4 Sekvenser af hændelser med akut inflammatorisk respons

Betændelse er beskrevet som akut inflammation eller kronisk inflammation. Relativ er akut inflammation af kort varighed, der varer i et par minutter, flere timer eller få dage.

De vigtigste karakteristika ved akut inflammation er udstødning af væske, plasmaproteiner og emigration af leukocytter (overvejende neutrofiler) fra blod til inflammatorisk sted. På den anden side er kronisk inflammation af længere varighed og er forbundet med tilstedeværelsen af lymfocytter og makrofager.

Hovedformålet med betændelse er at tiltrække og akkumulere leukocytter på stedet for vævsskade (såsom bakteriel infektion i en finger), hvilket fører til fagocytose og dræb af bakterier.

Sekvenserne af hændelser af den akutte inflammatoriske respons på det skadede sted er:

en. Ændringer i vaskulær kaliber og øget blodgennemstrømning

b. Øget vaskulær permeabilitet

c. Væske- og leukocyteksudation

d. Fagocytose og drab

en. Ændringer i vaskulær kaliber (vasodilatation) og øget blodgennemstrømning:

Den første begivenhed i en akut inflammatorisk reaktion på skade er vasodilatation (dvs. dilatation af blodkar) af arterioler omkring det skadede område. På grund af dilatation af arterioler strømmer mere blod til det skadede sted (figur 14.1). På grund af øget blodgennemstrømning bliver det skadede område rødt og varmt. Rødhed og varme er de første to tegn på betændelse i det skadede område.

b. Øget vaskulær permeabilitet:

Den lille blodkarvæg er lavet af tyndt endotel (kaldet vaskulært endotel). Normalt tillader det vaskulære endothel fri udveksling af vand og små molekyler mellem blod og vævsrum; men begrænser passage af plasmaproteiner (hvis molekylære størrelser er store) fra blodet til vævsrum. Men efter vævsskade øges permeabiliteten af blodkar i det skadede område. Følgelig eksploderer plasmaproteinerne (herunder antistofmolekylerne), leukocytter og mere væske fra blodet i vævsrum (figur 14.1).

Fig. 14.1 A til C: Skematisk diagram over vasodilatation og forøgelse af vaskulær permeabilitet.

(A) Normal kaliber af blodkar, (B) Vasodilatation: Kaliber af blodkar øges, og der er mere blodgennemstrømning, og (C) Øget vaskulær permeabilitet: Leukocytterne fra det dilaterede blodkar udvandrer ud af beholderen til vævsrum udenfor blodkarret. Dette resulterer i stigning i størrelsen (eller hævelsen) af det skadede område kaldet ødem.

c. Leukocytisk eksudation og kemotaksis:

Bortset fra væske- og plasmaproteiner kommer leukocytterne, især neutrofiler og monocytter, ud af blodkarrene og akkumuleres i store mængder i det skadede område. (Sekvensen af hændelser med hensyn til bevægelse af leukocytter fra blodkar i vævsrum beskrives senere ).

I de fleste af de akutte inflammationer dominerer neutrofiler i de første 6 til 24 timer, idet de erstattes af monocytter i 24 til 48 timer. Mønstrene af leukocyteksudater varierer afhængigt af mange faktorer (fx i virale infektioner lymfocytter dominerer i ekssudaterne; i bakterielle infektioner dominerer neutrofiler i ekssudaterne; i nogle overfølsomhedsreaktioner dominerer eosinofiler i ekssudaterne.)

Chemotaxis defineres som den ensrettet migration af celler mod et tiltrækkende middel.

Mange eksogene stoffer (såsom mikrobe og mikrobielle produkter) og endogene stoffer (dvs. værtsstoffer) kan fungere som kemoattraktanter for leukocytter.

De kemotaktiske molekyler binder til specifikke receptorer på cellemembranen i cellerne, der skal tiltrækkes og fører til samling af kontraktile elementer, der er ansvarlige for cellebevægelsen. Bevægelsen af den tiltrukkede celle påvirkes af koncentrationen af de kemotaktiske stoffer. Den tiltrukkede celle bevæger sig mod den højere koncentration af det kemotaktiske stof.

Da kemotaktiske stoffer frigives fra det skadede område, er koncentrationerne af kemotaktiske stoffer høje på det skadede sted. Følgelig bevæger leukocytterne ud af blodkarene sig mod den større koncentration af kemoattraktant og når det skadede sted.

d.Phagocytose og intracellulær drab:

Leukocyterne opfanger mikroberne og dræber dem (fagocytose). Fagocytose og intracellulær drab af indtaget mikrobe (såsom bakterier) kan beskrives i tre indbyrdes forbundne trin.

jeg. Anerkendelse og vedhæftning af leukocyt til bakterier

ii. Engulfment (fagocytose) af bakterier

iii. Dræbte eller nedbrydning af bakterier

Anerkendelse og vedhæftning af leukocytter til bakterier:

Leukocytterne genkender mikroorganismerne gennem serumfaktorer kaldet opsoniner. Der er to store opsoniner.

1. IgG (subtyper IgGl og IgG3) og

2. C3b (opsonisk fragment af C3), som genereres ved aktivering af komplementsystem ved direkte eller alternativ vej.

IgG binder til bakterierne gennem Fab-regionerne. Fc-regionen af bakteriebundet IgG binder til Fc-receptoren af IgG til stede på overfladen af leukocyt (Figur 9.8). Således virker IgG som en forbindelsesbro mellem bakterierne og leukocyten. Tilsvarende forbinder C3b-fragmentet også leukocytet via C3b-receptoren (på leukocytter) til bakterierne (figur 10.6).

Engulfment (phagocytose) af bakterier:

Når bakterien er brodannet til leukocyten (gennem IgG eller C3b eller begge dele), strækker udvidelser af cytoplasma (kaldet pseudopoder) af leukocyt omkring og omslutter mikroben fuldstændigt (fig. 9.8 og 10.6). Den omkredsende pseudopodi mødes, og membranerne ved mødestedet opløses, hvilket resulterer i dannelsen af en vakuol (indeholdende mikroben), som flyder frit i leukocytens cytoplasma. Vakuolen indeholdende bakterierne kaldes et fagosom (fig. 4.3).

Dræb eller nedbrydning af bakterier:

Leukocytens cytoplasma har talrige vesikler kaldet lysosomer, og lysosomer indeholder en række hydrolytiske enzymer (såsom sur phosphatase, glucoranidase, sulfatase, ribonuclease og collagenase) i stand til at nedbryde de fleste proteiner og kulhydrater. Lysosommembranen smelter sammen med fagmembranen og danner fagolysosomet. Fusionen af lysosom med fagosom resulterer i udledning af lysosomale enzymer ind i fagosomet, og enzymerne dræber bakterierne (figur 4.3). Enzymerne dræber bakterierne ved to mekanismer, iltafhængig drænemekanisme og iltafhængig dræningsmekanisme.

Oxygenafhængige bakteriedrabningsmekanismer:

Phagocytose stimulerer adskillige intracellulære hændelser i leukocytter, såsom sprængning i iltforbrug, øget glucoseoxidation og produktion af reaktive oxygenmetabolitter (såsom hydrogenperoxid og superoxidion (O ₂ -)}. I nærvær af et halogenid som Cl ^- er H ₂ O ₂ omdannes til HOCl ^- gennem et enzym kaldet myeloperoxidase HOCl ^- er et stærkt oxidationsmiddel og antimikrobielt middel, der er i stand til at dræbe bakterier, svampe, protozoer og virus. Denne mekanisme er kendt som H202 myeloperoxidase-halogenid eller myeloperoxidase - afhængig drab

I en sygdom kaldet kronisk granulomatøs sygdom i barndommen er der manglende produktion af H2O2 under fagocytose. Derfor lider disse patienter af tilbagevendende infektioner.

Bortset fra ovennævnte myeloperoxidase-afhængige mekanisme kan leukocytterne også dræbe mikrober gennem andre radikaler som superoxid og hydroxylradikaler (kaldet myeloperoxidase-uafhængig drab).

Oxygen-uafhængige bakteriedræbende mekanismer: Stoffer i leukocytgranulaterne er også i stand til at dræbe mikrober uden hjælp af ovennævnte mekanismer, hvor oxygen anvendes.

Der er mange granulære stoffer i leukocytterne, der er i stand til at dræbe bakterier:

jeg. Lysozymer: Lysozymer hydrolyserer den muraminsyre-N-acctyl-glucorominbinding, der findes i bakteriecellens væg, hvilket resulterer i bakteriedød.

ii. Baktericid permeabilitet stigende protein:

Dette protein forårsager permeabilitetsændringer i mikrobeens ydre membran, hvilket fører til mikrobeens død.

iii. laktoferrin

iv. Defensiner: Aktiverede makrofager producerer en gruppe af antimikrobielle peptider kaldet defensiner. Defensinerne forårsager iongennemtrængelige kanaler i bakteriel cellemembran og fører til bakteriens død.

v. Stort basisk protein: Det er til stede i eosinofiler, og det er cytotoksisk for mange parasitter.