než se vyvine. Přecitlivělost typu IV se podílí na patogenezi mnoha autoimunitních a infekčních chorob, jako je tuberkulóza a malomocenství. Do reakce jsou zapojeny T lymfocyty, monocyty a makrofágy. Cytotoxické T buňky způsobují přímé poškození, zatímco pomocné T buňky vylučují cytokiny a aktivují monocyty a makrofágy a způsobují hromadné poškození (obrázek 11.10).

Přecitlivělost typu IV: Zpožděná přecitlivělost zprostředkovaná buňkami

Tuberkulinová reakce (Mantouxova reakce)

Když je do jedince, který již má tuberkulózní bacily, injekčně aplikována malá dávka tuberkulinu, dojde k reakci. Je to způsobeno interakcí senzibilizovaných T buněk a tuberkulózních bakterií. Reakce se na kůži projeví velmi pozdě až po 48-72 hodinách.


Imunodeficience indukovaná tumory plazmatických buněk: Srovnání nálezů u lidských a myších hostitelů*

Susan Zolla-Pazner, In Progress in Myelom, 1980

Účinek na sekundární odpověď protilátky

Studie na myších ukazují, že většina PC nepotlačuje sekundární imunitní odpověď svých hostitelů. 14, 40, 47 Avšak ty PC, které nejzávažněji potlačují primární humorální imunitní odpověď, potlačují i ​​sekundární odpověď. Potlačení sekundární odpovědi však nikdy není tak závažné jako potlačení primární odpovědi. 48

Podobné závěry lze vyvodit ze studií pacientů s myelomem. Ve studiích Cone a Uhra 8 pacientů, jejichž předimunizační séra obsahovala detekovatelné hladiny anti-difterického toxinu, byli všichni schopni normálně reagovat na posilovací injekci difterického toxoidu. Podobné studie, provedené Fahey et al., 11 ukázaly, že 5 ze 7 neléčených pacientů s detekovatelnými hladinami antitoxinů před imunizací reagovalo na difterický toxoid, 3 ze 7 reagovali na sekundární expozici vakcínou proti chřipce a jeden ze 2 reagoval k posílení vakcínou proti tyfu. Humorální anamnestická odpověď tedy zůstává u mnoha pacientů nezhoršená, i když se zdá, že někteří pacienti mají defekt v primární i sekundární protilátkové odpovědi.


TYP IV REAKCE PŘECITLIVOSTI

Typ IV - Přecitlivělost

Přecitlivělost typu IV, která může být také nazývána reakcí přecitlivělosti opožděného typu (DTH), je buňkou zprostředkovaná alergická reakce, která vyvolává lokalizovanou zánětlivou reakci uvolňováním cytokinů. Při hypersenzitivitě opožděného typu zprostředkovávají senzibilizované T lymfocyty uvolňování cytokinů (např. interleukinů a interferonů), které rekrutují makrofágy do místa infekce nebo podání alergenu. Rekrutované a aktivované makrofágy uvolňují lytické enzymy, které způsobují lokalizované poškození tkáně v postiženém místě těla a také obsahují aktivity invazního alergenu. Senzibilizované T lymfocyty (zejména TDTH buňky) jsou hlavní efektorové molekuly hypersenzitivní reakce typu IV. Makrofágy také působí jako efektorové buňky DTH odpovědi. Imunoglobuliny a komplementy nehrají žádnou roli u hypersenzitivní reakce opožděného typu, jak je možné získat u hypersenzitivních reakcí typu I, II a III. Na rozdíl od jiných forem hypersenzitivních reakcí (včetně reakcí typu I, II a III, jak je uvedeno výše), které jsou alergickými reakcemi okamžitého typu a objevují se brzy po injekci alergenu hostiteli, reakce z přecitlivělosti typu IV nastává hodiny nebo dny po alergenu. nebo antigen napadl zvířecího nebo lidského hostitele a tím i název, reakce přecitlivělosti zpožděného typu (DTH).

Existuje celá řada patogenních mikroorganismů a dalších látek, které vyvolávají hypersenzitivní reakci opožděného typu. Mezi tyto mikroby a látky, které způsobují reakci DTH u lidí, patří: intracelulární bakterie (např., Mycobacterium tuberculosis, Brucella abortus, Listeria monocytogenes a M. leprae), intracelulární viry (např. virus spalniček, virus herpes simplex a virus neštovic nebo variola), intracelulární protozoa (např., Leishmánie druh), intracelulární houby (např., Candida albicans, Cryptococcus neoformans, a Histoplasma capsulatum) a další kontaktní alergeny, jako je jedovatý břečťan a jedovatý dub, které způsobují několik kožních reakcí u senzibilizovaných lidí. Hypersenzitivita opožděného typu (DTH) na rozdíl od jiných forem hypersenzitivních reakcí má několik ochranných rolí u zvířecího nebo lidského hostitele, kromě toho, že způsobuje lokalizované poškození tkáně. Například přecitlivělost typu IV chrání hostitele před intracelulárními mikroorganismy a jinými kontaktními alergeny.

Nábor a aktivace makrofágů při hypersenzitivní reakci typu IV na místo infekce je rozhodující pro obranu těla proti intracelulárním mikroorganismům, o kterých je známo, že žijí uvnitř hostitelské buňky a mimo možný útok protilátek a dalších složek imunitního systému hostitele. . Intracelulární patogen je eliminován s malým poškozením hostitelské buňky, ale pokud alergen nebo antigen nelze snadno odstranit, rozsáhlá DTH reakce může vést k nežádoucí zánětlivé reakci, která je charakteristická pro reakci přecitlivělosti typu IV. Kontaktní dermatitida způsobená přímým tělesným kontaktem s některými rostlinami nebo květinami (např. jedovatý břečťan a jedovatý dub) je typickým příkladem hypersenzitivní reakce opožděného typu. V nemocnici se provádí kožní testy (např. Mantouxtest) na základě reakce DTH se používá ke stanovení citlivosti nebo senzibilizace imunitního systému člověka na invazi alergenu nebo antigenu (v tomto případě: expozice tuberkulózním bacilům, Mycobacterium tuberculosis - způsobující tuberkulózu, TBC).

Další čtení

William EP (2003). Základní imunologie. 5. vydání. Lippincott Williams a Wilkins Publishers, USA.

Stevens, Christine Dorresteyn (2010). Klinická imunologie a sérologie. Třetí edice. F.A. Davis Company, Philadelphia.

Silverstein A.M. (1999). Historie imunologie. In Paul, WE (ed): Fundamental Immunology, 4. vydání. Lippincott Williams a Wilkins, Philadelphia, USA.

Paul W.E (2014). Základní imunologie. Sedmé vydání. Lippincott Williams a Wilkins, USA.

Muž D, Brostoff J, Roth D.B a Roitt I (2014). Imunologie. Osm vydání. Elsevier Saunders, USA.

Levinson W (2010). Přehled lékařské mikrobiologie a imunologie. Dvanácté vydání. Společnosti McGraw-Hill, USA.


4 hlavní typy přecitlivělosti | Imunologie

Lze identifikovat několik typů hypersenzitivních reakcí, které odrážejí rozdíly v efektorových molekulách generovaných v průběhu reakce. Gell a Coomb popsali čtyři typy reakcí přecitlivělosti a citlivosti (typy I, II, III a IV). První tři typy jsou zprostředkovány protilátkou a čtvrtý typ je zprostředkován hlavně T-buňkami a makrofázemi, tj. Buňkami (tabulka 11.1 a 11.2 obr. 11.2).

1. Přecitlivělost typu I:

Přecitlivělé reakce typu I jsou nejběžnějším typem ze všech typů, který je vyvoláván hlavně určitým typem antigenů, tj. Alergeny. Anafylaxe ve skutečnosti znamená “opak protec­tion” a je zprostředkována IgE protilátkami prostřednictvím interakce s alergenem.

Během aktivity se tato třída protilátek (IgE) váže s vysokou afinitou k FC (Fragment krystalizované) receptory na povrchu konstantních domén tkáňových žírných buněk a krevních bazofilů. Takové žírné buňky a bazofily potažené IgE jsou údajně senzibilizované. Když je indi & shyvidual znovu vystaven stejnému alergenu, pak zesíťuje membránově vázaný IgE na senzibilizované žírné buňky a bazofily a výsledkem je degranulace těchto buněk (obr. 11.3).

ii) Biologické účinky:

1. Anafylaktické reakce jsou obvykle mírného typu vyvolávající symptomy-jako je senná rýma, rýma, kožní vyrážka a otřesy nazývané ‘nives ’ nebo dýchací obtíže & shyculties.

2. Farmakologicky aktivní mediátory uvolňované z granulí mají biologické účinky na okolní tkáně.

3. V některých případech mohou být reakce závažné, rozvinout se během několika minut (2-30 minut) a mohou dokonce způsobit smrt dříve, než se jakákoli lékařská pomoc nazývá anafylaktický šok.

4. Hlavní účinky vazodilatace a kontrakce hladkého svalstva mohou být buď systematické, nebo lokalizované.

iii) Složky reakcí typu I:

Existují různé typy komponent, které jsou vyžadovány pro reakce typu 1:

3. Žírné buňky a bazofily

4. IgE – vazba FC receptory.

5. Receptory s vysokou afinitou a nízkou afinitou.

(iv) Terapie pro přecitlivělost typu I:

1. Prvním krokem při kontrole typu I je identifikovat problematický alergen a pokud možno se vyhnout kontaktu.

2. Odstranění domácích mazlíčků, zařízení na odstraňování prachu a shysures.

3. Opakované injekce zvyšujících se dávek alergenů nazývané hypo senzibilizace.

4. Zesílení fagocytózy protilátkou IgG, která je označována jako blokující protilátka, protože soutěží o aler­geny, váže se a tvoří komplex, který lze odstranit fagocytózou.

5. Úspěšné užívání antihistaminik má lepší výsledky s ohledem na hyper­senzitivitu I. typu.

2. Přecitlivělost typu II:

Hypersenzitivní reakce typu II jsou reakce, při nichž je poškození tkáně nebo buňky přímým důsledkem působení protilátky a komplementu.

Tento typ reakce je způsoben reakcemi transfuze krve, ve kterých hostitelské protilátky reagují s cizími antigeny přítomnými na nekompatibilních transfuzovaných krvinkách a zprostředkovávají destrukci těchto buněk.

Protilátka může zprostředkovat destrukci buněk aktivací systému komplementu k vytvoření pórů v membráně cizí buňky vytvořením komplexu membránového útoku (MAC). To může být také zprostředkováno cytotoxicitou zprostředkovanou buňkami zprostředkovanou protilátkou (ADCC).

Chybná křížová zkouška vede k hemolýze erytrocytů dárce v cévách příjemce v důsledku aloantigenu erytrocyty dárce reagují s protilátkami v séru příjemce a v kombinaci s aktivovaným komplementem erytrocyty podstoupit hemolýzu (obr. 11.4).

1. Hemolytické onemocnění novorozenců & shylops, když mateřské IgG protilátky specifické a shyfické pro antigeny fetálních krevních skupin procházejí placentou a ničí červené krvinky plodu. Těžké hemolytické onemocnění novorozence se nazývá erythroblastosis foetalis, když plod Rh + na svých krvinkách exprimuje antigen Rh, který matka Rh – neexprimuje (obr. 11.5).

2. Některá antibiotika (např. Penicilin, cefalo a shysporin a streptomycin) mohou absorbovat nespecificky na proteiny na erytrocytových membránách a vytvářet tak komplex podobný komplexu haptenu a nosiče a postupně vyvolávat anémii nazývanou lékem indukovaná hemolytická anémie.

3. Přecitlivělost typu III:

Když antigen vstupuje do těla, protilátka reaguje s antigenem a vytváří imunitní komplex.Tento imunitní komplex postupně usnadňuje odstranění antigenu fagocytární aktivitou těla. Velké množství imunokomplexů a shyplexů vede k hype & shyrsenzitivitě poškozující tkáň. Z tohoto důvodu se typ III nazývá hypersenzitivita imunitního komplexu.

1. Tyto reakce se vyvinou, když imunitní komplexy aktivují komplementární soustavu imunitních efektorových molekul. Komplementové složky (C3a, C4a, C5a) se štěpí a produkují anafylatoxiny, které způsobují lokalizovanou degranulaci žírných buněk a zvyšují lokální vaskulární permeabilitu.

2. Když se vytvoří objemné komplexy antigen-protilátka a shyplexy a spojí se s aktivovaným a shyvovaným komplementem, chemotakticky přitahují polymorfonukleární leukocyty. Tyto buňky uvolňují lysozomální enzymy ve velkém množství, aby způsobily poškození tkáně.

1. Příjemce cizího antiséra vyvíjí a shylops protilátky, specifické pro cizí sérové ​​proteiny z cirkulujících imunitních komplexů a během několika dnů nebo týdnů po expozici cizím sérovým antigenům se u jedince začíná vyvíjet sérová nevolnost a plachost včetně horečky, slabosti, vaskulitidy (vyrážky) s edém, erytém, lymfadenopatie, artritida a glomerulo a shynefritida.

2. Ukládáním IgG antigenních komplexů v cévách dochází k lokálnímu poškození a ukládání v cévách ledvinových glomerulů nazývaných Arthusova reakce.

3. Vdechnutí bakterií a spór hub vede k onemocnění zvanému farmářské plíce vytvářející imunitní komplexy v epitech a shyliálních vrstvách dýchacího traktu.

4. Jiný typ přecitlivělé reakce je známý jako lupus, tj. Systémový lupus erythematosus. Vzniká jako výsledek vzájemné vazby IgG a nukleoproteinů rozpadlých leukocytů (autoantigenů). Lupus je autoimunitní onemocnění.

4. Hypersenzitivita IV. typu:

Přecitlivělost typu IV je jediným typem opožděné přecitlivělosti. Je kontrolován především T-buňkami, makrofágy a dendritickými buňkami. Není to okamžitá reakce, ale projevuje se po druhé expozici alergenu. Ztráta a ztráta alergických příznaků se dostaví se zpožděním.

Zpožděnou přecitlivělost udržují T-lymfocyty. T-buňky (lymfocyty) mají dva hlavní typy – buňky CD4+ a buňky CD8+. Hypersenzitivita IV. typu vyžaduje typ CD4+. Zvláštní skupina CD4 + buněk se účastní hyperosysensitivity typu IV a nazývají se T-D buňky (zpožděné). Opět pomocná buňka T (TH buňka) zahrnuje T-D buňky, které tvoří většinu CD4+ T-buněk. TH buňky jsou opět rozlišeny na TH-1 a TH-2 typu, z toho TH.2 buňky jsou zodpovědné hlavně za aktivaci B-buněk na produkci imunoglobulinů a TH-1 buňky se podílejí na vyvolání zánětlivých a plachých reakcí včetně opožděných reakcí z přecitlivělosti (obr. 11.6).

1. Mikrobiální látka, která vyvolává opožděnou přecitlivělost, je tuberkulín, což je purifikovaný proteinový derivát (PPD) tuberkulózních bacilů (Mycobacterium tuberculo & shysis). Mycobacterium leprae, mikrobiální činidla, také stimulují opožděnou hyper a citlivost.

2. Tuberkulínový kožní test (Mantouxův test) se používá k určení, zda má osoba reaktivitu zprostředkovanou T-buňkami vůči tuberkulózním bacilům (také známým jako Koch's bacily).


Co je to hypercitlivost zprostředkovaná TD buňkami?

Příznaky určitých reakcí z přecitlivělosti se objevují po 24 až 72 hodinách expozice alergenu a takové reakce se označují jako reakce přecitlivělosti opožděného typu.

Termín zpožděná hypercitlivost poprvé vytvořil Koch na konci devatenáctého století při studiu imunity vůči tuberkulóze. Když jsou určité antigeny injikovány do kůže senzibilizovaných zvířat, po mnoha hodinách injekce se rozvine zánětlivá reakce.

Několik důkazů naznačuje, že reakce typu IV je důležitá při obraně hostitele před parazity.

Na rozdíl od jiných forem reakcí z přecitlivělosti nemůže být přecitlivělost typu IV přenesena z jednoho zvířete na jiné důkladné sérum, ale může být přenesena T buňkami.

Byly rozpoznány tři typy opožděných reakcí přecitlivělosti (1) Kontaktní přecitlivělost (2) Hypercitlivost tuberkulínového typu (3) Hypercitlivost Granulomatus.

(1) Kontaktní citlivost:

Tento druh hypersenzitivní reakce vyvolává ekzematózní reakci v místě kontaktu s alergenem, což je obecně chemická látka podobná haptanu. Malé antigenní molekuly (haptany) pronikají pokožkou a vážou se na bílkoviny uvnitř a působí jako senzibilizátory.

Hapteny vázané na bílkoviny jsou nejprve internalizovány epidermálními langerhansovými buňkami a později přeneseny do parakortikálních oblastí lymfatických uzlin cirkulací a nakonec jsou prezentovány T buňkám. Uvolnění lymfokinů ze stimulovaných buněk vede k manifestaci klinických symptomů po 12 až 15 hodinách kontaktu.

(2) Hypercitlivost na tuberkulinový typ (reakce Mantoux):

Když je malá dávka tuberkulinu (antigen odvozený z tuberkulózního bacilu) intradermálně injikována senzibilizovanému jedinci, v místě vpichu se vytvoří tvrdnutí a otok. Rozpustné antigeny z řady organismů, včetně Mycobacterium tuberculosis, M leprae a Leishmania tropica, vyvolávají u citlivých lidí podobný typ reakcí. Granulomatózní reakce v důsledku perzistence antigenů v tkáních může být zodpovědná za vývoj lézí.

(3) Granulomatózní hypersenzitivita:

Je to nejdůležitější z opožděných hypersenzitivních reakcí zakořeňujících mnoho patologických účinků. Pokud se makrofágům nepodaří zničit pohlcené mikroby nebo jejich částice Ag, perzistentní imunitní komplex vyvolá tvorbu granulomů epiteloidních buněk. Stejným způsobem dochází k tvorbě granulomu u různých cizích těles nebo částicových činidel, když makrofágy nedokáží strávit anorganickou hmotu cizích činidel nebo částicových látek. Buňky epithelioidního granulomu jsou velké zploštělé buňky
se zvýšeným endoplazmatickým retikulem. Oblast postižená reakcemi hypercitlivosti typu IV typicky ukazuje jádro epiteloidních buněk a makrofágů, s nebo bez obřích buněk a jádro je obklopeno manžetou lymfocytů a značnou fibrózou. Zvýšená proliferace fibroblastů a syntéza kolagenu způsobují fibrózu v reakčních oblastech. Zpožděná reakce přecitlivělosti manifestuje u člověka mnoho chronických onemocnění. Některé z důležitých chorob, které vznikají v důsledku opožděných reakcí přecitlivělosti, jsou tuberkulóza, malomocenství, leishmanióza, hluboké houbové infekce a helminthské infekce.


Výsledek

Reaktivace neuroblastů z klidu, gliového růstu a tracheální morfogeneze jsou regulovány živinami

Abychom lépe porozuměli tomu, jak je růst buněk koordinován s růstem tkáně v reakci na dietní živiny, testovali jsme rychlost proliferace a růstu různých typů buněk v Drosophila mozek v reakci na krmení zvířat. Čerstvě vylíhlé larvy byly po definovanou dobu (4, 12, 16, 20 nebo 24 hodin) krmeny standardní dietou z mouchy a v mozku byl testován růst a proliferace neuroblastů, glií a průdušnice (obr. 1). Moucha byla doplněna EdU (5-ethynyl-2'-deoxyuridinem) pro testování vstupu S-fáze a velikost byla měřena na základě průměrného průměru neuroblastů nebo celkové povrchové plochy membrány pro glii a průdušnici (podrobnosti viz Materiály a metody ). Po 4 hodinách krmení zvířat jsme pozorovali, že 4 neuroblasty hub (MB) (bílé šipky) a 1 laterální neuroblast se dělí na základě jejich začlenění EdU a generování EdU pozitivního potomstva (obr. 1A a 1F a S1A – S1C Obr.) Naproti tomu ostatní centrální mozkové neuroblasty (přibližně 100 na mozkovou hemisféru), označované jako neuroblasty bez MB, během této doby nedokázaly začlenit EdU (obr. 1A a 1F a obr. S1A – S1C). EdU-pozitivní MB a laterální neuroblasty byly větší než EdU-negativní, non-MB neuroblasty, ale všechny exprimovaly ortolog HES1, Deadpan (Dpn), pan-neuroblastový marker (obr. S1B a S1C). Po 12 hodinách krmení několik non-MB neuroblastů inkorporovalo EdU a inkorporace EdU korelovala se zvýšenou velikostí neuroblastů (obr. 1B a 1F a obr. S1F). V průběhu času se podíl EdU-pozitivních non-MB neuroblastů dále zvyšoval a po 24 hodinách bylo více než 60 % non-MB neuroblastů EdU-pozitivních (obr. 1C, 1D a 1F). Podobně jako v dřívějších časových bodech byly EdU-pozitivní non-MB neuroblasty větší než EdU-negativní non-MB neuroblasty (S1D a S1F obr.). Abychom potvrdili, že zvýšení velikosti neuroblastů a vstup do S-fáze jsou regulovány živinami, krmili jsme zvířata po dobu 24 hodin dietou obsahující pouze sacharózu. V souladu s předchozími zprávami nebyly žádné neuroblasty kromě 4 MB neuroblastů (bílé šipky) a laterálního neuroblastu začleněny EdU (obr. 1E a 1F) a velikost non-MB neuroblastů byla snížena ve srovnání s EdU-pozitivními i negativními non-MB neuroblasty. ze zvířat krmených 24 hodin (obr. S1E a S1F). Došli jsme k závěru, že neuroblasty se reaktivují z vývojového klidu v reakci na krmení zvířat a že k reaktivaci dochází postupně. Neuroblasty nejprve rostou a následně znovu vstupují do S fáze a začínají generovat nové potomstvo. Tento závěr je v souladu s dříve publikovanou prací [17,21,22,25,26].

(A – E) Projekce maximální intenzity jednotlivých mozkových hemisfér. Horní panely jsou barevné překryvy s jednokanálovými obrázky ve stupních šedi níže. Jsou vyznačeny mozkové hemisféry a tečkovaná svislá čára označuje střední čáru. Molekulární markery jsou označeny v panelech a bílé šipky označují MB NB (A,E). (F) Kvantifikace EdU pozitivních NB v průběhu času zobrazená jako bodové grafy s tečkami představujícími jednotlivé mozkové hemisféry. Sloupce označují průměr a chybové pruhy označují SEM na tomto a všech následujících obrázcích. (G – L) Zvýšení povrchové plochy gliové membrány v čase u zvířat exprimujících mCD8: GFP pomocí repoGAL4. (G–K) Jednotlivé optické řezy mozkovými hemisférami. Horní panely jsou barevné překryvy a spodní panely jsou jednokanálové obrazy s překryvnými maskami používanými při kvantifikaci (L) celkové plochy povrchu gliové membrány v průběhu času (viz materiály a metody). (M–R) Mozková tracheální morfologie v průběhu času u zvířat exprimujících pomocí GFP btlGAL4. (M – Q) Projekce maximální intenzity mozkových hemisfér s vykreslenou tracheou níže a kvantifikované v (R). (F,L,R) Jednosměrná ANOVA s Tukey post hoc analýzou, *p & lt 0,05, **p < 0,01, ***p <0,001. (A, G, M) Měřítko se na tomto a všech následujících obrázcích rovná 10 μm. Genotypy panelů uvedených v tabulce S2 a data uvedená v datech S1. btl, bez dechu Dpn, Deadpan EdU, 5-ethynyl-2'-deoxyuridin GFP, zelený fluorescenční protein mCD8, membránově cílený antigen CD8 NB, neuroblast repo, obrácená polarita Scrib, Scribble.

Dále jsme se zeptali, zda je růst jiných typů buněk v mozku také regulován živinami. Na živinách závislý růst jiných buněčných typů, včetně nika-like cortex glia, by mohl hrát roli při regulaci reaktivace neuroblastů z klidu a přispět k podstatnému zvýšení velikosti mozku pozorovanému po 24 hodinách krmení zvířat (přibližně 1,76×, obr. S1G) . Po 24 hodinách krmení jsme zjistili, že přibližně 45% glií, identifikovaných na základě exprese homeodoménového transkripčního faktoru s obrácenou polaritou (Repo), začlenilo EdU (obr. S1H a S1I). To bylo neočekávané a naznačovalo to, že se buď vytvářejí nové glie, nebo že se existující glie endoreplikují v reakci na krmení. Abychom rozlišili tyto možnosti, spočítali jsme gliová jádra před krmením zvířat (0 hodin krmení, čerstvě vylíhnutá) a po 24 hodinách krmení zvířat. Našli jsme přibližně 95 Repo-pozitivních glií na mozkovou hemisféru před krmením a přibližně 100 po krmení, což naznačuje, že po začlenění EdU nenásleduje dělení gliových buněk (obr. S1J). Dále jsme vyjádřili upstream aktivační sekvenci (UAS)–dvakrát zaparkované RNA interference (dupRNAi) v glia (pomocí repoGAL4) k inhibici replikace DNA a blokování endoreplikace [27]. Po 24 hodinách krmení v podstatě ne dupRNAi-exprimující glie byly EdU pozitivní (& lt1%, n = 5 mozkových hemisfér) a počet glií byl ve srovnání s kontrolami nezměněn, což ukazuje, že se glie endoreplikují v reakci na krmení (obr. S1K a S1L). Dále jsme exprimovali membránově značený zelený fluorescenční protein (GFP) v glii (repoGAL4, UAS-antigen CD8 cílený na membránu [mCD8]GFP) k testování gliového povrchu v průběhu času. Mezi 12 a 24 hodinami krmení zvířat se povrch gliové membrány zvýšil téměř trojnásobně (obr. 1G–1J a 1L). Aby se určilo, zda jsou růst gliální membrány a vstup do S-fáze regulovány živinami, byla zvířata krmena dietou obsahující pouze sacharózu. Po 24 hodinách nebylo nalezeno žádné zvětšení povrchu membrány glie ani glia pozitivní na EdU, což ukazuje, že růst gliové membrány a vstup do S-fáze jsou regulovány živinami (obr. 1K a 1L a obr. SI). Došli jsme k závěru, že glie se endoreplikují a plocha jejich membránového povrchu se zvyšuje v reakci na dietní živiny.

Dále jsme testovali růst mozkové průdušnice v reakci na krmení. Trachea je síť tubulů odvozených z epitelu, které dodávají kyslík a vyměňují plyn v celém zvířeti. V mozku se v pozdějších larválních stádiích průdušnice rozprostírá podél glie a tvoří perineuropilární tracheální plexus, analogický mozkové vaskulatuře u savců [28]. Během vývoje kortikální kůry savců se střední nervové progenitory dělí v blízkosti bodů větvení krevních cév, což naznačuje, že mozková vaskulatura poskytuje podporu podobnou výklenku Drosophila glia [29]. Chcete -li zjistit, zda je tracheální morfogeneze v Drosophila mozek je regulován živinami, testovali jsme tracheální růst v průběhu času v reakci na krmení. Před krmením zvířat vstupuje do mediální oblasti mozku jediná tracheální větev [28]. Po 24 hodinách krmení jsme na každé mozkové hemisféře (obr. S1M a S1N) pozorovali 1 až 4 EdU-pozitivní tracheální jádra, umístěná na bázi sekundárních větví (obr. S1M a S1N), a zjistili jsme celkový trojnásobný nárůst plochy průdušnice ( Obr. 1M–1P a 1R). Tracheální větvení se postupem času stalo propracovanějším, přičemž mozkové hemisféry byly infiltrovány zevnitř ven ve stereotypním vzoru. Naproti tomu, když byla zvířata krmena dietou obsahující pouze sacharózu, nebyla pozorována žádná EdU-pozitivní tracheální jádra a plocha tracheálního povrchu a větvení byly sníženy (obr. 1Q a 1R a obr. S1N). Společně jsme dospěli k závěru, že růst (vstup a velikost S-fáze) neuroblastů, glií a průdušnice je regulován živinami. Růst všech 3 typů buněk navíc probíhá nepřetržitě a souběžně, což zvyšuje možnost, že cesty snímající živiny koordinují růst mezi různými typy buněk.

Na živinách závislý růst neuroblastů, glií a průdušnice vyžaduje buněčně autonomní a nebuněčně autonomní aktivaci PI3-kinázy

Zvýšení buněčného růstu v reakci na dietní živiny je obvykle způsobeno zvýšenou aktivitou dráhy PI3-kinázy, evolučně konzervované růstové signální dráhy, která aktivuje TOR-kinázu a další růstové dráhy [1,3,7,9,14]. Abychom určili, zda je PI3-kináza nezbytná pro růst neuroblastů, glií a průdušnice závislý na živinách, vyjádřili jsme UAS-Drosophila protein 60 (dp60) autonomně snížit aktivitu PI3-kinázové buňky pomocí linií GAL4 specifických pro buněčný typ a testovat začlenění EdU a velikost buňky nebo povrch membrány po 24 hodinách krmení (obr. 2A a S2A – S2F obr.) [30]. Když byly hladiny aktivity PI3-kinázy sníženy v neuroblastech (weariu [práce]GAL4, UAS-dp60), inkorporace EdU neuroblastů byla snížena a velikost neuroblastů snížena, jak bylo uvedeno dříve (obr. S2A a S2B) [21,22,26]. Když byly hladiny aktivity PI3-kinázy sníženy ve všech gliích (repoGAL4, UAS-dp60), Inkorporace EdU v zásadě chyběla v glii a povrch membrány byl zmenšen (obr. S2C a S2D). Snížení aktivity PI3-kinázy v průdušnici (btlGAL4, UAS-dp60) vedly ke sníženému začlenění EdU a povrchu a rozvětvení trachey (S2E a S2F obr.). Proto je PI3-kináza nezbytná pro buněčně autonomní růst neuroblastů, glií a průdušnice závislý na živinách.

(A) Obrázky segmentovaných mozkových hemisfér s buněčnými typy zbarvenými, jak je uvedeno. (B–D) Single Z snímky mozkových hemisfér. Horní panely jsou barevné překryvy a spodní panel jsou jednokanálové obrazy překryté maskou použitou pro kvantifikaci (E) (viz materiály a metody). (F, G, J) Pozitivní EdU NB po 24 hodinách krmení. Projekce maximální intenzity mozkových hemisfér z uvedených genotypů. Horní panely jsou barevně překryvné a níže jsou jednokanálové obrázky ve stupních šedi. Mozkové hemisféry jsou obrysy a tečkovaná svislá čára vlevo označuje středovou čáru. Kvantifikace EdU-pozitivních NB (H, K) a velikosti NB (I). (L) Souhrn regulace růstu PI3-kinázy mezi různými typy buněk v mozku. Kruhové šipky označují požadavek na signalizaci růstu autonomní PI3-kinázy a rovné šipky označují signalizaci neautonomního růstu. (E) Jednosměrná ANOVA s Tukey post hoc analýzou. (H, I, K) Student dvoustranný t test, *p & lt 0,05, **p & lt 0,01, ***p < 0,001, chybové úsečky, SEM. Genotypy panelů uvedené v tabulce S2 a údaje uvedené v údajích S1. btl, bez dechu Dpn, Deadpane dp60, Drosophila protein 60 EdU, 5-ethynyl-2'-deoxyuridin GFP, zelený fluorescenční protein mCD8, membránově cílený CD8 antigen NB, neuroblastová PI3-kináza, fosfoinositid 3-kináza raptorRNAi, dravec Interference RNA repo, obrácená polarita UAS, upstream aktivační sekvence wor, worniu.

Aby se určilo, zda je PI3-kináza také nutná ke koordinaci růstu mezi neuroblasty, gliemi a průdušnicí v reakci na výživu, hladiny aktivity PI3-kinázy byly sníženy pouze v 1 buněčném typu (neuroblasty, glia nebo průdušnice) a růst ostatní 2 typy buněk byly testovány. Když byly hladiny PI3-kinázy sníženy v neuroblastech (worGAL4, UAS-dp60), mírné, ale významné snížení povrchu gliové membrány bylo pozorováno po 24 hodinách krmení (obr. 2A–2C a 2E). Abychom dále podpořili, že pro růst glií je nutný růst neuroblastů, vyjádřili jsme raptorRNAi v neuroblastech (worGAL4, UAS-raptorRNAi) srazit aktivitu TOR. Opět bylo zjištěno významné snížení plochy povrchu gliové membrány po 24 hodinách krmení (obr. 2D a 2E). Snížení plochy povrchu gliové membrány může být způsobeno snížením počtu glií, protože některé worGAL4-expresní linie neuroblastů generují glia. Počet glií byl skutečně snížen ve srovnání s kontrolami v raptorRNAi poražená zvířata (worGAL4, UAS-raptorRNAi), ale zůstal nezměněn, když byla aktivita PI3-kinázy snížena v neuroblastech (worGAL4, UAS-dp60) (Obr. S2G).Dále jsme testovali povrch tracheálního povrchu, když byly hladiny aktivity PI3-kinázy sníženy v neuroblastech. Nebyla detekována žádná změna povrchu trachey (obr. S2H – S2J). Došli jsme k závěru, že aktivace signalizace PI3-kinázy v neuroblastech je nutná pro růst gliální membrány, ale ne pro růst průdušnice.

Dále jsme snížili aktivitu PI3-kinázy v glii a testovali růst neuroblastů a průdušnice. Když byly hladiny PI3-kinázy sníženy v glii (repoGAL4, UAS-dp60), po 24 hodinách krmení bylo zjištěno významné snížení inkorporace neuroblastu EdU a velikosti neuroblastů (obr. 2F – 2I). Plocha tracheálního povrchu však zůstala relativně nezměněna ve srovnání s kontrolami (obr. S2K a S2L). Nakonec jsme snížili aktivitu PI3-kinázy v průdušnici a testovali jsme růst neuroblastů a glií. Když byly hladiny aktivity PI3-kinázy sníženy v průdušnici (btlGAL4, UAS-dp60), zjistili jsme mírné, ale významné snížení inkorporace neuroblastů EdU po 24 hodinách krmení (obr. 2J a 2K), ale žádnou změnu v ploše membrány glia (obr. S2M a S2N). Došli jsme k závěru, že aktivace signalizace PI3-kinázy v glii a průdušnici přispívá k reaktivaci neuroblastů, což ukazuje, že oba typy buněk poskytují podporu kmenových buněk podobnou výklenku. Kromě toho je aktivace PI3-kinázy v neuroblastech vyžadována pro gliový růst, nikoli však pro tracheální růst (souhrnný panel, obr. 2L). Celkově jsme dospěli k závěru, že signalizace PI3-kinázy funguje autonomně a neautonomně v buňkách, aby koordinovala růst mezi různými typy buněk v rámci vyvíjející se Drosophila mozek.

Růst kortexu, subperineuriálních a neuropilových glií je regulován živinami a závislý na PI3-kináze

Glial populace v Drosophila mozek se skládá z několika různých podtypů, včetně cortex glia, která obaluje neuroblasty a jejich novorozené neuronové potomstvo, SPG, které zapouzdřují CNS a tvoří součást „krvně-mozkové bariéry“, a neuropil glia, které oddělují těla neuronových buněk od jejich axonu. výstupky (obr. S3A). Abychom lépe porozuměli tomu, jak je růst závislý na PI3 kináze koordinován mezi neuroblasty a glií, hodnotili jsme počty a typy glií na základě umístění před a po krmení zvířat. Před krmením bylo v každé mozkové hemisféře nalezeno přibližně 95 Repo-pozitivních glií. Z nich bylo přibližně 18 kortexových glií (19 %), přibližně 34 neuropilových glií (35 %, které zahrnují obalující glii neuropilu a astrocytů) a zbytek, přibližně 46 %, byly SPG a glie asociované s optickým lalokem. kombinovaný. Po 24 hodinách krmení zůstal počet glií a distribuce podtypů na základě umístění relativně podobné (obr. S3B). Došli jsme k závěru, že počet a typ glií nejsou specifikovány příjmem živin v potravě.

Dále jsme provedli screening existujících gliálních linií GAL4, abychom identifikovali linie, které specificky řídí expresi reportérů GAL4 v různých gliových podskupinách u zvířat krmených 24 hodin (tabulka S1). Našli jsme to NP0577GAL4 řídil UAS-histone červený fluorescenční protein (RFP) reportérová exprese ve všech kortexových gliích, identifikovaných na základě umístění a Repo koexprese, stejně jako v některých dalších gliích (S3C a S3D obr a tabulka S1). MoodyGAL4 řídil UAS-histoneRFP ve většině SPG téměř polovina neuropil glia, ale žádná jiná glia (S3E a S3F obr a tabulka S1). Ze 6 prověřených gliových linií GAL4 NP0577GAL4 a moodyGAL4 vykazovaly nejvíce omezené a specifické vzory exprese glia GAL4 v mozcích zvířat krmených 24 hodin. Proto jsme tyto řádky použili pro následné analýzy.

Exprimovali jsme membránově značený GFP v cortex glia (NP0577GAL4, UAS-mCD8GFP) k testování růstu membrány v tomto gliovém podtypu. Po 24 hodinách krmení se povrch kortexové gliální membrány zvětšil téměř trojnásobně a cortex glia začala obalovat neuroblasty novou gliovou membránou (obr. 3A a 3D). Naproti tomu zvířata krmila dietou pouze se sacharózou nebo normální stravou se sníženými hladinami PI3-kinázy v cortex glia (NP0577GAL4, UAS-dp60) nevykázala žádné zvýšení povrchové plochy membrány cortex glia po 24 hodinách (obr. 3B–3D). Kromě toho jsme za těchto podmínek nenašli žádný důkaz opláštění neuroblastů gliální membránou (obr. 3B a 3C, pravé panely). Dále jsme provedli podobný soubor experimentů v náladovýGAL4, UASmCD8GFP zvířata. U zvířat krmených dietou obsahující pouze sacharózu nebo zvířat krmených normální stravou, ale se sníženými hladinami PI3-kinázy v glii (moodyGAL4, UAS-dp60), pozorovali jsme snížení SPG a povrchové plochy neuropil gliové membrány ve srovnání se zvířaty krmenými normální stravou po dobu 24 hodin (obr. 3E – 3H). Je třeba poznamenat, že ani SPG, ani neuropilová glia nepokryly neuroblasty (obr. 3E, pravý panel). Došli jsme k závěru, že cortex glia, SPG a neuropil glia vyžadují pro růst dietní živiny a aktivitu PI3-kinázy. Důležité je, že linie GAL4 specifické pro gliální podtyp poskytují nástroje nezbytné k dalšímu rozboru neautonomní regulace růstu mezi neuroblasty a specifickými podtypy glia v reakci na výživu a hladiny aktivity PI3-kinázy.

(A-C) Morfologie gliové membrány kortexu po 24 hodinách podávání standardní potravy (A a C) nebo sacharózy (B). (A – C) Jednotlivé Z roviny mozkových hemisfér. Horní panely jsou barevné překryvy a spodní panely jsou jednokanálové obrazy s překryvnými maskami používanými pro kvantifikaci povrchové plochy membrány mozkové kůry (D). Boxované Dpn-pozitivní NB jsou zobrazeny při větším zvětšení vpravo. (E – G) Morfologie SPG a neuropilliální membrány po 24 hodinách krmení standardní potravou (E a ​​G) nebo sacharózou (F). (J–L) Single Z snímky mozkových hemisfér. Horní panely jsou barevné překryvy a spodní panely ukazují jednokanálové obrázky s překryvnou maskou použitou pro kvantifikaci SPG a povrchové plochy neuropilové membrány (H). Dpn-pozitivní NB označené v poli zobrazeném při větším zvětšení vpravo. Jednosměrná ANOVA s Tukey post hoc analýzou, **p < 0,01, ***p <0,001. Chybové pruhy, SEM. Genotypy panelů uvedené v tabulce S2 a údaje uvedené v údajích S1. Dpn, Deadpane dp60, Drosophila protein 60 GFP, zelený fluorescenční protein mCD8, membránově cílený antigen CD8 NB, neuroblast PI3-kináza, fosfoinositid 3-kináza Scrib, Scribble SPG, subperineuriální glia UAS, upstream aktivační sekvence.

Cortex glia jsou potřebné k reaktivaci neuroblastů z vývojového klidu

Zjistili jsme, že redukce aktivity PI3-kinázy ve všech gliích inhibovala reaktivaci neuroblastů z vývojového klidu (viz zpět na obr. 2F – 2I). Pomocí linií GAL4 specifických pro gliový subtyp jsme snížili hladiny PI3-kinázy specifickým způsobem pro gliální subtyp a testovali jsme začlenění a velikost neuroblastu EdU po 24 hodinách krmení. Když byla snížena aktivita PI3-kinázy v cortex glia (NP0577GAL4, UAS-dp60), zjistili jsme, že začlenění a velikost neuroblastu EdU byly sníženy po 24 hodinách krmení zvířat (obr. 4A, 4B, 4D a 4E). Stejný účinek byl pozorován při použití fosfatidylinositol (3,4,5) -trifosfátu (PIP3) hladiny byly sníženy nadměrnou expresí lipidové fosfatázy, fosfatázy a tenzinového homologu (Pten) (NP0577GAL4, UAS-Pten) (Obr. 4D). Nicméně, když byly hladiny aktivity PI3-kinázy sníženy v SPG/neuropil glia (moodyGAL4, UAS-dp60), nebyl nalezen žádný rozdíl v začlenění neuroblastu EdU ve srovnání s kontrolami (obr. 4F – 4H). Další, UAS-dp60 byl současně exprimován jak v kortex glia, tak v průdušnici. Bylo zjištěno významné snížení začlenění neuroblastu EdU ve srovnání se zvířaty exprimujícími UAS-dp60 sám v obou mozkových kůrách (NP0577GAL4) nebo průdušnice (btlGAL4) (obr. 4I). Nakonec, abychom potvrdili, že cortex glia jsou skutečně nutné pro reaktivaci neuroblastů, proapoptotický gen ponurý bylo vyjádřeno (NP0577GAL4, UAS-grim) geneticky ablatovat cortex glia (obr. 4J – 4L). Po 24 hodinách krmení integrace neuroblastu EdU v podstatě chyběla a velikost neuroblastů byla ve srovnání s kontrolami snížena (obr. 4C – 4E). Došli jsme k závěru, že růst a reaktivace neuroblastů z klidového stavu vyžaduje aktivaci PI3-kinázy v cortex glia, gliovém podtypu, který obaluje neuroblasty a jejich novorozené potomstvo, ale nikoli SPG nebo neuropil glia. Kromě toho aktivace signalizace růstu PI3-kinázy jak v průdušnici, tak v mozkové kůře společně podporuje reaktivaci neuroblastů z vývojového klidového stavu.

(A – D) EdU-pozitivní NB u zvířat s genetickými manipulacemi v cortex glia 24 hodin po krmení. (A – C) Projekce maximální intenzity mozkových hemisfér. Horní panely jsou barevné překryvy a spodní panely zobrazují jednokanálové obrázky ve stupních šedi. Mozkové hemisféry jsou obrysy a přerušované svislé čáry označují střední čáru. Grafy ukazují kvantifikaci EdU-pozitivních NBs na mozkovou hemisféru (D) a velikost NB na základě inkorporace EdU (E). Čísla v E udávají počet analyzovaných NB. (F–H) EdU-pozitivní NB u zvířat s genetickými manipulacemi v SPG a neuropilové glii 24 hodin po krmení. (F – G) Projekce maximální intenzity mozkových hemisfér. Panely jsou barevné překryvy (nahoře), níže jednokanálové obrázky ve stupních šedi. Mozkové hemisféry jsou obrysy a přerušované svislé čáry označují střední čáru. Kvantifikace EdU-pozitivních NB na mozkovou hemisféru (H). (I) Kvantifikace EdU pozitivních NB na mozkovou hemisféru uvedených genotypů. (J) Snímek v jedné rovině Z, horní panel je barevný překryv s jednokanálovým obrázkem ve stupních šedi níže, s obrysem mozkové hemisféry. (K) Dva (horní a spodní) snímky ve stupních šedi stejné roviny Z, s kvantifikací počtu kortexových glií po genetické ablaci kvantifikované v (L). (D, I) jednosměrná ANOVA s post hoc analýzou Tukey a (E, H, L) student dvoustranný t test, *p & lt 0,05, **p < 0,01, ***p <0,001. Genotypy panelů uvedené v tabulce S2 a údaje uvedené v údajích S1. btl, bez dechu Dpn, Deadpane dp60, Drosophila protein 60 EdU, 5-ethynyl-2'-deoxyuridin mCD8, membránově cílený CD8 antigen NB, neuroblast O/E, overexprese Pten, fosfatáza a homolog tenzinu Repo, obrácená polarita RFP, červeně fluorescenční protein Scrib, Scribble SPG, subperineuriální glie UAS, upstream aktivační sekvence.

Dilp-2 reguluje reaktivaci neuroblastů a růst membrány mozkové kůry, nikoli však růst průdušnice

PI3-kináza se aktivuje v reakci na krmení po kterémkoli ze 7 Drosophila inzulínové peptidy (Dilps1–7) se vážou a aktivují jediný inzulínový tyrosinkinázový receptor (InR). Přestože roli v reaktivaci neuroblastů připisují Dilpsovi [21–23], systematická analýza každého z nich ředit mutantů stále chybí. Abychom lépe porozuměli tomu, jak PI3-kináza koordinuje růst mezi různými typy buněk ve vyvíjejícím se mozku, testovali jsme začlenění neuroblastů EdU do každého ze 7 dip nulové mutanty. Ve srovnání s ovládacími prvky a jinými ředit mutantů, inkorporace neuroblastu EdU v mozku byla snížena o dilp1, dilp2, a dilp7 nulové mutanty po 24 hodinách krmení (obr. 5A). Z nich, dilp2 mutanti vykazovali nejzávažnější a nejprestižnější snížení inkorporace neuroblastů EdU a velikosti neuroblastů (obr. 5A – 5D a obr. S4A). Aby se potvrdilo, že snížené začlenění EdU neuroblastu bylo způsobeno absencí dilp2 a ne druhá mutace pozadí, testovali jsme začlenění EdU do zvířat transheterozygotních pro dilp2 nulová alela přes malý nedostatek, který odstraňuje dilp2 a sousední dilp3 místo. Počet neuroblastů pozitivních na EdU po 24 hodinách krmení transheterozygotními larvami byl k nerozeznání od dilp2 1 homozygoti (obr. 5A). Došli jsme k závěru, že Dilp-1, Dilp-2 a Dilp-7 regulují reaktivaci neuroblastů z klidového stavu v mozku.

(A – D) Pozitivní EdU NB po 24 hodinách krmení dip mutantní zvířata s jednou nulou s kvantifikací (A) ukázanou jako bodový graf s tečkami označujícími mozkové hemisféry, pruhy označujícími průměry a úsečky chyb SEM. (B – D) Projekce maximální intenzity mozkových hemisfér. Horní panely jsou barevné překryvy s jednokanálovými obrázky ve stupních šedi níže. Jsou naznačeny mozkové hemisféry a tečkované svislé čáry označují střední čáru. (E – G) Morfologie mozkové membrány v kůře po 24 hodinách krmení u kontrol a dilp2 mutanti. (E,F) Single Z snímky mozkových hemisfér. Horní panely jsou barevné překryvy a spodní panely jsou jednokanálové obrázky s překryvnými maskami použitými pro kvantifikaci v (G). (H–J) Mozková tracheální morfologie po 24 hodinách krmení u kontrol a dilp2 mutanti. (H, I) Projekce maximální intenzity mozkových hemisfér s vykreslenou tracheou níže a kvantifikované v (J). (A,G) Jednosměrná ANOVA s Tukey post hoc analýzou a (J) Studentská dvoustranná t test, *p & lt 0,05, **p < 0,01, ***p <0,001. Genotypy panelů uvedené v tabulce S2 a údaje uvedené v údajích S1. Dilp, Drosophila inzulín podobný peptid Dlg, disky velké Dpn, Deadpan EdU, 5-ethynyl-2'-deoxyuridin GFP, zelený fluorescenční protein mCD8, membránově cílený antigen mCD8 NB, neuroblast n.s., nevýznamný Scrib, Scribble.

Vzhledem k prominentní úloze Dilp-2 v růstu a reaktivaci neuroblastů v mozku jsme se dále zeptali, zda je Dilp-2 také nezbytný pro růst gliové a tracheální kůry v reakci na krmení zvířat. Ve srovnání s kontrolami se povrch kortexové gliální membrány zmenšil o polovinu dilp2 mutantů au zvířat transheterozygotních pro dilp2 nulová alela nad dilp2, dilp3 nedostatek po 24 hodinách krmení (obr. 5E – 5G). Naproti tomu povrchová plocha průdušnice zůstala nezměněna (obr. 5H – 5J). Dále jsme testovali reaktivaci neuroblastů a povrch kortexové gliální membrány po 48 hodinách ALH (po vylíhnutí larev). Mezi kontrolami a nebyl pozorován žádný rozdíl v počtu EdU pozitivních neuroblastů nebo povrchu membrány gliálního kortexu dilp2 mutantů (obr. S4B a S4C). Protože dilp2 mutanty údajně zpožďují vývoj od vajíčka do dospělce o 8 až 16 hodin [45], testovali jsme morfologii háčku v ústech jako zástupce pro larvální stadium. Žádný rozdíl mezi ovládáním a dilp2 mutanty byly pozorovány po 24 nebo 48 hodinách ALH, což naznačuje dilp2 nulové mutanty nejsou vývojově zpožděny během raných larválních stádií (obr. S4D a S4E). Došli jsme k závěru, že Dilp-2 je nutný pro růst kortexové gliální membrány, ale ne pro růst trachey. Kromě toho, protože Dilp-2 je také nezbytný pro růst a reaktivaci neuroblastů, naznačuje to, že koordinace růstu mezi cortex glia a neuroblasty je závislá na Dilp-2.

Dilp-2 reguluje hladiny proteinů Dilp-6 v CNS, ale ne dilp6 úrovně přepisu

Poněkud překvapivě bylo zabudování EdU neuroblastů do mozku dilp6 nulově mutovaná zvířata se nelišila ve srovnání s kontrolami, dilp3, dilp4nebo dip5 mutantů, ani velikost neuroblastů nebyla ovlivněna ztrátou dilp6 (Obr. 5A, 5B a 5D a S4A Obr). To bylo neočekávané, protože se uvádí, že Dilp-6 je syntetizován a vylučován z SPG v reakci na krmení zvířat, což vede k aktivaci PI3-kinázou a reaktivaci sousedních klidových neuroblastů ve šňůře ventrálního nervu (VNC) [21–23]. Nicméně neuroblasty umístěné v různých oblastech CNS, mozek versus VNC, by mohly mít různé požadavky na reaktivaci na základě vnitřních rozdílů neuroblastů a/nebo rozdílů v architektuře tkáně. Abychom zjistili, zda Dilp-6 reguluje růst jiných typů buněk v mozku, testovali jsme povrch glia a trachey v dilp6 mutanty po 24 hodinách krmení. Ve srovnání s kontrolami nebyly pozorovány žádné rozdíly (obr. 6A – 6F). Abychom určili, zda Dilp-2 maskuje funkci Dilp-6 v mozku, testovali jsme inkorporaci neuroblastu EdU a velikost v dilp2, dilp6 dvojitě mutantní zvířata. Po 24 hodinách krmení byla inkorporace neuroblastu EdU snížena dilp2, dilp6 dvojité mutanty (přibližně 15 % EdU-pozitivních neuroblastů) ve srovnání s dilp2 jednotlivé mutanty (přibližně 22% EdU-pozitivních neuroblastů), nicméně toto snížení nebylo statisticky odlišné (obr. S5A a S5B). Dále jsme testovali dilp2 a dilp6 hladiny transkriptů (obr. 6G a 6H) a hladiny endogenních proteinů Dilp-2 a Dilp-6 (obr. 6I) v CNS zvířat divokého typu po krmení. Zjistili jsme, že hladiny transkriptu a proteinu Dilp-2 byly přibližně 80krát vyšší než hladiny transkriptu a proteinu Dilp-6, což je v souladu s představou, že Dilp-2 je převládajícím Dilp v centrálním mozku (obr. 6G–6I). Dále v dilp2 mutanti, našli jsme to dilp6 hladiny transkriptu se nelišily od kontrolních hladin divokého typu, i když hladiny proteinu Dilp-6 byly významně sníženy ve srovnání s kontrolními zvířaty (obr. 6H a 6J). Došli jsme k závěru, že Dilp-2 je primární Dilp regulující růst neuroblastů, glií a průdušnice v mozku závislý na PI3-kináze a že Dilp-2 přímo nebo nepřímo reguluje hladiny proteinu Dilp-6.

(A – C) Morfologie gliové membrány po 24 hodinách krmení u kontrol a dilp6 mutanti. (A, B) Jednotlivé Z obrazy mozkových hemisfér. Panely jsou barevné překryvy (nahoře) a jednokanálové obrazy s překryvnými maskami (dole) používané pro kvantifikaci celkového povrchu gliové membrány (C). (D – F) Mozková tracheální morfologie po 24 hodinách krmení u kontrol a dilp6 mutanti. (D, E) Projekce maximální intenzity mozkových hemisfér s vykreslenou tracheou níže a kvantifikované v (F). (G, H) RT-qPCR analýza dilp2 a dilp6 hladiny transkriptů v CNS divokého typu a dilp2 mutantních zvířat po 24 hodinách krmení. Úrovně přepisu dilp2 a dilp6 jsou normalizovány na Gapdh1 a pak do dilp6 úrovně u zvířat divokého typu. (I, J) Brain Dilp-2 a Dilp-6 proteinové hladiny, normalizované na celkový mozkový protein, u divokého typu a dilp2 mutantních zvířat po 72 hodinách krmení. (K) Kvantifikace EdU-pozitivních NB v uvedených genotypech po 24 hodinách krmení. (C, F, J) Student dvouocasý t test (K) jednosměrná ANOVA s Tukey post hoc analýzou a **p < 0,01, ***p <0,001. Genotypy panelů uvedené v tabulce S2 a údaje uvedené v údajích S1. a.u., libovolná jednotka CNS, centrální nervový systém Dilp, Drosophila inzulinu podobný peptid Dpn, Deadpan EdU, 5-ethynyl-2'-deoxyuridin Gapdh1Glyceraldehyd-3-fosfát dehydrogenáza GFP, zelený fluorescenční protein HF, HA-FLAG tag mCD8, CD8 antigen cílený na membránu NB, neuroblast RT-qPCR, qPCR skript v reálném čase, Klikyháky UAS, upstream aktivační sekvence.

Dále jsme provedli sérii záchranných experimentů v dilp2 mutanty k identifikaci buněčného zdroje Dilp-2 potřebného k reaktivaci neuroblastů. Když UAS-dilp2 byl exprimován v buňkách produkujících inzulín (IPC, dilp2 GAL4), začlenění neuroblastu EdU bylo zachráněno dilp2 mutantů (obr. 6K). Podobně výraz UAS-dilp2 v SPG (moodyGAL4) také zachránil začlenění neuroblastu EdU do dilp2 mutanti.Vzhledem k tomu, že Dilp-2 je normálně exprimován v IPC [42,43], a nikoli BBB (hematoencefalická bariéra) glia, naznačuje to, že Dilp-2 je v IPC vyžadován pro reaktivaci neuroblastů v mozku. Naproti tomu vyjádření UAS-dilp6 v IPC nezachránilo začlenění neuroblastu EdU do dilp2 mutanti. Došli jsme k závěru, že Dilp-2 je vyžadován v IPC pro reaktivaci neuroblastů z vývojového klidu v mozkových hemisférách.

Koordinace růstu mezi neuroblasty a kortex glie podporuje tvorbu selektivní membránové bariéry pro podporu nikových kmenových buněk

Během pozdějších fází vývoje larev sídlí neuroblasty a jejich potomci v charakteristických kapsách vázaných na gliální membránu (obr. 7A a 7B). Jedna nebo dvě kortexová glia, která leží poblíž neuroblastů nebo vedle nich, a jejich potomci poskytují membránu, která tvoří každou kapsu. Vstříkli jsme fluorescenčně konjugovaný 10-kDa dextran přímo do mozku, abychom otestovali permeabilitu kapes navázaných na membránu glia. Našli jsme fluorescenční dextran kolokalizovaný s membránou cortex glia podél vnější strany každé kapsy, ale nenašli jsme fluorescenci uvnitř kapsy (obr. 7A). To naznačuje, že cortex glia tvoří membránovou bariéru, která selektivně reguluje průchod faktorů na základě velikosti.

(A) Horní panel, barevný překryv s gliovými membránami označujícími RFP a značením GFP pcnaGFP-vyjadřující NB. Střední panel, jednokanálový obraz ve stupních šedi 10-kDa dextranu. Spodní panel, barevný překryv s 10-kDa dextranem a RFP značící gliové membrány. Vpravo, snímky s vysokým zvětšením zabalené NB s dvojitě značenou gliální membránou u 72hodinového zvířete po injekci dextranu (viz Materiály a metody). (B) Cortex glia obaluje NB (bílá závorka) a jejich novorozené potomstvo, které exprimuje vysoké hladiny Scrib. Horní panel, barevné překrytí. Střední panel, jednokanálový obraz s gliovými membránami označujícími GFP. Spodní panel je zobrazením gliových a NB segmentů použitých pro kvantifikaci v (C,D,K) (viz Materiály a metody). (C,D) Procento NB membrány v kontaktu s gliovým kontaktem v průběhu času. Barevné kruhy v (C) označují jednotlivé NB a barevné kruhy v (D) udávají průměry pro uvedené časové body. Oba jsou vyneseny vzhledem k ploše NB. (E – G) Zvyšování povrchového kontaktu mezi NB a gliovou membránou v průběhu času. Jedna Z-rovina reprezentativních NB v různých časových bodech po krmení. Horní panely jsou barevné překryvy, střední panely jsou jednokanálové obrázky a spodní panely zobrazují gliální segment NB a segment NB použité při kvantifikaci (C–D). (H – K) Barevný překryv horního panelu, jednokanálový obraz středního panelu a gliový NB segment dolního panelu a segment NB používaný při kvantifikaci zvířat po 24 hodinách krmení výše uvedenými genotypy. (D, K) Jednosměrná ANOVA s Tukey post hoc analýzou, ***p <0,001. Genotypy panelů uvedené v tabulce S2 a údaje uvedené v údajích S1. Dilp, Drosophila inzulínu podobný peptid GFP, zelený fluorescenční protein mCD8, membránově cílený CD8 antigen NB, neuroblast pcna, proliferující buněčný jaderný antigen repo, obrácená polarita RFP, červený fluorescenční protein Scrib, Scribble UAS, upstream aktivační sekvence.

Dále jsme zkoumali, zda je pro tvorbu kapsy glie nutná aktivace PI3-kinázy zprostředkovaná Dilp-2 v neuroblastech a glii. Nejprve jsme změřili frakci membrány neuroblastů, označenou endogenní expresí Scribble (Scrib), v kontaktu s membránou glia, označenou transgenní expresí UAS-mCD8:GFP (% membrány neuroblastů s gliovým kontaktem viz Materiály a metody) v průběhu času u kontrolních zvířat (obr. 7B, schéma dole). Od 0 hodin čerstvě vylíhnutých stádií až do 8 hodin po krmení jsme zjistili, že podíl neuroblastové membrány v kontaktu s gliální membránou se zvýšil přibližně 3,5krát (obr. 7C – 7F). 24 hodin po krmení obalí glie přibližně 44 % membrány neuroblastu a 72 hodin po krmení obalí přibližně 72 % (obr. 7B–7D a 7G). Dále jsme posoudili časový vztah mezi kontaktem neuroblast – gliová membrána a změnami ve velikosti neuroblastů. Zjistili jsme, že velikost neuroblastů se začala zvětšovat 16 hodin po krmení, poté, co se zvýšila frakce kontaktu neuroblast-glie (obr. 7C–7G). Dále jsme změřili frakci membrány neuroblastu v kontaktu s membránou glia při 24hodinovém krmení dilp2 mutanty (obr. 7I a 7K). Zjistili jsme významné snížení kontaktu membrány neuroblastů a membrány glia, které korelovalo se snížením velikosti neuroblastů. Podobný výsledek byl nalezen, když byly hladiny aktivity PI3-kinázy sníženy v glii, ale ne v neuroblastech (obr. 7H, 7J a 7K). V neuroblastech, když byly hladiny aktivity PI3-kinázy sníženy, velikost neuroblastů zůstala ve srovnání s kontrolami snížena, ale bylo zjištěno zvýšení membrány neuroblastu v kontaktu s gliální membránou. Dospěli jsme k závěru, že aktivace PI3-kinázy zprostředkovaná Dilp-2 je nutná k zahájení tvorby gliové kapsy. Důležité je, že zvýšení membrány neuroblastů s kontaktem s glií předchází zvětšení velikosti neuroblastů, což je v souladu s představou, že kontakt s membránou kortex glia spouští růst a reaktivaci neuroblastů.


12.4E: Reakce typu IV (zpožděné buňkami zprostředkované) - Biologie

Reakce z přecitlivělosti typu čtyři je buňkami zprostředkovaná reakce, která může nastat v reakci na kontakt s určitými alergeny, což má za následek takzvanou kontaktní dermatitidu nebo v reakci na některé diagnostické postupy jako v tuberkulinovém kožním testu. K léčbě tohoto stavu je třeba se vyvarovat určitých alergenů. Tato aktivita se zabývá hodnocením a léčbou reakcí přecitlivělosti 4. typu a zdůrazňuje roli meziprofesního týmu při zlepšování péče o pacienty s tímto onemocněním.

  • Popište epidemiologii reakcí přecitlivělosti typu čtyři.
  • Shrňte patofyziologii reakcí přecitlivělosti typu čtyři.
  • Vysvětlete běžná zjištění fyzikálních vyšetření spojená s reakcemi přecitlivělosti typu čtyři.
  • Přezkoumejte důležitost spolupráce a koordinace péče mezi interprofesionálním týmem za účelem zlepšení péče o pacienty s reakcemi přecitlivělosti typu čtyři.

Úvod

Náš imunitní systém hraje zásadní roli při ochraně našeho těla před patogeny, ale někdy dochází k přehnané reakci. Tato přehnaná reakce je vyvolána interakcí imunitního systému s antigenem (alergenem) a je označována jako přecitlivělost. Reakce přecitlivělosti jsou Coombsem a Gellem rozděleny do čtyř typů.  První tři typy jsou považovány za okamžité reakce přecitlivělosti, protože k nim dochází do 24 hodin.  Čtvrtý typ je považován za opožděnou reakci přecitlivělosti, protože se obvykle vyskytuje více než 12 hodin po expozice alergenu, s maximální reakční dobou mezi 48 a 72 hodinami. Čtyři typy přecitlivělosti jsou:  

  • Typ I: reakce zprostředkovaná IgE protilátkami
  • Typ II: cytotoxická reakce zprostředkovaná protilátkami IgG nebo IgM
  • Typ III: reakce zprostředkovaná imunitními komplexy
  • Typ IV: opožděná reakce zprostředkovaná buněčnou reakcí 

Reakce přecitlivělosti typu IV je zprostředkována T buňkami  , které   vyvolávají zánětlivou reakci proti exogenním nebo endogenním antigenům. V určitých situacích mohou být zapojeny další buňky, jako jsou monocyty, eozinofily a neutrofily.  Po expozici antigenu dochází k počáteční  local imunitní a zánětlivé odpovědi, která přitahuje leukocyty. Antigen pohlcený makrofágy a monocyty je prezentován T buňkám, které se pak senzibilizují a aktivují. Tyto buňky poté uvolňují cytokiny a chemokiny, které mohou způsobit poškození tkáně a mohou mít za následek onemocnění. Příklady nemocí vyplývajících z hypersenzitivních reakcí typu IV zahrnují kontaktní dermatitidu a přecitlivělost na léky. Reakce typu IV se dále dělí na typ IVa, IVb, IVc a IVd na základě typu zahrnutých T buněk (CD4 T-helper buňky typu 1 a typu 2) a produkovaných cytokinů/chemokinů.[1] .

Opožděná přecitlivělost hraje zásadní roli ve schopnosti našeho těla bojovat s různými intracelulárními patogeny, jako jsou mykobakterie a houby. Hrají také hlavní roli v imunitě nádoru a odmítnutí transplantátu. Vzhledem k tomu, že pacienti se syndromem získané imunodeficience (AIDS) mají progresivní pokles počtu CD4 buněk, mají také defektní reakci přecitlivělosti typu 4.[2][3]

Etiologie

Hypersenzitivní reakce typu IV jsou do určité míry normální fyziologické jevy, které pomáhají bojovat s infekcemi, a dysfunkce v tomto systému může predisponovat k četným oportunním infekcím. Nežádoucí účinky se mohou také objevit v důsledku těchto reakcí, kdy dojde k nežádoucí interakci mezi imunitním systémem a alergenem. Klasickým příkladem je expozice jedovatému břečťanu vedoucí ke kontaktní dermatitidě. Několik léků (antibiotika, antikonvulziva) může vyvolat hypersenzitivní reakce typu IV vedoucí k lékové hypersenzitivitě a dalším klinickým syndromům.

Některé virové infekce, pokud jsou vystaveny určitým lékům, mohou vyvolat reakci, například cytomegalovirus s antibiotiky, virus Epstein Barr s amoxicilinem a herpesvirus 6 s antikonvulzivy. Allopurinol a v poslední době lamotrigin se podílejí na reakcích přecitlivělosti typu IV. Expozice latexu může u citlivých pacientů způsobit hypersenzitivní reakce typu I i typu IV.

Epidemiologie

Přecitlivělost typu čtyři je běžnou poruchou mezi vnímavými jedinci. Například prevalence kontaktní přecitlivělosti se v populaci pohybuje kolem 1%-6%. Další menší podtyp reakce přecitlivělosti čtvrtého typu se nazývá léková alergie. Alergie na léky je někdy považována za samostatnou nemoc a tvoří asi jednu sedminu vedlejších účinků léků. 2%-3% hospitalizovaných pacientů vykazuje alergické reakce na kůži. V západní Evropě ukazuje epidemiologický výzkum vztah mezi atopií u zdravých lidí a reakcí na purifikované proteinové deriváty (PPD). Velká průřezová studie provedená ve Švédsku ukazuje PPD reakce větší než 3 milimetry, což je o něco častější u pacientů s atopií než u normální populace (15,1 % vs. 14,7 %). Bylo však zjištěno, že reakce PPD s výsledkem více než 10 milimetrů byly u normálních dětí 1,4% vs. 1,2% u alergické populace. [1] [4] [5]

Patofyziologie

Patofyziologie hypersenzitivity čtvrtého typu závisí na základní příčině. Granulomatózní onemocnění například nastává, když jsou T buňky stimulovány buňkami prezentujícími antigen, které nejsou schopné zničit pohlcené antigeny. Poté se buňky prezentující antigen stávají obřími vícejadernými buňkami, a aby to bylo možné provést, je vylučováno mnoho cytokinů, včetně 160 interleukinů-2 (IL-2) a faktoru alfa nekrózy nádorů alfa a beta. Další mechanismus se vyskytuje u kontaktní dermatitidy, když jsou na kůži aplikovány dráždivé látky nebo antigeny, což způsobí zánětlivou reakci zprostředkovanou nadměrnou expresí ICAM-1, VCAM-1, ELAM-1. K přecitlivělosti na léčivo dochází, když se různé částice léčiva vážou na receptor T buněk, i když nejsou metabolizovány buňkami prezentujícími antigen ani nejsou prezentovány molekulami hlavního histokompatibilního komplexu.[6][7][8]

Existují tři podtypy přecitlivělosti typu IV: kontaktní dermatitida, přecitlivělost na tuberkulinový typ a přecitlivělost na granulomatózní typ.

Kontaktní hypersenzitivní dermatitida nastává, když hapteny, které jsou považovány za exogenní antigeny, proniknou do kůže v blízkosti epidermálních a dermálních buněk, což má za následek zánětlivou reakci. Dermální dendritické buňky a Langerhansovy buňky hrají důležitou roli při prezentaci antigenu a senzibilizaci těchto haptenů na lymfocyty CD4 a CD8 T-buněk. Ty vylučují cytokiny a další enzymy, aby rekrutovaly další imunitní buňky do místa expozice haptenu. Keratinocyty navíc pomáhají při náboru imunitních buněk vylučováním jiných skupin cytokinů, jako jsou IL-a IL-8. Výsledkem je zánět kůže s otokem, svěděním a bolestí.

Přecitlivělost na tuberkulinový typ lze pozorovat po intradermální injekci purifikovaného proteinového derivátu (PPD) zvaného tuberculin (produkt tuberculosis bacillus), který produkuje měřitelné lokální zatvrdnutí a otok, obvykle měřeno v milimetrech mezi 48 a#160 až 72 hodin po injekci. Tato lokální reakce naznačuje přítomnost přecitlivělosti typu čtyři. Tuberkulínový test je ověřená metoda k diagnostice tuberkulózní infekce, i když latentní.

Přecitlivělost granulomatózního typu může nastat v reakci na různé antigeny. Makrofágy, které pohltily antigeny, je nejsou schopny zničit a získat několik dalších makrofágů na místo těchto antigenů. Sbírka makrofágů naplněných intracelulárními antigeny se nazývá granulom. Jedním příkladem přecitlivělosti na granulomatózní typ je onemocnění sarkoidózy, což je systémové granulomatózní onemocnění neznámé příčiny se širokou škálou klinických projevů. Někdy je sarkoidóza nazývána sníženou přecitlivělostí typu čtyři kvůli pomalé progresi tohoto onemocnění. [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15]

Histopatologie

Po injekci tuberkulinu do kůže se imunitní buňky infiltrují do dermisové vrstvy kůže a tyto imunitní buňky lze vidět po barvení hematoxylinem a eosinem. U granulomatózního typu přecitlivělosti může biopsie granulomu vykazovat kazeózní nekrózu obklopenou vícejadernými obřími buňkami sestávajícími z makrofágů a epiteloidních buněk. Tyto granulomy jsou obvykle obklopeny lymfocyty a dalšími imunitními buňkami. Při kontaktní přecitlivělosti migrují mononukleární buňky v epidermis a dermis. Když je biopsie odebrána z kůže, mezi dermis a epidermis lze vidět mikrovezikuly. Tyto mikrovesikuly jsou způsobeny edémem kůže.   Při dráždivé kontaktní dermatitidě jsou v biopsiích odebraných z epidermis obvykle pozorovány neutrofily. [8] [16]

Historie a fyzika

Klinické rysy spojené s hypersenzitivitou typu IV jsou variabilní a jsou kategorizovány do odlišných klinických stavů, z nichž každý má své vlastní jedinečné rysy.

Kontaktní dermatitida se objevuje poté, co je kůže vystavena alergenu (topické léky, jedovatý břečťan), a po určitou dobu se vyvine do velmi erytematózní pruritické vyrážky, často s otokem a edémem přecházejícím do vezikul a bul. Některé z těchto vezikul a bul mohou prasknout s následnou tvorbou kůry. Když se reakce prodlužuje s lichenifikací a šupinatěním, stav lze nazvat jako subakutní nebo chronickou kontaktní dermatitidu. Některé z činidel zapojených do vývoje kontaktní dermatitidy zahrnují rukavice, oděvy, akryly, konzervační látky a řadu průmyslových chemikálií. Je proto prozíravé zeptat se pacientů na jejich povolání, koníčky a každodenní činnosti. 

U tuberkulózy a sarkoidózy lze pozorovat přecitlivělost granulomatózního typu.  Sarkoidóza je považována za granulomatózovou entitu s neznámou příčinou se systémovým postižením jakéhokoli orgánu v těle. Výsledkem je tvorba granulomů imunitním systémem v postižených orgánech. Nejčastěji postiženými orgány při sarkoidóze jsou lymfatický systém, zejména v mediastinu, plících, očích a kůži. Ve 20% až 50% případů je zjištěno oční postižení. Navíc až 30% pacientů může mít nespecifické příznaky, jako je slabost, ztráta hmotnosti nebo horečka. Když jsou postiženy plíce, pacienti se obvykle dostavují s dušností, dýchacími obtížemi, suchým kašlem a bolestmi na hrudi. Občas tyto příznaky progredují do plicní fibrózy s postupným poklesem plicních funkcí. [16] [17]

Akutní generalizovaná exantematózní pustulóza   (AGEP)   je vzácná léková reakce  , která se projevuje jako generalizovaná pustulární vyrážka projevující se   během 24 hodin po expozici problematickému léku.

Drogová horečka:   Určité léky, jako je trimethoprim-sulfamethoxazol nebo tetracykliny, mohou jako jediný projev způsobit horečku a zdá se, že určité podmínky zvyšují tuto náchylnost při vystavení určitým lékům. Pacienti s akutní infekcí virem lidské imunodeficience (HIV) jsou při léčbě antiretrovirovou léčbou náchylnější k lékové horečce.

Stevens-Johnsonův syndrom/toxická epidermální nekrolýza: Jedná se o život ohrožující stavy, které se projevují závažnou nekrózou kůže a sliznic se ztrátami tekutin a mohou mít hypovolemický šok. Dochází k silnému tvorbě puchýřů na kůži s bolestí, odlupování pokožky a#160, které připomíná popáleniny třetího stupně. Běžně implikovanými činidly jsou   nesteroidní protizánětlivé léky (NSAID), antikonvulziva a sulfa léky.  

Syndrom přecitlivělosti vyvolaný léčivem  (DiHS) je další závažná reakce přecitlivělosti typu IV vyvolaná léčivem projevující se vyrážkou, horečkou a postižením více orgánů, zejména srdce, plic, jater a ledvin.

Hodnocení

Diagnózu kontaktní dermatitidy lze stanovit pouze na základě klinických příznaků a ve vzácných případech může být zapotřebí kožní biopsie. K identifikaci problematického alergenu mohou být užitečné testy kožních náplastí. Pacienti jsou obvykle testováni na širokou škálu alergenů a antigenů, aby se vyhodnotila kožní reakce. Občas mohou být užitečné imunologické testy, jako je kompletní krevní obraz s diferenciálním, CD4, CD8 a radioalergosorbentní testy.  

Při podezření na tuberkulózu lze tuberkulin aplikovat intradermálně a podle velikosti reakce, která vznikne, lze u pacienta diagnostikovat tuberkulózu. Pokud je pozitivní, je rentgen hrudníku opodstatněný.   Při granulomatózních onemocněních, jako je sarkoidóza,   hrudníku, biopsie lymfatických uzlin, zvýšená hladina enzymu konvertujícího angiotensin-konvertující enzym (není diagnostická) nebo testování slinných žláz nebo mediastina na fixaci galia zvážit.[4][18][19][20]

Léčba / management

Léčba přecitlivělosti typu IV závisí na klinickém stavu, který byl důsledkem této reakce.

Kontaktní dermatitida: Odstranění původce onemocnění je nejdůležitějším aspektem zvládání tohoto stavu. Závažnost stavu kůže určuje typ terapie, která by téměř vždy zahrnovala topické steroidy, titrující sílu steroidu k závažnosti dermatitidy.

U Steven Johnsonova syndromu/toxické epidermolýzy by byla nutná agresivní život zachraňující terapie, včetně přijetí na jednotku intenzivní péče, optimální tekutinové terapie, antibiotik v případě sekundární infekce a systémových kortikosteroidů.

U granulomatózních stavů závisí terapie na typu klinického stavu. U systémové i oční sarkoidózy je standardní léčbou léčba steroidy. Kromě steroidů prokázal methotrexát účinnost při plicní sarkoidóze. U Crohnovy choroby lze jako účinný způsob zvládnutí onemocnění použít monoklonální protilátky proti nádorovému nekrotickému faktoru (TNF).U schistosomiázy lze použít praziquantel.   Jakmile tuberkulinový test odhalí pozitivní výsledek, je třeba zahájit léčbu tuberkulózy a jedním z nejběžnějších režimů je podávání rifampinu, isoniazidu, pyrazinamidu a ethambutolu. [17] [ 19][21][22][23][24]

Diferenciální diagnostika

Virové exantémy a určité bakteriální infekce se mohou projevit makulopapulárními vyrážkami, které mohou vypadat podobně jako kontaktní dermatitida. Expozice alergenu a dočasný vztah k pachateli může pomoci odlišit tyto stavy. 

Sarkoidóza se může projevovat plicními příznaky a rentgen hrudníku může odhalit hilovou lymfadenopatii. Tato prezentace může někdy být podobná tuberkulóze. Léčba je však úplně jiná, u tuberkulózy se předepisují antibiotika, u sarkoidózy je nutná léčba steroidy.[25]

Prognóza

Prognóza závisí na manifestovaném klinickém stavu. Většina kontaktní dermatitidy obvykle odezní bez následků. Studie ukazují, že až 40% procent pacientů, kteří se vyhýbají alergenu, již žádnou dermatitidu nezažilo.  

Nová akutní sarkoidóza je běžnější mezi bělochy než černými a s vyšší pravděpodobností spontánní remise do dvou let. Tato remise se vyskytuje u dvou třetin pacientů. Zbytek z nich však obvykle přechází do chronické sarkoidózy, která se obvykle projevuje exacerbacemi a remisemi. Úmrtnost na sarkoidózu je obvykle přičítána respiračnímu selhání a může být až 5% pacientů. U tuberkulózy je prognóza při včasné diagnóze a léčbě antimikrobiálními látkami příznivá.[17][20]

Komplikace

Granulomatózní onemocnění mohou postihnout jakýkoli orgán v těle, ale pro každý typ granulomatózní choroby existují běžné orgány, které jsou obvykle postiženy. Například onemocnění sarkoidózou obvykle postihuje plíce, oči a ledviny, což má za následek zápal plic, plicní fibrózu, plicní selhání, kataraktu, glaukom a selhání ledvin. Kromě toho   na plíce, tuberkulóza obvykle postihuje obratle a klouby, což má za následek bolesti zad, ztuhlost kloubů a artritidu.

U kontaktní dermatitidy může dojít k autoekzematizaci, což je systémové vzplanutí kožního zánětu po druhé expozici specifickému alergenu. Tento zánět kůže narušuje normální kůži, která je nejdůležitější bariérou v našem těle. Narušení kůže může mít za následek zvýšené riziko sekundární infekce kůže bakteriemi a jinými infekčními organismy. [26]  Těžký Steven Johnsonův syndrom/toxická epidermální nekrolýza může mít za následek trvalé zjizvení kůže.

Odstrašování a vzdělávání pacientů

Včasné rozpoznání a uvědomění si výskytu hypersenzitivních reakcí typu IV může pacientům pomoci optimálně zvládat jejich stav. Pacienti by měli být poučeni o běžných škodlivých látkách, na které jsou citliví, ao strategiích, jak se této expozici vyhnout. Jakmile dojde k reakci, rychlé odstranění činidla a zahájení protizánětlivé terapie může zkrátit nepohodlí a zkrátit dobu trvání nemoci.

Zlepšení výsledků zdravotnického týmu

Reakce přecitlivělosti typu 160IV se může vyskytnout z celé řady důvodů, které postihují více orgánů, v závislosti na individuální vnímavosti. Koordinace péče mezi primárními lékaři a specialisty (alergology/infekčními nemocemi) může pomoci dosáhnout optimálních výsledků pro tyto pacienty.



Komentáře:

  1. Hector

    Prostě ta jiskra

  2. Zugor

    Věřím, že se mýlíte. Pojďme o tom diskutovat.

  3. Tojarisar

    dík

  4. Zolozahn

    velkolepý nápad a je aktuální

  5. Sheedy

    Promiňte za to, co musím zasáhnout ... podobnou situaci. Musíme diskutovat.

  6. Arie

    Stalo se na fóru nedbale a toto téma viděl. Mohu vám pomoci za radu. Společně můžeme dospět ke správné odpovědi.

  7. Kirklin

    Agreed, the remarkable thought

  8. Chadburne

    Něco v tom je. Děkuji za informace. To jsem nevěděl.



Napište zprávu