Upload
michal-safar
View
2.668
Download
32
Embed Size (px)
Citation preview
���
�������������������� �����
���� ���� �������� �����������������
�� ���
����������������� ���
�
2
ÚVOD
Imunológia dnes predstavuje samostatnú vedú disciplínu podobne ako mikrobiológia �i
hematológia, odbory do ktorých až donedávna patrila ako ich sú�as�. Ttúto zmenu si vynútila
životná realita – dnes sú poznatky z imunológie a jej metodický arzenál neodmyslite�nou
sú�as�ou biologických a fyziologických vied a v sú�asnosti imunológia, spolu s molekulárnou
biológiou a genetikou, patrí medzi najdynamickejšie sa rozvíjajúce vedné disciplíny.
Imunológia však svojimi poznatkami nielenže prekro�ila rámec �isto teoretickej vedy, ale
za�ala ovplyv�ova� aj praktickú medicínu; sná� najvýraznejšie to verejnos� vníma pri
problémoch s alergiou, nádormi, transplantáciami tkanív a orgánov a v ostatnej dobe najmä
pri riešení problémov s AIDS.
Imunológia sa stala samostatným výu�bovým predmetom na lekárskych, farmaceutických,
prírodovedeckých fakultách a vyu�uje sa dokonca aj na Slovenskej technickej univerzite a
Univerzite veterinárneho lekárstva. Získa� základné poznatky z imunológie však potrebujú aj
posluchá�i bakalárskeho a magisterského štúdia rôznych iných smerov a odborov, ktoré sa
študujú na Lekárkej fakulte UK, pre ktorých je predkladaná u�ebná pomôcka práve ur�ená.
Cie�om predkladanej knihy je opísa� sú�asný stav najdôležitejších úsekov základnej
(teoretickej) a klinickej imunológie. Matéria knihy je rozdelená do jednotlivých kapitol. Ich
�lenenie sleduje didaktický prístup, postupujeme tak, aby jednotlivé preberané témy na seba
nadväzovali. Takto jednotlivé kapitoly predstavujú síce samostatný ucelený celok, ale predsa
len pochopenie údajov niektorej kapitoly si do ur�itej miery vyžaduje aj informácie
z predchádzajúcich kapitol. K zrozumite�nosti preberanej tematiky napomáhajú aj obrázky a
tabu�ky. Imunológia sa vyzna�uje aj pomerne ve�kým množstvom používaných skratiek, najmä
anglického pôvodu, a preto uvádzame aj ich zoznam s patri�ným vysvetlením v slovenskom aj
anglickom jazyku.
Predkladaná u�ebná pomôcka je ur�ená predovšetkým frekventantov ošetrovate�ského
smeru štúdia, i ke� prirodzene niektoré �asti budú môc� využi� aj posluchá�i iných smerov,
ako je pôrodná asistencia, laboratórne vyšetrovacie metódy, biofyzika, regenerácia a iné.
Vyjadrujeme presved�enie, že splní svoj cie� - svojim �itate�om rozšíri ich biologický obzor
a prispeje do mozaiky medicínskych poznatkov.
Autori
Bratislava, august 2005
3
1 CHARAKTERISTIKA IMUNITNÉHO SYSTÉMU
1.1 Mí�niky vývoja imunológie
Slovo ”imunita” pochádza z latinského „immunitas”. Pôvodne tento výraz
vyjadroval oslobodenie rímskych senátorov od rôznych civilných služieb po�as ich funk�ného
obdobia. Neskôr sa slovo „imunita” za�alo používa� na vyjadrenie ochrany jedinca pred
chorobami, najmä pred infek�nými. V tomto zmysle ho však používali už antickí Gréci, napr.
slávny historik Thukydides pri opisovaní priebehu epidémie moru v Aténach r. 430 pred n.l.
Zaznamenáva, že o chorých sa mohli stara� iba �udia, ktorí predtým prekonali toto
nebezpe�né infek�né ochorenie. Prvé pokusy o umelé navodenie imunity, ktoré je podložené
záznamami, sa uskuto��ovali v �íne v 11. storo�í. �ínski „lekári” pozorovali, že osoby, ktoré
už raz prekonali pravé kiahne, ich druhý raz nedostali. Uvedené pozorovanie ich priviedlo
k praxi, že de�om nechali inhalova� prášok z chrást pacientov, ktorí sa zotavovali z pravých
kiahní. Prax „o�kovania“ proti variole sa postupne šírila na západ, do Európy vrátane
Slovenska, kde ju aplikoval prešovský lekár Ján Adam Reyman. Postup navodenia
obranyschopnosti proti variole „�ínskym spôsobom“sa ozna�oval ako variolácia.
Novodobá história rozvoja imunológie sa za�ína písa� až praktickým aplikovaním
pozorovaní anglického lekára E. Jennera. Tento si všimol, že doji�ky kráv, ktoré prekonali
kravské kiahne neochoreli na pravé kiahne. Vychádzajúc z týchto pozorovaní injikoval
infek�ný materiál z pupenca po kravských kiah�ach do ramena 8-ro�ného chlapca, ktorému
potom neskôr úmyselne inokuloval vírus pravých kiahní; chlapec neochorel. E. Jenner
výsledky svojich pozorovaní a skúseností zverejnil r. 1798. Jennerove práce poznal Louis
Pasteur, ktorý už cieleným experimentálnym postupom vyvinul o�kovaciu látku proti antraxu
oviec. Jeho ve�ké zásluhy pre humánnu medicínu však spo�ívajú vo vývoji o�kovacej látky
proti besnote, ktorá ešte po�as jeho života zachránila život mnohým neš�astníkom
pohryzeným besným zviera�om. L. Pasteur na Jennerovu po�es� zaviedol pre o�kovanie aj
pojem vakcinácia (z latinského vacca = krava). Pre svoj vedecký prístup k riešeniu problémov
obranyschopnosti sa pokladá za zakladate�a imunológie ako vednej disciplíny. Pateurovými
prácami sa odštartovala éra aktívnej imunizácie, ktorá sa postarala sná� o najvä�ší úspech,
ktorý medicína v minulom storo�í dosiahla - v�aka nej došlo k celosvetovej eradikácii varioly
a incidencia �alších infek�ných chorôb sa podstatne zredukovala. Posledný raz sa variola
diagnostikovala v Somálsku r. 1977 a od r. 1980 neexistuje. Druhá choroba, ktorá má ve�kú
pravdepodobnos� sledova� osud varioly je poliomyelitída, od r. 1991 sa na západnej
hemisfére nevyskytuje.
4
O �alší rozvoj imunológie sa zaslúžili po�etní vedci. S mí�nikmi rozvoja imunológie býva
oby�ajne spojené len jedno, dve mená, i ke� prirodzene danému objavu predchádzala
mraven�ia práca mnohých a mnohých pracovníkov. E. von Behring a S. Kitasato zistili, že
ochrana organizmu indukovaná vakcináciou sa spája s objavením sa ur�itých protektívnych
látok v krvi, ktoré nazvali protilátky. Vznikol koncept tzv. humorálnej imunity. V tom istom
�ase I. Me�nikov objavil fagocytózu a bol presved�ený, že hlavným obranným
mechanizmom proti infekcii sú bunky. Predstavitelia týchto dvoch v tom �ase úplne
protikladných teórií o obranyschopnosti viedli po�etné diskusie o tom, kto má pravdu.
Konflikt sa ukon�il r. 1904, kedy sa dokázalo, že protilátky môžu obalova� baktérie a tak
u�ah�i� ich fagocytózu. Od tej doby sa všeobecne akceptuje, že humorálna a celulárna imunita
sú dve strany jednej a tej istej mince. R.1908 bola Me�nikovovi za vytvorenie teórie
nešpecifickej bunkovej imunity a Behringovi za teóriu humorálnej imunity udelili Nobelovu
cenu.
S menami K. Landsteiner a J. Jansky sa spája objav krvných skupín ABO-systému. R.
1980 za objav histokompatibilných antigénov získal Nobelovu cenu francúzsky hematológ J.
Dausset. K významným mí�nikom rozvoja imunológie patrí aj objav spôsobu tvorby
monoklonových protilátok, objav, ktorý doslova urobil prevrat nielen v medicíne, ale aj
v biológii ako takej. Zaslúžili sa o to G. Köhler a C. Milstein. Rad významných
predstavite�ov imunológie je už ve�ký a sved�í o biologickej aj spolo�enskej významnosti
tohto vedného odboru.
1.2 Vlastnosti imunitnej odpovede
Imunita je funkciou imunitného systému. Imunitný systém tvoria orgány, tkanivá, bunky a
molekuly, ktoré zabezpe�ujú ochranu organizmu pred vonkajšími ako aj vnútornými
narušite�mi integrity jedinca a tak sa spolupodie�ajú na zabezpe�ení jeho existencie.
Mechanizmy obranyschopnosti možno z fylogenetického a funk�ného h�adiska rozdeli� na
špecifické a nešpecifické. Nešpecifické mechanizmy imunity, ozna�ované tiež ako vrodené
alebo prirodzené, vznikajú vo fylogenéze a ontogenéze skôr, pri obrane organizmu nastupujú
ako prvé, pôsobia okamžite, nešpecificky a prechodne. Špecifická (adaptívna) imunita sa
rozvíja vo fylogenéze neskôr, objavuje sa s príchodom vertebrát, jednozna�ne je už prítomná
pri rybách; v porovnaní s prirodzenou imunitou pôsobí pomalšie, ale špecificky a dlhodobo.
Nešpecifické mechanizmy imunity zahr�ujú procesy fagocytózy, opsonizácie,
nešpecifickej neutralizácie mikroorganizmov a ich produktov humorálnymi faktormi.
Predstavite�mi humorálnych nešpecifických mechanizmov sú zložky komplementu, faktory
5
zrážania, proteíny akútnej fázy zápalu a v širšom zmysle slova aj nosi�ové proteíny - albumín,
lipoproteíny, transferín, haptoglobín a pod.
Špecifická imunita si zachovala mnohé mechanizmy nešpecifickej imunity, ktoré treba na
elimináciu narušite�a integrity organizmu a pridala k nim dve základné vlastnosti:
1. Špecifická imunita „pamätá“ každé stretnutie s mikroorganizmom �i inou cudzorodou
látkou (antigénom), takže po nasledovnom opätovnom stretnutí sa s �ou je odpove� už
efektívnejšia. Tento mechanizmus ozna�ujeme ako imunitná pamä� a je podkladom pre
o�kovanie proti infek�ným chorobám.
2. Špecifická imunita zosi��uje (amplifikuje) obranné mechanizmy nešpecifickej imunity,
usmer�uje tieto mechanizmy do miesta prieniku antigénu a tak umož�uje lepšie ho
eliminova�. Mechanizmy špecifickej imunity sa za fyziologických okolností indukujú len ke�
je organizmus exponovaný nejakému antigénu. Táto forma imunity sa ozna�uje ako aktívna
imunita, pretože imunizovaný jedinec zohráva aktívnu úlohu pri odpovedi na antigén.
Aktívna imunita môže by� postinfek�ná a postvakcina�ná. Postinfek�ná imunita vzniká po
prekonaní nejakého infek�ného ochorenia, postvakcina�ná imunita vzniká umelo, po
cielenom o�kovaní. Špecifická imunita sa dá získa� aj prenosom buniek �i séra
z imunizovaného jedinca na neimunizovaného. Táto forma sa ozna�uje ako pasívna imunita.
Pasívna imunita je efektívna metóda na rýchly prenos obranyschopnosti bez potreby
vy�kávania, kým sa vyvinú vlastné obranné mechanizmy. Napr. pasívna imunizácia proti
hadiemu jedu je život zachra�ujúci úkon. Pasívna imunita môže by� pasívna, umelá
a prirodzená. Pri umelej pasívnej imunite lekár úmyselne podá pacientovi napr. hyperimúnne
sérum, pri prirodzenej pasívnej imunite jedinec získava obranné protilátky fyziologickým
spôsobom; ide o transplacentový prenos protilátok z matky na plod po�as intrauterinného
života a kojením.
Špecifická imunita sa na základe svojich rozdielnych efektorových systémov delí na
humorálnu a celulárnu. Humorálnu imunitu zabezpe�ujú protilátky, celulárnu imunitu bunky,
ktoré ozna�ujeme ako T-lymfocyty. Oba typy špecifickej imunity sa vyzna�ujú nieko�kými
základnými vlastnos�ami:
1. Špecificita. Imunitná odpove� je špecifická, vytvorené protilátky, resp. T-lymfocyty
reagujú len s tým antigénom, ktorý ich vznik vyvolal, s iným antigénom nereagujú. Tá �as�
antigénu, ktorá je špecificky rozpoznávaná jednotlivými protilátkami �i receptormi
individuálnych lymfocytov sa ozna�uje ako determinant �i epitop.
6
2. Diverzita. Lymfocyty dokážu rozpoznáva� obrovský po�et rôznych antigénov.
Odhaduje sa, že imunitný systém stavovcov rozlišuje prinajmenšom 109 rôznych antigénov.
Ide o anticipa�ný systém imunity.
3. Pamä�. Imunitná odpove� na opakované stretnutie sa s tým istým antigénom,
sekundárna imunitná odpove�, je rýchlejšia, má vyššiu amplitúdu a �asto sa kvalitatívne
odlišuje od imunitnej odpovede vzniknutej po prvom stretnutí organizmu s touto látkou, od
primárnej imunitnej odpovede Táto vlastnos� špecifickej imunity sa ozna�uje ako imunitná
pamä�.
4. Vlastná limitácia odpovede. Imunitná odpove� je �asovo obmedzená, po odstránení
antigénového stimulu sa vracia k východzím hodnotám, s tým rozdielom, že sa vytvárajú
pamä�ové bunky. Limitáciu odpovede podmie�uje jednak eliminácia antigénu a teda
odstránenie stimulu, ktorý imunitné reakcie udržiaval v aktivite a jednak mechanizmus
spätnej väzby.
5. Rozlíšenie vlastného od nevlastného. Jedna z najpozoruhodnejších vlastností imunitného
systému je, že hoci jeho mechanizmy dokážu reagova� na prakticky každú cudzorodú látku
(non self), tak proti vlastným (self) molekulám �i bunkám nereaguje. Neodpovedavos� na
vlastné antigény sa ozna�uje ako imunitná tolerancia.
Uvedených pä� základných ��t špecifickej imunity je nevyhnutných na to, aby imunitný
systém mohol zabezpe�ova� obranyschopnos� organizmu. Špecificita a pamä� umož�ujú
imunitnému systému vyvinú� zvýšenú odpove� na perzistentnú alebo opakovanú stimuláciu
tým istým antigénom a tak zdoláva� infekcie, ktoré pretrvávajú dlhší �as alebo sa vyskytujú
opakovane. Diverzita je nevyhnutná na to, aby imunitný systém mohol chráni� jedinca proti
akýmko�vek potencionálnym patogénom prítomným v prostredí. Vlastná limitácia odpovede
umož�uje systému vráti� sa po eliminácii antigénu do stavu pokoja a umožni� mu tak
optimálne odpoveda� na �alší antigén, s ktorým sa organizmus stretne. Tolerancia
a schopnos� rozlíši� vlastné od nevlastného zabra�ujú mechanizmom imunitného systému
napadnú� vlastné štruktúry a poškodi� ich.
Špecifická imunita pre svoju zložitos�, jemnú vyváženos� jednotlivých procesov
a predovšetkým pre možnos� vytvori� nespo�etné množstvo receptorov, ktoré dokážu
rozpozna� a reagova� na akýko�vek antigén sa považovala za významnejšiu ako nešpecifická.
V ostatnej dobe sa však názory menia. Nešpecifická imunita síce disponuje len obmedzeným
po�tom rozpoznávacích štruktúr, tieto však dokážu jednozna�ne identifikova� potencionálne
nebezpe�ného narušite�a integrity organizmu. Význam nešpecifických mechanizmov
v obranyschopnosti organizmu nemožno znižova� už aj z fylogenetického h�adiska. Uvážme
7
len, že tieto mechanizmy evidentne chránili tísíce druhov bezstavovcov a umožnili im
prežíva� dve miliardy rokov pri porovnaní so sotva 500 000 rokmi existencie stavovcov,
ktorých chránili už aj mechanizmy špecifickej imunity. Keby sme imunitný systém prirovnali
polícii, mohli by sme nešpecifickú imunitu prirovna� k policajtom na ulici, ktorí sa starajú
o všeobecný poriadok a zabra�ujú neprijate�nej aktivite nespratníkom a zlo�incom
akéhoko�vek druhu. Naproti tomu špecifická imunita pri tomto porovnaní predstavuje skôr
detektívnu zložku polície, trénovanú vystopova� každého individuálneho, akoko�vek
unikajúceho, zlo�inca, zneškodni� ho a navyše po odpykaní trestu drža� ho stále v evidencii
ako potencionálneho zlo�inca budúcnosti.
8
2 ANTIGÉN
Imunitná odpove� vzniká objavením sa cudzorodej látky v organizme. Takúto látku
ozna�ujeme ako antigén. Naj�astejšie si pod antigénom vo všeobecnosti predstavujeme
mikroorganizmy, ktoré predstavujú najvä�šie ohrozenie integrity jedinca. Avšak cudzorodá
látka je aj jedlo. Každý de� konzumujeme ve�ké množstvá proteínov, cukrov, lipidov a predsa
ich nepovažujeme za antigény a pre organizmus ozaj nepredstavujú, až na výnimky
u alergických jedincov, nijaké nebezpe�enstvo. Podobne sa v našom organizme môžu
nachádza� cudzie telesá z kovu, napr. pri reparácii zlomenín kostí, pri implantovaní prístrojov
na udržiavanie rytmu srdca (pacemaker) a imunitný systém na ne nereaguje. Aké vlastnosti
musí ma� teda cudzorodá látka aby indukovala imunitnú odpove�, t.j. stala sa antigénom?
2.1 Základné vlastnosti antigénu Antigén na to, aby vyvolal imunitnú odpove� musí sa vyzna�ova� viacerými vlastnos�ami
a sp��a� nieko�ko podmienok. Imunitná odpove� však závisí aj od genetickej výbavy jedinca,
do ktorého sa antigén dostáva.
1. Cudzorodos�. Po�as vývoja imunokompetentných buniek v kostnej dreni �i týmuse
sa lymfocyty B, resp. T u�ia rozpoznáva� vlastné štruktúry (self) od nevlastných (non self).
Vlastné antigény tolerujú, na cudzie si ponechávajú potencionálnu schopnos� reagova�.
Tolerancia sa dosahuje fyzickou likvidáciou imunokompetentných buniek, ktoré exprimujú
receptory rozpoznávajúce vlastné antigény. Ak sa vlastný antigén po�as maturácie lymfocytov
v primárnych orgánoch neobjavil, nedôjde ani k eliminácii klonu lymfocytov, ktoré ho majú
možnos� rozpozna� a reagova� na�. Typickým príkladom sú spermie. Tieto sú v organizme
oddelené od lymfatického systému tkanivovou bariérou, sú sekvestrované. Výsledkom tejto
skuto�nosti je, že lymfocyty za fyziologických okolností nemajú možnos� prís� so spermiami
do kontaktu a tolerancia sa nevyvíja. V prípade poškodenia tkanivovej bariéry úrazom alebo
infekciou, spermie sa dostanú do krvného obehu, lymfocyty ich rozpoznajú ako cudzie
a vyvinie sa imunitná odpove�, ktorej následkom môže by� neplodnos� na autoimunitnom
základe. Podobný príklad predstavuje aj rohovka.
Cudzorodé antigény sa líšia medzi sebou v svojej schopnosti indukova� imunitnú odpove�.
Táto vlastnos� sa ozna�uje ako imunogénnos�. Vo všeobecnosti, �ím vä�šia je fylogenetická
vzdialenos� medzi jedincom, ktorý na antigén odpovedá a jedincom, z ktorého antigény
pochádzajú, tým vä�šia je aj imunogénnos�. Napr. transplantovaná obli�ka od geneticky
zhodného (jednovaje�ného) dvoj�a�a sa prijme ve�mi �ahko, pretože jej antigénové vybavenie
9
je identické s antigénovým vybavením príjemcu. Transplantovaná obli�ka od nepríbuzného
darcu, pokia� sa nepoužijú imunosupresívne lie�ivá, sa odvrhne asi za dva týždne. Ak sa však
�lovekovi transplantuje obli�ka od šimpanza, táto sa odvrhne už po�as nieko�kých hodín po
transplantácii a to aj napriek použitiu imunosupresív.
Z uvedeného pravidla existuje výnimka – niektoré makromolekuly, napr. kolagén
a cytochróm c sú evolu�ne ve�mi konzervované molekuly, u každého živo�íšneho druhu sú
prakticky totožné, takže ich imunogénnos� je minimálna alebo nijaká.
2. Degradovate�nos�. Imunokompetentné bunky rozpoznávajú bu� ur�itý fragment
pochádzajúci z molekuly antigénu alebo solubilný antigén. Ak sa molekula nedá rozloži�
alebo solubilizova�, nemôže by� antigénom. Napr. v chirurgii sa dnes bežne používajú
oce�ové ihly a k�by z umelej hmoty a organizmus ich prijíma bez akejko�vek odozvy zo
strany imunitného systému. Nedostatok imunogénnosti kovov alebo ve�kých organických
polymérov spôsobuje ich inertnos�. Tieto látky sa nedajú rozloži� na menšie fragmenty
a opracova� v bunkách imunitného systému do formy, ktorá by bola vhodná na indukciu
imunitnej odpovede. Platí to aj opa�ne - látka, ktorá sa v organizme rozkladá rýchlo, nemôže
poskytnú� dostato�né množstvo stabilných fragmentov potrebných na indukciu imunitnej
odpovede.
3. Biochemická štruktúra. Imunogénnos� cudzorodej molekuly závisí aj od jej
biochemickej štruktúry. Proteíny sú výborné antigény pre svoju ve�kos� a komplexnos�.
Mnohé z principiálnych antigénov mikroorganizmov patria k proteínom, napr. baktériové
toxíny, bi�íky, kapsidy vírusov, obaly parazitov a iné. K �alším dôležitým proteínovým
antigénom patria histokompatibilné antigény, molekuly protilátok, proteíny mlieka a potravy,
hadie jedy a �alšie. Jednoduché polysacharidy, ako napr. škrob, oby�ajne nie sú dobrými
antigénmi, pretože sa v organizme ve�mi rýchlo degradujú a navyše netvoria štruktúrne
stabilné epitopy. Lipidy sú vo všeobecnosti slabé antigény pre svoju širokú distribúciu,
relatívnu jednoduchos�, štruktúrnu nestabilnos� a rýchly metabolizmus. Ak sa nachádzajú
v komplexoch s proteínmi �i polysacharidmi, môžu sa sta� antigénmi. Nukleové kyseliny sú
tak isto slabé antigény pre ich relatívne jednoduchú štruktúru a flexibilnos� a pre ich ve�mi
rýchlu degradovate�nos�. Ich väzba na imunogénny nosi�, najmä na proteíny
(nukleoproteíny), alebo zmena štruktúry v zmysle jej stabilizácie im umožní získa� charakter
antigénu.
4. Molekulová hmotnos�. Vo všeobecnosti ve�ké molekuly sú lepšie antigény ako
menšie. Prakticky všetky proteíny s relatívnou molekulovou hmotnos�ou (Mr) vyššou ako 10
000 sú dobré antigény, proteíny s Mr 5 000 až 10 000 sú slabé antigény, proteíny s Mr menšou
10
ako 5 000 sú neimunogénne, i ke� existuje nieko�ko antigénov s nízkou Mr, ktoré indukujú
imunitnú odpove�, napr. glukagón (Mr = 2600). Polysacharidy sa stávajú imunogénnymi až
ke� dosiahnu Mr 20 000 až 30 000. Ve�mi malé molekuly sa však môžu nadviaza� na vä�šie
a vytvorený komplex už dokáže imunitnú odpove� indukova�.
Ve�kos� molekuly sama osebe nie je posta�ujúca na indukciu imunitnej odpovede,
molekula musí by� aj dostato�ne komplexná a heterogénna. Napr. homopolyméry (t.j.
polyméry vytvorené z jednej aminokyseliny alebo cukru) nie sú imunogénne. Naproti tomu
kopolyméry dostato�nej ve�kosti, ktoré obsahujú dve alebo viac aminokyselinových
jednotiek, imunogénne sú. Pridanie aromatickej aminokyseliny, ako je tyrozín alebo
fenylalanín, zna�ne ovplyv�uje imunogénnos� týchto syntetických polymérov.
5. Štruktúrna stabilita. Rozpoznanie antigénu ako cudzorodej štruktúry si vyžaduje, aby
imunokompetentné bunky rozpoznali jej špecifický tvar. Antigény, ktoré sú vysoko flexibilné,
nemajú fixný tvar a sú preto zlými antigénmi, napr. želatína, proteín známy svojou
štruktúrnou nestabilitou. Táto situácia sa zmení po zabudovaní tyrozínu alebo tryptofánu,
ktoré prekrižujú peptidové re�azce a tak stabilizujú jej štruktúru.
6. Dávka a cesta vstupu antigénu do organizmu. Antigén indukuje imunitnú odpove�
len ak sa podá v ur�itej optimálnej dávke. Nedostato�ná dávka nevyvolá imunitnú odpove�
pretože nedokáže stimulova� dostatok lymfocytov alebo indukuje stav neodpovedavosti – tzv.
nízkozónovú toleranciu. Neprimerane vysoké dávky antigénu tiež vyvolajú stav
neodpovedavosti – tzv. vysokozónovú toleranciu. Avšak ani optimálna dávka antigénu
nevyvolá silnú odpove�. Na dosiahnutie tohto cie�a treba aplikáciu antigénu zopakova�
o nieko�ko týžd�ov neskoršie. O tom, aký typ imunitnej odpovede sa vyvinie, rozhoduje aj
cesta vstupu antigénu do organizmu. Antigén podaný intravenózne sa dostáva do sleziny
a vyvolá systémovú odpove�, kým antigén podaný pod kožu sa dostáva do regionálnych
lymfatických uzlín a vyvolá skôr lokálnu imunitnú odpove�.
7. Biologické faktory ovplyv�ujúce schopnos� antigénu vyvola� imunitnú odpove�.
Kvalitu a kvantitu imunitnej odpovede ur�ujú popri vlastnostiach antigénu, spôsobu aplikácie
a dávky aj biologické faktory. Z nich vystupuje do popredia vek, hormóny a genetická
determinácia imunitnej odpovede.
2.2 Funk�ná charakteristika antigénov Antigény delíme pod�a rôznych h�adísk, pod�a pôvodu, vz�ahu k sebe samému a k inému
jedincovi, pod�a rozpustnosti a mechanizmu indukcie imunitnej odpovede. Pod�a pôvodu sa
antigény rozde�ujú na:
11
• prirodzené - patria sem biopolyméry a ich komplexy, ktoré sa nachádzajú v prírode,
• syntetické - polypeptidy, polysacharidy a niektoré polynukleotidy pripravené umelo
v laboratóriu,
• arteficiálne - sú to fyzikálnym alebo chemickým spôsobom pozmenené prírodné
antigény. Patria sem najmä denaturované antigény a konjugáty prírodných antigénov s
presne definovanými hapténmi.
Pod�a vz�ahu k jedincovi sa antigény rozde�ujú na:
• exogénne - pochádzajú z vonkajšieho prostredia. Sú to cudzie bunky, štruktúry buniek a
molekuly. Exogénnymi antigénmi sú pre �loveka predovšetkým baktérie, vírusy,
kvasinky, parazity, bunky, �alej tkanivá a orgány od geneticky neidentického darcu
a pod.,
• endogénne - sú sú�as�ou vlastných buniek a tkanív. Ozna�ujú sa ako autológne antigény
alebo autoantigény.
Pri transplantáciách tkanív a orgánov sa tak isto vytvára vz�ah medzi antigénmi darcu
a príjemcu, z h�adiska ktorého rozlišujeme nasledovné antigény:
• autológne - sú antigény vlastného organizmu (transplantácia sa uskuto��uje z jedného
miesta na druhé u toho istého jedinca),
• syngénne - antigény od geneticky identického jedinca (transplantácia medzi
jednovaje�nými dvoj�atami alebo príslušníkmi inbrédnych kme�ov zvierat),
• alogénne - antigény od geneticky neidentického jedinca v rámci toho istého druhu
(transplantácia z �loveka na �loveka, z myši na myš at�.),
• xenogénne - pochádzajú z organizmu jedinca iného biologického druhu (transplantácia
napr. obli�iek šimpanza na �loveka).
Heterofilné antigény sa vyskytujú v organizme viacerých fylogeneticky odlišných druhov,
v niektorých prípadoch dokonca v bunkách a tkanivách viacerých živo�íchov a
mikrorganizmov. Protilátky, ktorých tvorba sa navodila takýmto antigénom, reagujú potom s
jednotlivými heterofilnými antigénmi krížovými reakciami.
Pod�a rozpustnosti sa antigény delia na nerozpustné tzv. korpuskulárne (mikroorganizmy,
bunky a ich subcelulárne štruktúry) a rozpustné �iže koloidné antigény. Znižovaním
rozpustnosti koloidných antigénov sa oby�ajne zvyšuje aj ich imunogénnos�, �o sa využíva
pri imunizácii, kedy sa rozpustné antigény vyzrážajú síranom hlinito-draselným.
12
2.3 Epitop, haptén, adjuvanciá
Komplexné cudzorodé �astice, ako sú baktérie, plesne, vírusy a cudzie bunky imunitnú
odpove� indukujú pomerne �ahko. Sú to však �astice, ktoré sú zmesou proteínov,
glykoproteínov, polysacharidov, lipopolysacharidov, lipidov a nukleoproteínov. Odpove� na
takéto komplexné cudzorodé �astice je preto výsledkom viacerých simultánnych imunitných
reakcií proti každej individuálnej zložke. Avšak aj jednotlivá molekula má úseky, proti
ktorým je imunitná odpove� namierená, kým ostatná �as� molekuly zostáva „nepovšimnitá“.
Tieto úseky sa ozna�ujú ako epitopy alebo determinanty. Po�et epitopov na jednu molekulu
je rozdielny. Antigény s jedným epitopom sú monovalentné, antigény s viacerými epitopmi
sú multivalentné (obr. 2.1). Vä�šie molekuly majú samozrejme viac epitopov ako menšie,
a preto sú aj imunogénnejšie. Vo všeobecnosti v proteínovej molekule sa vyskytuje jeden
epitop na Mr ∼ 5000. Aj epitopy v rámci molekuly sú rozdielne, niektoré indukujú imunitnú
odpove� �astejšie a �ahšie ako iné. Tie epitopy, ktoré sú imunogénnejšie ozna�ujeme ako
dominantné.
Receptory B-lymfocytov a protilátok a receptory T-lymfocytov rozpoznávajú rozdielny
charakter epitopov (tab. 2.1). B-lymfocyty a protilátky rozpoznávajú sekven�ný alebo
konforma�ný epitop. Sekven�ný epitop je determinovaný primárnou štruktúrou proteínu, t.j.
protilátka rozpoznáva poradie jednotlivých aminokyselinových jednotiek. Konforma�ný
epitop tvoria úseky molekuly, ktoré sú z h�adiska poradia aminokyselinových jednotiek od
seba vzdialené, ale sekundárna �i terciálna štruktúra proteínu spôsobí, že sa dostanú tesne
ved�a seba a väzbové miesto protilátky s nimi potom špecificky interaguje (obr. 2.2). Pri
porušení štruktúry proteínu, protilátka, ktorá rozpoznávala konforma�ný epitop natívnej
molekuly, s denaturovaným proteínom reagova� nedokáže. Naopak, epitopy, ktoré sú
v natívnej molekule ponorené do vnútra molekuly (tzv. skryté determinanty) sú neprístupné
svojmu rozpoznaniu a imunogénnymi sa stávajú až po denaturácii proteínu, kedy sa dostávajú
do kontaku s receptormi B-lymfocytov. T-lymfocyty rozpoznávajú proteínové antigény
svojim antigénovým receptorom (TCR). Epitop, ktorý rozpoznávajú, je �as� pôvodnej
molekuly, ktorá sa podrobila degrada�ným procesom vo vnútri bunky prezentujúcej antigén
a nadviazala na molekuly hlavného histokompatibilného komplexu (MHC).
Ve�mi malé molekuly sami osebe nie sú schopné indukova� imunitnú odpove�, avšak
nadviazaním sa na inú vä�šiu molekulu, túto schopnos� získajú. Takáto látka sa ozna�uje ako
haptén a molekula, na ktorú sa nadväzuje, sa ozna�uje ako nosi�. Nosi� zodpovedá za
imunogénnos� komplexu a haptén zodpovedá za špecifickos� imunitnej odpovede. Okrem
protilátok namierených proti hapténu vznikajú pri imunizáci konjugátom “haptén-nosi�” aj
13
protilátky proti samotnému nosi�u a novým determinantom, ktoré vznikli pri spojení hapténu
s nosi�om.. Ako príklad môže slúži� dinitrofenol (DNP). Samotný DNP imunitnú odpove�
neindukuje, avšak po jeho nadviazaní na proteínovú molekulu, v ktorej sa viaže na postranné
re�azce lyzínu, imunitná odpove� proti nemu vznikne (obr. 2.3). Aj �alšie haptény ako rôzne
lie�ivá, hormóny a kovy sa po väzbe na proteíny môžu sta� ter�om imunitnej odpovede.
Niekedy to vidíme u alergikov - napr. u �udí, ktorí trpia na kontaktnú dermatitídu na nikel.
Vyššie uvedené skuto�nosti umož�ujú charakterizova� antigén ako cudzorodú látku, ktorá
je schopná indukova� imunitnú odpove� a špecificky reagova� s vytvorenými protilátkami
alebo T-lymfocytmi. Takýto antigén ozna�ujeme ako kompletný antigén alebo imunogén.
Kompletný antigén má dve základné vlastnosti, a to imunogénnos�, �o znamená schopnos�
indukova� špecifickú imunitnú odpove� a špecifickos�, �o vyjadruje schopnos� reagova� len
s tými protilátkami alebo T-lymfocytmi, ktorých tvorbu vyvolal. Tie antigény, ktoré majú len
špecifickos�, ale nemajú imunogénnos� sa preto ozna�ujú ako nekompletné antigény alebo
haptény. Termín “antigén” je teda všeobecnejším pojmom, zah��a v sebe aj pojem
“imunogén” aj pojem “haptén”. V praxi sa však v uvedenom význame používa len málo, pod
pojmom antigén sa zvä�ša rozumie kompletný antigén.
Adjuvanciá sú látky, ktoré ke� sa podajú do organizmu spolu s antigénom, zvyšujú jeho
imunogénnos�. Adjuvanciá stimulujú skoršiu, silnejšiu a dlhšie pretrvávajúcu imunitnú
odpove�. Používajú sa vtedy, ke� sa má zvýši� imunitná dpove� proti antigénu s malou
imunogénnos�ou, alebo ke� je antigénu málo. Akým spôsobom adjuvanciá presne pôsobia,
nie je známe.
Najstaršie známym adjuvanciom je Freundovo, ktoré existuje v dvoch modifikáciách, ako
kompletné a nekompletné. Nekompletné Freundovo adjuvans obsahuje antigén vo vodnom
roztoku, �alej minerálny olej a emulzifika�nú látku, ktorá disperguje olej do drobných
kvapô�iek obklopujúcich antigén. Antigén sa potom len ve�mi pomaly uvo��uje z miesta
aplikácie do okolitého prostredia. Kompletné Freundovo adjuvans obsahuje antigén a teplom
usmrtené mykobaktérie, ktoré indukujú v mieste aplikácie zápal, �o u�ah�uje aktiváciu T-
pomocných lymfocytov. Freundovo adjuvans sa využíva na imunizáciu experimentálnych
zvierat, v humánnej medicíne sa nepoužíva. Tu sa používa iné adjuvans – hydroxyd hlinitý,
príp. síran hlinitý. Aplikácia antigénu adsorbovaného na hliník, alebo aplikácia hliníkom
vyzrážaného antigénu, spoma�uje jeho uvo��ovanie z miesta depozície, �ím sa predlžuje doba
jeho expozície bunkám prezentujúcim antigén a T-lymfocytom až na nieko�ko týžd�ov (pre
porovnanie, antigén bez adjuvancia je pre bunky imunitného systému k dispozícii
len nieko�ko dní).
14
2.4 Heterofilné antigény a mitogény
J. Forssman si r. 1911 všimol, že pri imunizácii králikov bunkami získanými z obli�iek
morských prasiatok vznikali protilátky, ktoré reagovali aj s ov�ími erytrocytmi. Takéto
protilátky ozna�ujeme ako heterofilné. Heterofilné protilátky sú protilátky, ktorých syntézu
indukujú antigény, ktoré sa jednozna�ne líšia od antigénov, ktoré s heterofilnými protilátkami
reagujú. Heterofilné antigény sú potom antigény, ktoré reagujú s heterofilnými protilátkami.
Existuje ve�a heterofilných systémov, z ktorých v medicíne sú najznámejšie tri.
Forssmanov antigén (F-antigén) je glykofosfolipid, pri�om jeho aktívny epitop predstavuje
pentasacharid. Okrem toho sa F-antigén vyskytuje aj pri iných živo�íšnych druhoch,
ktoré v podstate môžeme rozdeli� na F+ a F-. K F-pozitívnym patria morské prasiatko,
škre�ok, myš, ovca, koza, kô�, pes, ma�ka, sliepka a iné; k F-negatívnym patria králik,
potkan, �lovek, opica, krava, hus a iné. Je zaujímavé, že prítomnos� �i neprítomnos� F-
antigénu pri rôznych živo�íchoch nekoreluje s ich genetickou príbuznos�ou. Séra F-
negatívnych druhov, najmä králika a �loveka, �asto obsahujú prirodzene sa vyskytujúce anti-F
protilátky. Pri F-negatívnych druhoch sa F-antigén môže vyskytnú� v membránach buniek
niektorých nádorov.
alšie dva heterofilné systémy poznáme zo sveta mikroorganizmov. Protilátky, ktoré sa
vytvárajú proti Rickettsia prowasekii reagujú aj s baktériou Proteus vulgaris, kme� OX19.
Túto skuto�nos� využívame pri laboratórnej diagnostike škrvrnitého týfusu, kedy v sére od
pacienta zis�ujeme prítomnos� a kvantitu špecifických protilátok proti pôvodcovi tohto
ochorenia, t.j. Rickettsia prowasekii. Ako antigén pri tejto in vitro sérologickej reakcii,
v medicíne známej pod ozna�ením Weilova - Felixova reakcia, používame, na základe
krížovej reaktivity, nepatogénny Proteus vulgaris. Takýmto spôsobom sa zabráni možnej
náhodnej infekcii laboratórneho pracovníka, ktorý by bol iná� pri nastavovaní reakcie nútený
pracova� priamo s patogénnym mikroorganizmom, Rickettsia prowasekii.
Paul a Bunnell opísali r. 1932 protilátky, ktoré sú charakteristické pre infek�nú
mononukleózu, ktorej pôvodcom je vírus Epsteina a Barrovej (EBV). Vznikajú viac ako u 90
% chorých a pri nijakej inej chorobe sa nevyskytujú. Sú zaujímavé tým, že reagujú s ov�ími
alebo kravskými erytrocytmi, �o zna�ne u�ah�uje laboratórny diagnostický proces. Protilátky
patria k triede IgM.
Mitogény sú látky, ktoré indukujú proliferáciu buniek ve�kého percenta lymfocytov aj T aj
B. Na rozdiel od antigénov, ktoré aktivujú iba lymfocyty, ktoré exprimujú špecifické
15
receptory, aktivácia mitogénmi je nešpecifická. Mitogény sa ozna�ujú aj ako polyklonové
aktivátory, pretože aktivujú po�etné lymfocyty bez oh�adu na ich špecifickos�. Poznáme
viacero druhov mitogénov, z ktorých najznámejšie sú lektíny. Lektíny sú proteíny
neimunitného pôvodu, ktoré sa viažu na mono- a oligosacharidy ter�ových buniek. Vzh�adom
na schopnos� lektínov viaza� sa na odlišné cukry, môžu tieto selektívne stimulova� jednotlivé
populácie buniek. K najznámejším lektínom patria konkanavalín A, fytohemaglutinín a
mitogén pokeweed. Konkanavalín A (Con. A) pochádza z fazule Canavalia ensiformis. Je to
tetramér, pri�om každé rameno sa viaže na α-D-manózu alebo α-D-glukózu, prekrižujúc tak
glykoproteíny ter�ovej bunky, �o následne indukuje jej aktiváciu a proliferáciu; aglutinuje aj
erytrocyty. Fytohemaglutinín (PHA) sa izoluje z �ervenej obli�kovej fazule (Phaseolus
vulgaris). Je tak isto tetramér, jeho ramená sa viažu na N-acetylgalaktózamín glykoproteínov
ter�ovej bunky s následným rovnakým ú�inkom ako pri Con. A. Aj PHA aj Con. A špecificky
stimulujú T-lymfocyty. Mitogén pokeweed je lektín extrahovaný z Phytolacca americana;
viaže sa na N-acetylchitobiózu a stimuluje lymfocyty aj T aj B.
2.5 Najvýznamnejšie antigény �loveka
udský organizmus sa skladá z nespo�etného množstva rôznych antigénov. Niektoré z nich sú
však z h�adiska praktickej medicíny ve�mi významné. Jedná sa predovšetkým o krvné
skupiny ABO a Rh, ktorých zhodu musíme rešpektova� pri transfúzii krvi, �alej
histokompatibilné antigény, ktorých zhoda je nevyhnutná pri transplantáciách orgánov
a tkanív a napokon diferencia�né antigény, ktoré sú neodmyslite�nou pomôckou pri
diagnostickej a terapeutickej �innosti lekára a diferencia�né antigény, pomocou ktorých
odlišujeme jednotlivé populácie a subpopulácie buniek. Týmito antigénmi sa zaoberáme
v príslušných kapitolách.
16
3 MORFOLÓGIA IMUNITNÉHO SYSTÉMU 3.1 Tkanivá a orgány patriace imunitnému systému
Imunitný systém je z morfologického h�adiska difúzny orgán, ktorý u dospelého �loveka váži
asi 1 kg. Skladá sa z množstva leukocytov, makrofágov, dendritových buniek,
špecializovaných buniek v týmuse a pod.; ich celkový po�et sa odhaduje na 1012. K tomu
treba pripo�íta� miliardy molekúl protilátok (1020), regula�ných a výkonných látok (zložky
komplementu, cytokíny, mikrobicídne a transportné látky a pod.). Bunky imunitného systému
cirkulujú vo�ne v krvi a lymfe alebo sa nachádzajú v organizovaných tkanivách a orgánoch,
ktoré delíme na primárne (kostná dre� a týmus) a sekundárne (slezina, lymfatické uzliny,
Peyerove plaky, apendix) (obr. 3.1).
Všetky krvné bunky pochádzajú z pluripotentnej kme�ovej bunky.Táto sa najprv
objavuje v ž�tkovom vaku a v tre�om týždni migruje do fetálnej pe�ene a potom do sleziny.
Tieto dva orgány sú principiálnym miestom hematopoézy medzi 3. až 7. gesta�ným
mesiacom. Postupne sa presúva do kostnej drene, ktorá sa stáva hlavným hematopoetickým
orgánom. Do narodenia tvorba krviniek v pe�eni a slezine prestáva; postupne sa hematopoéza
koncentruje do plochých kostí, takže v období puberty sa nachádza už sústredená na sternum,
iliacké kosti, chrbticu a rebrá.
Pluripotentná kme�ová bunka sa vyzna�uje pozoruhodnou vlastnos�ou – diferencujú sa z
nej všetky zrelé krvné bunky. Je schopná sebaobnovy a jej aktivita pretrváva cez celé obdobie
života. Pluripotentné kme�ové bunky nie sú ve�mi po�etné, vyskytujú sa vo frekvencii jednej
kme�ovej bunky na 104 buniek kostnej drene. Svoju prolifera�nú aktivitu udržiavajú na
homeostatickej úrovni, v prípade potreby sú schopné zna�ne ju zvýši�, �o sa v sú�asnosti
využíva najmä pri transplantáciách hematopoetických buniek. Vo v�asnej hematopoéze sa
pluripotentná kme�ová bunka vydáva cestou do jednej z dvoch diferencia�ných dráh, vzniká
bu� lymfoidná alebo myeloidná progenitorová kme�ová bunka (obr. 3.2). O smere ich �alšej
diferenciácie rozhoduje charakter a koncentrácia rastových faktorov prítomných v danom
mikroprostredí. Lymfoidné a myeloidné progenitorové kme�ové bunky sa diferencujú do
prekurzorových buniek, ktoré stratili schopnos� vlastnej sebaobnovy a sú predur�ené na vývoj
len ur�itým smerom, do vývoja ur�itej konkrétnej bunkovej línie. Lymfoidná progenitorová
kme�ová bunka sa diferencuje do prekurzorových buniek pre lymfocyty T, B, NK a NKT-
bunky. Myeloidná progenitorová kme�ová bunka sa diferencuje na prekurzorové bunky pre
�ervené krvinky, rôzne druhy bielych krviniek (neutrofily, eozinofily, bazofily,
monocyty), mastocyty a krvné došti�ky. Predur�enos� vývoja do ur�itej hematopoetickej línie
závisí od získania odpovedavosti na špecifické rastové faktory. Ak sa v danom mikroprostredí
17
nachádzajú vhodné rastové faktory, prekurzorové bunky proliferujú a diferencujú sa na
korešpondujúci typ zrelých hematopoetických buniek.
V kostnej dreni hematopoetické bunky rastú a dozrievajú v sieti strómových buniek. Patria
k nim tukové a endotelové bunky, fibroblasty a makrofágy. Strómové bunky ovplyv�ujú
diferenciáciu hematopoetických buniek tým, že im poskytujú mikroprostredie pozostávajúce
z bunkového matrix a membránovo viazaných alebo difuzibilných cytokínov.
Kostná dre� obsahuje aj zrelé B-lymfocyty. Toto je zásadný rozdiel oproti vtákom, kde B-
lymfocyty dozrievajú v útvare ved�a kloaky, ktorý sa ozna�uje ako Fabriciova burza.
V kostnej dreni sa nachádzajú aj plazmocyty produkujúce protilátky, ktoré sa vydiferencovali
z B-lymfocytov stimulovaných antigénom na periférii a potom sa vrátili do kostnej drene.
Dozrievanie T-lymfocytov sa deje v druhom primárnom orgáne – týmuse. Týmus je
dvojlalo�natý orgán umiestnený v prednom mediastínu. Každý lalok je fibróznymi septami
rozdelený na po�etné lalô�ky a každý lalô�ik sa skladá z vonkajšej kôry a vnútornej drene.
Kôra obsahuje husto natla�ené tymocyty; svetlejšie sa farbiaca medula ich obsahuje taktiež,
ale už nie sú až tak po�etné. V týmuse sa odohráva dozrievanie a diferenciácia tymocytov.
Najmenej zrelé tymocyty sa nachádzajú v kôre a postupne ako dozrievajú sa presúvajú do
drene a opúš�ajú týmus ako zrelé, plne funk�né T-lymfocyty. Týmus je pre T-lymfocyty
„univerzitou“, pretože po�as ich pobytu v tomto orgáne sa nau�ia rozlišova� vlastné štruktúry
od nevlastných, vlastné tolerova� a na nevlastné reagova� a eliminova� ich. Okrem T-
lymfocytov v týmuse dozrievajú aj bunky NK a NKT.
Lymfocyty, ktoré dozreli v primárnych orgánoch, sa v �alšom vývoji presúvajú do
sekundárnych lymfatických orgánov, najmä do lymfatických uzlín. Lymfatické uzliny sú
malé agregáty lymfoidného tkaniva, ktoré sú umiestnené pozd�ž lymfatických ciev v celom
organizme. Koža, sliznica gastrointestinálneho a respira�ného traktu ako aj spojivové tkanivo
a vä�šina orgánov majú lymfatickú drenáž. Antigény, ktoré vstúpia do organizmu cez tieto
miesta sa potom transportujú do príslušných regionálnych lymfatických uzlín. Takto
lymfatický systém poskytuje mechanizmus pre zhromaždenie antigénu a bunky
v lymfatických uzlinách kontrolujú lymfu s cie�om zisti�, �i sa v nej nachádza cudzorodý
materiál.
Každú lymfatickú uzlinu obklopuje fibrózna membrána, kapsula, ktorú prev�tavajú po�etné
aferentné lymfatické cievy vyús�ujúce do subkapsulového sínusu. Lymfatická uzlina sa
skladá z vonkajšej kôry (kortex) a vnútornej drene (medula). Rozmiestnenie lymfocytov T a B
v lymfatickej uzline má svoje ur�ité zákonitosti. B-lymfocyty sa nachádzajú v �asti
ozna�ovanej ako „oblas� závislá od kostnej drene“, je priamo pod kôrou a nachádzajú sa tu
18
primárne a sekundárne folikuly (obr. 3.3). Primárne folikuly obsahujú najmä zrelé, pokojné
B-lymfocyty, ktoré sa ešte s antigénom nestretli. Sekundárne folikuly (zárodo�né centrá) sú
naproti tomu miesta, kde B-lymfocyty svojimi receptormi rozpoznávajú antigén. B-
lymfocyty po svojej stimulácii za�nú proliferova� a diferencova� sa na plazmatické bunky,
ktoré produkujú protilátky. Plne diferencované plazmatické bunky sa však nachádzajú v dreni,
príp. migrujú aj mimo lymfatických uzlín do iných tkanív. Sú�asne vznikajú aj pamä�ové B-
lymfocyty.
T-lymfocyty sa nachádzajú medzi folikulami a hlbšie v kortexe, v parakortikovej oblasti,
ktorú ozna�ujeme ako oblas� závislá od týmusu. Naivné T-lymfocyty, t.j. bunky, ktoré antigén
ešte nestimuloval, vstupujú do uzliny bu� lymfatickými cievami alebo cez venuly s vysokým
endotelom (HEV). HEV na rozdiel od „bežného“ endotelu ciev, tvoria kuboidné bunky, ktoré
umož�ujú T-lymfocytom prejs� cez cievnu stenu na základe interakcie medzi jeho
adhezívnymi molekulami a adhezívnymi molekulami T-lymfocytov. Možno teda konštatova�,
že lymfatické uzliny sú miestom, kde sa za�ína imunitná odpove� na antigén, ktorý sa sem
dostal lymfou.
Slezina je ve�ký, ovoidný sekundárny lymfoidný orgán umiestnený v �avej hornej �asti
brušnej dutiny. Obklopuje ju puzdro, z ktorého vybiehajú po�etné väzivové prepážky,
trabekuly, ktoré delia slezinu na viaceré oddiely. V slezine rozpoznávame dve rozdielne �asti
– �ervenú a bielu pulpu. �ervená pulpa sa skladá z po�etných sínusoidov, v ktorých sa
nachádzajú makrofágy a �ervené krvinky; je to miesto, kde sa odstra�ujú staré alebo
poškodené erytrocyty. Biela pulpa je oblas�ou, v ktorej sa nachádza lymfoidné tkanivo. Toto
sa nachádza najmä okolo artérií a v ich susedstve. Periartériové lymfoidné tkanivo predstavuje
oblas� závislú do týmusu, nachádzajú sa tu prevažne T-lymfocyty. Periartériové lymfoidné
tkanivo sa pripája k lymfoidným folikulom, ktoré predstavujú B-lymfocytovú zónu (obr. 3.4).
Pretože slezina nemá ani aferentné lymfatické cievy ani postkapilárne venuly s vysokým
endotelom, lymfocyty vstupujú do parenchýmu sleziny cez sínusy, do ktorých vyús�uje
splenická artéria. Funkcia sleziny je v princípe rovnaká ako funkcia lymfatických uzlín, t.j.
zabezpe�uje imunitnú odpove� na antigén. Zásadný rozdiel spo�íva v tom, ako sa antigén do
týchto orgánov dostáva – kým lymfatické uzliny kontrolujú prítomnos� antigénov, ktoré sa do
nej dostanú lymfou, tak lymfatické tkanivo sleziny kontroluje prítomnos� antigénov
prichádzacich sem krvou.
Odstránenie sleziny (splenektómia) má rozdielny ú�inok v detskom veku a v dospelosti.
Splenektomované deti majú zvýšený výskyt septických stavov spôsobovaných baktériami
Streptococcus pneumoniae, Neisseria menigitidis a Haemophilus influenzae. Splenektómia
19
u dospelých až tak nepriaznivý dopad na jedinca nemá, aj ke� u niektorých sa prejavuje
zvýšená vnímavos� na infekcie vyvolané uvedenými baktériami.
Sliznice, spolu s kožou, sú bariérou, ktorá odde�uje vnútorné prostredie od vonkajšieho.
Plocha, ktorú sliznice vytvárajú v našom organizme, je obrovská, napr. len sliznica
gastrointestinálneho traktu dospelého �loveka má 300 až 400 m2. Tieto objektívne skuto�nosti
spôsobujú, že sliznice sú aj hlavnou bránou vstupu pre absolútnu vä�šinu infek�ných
zárodkov. Výskumné práce ostatných rokov jednozna�ne dokázali, že obranné mechanizmy,
ktoré sa odohrávajú na slizniciach, sú relatívne nezávislé od systémového imunitného
systému. Imunitný systém možno takto rozdeli� na dva relatívne nezávislé oddiely - na
systémový a slizni�ný. Prvý reprezentuje kostná dre�, týmus, slezina a lymfatické uzliny,
druhý, ktorý sa všeobecne ozna�uje skratkou MALT (mucosa associated lymphatic tissue)
tvorí lymfatické tkanivo slizníc. Pôvodne sa k nemu prira�ovalo iba lymfatické tkanivo
priedušiek - BALT, �reva - GALT a nazofaryngu - NALT. Dnes slizni�ný imunitný systém
chápeme širšie a prira�ujeme k nemu lymfatické tkanivo, ktoré sa nachádza v submukóze
slizníc a v exkre�ných ž�azách.
Slizni�ný imunitný systém zahr�uje tri základné typy lymfatického tkaniva. Prvý typ
reprezentuje organizované lymfatické tkanivo, ktorého hlavným predstavite�om sú Peyerove
plaky v tenkom �reve. Tu sa okrem lymfocytov (prevažne, asi 70 % B) a makrofágov
vyskytujú aj špecializované epitelové bunky, M-bunky. Vyzna�ujú sa intenzívnou
pinocytózou, vychytávajú rôzne makromolekuly mikroorganizmov a prenášajú ich k
makrofágom a v menšej miere aj k lymfocytom. Druhý typ lymfatického tkaniva slizníc tvoria
lymfocyty, ktoré sú difúzne roztrúsené v lamina propria mucosae. Do tejto oblasti sa
dostávajú aj antigénom aktivované B-lymfocyty z organizovaného lymfatického tkaniva,
ktoré sa tu potom �alej diferencujú na plazmatické bunky. K tretiemu typu buniek slizni�nej
imunity patria tzv. intraepitelové lymfocyty, zvä�ša T, ktoré svoj životný priestor našli medzi
epitelovými bunkami sliznice. Humorálnu zložku slizni�nej imunity zastupujú slizni�né
imunoglobulíny, v naprostej vä�šine IgA (pozri �alej). K slizni�nému imunitnému systému
zara�ujeme aj Panethove bunky, ktoré sa nachádzajú na spodine krýpt tenkého �reva;
uvo��ujú lyzozým, fosfolipázu A2, alfa-defenzíny a iné antimikróbne látky.
Koža zabezpe�uje prvú obrannú líniu, pretože tvorí prirodzenú anatomickú bariéru.
Vonkajšia epidermová vrstva kože sa skladá zo špecializovaných epitelových buniek
ozna�ovaných ako keratinocyty. Produkujú antimikróbne látky (lyzozým, dermincidín,
psoriazín, RN-ázu-7 a iné) a po�etné cytokíny, ktoré môžu indukova� lokálnu zápalovú
reakciu. Okrem toho keratinocyty môžu po stimulácii exprimova� aj MHC-molekuly druhej
20
triedy a sta� sa tak bunkami prezentujúcimi antigén a indukova� špecifickú imunitnú
odpove�(pozri �alej). Roztrúsené medzi nimi sa nachádzajú Langerhansove bunky. Sú to
dendritové bunky, ktoré fagocytózou alebo endocytózou internalizujú antigén a potom
migrujú do regionálnych lymfatických uzlín, kde sa diferencujú na interdigitové dendritové
bunky. Tieto exprimujú ve�ké množstvo aj MHC-molekúl druhej triedy a ú�inne aktivujú
pomocné T-lymfocyty.
Epiderma obsahuje aj tzv. intraepidermové lymfocyty. Tieto sa podobajú intraepitelovým
lymfocytom. Predpokladá sa, že intraepidermové lymfocyty sa špecializujú na likvidáciu
antigénov, ktoré vstupujú do organizmu kožou. Oblas� pod epidermou, dermis, obsahuje
roztrúsené T-lymfocyty a makrofágy.
3.2 Bunky imunitného systému
Bunky imunitného systému patria k lymfoidnému alebo myeloidnému vývojovému radu.
K bunkám myeloidného systému patria predovšetkým granulocyty. Svoje pomenovanie
získali na základe skuto�nosti, že v svojej cytoplazme majú po�etné granuly. alej je pre nich
charakteristické viaclalo�né jadro, a preto sa tiež ozna�ujú ako „polymorfonukleárne“ ako
protiklad k bunkám, ktoré majú okrúhle jadro a ozna�ujú sa ako „mononukleárne“. Na
základe rozdielneho farbenia granúl leukocytov rozlišujeme tri typy granulocytov. Bunky,
ktorých granuly sa farbia bázickými farbivami, ako je hematoxylín (modré farbivo), sa
ozna�ujú bazofily, bunky, ktorých granuly sa farbia acidickými farbivami, ako je eozín
(�ervené farbivo), sa ozna�ujú eozinofily a napokon bunky, ktoré sa nefarbia ani bázickými
ani kyslými farbivami sa ozna�ujú neutrofily.
Neutrofily tvoria približne 50-60 % všetkých leukocytov (tab. 3.1).Vznikajú v kostnej
dreni, sú to terminálne diferencované bunky neschopné �alšieho delenia. V krvi dospelého
jedinca je približne 50 miliárd neutrofilov. Žijú krátko, 1 až 2 dni a ak sa nezú�ast�ujú
procesu fagocytózy, hynú procesom programovanej smrti, t.j. apoptózou. Odumierajúce
neutrofily pohltia makrofágy. Na krytie tohto obrovského množstva neutrofilov musí kostná
dre� venova� zhruba 60 % svojej produk�nej kapacity. Pokia� sú neutrofily v cirkulácii, majú
okrúhly tvar o priemere okolo 12 µm. V svojej cytoplazme majú po�etné granuly obsahujúce
baktericídne látky, proteolytické enzýmy a iné látky potrebné na zabezpe�enie funkcie bunky.
Eozinofily, podobne ako neutrofily, vznikajú takisto v kostnej dreni. Opúš�ajú ju
v pomerne nezrelom stave, pravdepodobne idú do sleziny, kde dozrievajú. Potom strávia
krátky �as v krvnom rie�isku; pol�as cirkulácie je asi 30 minút. Následne migrujú do tkanív,
21
kde žijú asi 12 dní. Eozinofily tvoria v krvi 2-5 % všetkých leukocytov. Na každý eozinofil v
krvnom rie�isku pripadá asi 500 eozinofilov v tkanivách. Majú priemer asi 8 µm, dvojlalo�né
jadro, v cytoplazme sa nachádzajú acidofilné granuly. Eozinofily sú fagocytujúce bunky so
schopnos�ou pohlcova�, zabíja� a deštruova� baktérie �i iný cudzorodý materiál. Okrem toho
granuly eozinofilov obsahujú tzv. hlavný bázický proteín (MBP), eozinofilový kationický
proteín (ECP), eozinofilovú peroxidázu (EPO) a neurotoxín (EDN - eosinophil-derived
neurotoxin). MBP a ECP sú vysoko toxické pre helminty, takže sa zdá sa, že hlavnou
fyziologickou funkciou eozinofilov je boj proti parazitom (MBP a ECP poškodzujú aj
epitelové bunky, �o u astmatikov spôsobuje poškodenie p�úc).
Bazofily patria k nefagocytujúcim granulocytom. Sú najmenej po�etnou skupinou
granulocytov – ich percentuálne zastúpenie v krvi je 0,5-2 % zo všetkých leukocytov.
Cirkulujú v krvi, v tkanivách sa za fyziologických okolností nenachádzajú, avšak pri
zápalových procesoch dokážu, podobne ako iné granulocyty, migrova� do zápalového ložiska.
Zrelé bazofily sú bunky s priemerom 5-7 µm a charakteristickým dvojlalo�ným jadrom.
V svojej cytoplazme obsahujú po�etné farmakologicky ú�inné látky, ktoré podobne ako
mastocyty, zohrávajú významnú úlohu pri alergických reakciách, najmä neskorého typu
a chronických chorobách. Významná je ich syntéza cytokínov IL-4 a IL-13, ktoré sú
nevyhnutné pre syntézu IgE-protilátok.
Mastocyty sú okrúhle bunky s priemerom 12-20 µm. Vyskytujú sa najmä v spojivovom
tkanive a v tkanivách, ktoré sú v kontakte s vonkajším prostredím – koža, respira�ný
a gastrointestinálny trakt, kde sa zhromaž�ujú najmä v subepitelovej oblasti. V krvi sa
nenachádzajú; v malom po�te ich možno nájs� v kostnej dreni a v lymfoidnom tkanive.
Mastocyty sa pod�a svojho výskytu a rozdielneho obsahu granúl delia na slizni�né
a spojivové. Slizni�né mastocyty prevládajú v slizniciach gastrointestinálneho traktu
a v alveoloch p�úc. V svojich granulách obsahujú najmä tryptázu, iné neutrálne proteázy
neobsahujú; ozna�ujeme ich ako mastocyty MCT. Spojivové mastocyty sa nachádzajú v koži
a submukóze �reva. V svojich granulách majú po�etné neutrálne proteázy, vrátane tryptázy,
chymázy, proteázy podobnej katepsínu G a karboxypeptidázy; produkujú tiež ve�ké množstvo
histamínu (mastocyty MCTC). Mastocyty sú ve�mi citlivé aj na najmenšie stimuly, ktoré vedú
k ich degranulácii.
Mastocyty pre svoju schopnos� uvo�nova� a produkova� vazoaktívne mediátory (histamín,
prostaglandíny, leukotriény, PAF) sa vo všeobecnosti spájajú iba s alergiami a na ich iný
vplyv na reguláciu imunitných reakcií sa zabúda. Aktivované mastocyty však tvoria aj
22
cytokíny, chemokíny, reaktívne intermediálne produky kyslíka a dusíka, majú schopnos�
exprimova� HLA-molekuly druhej triedy a kostimula�né a adhezívne molekuly a tým aj
možnos� podie�a� sa na prezentácii proteínových antigénov. Výrazne tak ovplyv�ujú
prirodzenú aj adaptívnu imunitu a sú významnými hrá�mi aj v antiinfek�nej obrane.
Mononukleárno-fagocytový systém sa skladá z buniek, ktoré ozna�ujeme ako makrofágy.
Majú spolo�ný pôvod, podobnú morfológiu a rovnakú funkciu. Makrofágy sa nachádzajú
v celom organizme, v rôznych tkanivách a orgánoch.Vyzna�ujú sa rozmanitos�ou tvarov
v závislosti od prostredia, v ktorom sa nachádzajú. Nezrelé makrofágy prítomné v krvnom
obehu ozna�ujeme ako monocyty. Predstavujú asi 5 % z celkovej populácie leukocytov. Majú
okrúhly tvar s priemerom asi 14 až 20 µm a bohatú cytoplazmu, v ktorej v strede je jedno
okrúhle alebo obli�kovité jadro. Zrelé makrofágy v spojivovom tkanive ozna�ujeme ako
histiocyty; makrofágy v sínusoidoch pe�ene ako Kupfferove bunky, v kostiach osteoklasty,
v mozgu mikroglie a v p�úcach alveolové makrofágy. Mnohé makrofágy sa vyskytujú
v sínusoidoch sleziny, kostnej dreni a lymfatických uzlinách, a to ako vo�né alebo fixované.
Všetky makrofágy pochádzajú z kostnej drene, z kme�ovej bunky ozna�ovanej ako
monoblast. Monoblasty sa pod vplyvom rastových faktorov CSF diferencujú na
promonocyty a tieto po�as 6 dní sa �alej diferencujú na monocyty, ktoré sa dostávajú do
krvného obehu. Po 3 d�och monocyty cirkuláciu opúš�ajú a usíd�ujú sa v tkanivách, kde sa
diferencujú na makrofágy. Na rozdiel od neutrofilov, niektoré makrofágy sa môžu deli�.
Makrofágy sú dlho žijúce bunky a pokia� nie sú aktivované zápalovým procesom alebo
poškodením tkaniva, obnovujú sa rýchlos�ou asi 1 % za de�.
Makrofágy majú dôležité poslanie tak v nešpecifických ako aj špecifických obranných
mechanizmoch. Zú�ast�ujú sa fagocytózy, syntetizujú viaceré cytokíny, zložky komplementu
a sú iniciátormi špecifickej imunitnej odpovede ako bunky prezentujúce antigén. Ve�mi
významná úloha makrofágov je aj v odstra�ovaní m�tvych a hynúcich buniek.
Dendritové bunky (DC) pochádzajú z kostnej drene a svoje pomenovanie získali na
základe skuto�nosti, že z ich tela vystupujú po�etné dlhé (>10 µm) membránové výbežky,
ktoré sa podobajú dendritom nervových buniek. Podobne ako makrofágy, majú aj dendritové
bunky rozdielne názvy pod�a miesta svojej lokalizácie a svojej funkcie:
Cirkulujúce dendritové bunky sa nachádzajú v krvi, kde predstavujú asi 0,1 až 1 %
leukocytov a v lymfe, kde sú známe pod ozna�ením závojové bunky (veiled cells).
Interdigitové dendritové bunky sa nachádzajú v sekundárnych lymfoidných orgánoch,
v oblastiach závislých od týmusu a v dreni týmusu.
23
Intersticiálne dendritové bunky osíd�ujú vä�šinu orgánov (srdce, p�úca, pe�e�, obli�ky,
gastrointestinálny trakt).
Langerhansove bunky sú dendritové bunky, ktoré sa nachádzajú v epiderme
a v membránach slizníc.
Okrem uvedených dendritových buniek, ktoré sa vyvíjajú v kostnej dreni z myeloidného
prekurzoru (myeloidné DC) existujú aj DC, ktoré sa morfologicky podobajú plazmocytom.
Roky pred zaradením k dendritovým bunkám ich histológovia zara�ovali medzi tzv.
plazmocytoidné bunky. V in vitro podmienkach možno dosiahnu� ich diferenciáciu
z lymfoidného prekurzora v krvi, a preto sa ozna�ujú ako lymfoidné DC. Hodne sa vyskytujú
najmä v lymfatických uzlinách. Plazmocytoidné dendritové bunky odpovedajú na mikróbne
stimuly bez zrejmej prolifera�nej expanzie a výraznou syntézou interferónov prvej triedy.
Napokon k zvláštnej populácii patria folikulové dendritové bunky (FDC). Ich
pomenovanie pochádza z exluzívnej lokalizácie v lymfoidných folikuloch lymfatických uzlín
a slezine. Majú iný pôvod a funkciu ako dendritové bunky opísané vyššie. FDC nefagocytujú
a neexprimujú MHC-molekuly druhej triedy, a preto nemôžu pôsobi� ani ako bunky
prezentujúce antigén. Exprimujú však Fc-receptory pre imunoglobulíny a štiepne fragmenty
komplementu, �o im umož�uje viaza� cirkulujúce imunokomplexy. Imunokomplexy
zostávajú na FDC viazané pomerne dlhý �as, od nieko�kých týžd�ov až mesiacov, ba
dokonca rokov, �o je pre organizmus výhodné pre rýchlejšiu indukciu sekundárnej imunitnej
odpovede a vznik pamä�ových B-lymfocytov. FDC sa podie�ajú aj na vzniku a šírení
infekcií. Dokázalo sa, že vírusy imunitnej nedostato�nosti (HIV) sa dokážu v spleti výbežkov
FDC ukrýva� a tak unika� svojej deštrukcii. Podobne sa na povrchu FDC zachytávajú aj
prióny, ktoré sú predur�ené sta� sa neuroinvazívnymi a zodpovedajú za za�atie
neurodegeneratívneho procesu.
Špecifickú imunitnú odpove� zabezpe�ujú dva štruktúrne a funk�ne odlišné typy buniek, a
to B-lymfocyt za protilátkový a T-lymfocyt za celulárny typ imunity.
B-lymfocyty sa u �loveka vyvíjajú z pluripotentnej kme�ovej bunky priamo v kostnej
dreni. V svetelnom mikroskope sa od T-lymfocytov nedajú odlíši�, iba elektrónová
mikroskopia odhalí, že B-lymfocyty, na rozdiel od T-lymfocytov, majú povrch membrány
ve�mi �lenitý; niekedy sa preto ozna�ujú aj ako vlasaté bunky. Zrelé bunky sa po rozpoznaní
antigénu svojim antigénovým receptorom �alej diferencujú do kone�nej formy - na
plazmocyty, ktoré syntetizujú a secernujú špecifické protilátky.
T-lymfocyty svoju kone�nú morfologicko-funk�nú podobu získavajú v týmuse. Podobajú
sa B-lymfocytom, ale povrch ich membrány na elektrónmikroskopických snímkach je v
24
porovnaní s B-lymfocytmi omnoho hladší, a preto sa ozna�ujú ako „holohlavé“. Zastúpenie v
periférnej krvi dospelého �loveka je 75 ± 6 % T- a 15 ± 5 % B-lymfocytov.
T-lymfocyty predstavujú heterogénnu populáciu a na základe rozdielneho antigénového
receptora (TCR) a rozdielnych diferencia�ných antigénov ich delíme na dve viaceré populácie
a subpopulácie; bližšie sa nimi zaoberáme v samostatnej kapitole.
Charakteristickou vlastnos�ou T-lymfocytov je, že sú v neustálom pohybe, a to tak
mechanickom, ako aj biologickom. Mechanický pohyb sa prejavuje neustálou cirkuláciou
buniek, napr. recirkula�né množstvo lymfocytov sa rovná nerecirkula�nému, z ktorých každý
zahr�uje približne 300 x 109 lymfocytov. Biologický pohyb sa prejavuje v rýchlosti
sebaobnovy; napr. za 24 hodín zahynie a znovu sa obnoví 7-10 x 109 lymfocytov, t.j.
množstvo, ktoré sa nachádza v krvi dospelého �loveka. Naivné bunky a efektorové, resp.
pamä�ové bunky majú odlišný spôsob recirkulácie. Naivné bunky, t.j. lymfocyty, ktoré sa s
antigénom ešte nestretli, sa krvným obehom dostávajú do lymfatických uzlín a ak sa tu v
danej chvíli nenachádza antigén, ktorý svojim receptorom dokážu špecificky rozpozna�, tak
eferentnými lymfatickými cievami opúš�ajú uzliny a napokon prostredníctvom miazgovodu
(ductus thoracicus) sa dostávajú opä� do cirkulácie a obeh sa za�ne odznova. Efektorové
bunky, t.j. lymfocyty, ktoré sa v lymfatickej uzline so svojim antigénom stretli a aktivovali,
lymfatickú uzlinu síce tiež opúš�ajú, ale nevracajú sa do krvného obehu, ale smerujú už do
zápalového ložiska, t.j. miesta, kde antigén prenikol do organizmu. Podobný spôsob
recirkulácie majú aj pamä�ové bunky.
alšiu samostatnú populáciu buniek, ktorá sa zú�ast�uje na imunitnej odpovedi
predstavujú bunky NK (natural killers – prirodzený zabíja�e). NK-bunky patria k tretej
vývojovej línii lymfocytov. Toto pomenovanie vychádza z funkcie NK buniek - dokážu totiž
lyzova� celé spektrum nádorových a vírusom infikovaných buniek, zú�ast�ujú sa na reakciách
ADCC (pozri �alej) a produkciou po�etných cytokínov sa zapájajú aj do regulácie
imunitných procesov. Na základe svojho morfologického vzh�adu sa NK bunky ozna�ujú aj
ako ve�ké granulárne lymfocyty - LGL. Sú to bunky s priemerom 10-12 µm, s ve�kým
obli�kovým jadrom a bohatou cytoplazmou, v ktorej sa nachádzajú azurofilné granuly. V
periférnej krvi je ich približne 5 až 10 % z celkového množstva lymfocytov. Prevažná vä�šina
NK-buniek má fenotyp CD56+, CD16+; antigén CD3 nemajú.
NKT-bunky predstavujú štvrtú samostatnú populáciu lymfocytov, ktorá stojí niekde na
polceste medzi NK-bunkami a T-lymfocytmi. Charakterizuje ich NK-bunkový receptor
CD161 a invariabilný antigénový receptor T-lymfocytov Vα24i. Najtypickejšia vlastnos�
NKT-buniek je, že po stimulácii dokážu ve�mi rýchlo produkova� ve�ké množstvá cytokínov,
25
zvláš� IL-4 alebo IFN-γ. Schopnos� produkova� rozdielne cytokíny závisí od mikroprostredia,
v ktorom sa NKT-bunky nachádzajú, �o nazna�uje, že NKT-bunky sa podie�ajú na modulácii
imunitnej odpovede. NKT-bunky majú aj výraznú lytickú aktivitu, podobne ako NK-bunky
a tým, že rozpoznávajú LPS-negatívne baktérie, nazna�uje to na ich špecializovanú ú�as�
v antimikróbnej imunite.
Prirodzené regula�né lymfocyty (TR) reprezentujú zatia� poslednú, piatu, samostatnú
populáciu buniek. Vyzna�ujú sa membránovými znakmi CD4+CD25+. V periférnej krvi je ich
približne 10 % z celej populácie CD4+-lymfocytov. TR-bunky výrazne tlmia aktivitu iných
lymfocytov. TR-lymfocyty rozpoznávajú vlastné molekuly s vysokou afinitou, takže svoju
imunosupresívnu aktivitu môžu prejavi� v omnoho nižšej koncentrácii antigénu ako je
potrebné pre naivné bunky. Táto ich vlastnos� z nich robí ve�mi ú�inné bunky, ktoré
kontrolujú self-reaktívne T-lymfocyty; významnou mierou sa tak podie�ajú na udržiavaní
tolerancie.
V imunitných reakciách sa napokon zú�ast�ujú aj K-bunky. Tieto morfologicky
nepredstavujú samostatnú populáciu a pojem „K-bunky“ znamená skôr funk�né ozna�enie
buniek, ktoré sa zú�ast�ujú reakcie ADCC (bunkami sprostredkovaná cytotoxicita závislá od
protilátky). Patria sem bunky, ktoré vlastnia receptor pre Fc-fragment protilátky triedy IgG,
príp. IgE, alebo IgA (pozri �alej), t.j. neutrofily, eozinofily, makrofágy a predovšetkým NK-
bunky. Po nadviazaní sa na protilátku, ktorá už predtým reagovala s antigénmi na ter�ovej
bunke, sa K-bunky aktivujú a uvo��ujú cytotoxické molekuly, ktoré ter�ovú bunku usmrtia
(obr. 3.5) (bližšie v kap. 11.4).
3.3 Principiálne solubilné molekuly imunitného systému
Imunitný systém disponuje nesmiernym po�tom rôznych solubilných molekúl, ktoré môžeme
zaradi� do nieko�kých systémov. K najdôležitejším patria proteíny akútnej fázy,
komplementový systém, imunoglobulíny a cytokíny.
Proteíny akútnej fázy sú fyziologickou sú�as�ou plazmy, ktorých hladina rýchlo stúpa pri
infekciách, poraneniach, malígnych procesoch alebo pri inom poškodení organizmu.
Syntetizujú sa prevažne v pe�eni pod vplyvom cytokínov, najmä IL-1, TNF, IL-6, IFN-γ a IL-
11. K najdôležitejším patrí C-reaktívny proteín, sérový amyloid A, α1-antitrypsín,
haptoglobín, ceruloplazmín, �alej zložky komplementu, fibrinogén a iné proteíny (tab. 3.2).
C-reaktívny proteín (CRP) sa za fyziologických okolností nachádza v plazme v
koncentrácii 0,005 g.L-1; pri odpovedi organizmu na poškodenie sa jeho hladina zvyšuje 100
26
až 1000 násobne. CRP aktivuje komplementový systém klasickou cestou aktivácie (pozri
�alej) a považuje sa za primitívnu protilátku, ktorá chráni organizmus do doby, kým sa
nevytvoria špecifické protilátky. CRP pôsobí aj ako opsonín; okrem baktérií sa viaže aj na
poškodené alebo odumierajúce bunky, �ím prispieva k repara�ným procesom v poškodenom
tkanive. V neutrofiloch CRP inhibuje tvorbu superoxidu a tlmí ich degranuláciu, regulujúc tak
zápalový proces (nadmerná aktivita neutrofilov môže poškodi� tkanivo) (pozri �alej).
αααα1-proteázový inhibítor (starší názov - α1-antitrypsín) je hlavnou zložkou α1-frakcie
�udského séra. Jeho hladina sa pohybuje medzi 0,75 až 2,0 g.L-1 a za patologických okolností
stúpa 2 až 5 násobne. Hlavným ter�om α1-antitrypsínu sú proteázy uvo��ované z leukocytov,
najmä elastáza, enzým, ktorý degraduje elastín a kolagén. Pri jej zvýšenej aktivite pri
chronických zápaloch p�úc spôsobuje poškodenie parenchýmu. α1-antitrypsín �alej
inaktivuje akúko�vek serínovú proteázu, napr. aj enzýmy, ktoré vznikajú pri aktivácii
komplementu a pri fibrinolýze, �ím tiež kontroluje priebeh obranných procesov.
Haptoglobín je glykoproteín, ktorý ireverzibilne viaže vo�ný hemoglobín uvo��ujúci sa
pri intravaskulárnej hemolýze. Komplex haptoglobínu s hemoglobínom sa vychytá
Kupfferovými bunkami a parenchýmovými bunkami pe�ene a tak zabráni strate vo�ného
hemoglobínu. Haptoglobín viaže aj železo a bráni jeho strate urinárnou exkréciou; sú�asne
chráni obli�ky pred poškodením týmto kovom. Fyziologická hladina je 0,1 - 0,2 g.L-1, pri
poškodení organizmu stúpa 2 až 5 násobne.
Ceruloplazmín viaže me� - 90 až 95 % mede prítomnej v plazme viaže práve tento
proteín. Ceruloplazmín ju prenáša k C-cytochrómovej oxidáze, ktorá zabezpe�uje aeróbne
energetické pocesy, zvýšené pri fagocytóze a hojení rán. Ceruloplazmín blokuje tiež
pôsobenie superoxidu, regulujúc tak zápalový proces, podobne ako CRP. Fyziologická
hladina kolíše medzi 0,02 až 0,045 g.L-1, pri zápalových procesoch stúpa dvojnásobne.
Sérový amyloid P u �loveka síce nepatrí k proteínom akútnej fázy (pri myšiach áno), ale
napriek tomu ide o ve�mi významný proteín z h�adiska zábrany rozvoja autoimunitných
ochorení. Je to proteín, ktorý viaže DNA a chromatín, ktoré sa uvo��ujú z rozpadnutých
buniek (napr. apoptotické teliesa so zvyškami degradovanej DNA); stabilizuje ich, �ím
znižuje ich imunogénnos� a tak bráni indukcii anti-DNA protilátok, vzniku imunokomplexov
s následným ukladaním do tkanív a rozvoju zápalu. O jeho biologickej významnosti sved�í aj
evolu�ná stabilita a nijaká polymorfnos�.
Komplementový systém tvorí než 30 glykoproteínov ktoré sa nachádzajú v plazme, v
telových tekutinách a na povrchu niektorých buniek. Predstavuje významný obranný
27
mechanizmus a preto o �om pojednávame v samostatnej kapitole; podobne je tomu s
imunoglobulínmi a cytokínmi.
3.4 Vzorkové receptory
Mnohobunkové organizmy v svojom živote musia o.i. �eli� aj možnému napadnutiu
infek�nými zárodkami a bráni� sa im v záujme svojho prežitia. Nie je to jednoduchý problém,
ke� zoberieme do úvahy enormnú diverzitu patogénov, ich ohromnú replika�nú schopnos�
a vysokú muta�nú rýchlos�. V evolu�nej odpovedi vyvinuli preto nieko�ko rozdielnych
rozpoznávacích systémov, ktoré im zabezpe�ia rozpoznanie a zlikvidovanie nebezpe�ného
protivníka; na úrovni vertebrát sa tieto obranné mechanizmy delia, ako sa to už konštatovalo,
na nešpecifické a špecifické. Špecifické, resp. adaptívne systémy sa spoliehajú na vytváranie
náhodného a ve�mi diverzifikovaného repertoáru antigénových receptorov lymfocytov B,
resp. T nasledovaného klonovou selekciou a expanziou za sú�asného vytvárania pamäte. Ide
ozaj o ve�mi ú�inný systém, ktorý má však dve ve�ké nevýhody. Prvou je, že náhodne
vygenerované antigénové receptory nedokážu identifikova� zdroj a biologický kontext,
v ktorom rozpoznávajú daný antigén; druhou nevýhodou je doba, za ktorú dokážu
zmobilizova� svoje prostriedky v takej sile a množstve, aby zneškodnili infek�né zárodky bez
poškodenia organizmu; oby�ajne je to 4-7 dní, �o je vzh�adom na vysokú replika�nú
schopnos� mikroorganizmov príliš neskoro. Stratégia nešpecifickej, prirodzenej, imunity sa
zakladá na inom princípe – na princípe detekcie konštitutívnych a konzervovaných produktov
mikroorganizmov, ktoré sú jedine�né len pre mikroorganizmy a hostite� ich nemá. Napr.
lipopolysacharid a lipoteichoová kyselina sú typické molekuly prítomné len pri baktériách, ale
rozhodne sa nevyskytujú na eukaryotických bunkách. Preto takéto molekuly možno ozna�i�
ako molekulový podpis mikroorganizmu a pre nešpecifický imunitný systém predstavuje
nespochybnite�ný signál ohrozenia organizmu. Molekuly, ktoré na základe uvedeného
princípu dokáže nešpecifický imunitný systém rozpozna� ako cudzie ozna�ujeme skratkou
PAMPs (pathogen associated molecular patterns - molekulové vzory asociované s
patogénom) a receptory rozpoznávajúce PAMPs ozna�ujeme ako vzorkové, alebo opä�
skratkou z anglických slov PRRs (pattern recognition receptors - receptory, ktoré
rozpoznávajú molekulové vzory /vzorkové receptory/).
PAMPs sa vyzna�ujú tromi spolo�nými �rtami, ktoré ich robia tak ideálnymi pre
rozpoznanie nešpecifickým imunitným systémom. Po prvé, PAMPs sa nachádzajú iba na
mikroorganizmoch, a nie na hostite�ských bunkách; je to princíp rozpoznávania vlastného od
28
nevlastného, tak charakteristický pre imunitný systém. Po druhé, PAMPs sú medzi
mikroorganizmami danej �elade nemenné, �o umož�uje limitovanému množstvu PRR
detegova� prakticky akúko�vek infekciu. Napr. konzervovaná �as� lipidu A v LPS umožní
jedinému PRR detegova� prítomnos� prakticky každej infekcie spôsobovanej
gramnegatívnymi baktériami. Po tretie, PAMPs sú nevyhnutné pre život mikróba. Mutácie
PAMPs sú bu� pre dané mikroorganizmy letálne, alebo zna�ne redukujú ich adaptabilitu.
Takýmto spôsobom nevznikajú nijaké „unikajúce“ mikroorganizmy. Uvedené vlastnosti
PAMPs nazna�ujú, že ich rozpoznávanie sa muselo v evolu�nom toku života vyvinú� ve�mi
skoro. Vskutku, PRRs sa dokázali nielen pri vertebrátach, ale aj pri bezstavovcoch
a rastlinách (R-proteíny).
Najvä�ším problémom systému PAMPs – PRRs je, že PAMPs majú nielen patogénne, ale aj
nepatogénne mikroorganizmy. Množstvo komenzálnych mikroorganizmov tvorí sú�as� nášho
tela a ich prípadné rozpoznanie ako cudzích s následným spustením kaskády zápalových
reakcií by malo pre organizmus neblahé dôsledky; za fyziologických okolností k takejto
situácii samozrejme nedochádza. Pre�o je tomu tak, zatia� zvä�ša ešte nepoznáme. Ukazuje
sa, že na tolerancii nepatogénnych mikroorganizmov sa podie�a ich kompartmentalizácia
(typicky napr. v �reve), diferencovaná expresia PRR, tvorba protizápalových cytokínov, ako
sú IL-10, TGF-ß a pod.
Systém nešpecifickej imunity využíva viaceré PRR, ktoré sa exprimujú v bunkovej
membráne, v cytoplazme, alebo sa nachádzajú v krvi �i telesných tekutinách. Podie�ajú sa na
opsonizácii, aktivácii komplementu, fagocytóze, aktivácii prozápalových procesov a indukcii
apoptózy.
Medzi najdôležitejšie PRR patria receptory, ktoré sú príbuzné Toll-receptorom, ktoré sa po
prvý raz (1988) objavili pri muškách Drosophila melanogaster. Ozna�ujú sa ako „receptory
príbuzné Toll-molekule“ TLR (Toll-like receptors). U �loveka poznáme doteraz 10 TLR-
molekúl, ktoré zah��ame do jednej ve�kej rodiny (tab. 3.3). TLR2 rozpoznáva celú škálu
rozdielnych mikróbnych pruduktov: peptidoglykan a lipoteichoovú kyselinu grampozitívnych
baktérií, baktériové lipoproteíny, lipoarabinomanan mykobaktérií, glykozylfosfatidylinozitol
Trypanosoma cruzi, zymozán plesne Saccharomyces cerevisiae. Navyše rozpoznáva atypický
LPS Leptospira interrogans a Porphyromonas gingivitis. Rozpoznávanie tohto pomerne
širokého spektra rôznych ligandov sa vysvet�uje tým, že TLR2 sa spája bu� s TLR1 alebo
TLR6 a až vytvorenie heterodiméru rozhoduje o špecifickosti receptora. TLR3 sa vyskytuje
na epitelových bunkách, leukocytoch a najmä na dendritových bunkách. Rozpoznáva
dvojvláknovú RNA (dsRNA), ktorá sa tvorí pri replika�nom cykle vä�šiny vírusov.
29
Výsledkom ligácie TLR3 je produkcia interferónu β a dozrievanie DC. TLR4 sa zú�ast�uje
na rozpoznávaní lipopolysacharidu gramnegatívnych baktérií. Exprimujú ho po�etné bunky,
najmä makrofágy a dendritové bunky. Signalizácia cez TLR4 indukuje syntézu INF-ß. TLR4
je aj receptorom pre proteíny teplotného šoku HSP60. TLR5 rozpoznáva flagelín, vysoko
konzervovaný proteín grampozitívnych aj gramnegatívnych baktérií. Rozhodujúcim
momentom výberu flagelínu ako liganda pre TLR bola zrejme extrémna štruktúrna
konzervovanos� a životná dôležitos� molekuly zabezpe�ujúcej pohyb baktérií. Je zaujímavé,
že TLR5 sa exprimuje na bazolaterárnej strane �revného epitelu, kde dokáže „cíti�“ flagelín
patogénnych baktérií, napr. salmonel. Polarizovaná expresia TLR5 môže takto prispieva�
k rozpoznávaniu patogénnych od komenzálnych baktérií, pretože iba patogénne, ale nie
komenzálne baktérie, dokážu prechádza� cez epitelové bariéry. TLR7 exprimujú iba DC.
Prirodzený ligand TLR7 predstavuje jednovláknová RNA, ktorú majú po�etné vírusy. TLR8
sa štruktúrne podobá TLR7. Vyskytuje sa na myeloidných DC a na monocytoch. Prirodzený
ligand TLR8 je rovnako ako pri TLR7 jednovláknová RNA. TLR9 je receptorom pre
nemetylované CpG-úseky baktériovej DNA; metyláciou cytozínu, DNA stimula�nú
schopnos� úplne stratí. Pretože baktérie nemajú v svojej DNA metylovaný cytozín, kým
eukaryotické bunky áno, vytvára sa tým selektívnos� a schopnos� organizmu reagova� na
infek�né zárodky. TLR9 sa exprimuje iba na plazmacytoidných DC, ktoré následne za�nú
produkova� IL-12, IL-18 a IFN-α, ktoré sa podie�ajú na polarizácii lymfocytov v smere TH1.
TLR10 sa vyskytuje na B-lymfocytoch a plazmacytoidných dendritových bunkách. Je zna�ne
glykozylovaný, vytvára homodiméry alebo heterodiméry s TLR1 a TLR2. Jeho ligand zatia�
zostáva neznámy; jeho gén (4p14) sa uvádza medzi kandidátskymi génmi, ktoré podmie�ujú
vnímavos� na vývoj astmy.
Signalizácia cez TLR aktivuje metabolické dráhy, ktoré vedú k expresii viacrých génov.
Produkty týchto génov sa potom zú�ast�ujú na zápalovom procese a regulácii špecifickej
imunity.
Nedávno pribudol k rodine PRR �alší receptor, dektín-1. Ide o receptor, ktorý
v membránach plesní rozpoznáva ß-glukány (zymozán). Exprimujú ho najmä neutrofily,
makrofágy, menej dendritové bunky a �as� T-lymfocytov. Signalizácia cez dektín-1 indukuje
fagocytózu a tvorbu intermediálnych reaktívnych foriem kyslíka (ROI). Ke�že pri
rozpoznávaní plesní spolupracuje s TLR-2, sú�asná ligácia aj tohto receptora spôsobí
indukciu tvorby prozápalových cytokínov, �ím sa komplexnos� a rozsah obranných
mechanizmov ako aj ich ú�innos� zvyšuje.
30
NOD-proteíny patria k intracelulárnym PRR. Ide o rodinu príbuzných proteínov, z ktorých
u �loveka sú známe NOD-1 a NOD-2. NOD2 a niektoré iné PRR patria k negatívnym
regulátorom signalizácie spúš�anej väzbou ligandov na ich korešpondujúci TLR. Vidíme teda,
že bunky prirodzenej imunity majú aj aktiva�né aj inhibi�né receptory; za fyziologických
okolností prevláda väzba fyziologických ligandov a prenos inhibi�ných signálov, takže
zostávajú neaktívne. Akonáhle sa v organizme objavia mikroorganizmy, alebo nejaké iné
nebezpe�enstvo, okamžite sa zapájajú aktiva�né PRR, aktiva�ná signalizácia prevládne nad
inhibi�nou a imunitný systém za�ne svoj boj v záujme udržania integrity organizmu.
Objav systému PRR-PAMP je ur�ite ve�kým krokom vpred v pochopení rozpoznania
nebezpe�enstva, ktoré hrozí makroorganizmu zo strany mikroorganizmov. Existovali však
náznaky, že dôležitejšie ako rozpoznanie samotného mikroorganizmu bude zistenie, �i je
alebo nie je pre organizmus nebezpe�ný. Nie všetky mikroorganizmy, ktoré sa do
makroorganizmu dostávajú, sú totiž nebezpe�né. R. 1994 prišla P. Matzingerová s hypotézou
nebezpe�enstva, ktorá predpokladala, že pri napadnutí mikroorganizmami bunky podliehajú
stresu, uvo��ujú stresové molekuly a tieto signalizujú, že organizmus je v ohrození a imunitný
systém musí mobilizova� svoje zdroje na zvládnutie situácie. Táto hypotéza dostala svoju
materiálnu podporu až r. 2003 objavom, že kyselina mo�ová, resp. jej kryštalická forma,
takýto signál skuto�ne predstavuje.
Kyselina mo�ová je kone�ným produktom purínového metabolizmu. Jej koncentrácia
v cytozole je pomerne vysoká, až 4 mg.mL-1 a zvyšuje sa pri poškodení buniek, ktoré za�nú
degradova� svoju RNA a DNA. Kyselina mo�ová sa nachádza aj v krvi a intersticiovej
tekutine, v koncetrácii 40 - 60 ng.mL-1 a samotná pre bunky imunitného systému
nepredstavuje nijaký signál, na ktorý by mali reagova�. Pri poškodení buniek sa situácia mení;
kyselina mo�ová sa dostáva z bunky von a lokálne mikroprostredie okolo hynúcej bunky sa
�ou stáva presýtené a za�ína kryštalizova�. Vytvorené mikrokryštály, na rozdiel od natívnej
kyseliny, sú však už stimula�né a dokážu aktivova� monocyty a dendritové bunky.
Aktivované bunky dozrievajú, za�nú produkova� cytokíny a rozvíjajú sa mechanizmy
nešpecifickej aj špecifickej imunitnej odpovede. Kyselina mo�ová, sú�as� cytoplazmy, sa
takto stáva významným signálom hroziaceho nebezpe�enstva, ktoré bunky imunitného
systému dokážu okamžite zaregistrova� a patri�ne spracova�.
31
4 IMUNOGLOBULÍNY
Empirické skúsenosti z konca 19. a za�iatku 20. storo�ia ukazovali, že po prekonaní infek�nej
choroby vznikajú v organizme látky, ktoré chránia jedinca pred novou nákazou. Emil von
Behring ich r. 1890 ozna�il ako protilátky, �o sa všeobecne ujalo a používa dodnes. R.1930 sa
dokázalo, že protilátky sú bielkovinovej povahy a nachádzajú sa v gamaglobulínovej frakcii
séra; odtia� pochádza aj ich dnes ešte ob�as používaný názov gamaglobulíny. Neskôr sa
zistilo, že protilátková aktivita sa nachádza aj v betaglobulínovej frakcii, a preto po spoznaní
ich základnej štruktúry sa nomenklatúrna komisia SZO r. 1964 uzniesla ozna�i� protilátky
názvom imunoglobulíny. U �udí rozlišujeme pä� hlavných tried imunoglobulínov (Ig): IgG,
IgM, IgA, IgE a IgD.
4.1 Základná štruktúra imunoglobulínov
Základná molekula imunoglobulínu sa skladá zo štyroch polypeptidových re�azcov. Menší
re�azec sa ozna�uje ako �ahký (L - light) a skladá sa z približne 214 aminokyselinových
jednotiek; vä�ší re�azec sa ozna�uje ako �ažký (H - heavy) a skladá sa z približne 445
aminokyselinových jednotiek. L-re�azec sa viaže na �ažký re�azec prostredníctvom
disulfidových väzieb a podobné väzby spájajú aj oba �ažké re�azce (obr. 4.1). Molekula
imunoglobulínu má vždy identické aj L-re�azce aj H-re�azce. Existuje pä� rôznych typov H-
re�azcov, ktoré sa ozna�ujú gréckymi písmenami - γ (gama), µ (mí), α (alpha), δ (delta) a ε
(epsilon). L-re�azce sú dva: kappa (κ) a lambda (λ). Každá z jednotlivých tried
imunoglobulínov má svoj �ažký a �ahký re�azec, ktorý môže by� bu� κ alebo λ. IgG má teda
molekulový vzorec γ2κ2, alebo γ2λ2; IgM - µ2κ2, alebo µ2λ2, at�, všeobecne L2H2. �ažké
re�azce sa �astejšie kombinujú s re�azcami κ než s λ, pomer re�azcov κ:λ je u �udí približne
65 %:35 %. Re�azce γ a α nie sú všetky rovnaké, existujú 4 modifikácie primárnej štruktúry
γ-re�azca a dve modifikácie α-re�azca, �o spôsobuje, že v rámci triedy IgG možno rozlíši�
štyri podtriedy a v rámci triedy IgA dve.
Pôsobením proteolytických enzýmov na molekulu imunoglobulínu sa získajú
charakteristické fragmenty. Papaín štiepi molekulu nad disulfidovými väzbami, ktoré spájajú
oba H-re�azce, pri�om vznikajú dva identické fragmenty ozna�ované skratkou Fab a jeden
fragment, ktorý sa ozna�uje Fc (obr. 4.1). Názov Fab vyplýva z jeho schopnosti viaza�
antigén (fragment antigen binding) a skladá sa z L-re�azca a �asti H-re�azca. Fragment Fc
�ahko kryštalizuje, z �oho sa odvodzuje aj jeho názov (fragment crystalizable). Predstavuje
32
koncovú �as� imunoglobulínovej molekuly, �iže skladá sa zo zvyškových �astí H-re�azcov
spojených disulfidovými väzbami. Zodpovedá za biologické vlastnosti protilátky. Pôsobením
pepsínu alebo trypsínu vzniká fragment - F(ab′)2 a zvyšok �ažkých re�azcov sa rozloží na
viaceré menšie peptidy (pFc'). Je to podmienené tým, že štiepne miesto uvedených enzýmov
je pod miestom disulfidových väzieb spájajúcich H-re�azce, ktoré držia oba Fab-fragmenty
spolu. Fragment F(ab′)2 je takto bivalentný, na rozdiel od fragmentov Fab, ktoré sú
monovalentné.
Niektoré proteinázy štiepia H-re�azce aj na iných miestach molekuly, pri�om vznikajú
peptidy s biologickou aktivitou, tuftsín a rigín. Tuftsín je tetrapeptid (Thr-Lys-Pro-Arg)
a odštiepuje sa z CH2-domény všetkých štyroch podtried IgG. Tuftsín spolu s rigínom (Gly-
Gln-Pro-Arg) stimulujú fagocytózu.
Re�azec H aj L sa delí na domény, pri�om každá z nich sa skladá z približne 110
aminokyselinových jednotiek. ahký re�azec má dve domény, ktoré sa ozna�ujú VL a CL. VL
predstavuje variabilnú oblas�, ktorá sa podie�a na väzbe antigénu; CL reprezentuje
nevariabilnú, konštantnú oblas�, rovnakú pri všetkých protilátkach. �ažký re�azec má jednu
doménu VH a viacero domén CH - CH1, CH2, CH3, pri�om pri IgM a IgE pribúda ešte doména
CH4 (obr. 4.1). Každá doména má vlastnú intradoménovú disulfidovú väzbu. Medzi
doménami CH1 a CH2, s výnimkou molekúl IgM a IgE, sa nachádza pántová oblas�, ktorá je
flexibilná a umož�uje vo�nos� pohybu pre fragmenty Fab. Pántovú oblas� tvoria
aminokyselinové jednotky v po�te od približne 10 (pri re�azcoch α1, α2, γ1, γ2 a γ4) až po
vyše 60 (pri re�azcoch γ3 a δ).
Všetky H-re�azce sa môžu vyskytova� v sekre�nej alebo membránovej forme, pri�om ich
odlišnos� na biochemickej úrovni sa týka koncovej karboxylovej �asti molekuly. Sekre�né
re�azce, prítomné v krvnej plazme a telesných tekutinách sa kon�ia sekvenciou, ktorá
obsahuje hydrofilné aminokyselinové jednotky. Membránové re�azce, ktoré sa nachádzajú iba
v bunkovej membráne B-lymfocytov, majú karboxylový koniec zložený z približne 26
hydrofóbnych aminokyselinových jednotiek, po ktorom nasleduje úsek zložený z variabilného
po�tu hydrofilných, oby�ajne bázických, aminokyselinových jednotiek. Hydrofóbne
aminokyselinové jednotky vytvárajú α-helix, ktorý prechádza bilipidovou vrstvou bunkovej
membrány. Hydrofilné aminokyselinové jednotky naproti tomu tvoria cytoplazmový úsek,
ktorý pri re�azcoch µ a δ molekúl IgM, resp. IgD je ve�mi krátky a skladá sa len z troch
aminokyselinových jednotiek; pri re�azcoch γ a ε molekúl IgG, resp. IgE je o nie�o vä�ší, až
do 30 aminokyselinových jednotiek.
33
Sekre�né formy H-re�azcov µ, α a δ, ale nie γ alebo ε, majú na karboxylovom konci po
poslednej doméne ešte úsek, ktorý prispieva k intermolekulovým interakciám, ktorých
výsledkom je vznik viacpo�etných imunoglubulínových molekúl. Týka sa to najmä IgM,
ktorý sa vyskytuje zvä�ša ako pentamér, príp. hexamér a IgA, ktorý je vo forme diméru, príp.
triméru.
Sekundárna štruktúra variabilnej (V) aj konštantnej (C) domény �ahkého re�azca
imunoglobulínov je zachytená na obr. 4.2. Vidíme, že má charakteristickú β-štruktúru, t.j.
štruktúru skladaného listu. Jednotlivé re�azce majú antiparalelný priebeh; obe domény, aj V aj
C, majú po 7 takýchto re�azcov - tri re�azce sú v jednom liste a štyri v druhom. Medzi nimi sa
vytvára hydrofóbny priestor, pri�om medzi oboma listami existuje prepojenie cez disulfidovú
väzbu. Jednotlivé antiparalelné re�azce navzájom poprepájajú spojky, ktoré sú bohaté na
glycín, �o umož�uje ich flexibilnos�. Okrem uvedených longitudinálnych interakcií v rámci
jedného re�azca, ktoré mu umož�ujú poskladanie do domén, navzájom sa ovplyv�ujú aj
domény susedných re�azcov. Výsledkom ich bo�ných (laterálnych) interakcií je vznik
modulov VL-VH, CL-CH1, CH3-CH3, ktoré ur�ujú definitívnu trojrozmernú štruktúru
imunoglobulínovej molekuly. Domény CH2 zostávajú izolované, pretože im vo vzájomnej
interakcii bránia postranné oligosacharidové re�azce, ktoré sa na ne nadväzujú. Okrem
intradoménových disulfidových väzieb molekuly imunoglobulínov charakterizujú aj
medzire�azcové disulfidové väzby, a to medzi �ahkými a �ažkými re�azcami a medzi �ažkými
re�azcami navzájom. Po�et týchto posledných väzieb sa medzi jednotlivými triedami a
podtriedami imunoglobulínov líši.
Imunoglobulíny sú v svojej podstate glykoproteíny. Glykozylácia je obmedzená na H-
re�azce, pri�om jednotlivé triedy �i podtriedy sa v zložení týchto postranných
oligosacharidových re�azov ako aj v ich umiestnení líšia. Predpokladá sa, že majú významnú
úlohu pri tvorbe terciálnej štruktúry, že rozhodujú o transporte molekúl po�as ich syntézy a
regulujú pol�as ich rozpadu.
Vyššie opísaná základná štruktúra imunoglobulínov je typická pre IgG, IgE a IgD; IgM a
IgA ju majú mierne modifikovanú. IgM predstavuje imunoglobulín zložený z 5 základných
podjednotiek spojených spolu disulfidovými väzbami do kruhu. Navyše dva monoméry IgM-
pentaméru navzájom ešte prepája malý polypeptid bohatý na cysteín, ktorý sa ozna�uje ako J-
re�azec (joining). Uvedená štruktúra IgM spôsobuje, že jeho relatívna molekulová hmotnos�
(Mr) je zna�ne ve�ká - až 950 000. Následkom toho sa nachádza iba v plazme a neprechádza
do tkanív. Ozna�uje sa aj ako makroglobulín.
34
Niekedy sa IgM môže tvori� nielen vo forme pentaméru, ale aj diméru, triméru, tetraméru
a hexaméru, aj ke� stabilné formy, ktoré sa in vivo pozorujú, sú iba hexamér a monomér.
Hexamér sa vyzna�uje tým, že nemá J-re�azec. Syntetizuje sa vtedy, ke� bunka netvorí
dostato�né množstvo J-re�azcov. J-re�azec totiž zabra�uje vmedzereniu �alšej, šiestej,
monomérnej jednotky do štuktúry pentaméru. Tvorí necelých 5 % z celkového množstva
plazmového IgM, aktivuje komplement a to asi 20-krát ú�innejšie ako pentamér. Monomérny
IgM (mIgM) sa nachádza v membránach B-lymfocytov, kde funguje ako receptor pre antigén.
Monomérny IgM sa môže vyskytova� aj v plazme, obzvláš� pri niektorých chorobách a pri
chronických infekciách. Na rozdiel od penta- �i hexaméru, neaktivuje komplement.
IgA sa vyskytuje vo forme monoméru, �astejšie však vo forme diméru, niekedy môže
vytvára� aj trimér.Poznáme dve podtriedy IgA - IgA1 a IgA2, ktoré majú aj rozdielnu
distribúciu a funkciu (pozri �alej). Základné jednotky IgA navzájom spája J-re�azec (obr.
4.3). IgA existuje �alej v dvoch formách - ako plazmový a sekre�ný. Sekre�ný má svoj názov
odvodený od skuto�nosti, že sa vyskytuje v sekrétoch ako sú sliny, slzy, materské mlieko, na
povrchu slizníc �revného a dýchacieho traktu. Od plazmového IgA sa odlišuje prítomnos�ou
tzv. sekre�ného re�azca. Je to vlastne �as� receptora pre polymérne imunoglobulíny (poly-
IgR). Poly-IgR je glykoproteín, skladá sa z 5 imunoglobulínových domén (D1 až D5), jednej
domény (6.), ktorá má síce základ v imunoglobulínovej doméne, ale postupne prechádza do
transmembránovej �asti a cytoplazmového úseku. Funkcia poly-IgR je viaza� polymérne
imunoglubulíny (t.j. dimér alebo trimér IgA, pentamér IgM), ktoré sa nachádzajú v plazme
alebo sa syntetizujú lokálne, napr. plazmocytmi prítomnými v sliznici bronchov a umož�uje
ich prenies� do vnútra bunky. Poly-IgR svojou D1-doménou viaže J-re�azec polymérnych
imunoglobulínov, monomérne formy neviaže. Po�as intracelulárneho prenosu komplexu „Ig-
polymér-poly-IgR“ dôjde v mieste 6. domény k rozštiepeniu receptora na dva fragmenty -
jeden zostáva nadviazaný na zachytených imunoglobulínoch vo forme sekre�ného re�azca,
kým druhý, karboxylový fragment, sa degraduje. IgA (a aj IgM, najmä v proximálnej �asti
�reva) spolu s nadviazaným sekre�ným re�azcom sa exocytujú a podie�ajú sa na likvidácii
mikroorganizmov.
Zo štruktúry imunoglobulínov vyplýva aj ich aktivita, ktorá má dve od seba nezávislé
funkcie, rozpoznávaciu a efektorovú. Rozpoznávacia funkcia je spojená s principiálnou
vlastnos�ou protilátok, t.j. ich schopnos�ou rozpozna� a viaza� antigén. Protilátky sa tejto
svojej funkcie zú�ast�ujú ako vo�né molekuly v krvi, lymfe, mozgovo-miešnom moku,
v slinách a v iných mimobunkových priestoroch alebo ako antigénové receptory, ktoré sú
zakotvené svojimi koncovými doménami Fc-fragmentu v membráne B-lymfocytov. Za
35
rozpoznávaciu funkciu protilátok zodpovedajú variabilné domény �ahkého aj �ažkého
re�azca, konkrétnejšie len ur�ité úseky v nej, ktoré sa bezprostredne zú�ast�ujú na interakcii s
antigénom (obr. 4.4). Nazývajú sa hypervariabilné úseky alebo, novšie, ako úseky CDR
(complementarity determining regions). Relatívne nevariabilné úseky, ktoré sa nachádzajú
medzi CDR, ozna�ujeme ako kostrová oblas� FR (framework regions), pretože slúžia ako
podklad (kostra) pre oblasti CDR. Domény VL aj VH majú po tri hypervariabilné úseky, takže
na väzbe antigénu sa podie�a všetkých 6 úsekov. Priestorovo vytvárajú akúsi priehlbinku
(ozna�uje sa tiež ako paratop), do ktorej zapadne determinant antigénu, na ktorého podnet
protilátky vznikli. V prípade, že charakter determinantu neumož�uje v molekule protilátky
vytvorenie dutinky, do ktorej by zapadol, väzbové miesto protilátky vytvára vypuklinu. Je to
napr. vtedy, ak determinant má svoje aminokyselinové jednotky od seba viac vzdialené, t.j.
na vä�šom povrchu. Aminokyselinové zloženie úsekov CDR rozhoduje nielen o tvare
väzbového miesta pre antigén, ale tiež ur�uje, ktorý konkrétny determinant bude viaza�.
Každý CDR úsek je pomerne krátky, skladá sa zo 6 až 10 aminokyselinových jednotiek.
Interakcia medzi epitopom a paratopom je interakciou medzi jednotlivými partnerskými
aminokyselinovými jednotkami. Väzbu epitopu s paratopom preto zabezpe�ujú nekovalentné
väzby. Tieto poskytujú rýchly a reverzibilný spôsob vytvárania komplexov a umož�ujú
využitie molekúl znovu, �o pri kovalentných väzbách nie je možné. Nekovalentné väzby
pôsobia na krátku vzdialenos� a vytvárajú sa iba vtedy, ak sa dve molekuly k sebe ve�mi tesne
priblížia. Väzba epitopu s paratopom je preto najsilnejšia vtedy, ke� epitop a paratop sú
v bezprostrednom kontakte a tvarom sa jeden prispôsobuje druhému. Sila interakcie
väzbového miesta protilátky s jedným determinantom antigénu sa ozna�uje afinita. Protilátky
majú však zvä�ša dve alebo aj viac väzbových miest. Sila väzby medzi celou molekulou
protilátky s daným antigénom sa ozna�uje pojmom avidita.
Protilátky, ktoré existujú vo forme monoméru, majú dva fragmenty Fab, sú teda
bivalentné, protilátky, ktoré sú vo forme diméru, triméru �i pentaméru majú to�ko väzbových
miest, ko�ko má celý makromolekulový komplex Fab-fragmentov. Teoreticky by sme
o�akávali, že napr. molekula IgM bude ma� 10 väzbových miest. V skuto�nosti IgM využíva
len polovicu z nich, t.j. 5, a to preto, že 10 Fab-fragmentov sa pre priestorové prekážky
nemôže uplatni�.
Nosite�om efektorovej funkcie imunoglobulínov je ich Fc-fragment. Zodpovedá za také
aktivity ako je väzba komplementu, prechod protilátok placentou, nadviazanie sa na povrch
žírnych buniek, interakcia s efektorovými bunkami imunitného systému a pod. V niektorých
36
prípadoch vieme presne, ktorá doména, resp. jej štruktúra zodpovedá za uvedenú biologickú
funkciu; napr. za väzbu komplementu pri protilátkach triedy IgG zodpovedá doména CH2.
V niektorých prípadoch imunoglobulínová molekula nemá protilátkovú aktivitu, t.j.
nedokáže viaza� antigén. Jedná sa o imunoglobulíny, ktoré sú produkované myelómami.
Myelóm je nádorové bujnenie plazmatických buniek secernujúcich imunoglobulíny. Ke�že sa
rozmnožuje len jeden klon, imunoglobulíny, ktoré sa tvoria, sú tiež iba jedného typu;
hovoríme o monoklonovej gamapatii. Doteraz sú známe myelómy produkujúce IgG, IgA, IgD
a IgE. Tvorba monoklonového IgM sa ozna�uje ako Waldenströmova makroglobulinémia.
Prvým známym myelómom však bol Benceov-Jonesov myelóm, ktorý produkuje iba �ahké
re�azce imunoglobulínov (Benceove-Jonesove proteíny sa vytvárajú aj pri mnohopo�etnom
myelóme /MM/; viac než 50 % chorých s MM má aj BJ-proteinúriu. Napokon, existujú aj
malígne ochorenia, pri ktorých sa produkujú iba �ažké re�azce, resp. ich modifikácie - jedná
sa o chorobu �ažkých re�azcov.
4.2 Vlastnosti protilátok
Vlastnosti protilátok sa líšia pod�a triedy do ktorej patria. Protilátky triedy IgM patria medzi
prvé, ktoré vznikajú po�as imunitnej odpovede na antigén (tzv. primárna odpove�). Ich
afinita je pomerne nízka, �o je však vyvážené ich ve�kou väzbovou kapacitou, takže celková
avidita je vysoká. Práve pre túto vlastnos� je IgM ú�innejší pri aktivácii komplementu,
aglutinácii, neutralizácii vírusov a opsonizácii. Pre svoju ve�mi vysokú relatívnu molekulovú
hmotnos� sa nachádza iba v plazme, kde jeho koncentrácia je 1,25 ± 0,5 g.L-1. Do tejto
triedy patria izohemaglutiníny, �o sú protilátky proti krvným skupinám ABO systému.
IgG patrí k hlavným imunoglobulínom, ktorý sa syntetizuje najmä po�as sekundárnej
imunitnej odpovede. Jeho syntéza je po syntéze IgA druhá najvyššia. Tvorí až 75 % z
celkových imunoglobulínov, jeho koncentrácia v plazme je 12,5 ± 3 g.L-1. Protilátky IgG
majú schopnos� aglutinácie, precipitácie a sú výbornými opsonínmi. Ve�ká vä�šina protilátok
triedy IgG aktivuje komplement klasickou cestou aktivácie; prvá zložka komplementu C1q sa
viaže na doménu CH2. Receptory pre Fc-fragment IgG (FcγR) sa nachádzajú na po�etných
bunkách (tzv. K-bunky), ktoré potom mechanizmom reakcie ADCC dokážu zabíja� rôzne
ter�ové bunky (obr. 3.5). Protilátky IgG prechádzajú placentou, zodpovedajú za neutralizáciu
baktériových toxínov a tým, že sa viažu na povrch mikroorganizmov (pôsobia ako opsoníny)
u�ah�ujú ich fagocytózu. IgG má 4 podtriedy, ktoré majú viac než 90 % homológnos�.
Jednotlivé podtriedy sa v niektorých svojich aktivitách líšia.Aktivova� komplement môžu
predovšetkým IgG1 a IgG3, slabo IgG2 a vôbec nie IgG4. Prí�iny rozdielnej schopnosti
37
aktivácie komplementu vyplývajú z priestorového usporiadania ich domén. IgG2 má aj
menšiu schopnos� prechádza� placentou a viaza� sa na monocyty a makrofágy. Protilátky
proti polysacharidovým antigénom patria prevažne do triedy IgG2, IgG4 sú funk�ne
monovalentné, takže nie je sú schopné ani aglutinácie ani precipitácie.
IgA sa nachádza predovšetkým na povrchu slizníc a v sekrétoch, hoci jeho prítomnos� v
plazme tiež nie je zanedbate�ná – tvorí 10 až 15 % imunoglobulínov; koncentrácia je 2,1± 0,5
g.L-1. V plazme sa nachádza ako dimér, príp. trimér, J-re�azec prepája Cα2-doménu jedného
monoméru s Cα3 doménou druhého diméru (obr. 4.3). Niekedy v plazme možno nájs� aj
vyššie polyméry IgA. Syntéza IgA je ve�mi vysoká - až 40 - 60 mg/ kg/de� a presahuje
syntézu všetkých imunoglobulínov dohromady.
IgA má dve podtriedy - IgA1 a IgA2. IgA1 má oproti IgA2 v pántovej oblasti o 13
aminokyselinových jednotiek viac.Tento segment, bohatý na prolín, umož�uje IgA1-
protilátkam vä�šiu flexibilnos� pohybu Fab-fragmentov. Na druhej strane je to však úsek,
ktorý je ve�mi citlivý na proteázy po�etných baktéri, �o baktérie využívajú pre svoj únik z
dosahu efektorových mechanizmov imunity. IgA2 tento úsek nemá, nachádza sa preto
prednostne na tých slizniciach, kde je vä�šia pravdepodobnos� výskytu baktérií s uvedenými
proteolytickými vlastnos�ami, t.j. na slizniciach gastrointestinálneho (hrubé �revo) a
urogenitálneho traktu. Na iných slizniciach, resp. v sekrétoch (horné dýchacie cesty, horná
�as� tenkého �reva, sliny, slzy, materské mlieko) prevláda IgA1.
IgE je ve�mi dobre známy pre svoju ú�as� na alergických reakciách. Jeho hlavná
fyziologická funkcia - indukcia lokálnych zápalových reakcií uplat�ujúcich sa predovšetkým
v boji s parazitovými infekciami, je prirodzene významnejšia. Vyskytuje ako sa monomér.
Hladina plazmového IgE u zdravého �loveka je približne 200 ng.mL-1, t.j. 90 i.u. . mL-1; (1
i.u. = 2,3 ng), u atopikov je oby�ajne zvýšená. IgE-protilátky neprechádzajú placentou. IgE-
protilátky nefixujú komplement, ale na druhej strane majú schopnos� viaza� sa na viaceré
efektorové bunky, pretože IgE sa okrem vysokoafinitného a nízkoafinitného receptora pre Fc-
fragment IgE (FcεRI, resp. FcεRII), viaže aj na Fc-receptory FcγRII, FcγRIII a galektín 3.
Táto vlastnos� mu umož�uje ú�as� na fagocytóze, obrane proti helmintom; v medicíne je
známy pre svoju principiálnu úlohu v rozvoji anafylaxie a atopie.
IgD sa okrem plazmy nachádza pomerne vo vysokých hladinách aj v slzách. Produkujú ho
tu spolu s IgA, plazmocyty, ktoré pochádzajú z tonzíl a adenoidných vegetácií a migráciou
cez cervikálne lymfatické uzliny sa dostávajú do slznej ž�azy. IgD má síce protilátkovú
aktivitu, ale táto v porovnaní s protilátkovou aktivitou iných tried imunoglobulínov je
38
nepatrná. Aktivuje aj komplement, ale len alternatívnou cestou.. Hlavná funkcia IgD je
receptorová – IgD je principiálnym antigénovým receptorom zrelých B-lymfocytov.
Zhrnutie fyzikálnych, biochemických a biologických vlastností jednotlivých tried
imunoglobulínov sa uvádza v tab. 4.1.
4.3 Imunoglobulíny ako antigény
Imunoglobulíny ako glykoproteínové molekuly sú vynikajúcimi antigénmi. Po vpravení
humánnych imunoglobulínov (myelómových proteínov) experimentálnym zvieratám vznikajú
proti nim protilátky. Ich rozdielne reakcie umožnili u �udí odlíši� 9 druhov imunoglobulínov.
Ke�že sa nachádzajú u každého �loveka, ozna�ili sa pojmom izotyp (izo = rovnaký). Dnes
vieme, že týchto 9 izotypov predstavuje 5 tried �ažkých re�azcov vrátane ich podtried (IgG -
4, IgA - 2, IgM, IgD, IgE po 1 = 9). Za priradenie imunoglobulínu k príslušnej triede �i
podtriede zodpovedajú determinanty, ktoré sa nachádzajú v konštantných doménach H-
re�azcov a sú spolo�né všetkým jedincom príslušného živo�íšneho druhu.
Imunizáciou vznikajú aj protilátky, ktoré síce reagujú s imunoglobulínmi daného izotypu,
ale nie u každého jednotlivca. Znamená to, že na molekule imunoglobulínu rozpoznávajú
ur�itý determinant, ktorým sa �udia medzi sebou líšia. Tieto determinanty sa ozna�ujú
alotypy (alo = rozdielny). Alotypy sú teda produkty jednotlivých aliel ur�itého štruktúrneho
génu. V sú�asnosti poznáme alotypy Km, ktoré sú na kappa L-re�azci, alotypy Gm, Am,
Mm a Em lokalizované na �ažkých re�azcoch IgG, IgA, IgM a IgE. Alotypy sa dedia
autozomálno-kodominantným typom Mendelovskej dedi�nosti a prispievajú k
imunogenetickej charakteristike jedinca.
Proti ur�itému antigénovému determinantu vzniká špecifická protilátka, ktorá je
charakteristická o.i. aj tým, že má jedine�nú sekvenciu vo svojich hypervariabilných
oblastiach (CDR). Terciálna štruktúra modulu vytvoreného CDR-oblas�ami �ažkých aj
�ahkých re�azcov je komplexná a na svojom povrchu vytvára nieko�ko epitopov, ktoré
ozna�ujeme pojmom idiotop. Súhrn idiotopov danej protilátky zase ozna�ujeme pojmom
idiotyp. Proti idiotypu sa vytvára �alšia protilátka, anti-idiotypová. Ide vlastne o protilátku
proti protilátke. Paratop anti-idiotypovej protilátky je vlastne zrkadlovým obrazom idiotypu
a má rovnakú priestorovú štruktúru ako determinant antigénu, ktorý indukoval vznik prvej
protilátky, vznik jej idiotypu. Nazýva sa preto aj vnútorným obrazom antigénu. Interakcie
medzi protilátkami a antiidiotopovými protilátkami vytvárajú tzv. idiotopovú-antiidiotopovú
sie�. Pretože idiotypy sa nachádzajú aj na antigénových receptoroch lymfocytov B aj T,
39
predpokladá sa, že tieto interakcie v rámci siete sa podie�ajú na regulácii humorálnej aj
bunkovej imunity.
4.4 Biologické dôsledky väzby protilátky s antigénom
Základnou vlastnos�ou protilátok je, že špecificky viažu antigén, ktorý ich tvorbu vyvolal.
Väzba antigénu s protilátkou môže napr. blokova� biologicky aktívne (toxické) ú�inky
toxínov, protilátky môžu zabráni� vírusom pred vstupom do bunky, ale samy antigén
neeliminujú ani ho nezni�ia. Primárnou úlohou protilátok je teda identifikova� a „ozna�i�“
antigén. K jeho likvidácii však dochádza až po tom, �o Fc-fragment protilátok aktivuje ur�ité
mechanizmy. Najdôležitejšie reakcie, ktoré sprostredkúvajú protilátky sú: 1., aktivácia
komplementu, 2., podpora fagocytózy 3., tvorba imunokomplexov (komplexy solubilného
antigénu s protilátkou, ktoré pohltia a degradujú makrofágy) 4., degranulácia buniek (najmä
mastocytov, bazofilov, výnimo�ne tiež neutrofilov) 5., aktivácia B-lymfocytov a napokon 6.,
ú�as� na reakciách ADCC. Jednotlivé aktivity sa podrobnejšie rozoberajú v samostatných
kapitolách. Otázkou ostáva, akým spôsobom Fc-fragment indukuje uvedené aktivity. Jedna
z možností je, že po nadviazaní protilátky na antigén sa jeho Fc-�as� konforma�ne zmení, �ím
sa vytvoria nové biologicky aktívne miesta. Alternatívne a pravdepodobnejšie vysvetlenie je,
že aktívne miesta už existujú vopred, ale sú skryté vo vnútri re�azca. Ke� sa protilátka
nadviaže na antigén, výsledná konforma�ná zmena spôsobí expozíciu týchto skrytých oblastí
a následnú aktiváciu príslušnej biologickej reakcie.
Biologická aktivita protilátky nezávisí iba od štruktúry jej Fc-fragmentu, ale závisí aj od
receptora, ktorý ich viaže (Fc-receptor - FcR). Treba pritom podotknú�, že aktivácia
efektorových buniek cez ich Fc-receptory musí by� výsledkom agregácie aspo� dvoch
receptorov.V sú�asnosti dobre poznáme receptory pre Fc-fragmenty IgG, IgE a IgA, menej
pre IgM a najnovšie aj receptor, ktorý viaže ako IgA, tak aj IgM.
Fc-receptory pre Fc-fragment IgG sú tri - FcγRI, FcγRII a FcγRIII. FcγγγγRI (CD64) sa
exprimuje sa na monocytoch, makrofágoch, IFN-γ aktivovaných neutrofiloch a eozinofiloch.
FcγRI viaže IgG vysokoafinitne (Kd = 108 až 109 M-1), �o mu umož�uje väzbu monomérneho
IgG vo fyziologických koncentráciach. Väzba pre jednotlivé podtriedy nie je rovnaká,
najlepšie viaže IgG1 a IgG3, menej IgG4, neviaže IgG2. FcγγγγRII (CD32) pôsobí ako
nízkoafinitný receptor (Kd = 106 M-1), �o spôsobuje že IgG protilátky sa za fyziologických
okolností nemôžu na� viaza�. FcγRII viaže IgG iba v imunokomplexoch, alebo ke� je
nadviazaný na povrch mikróba alebo inej �astice ako opsonín. FcγγγγRIII (CD16) pôsobí ako
40
nízkoafinitný receptor pre IgG1 a IgG3 a nachádza sa najmä v membránach makrofágov, NK-
buniek, γδ-T-lymfocytov a niektorých monocytov. Umož�uje procesy reakcie ADCC.
K Fc-receptorom pre IgG treba ešte priradi� aj receptor, ktorý tiež viaže IgG, ale má úplne
odlišnú štruktúru od predchádzajúcich Fcγ-receptorov - podobá sa HLA-molekulám prvej
triedy; ozna�uje sa ako FcγγγγRn. Vyskytuje sa v membráne buniek trofoblastu, kde
sprostredkúvajú transport matkiných IgG-protilátok do krvného obehu plodu.
IgE sa viaže na vysokoafinitný receptor, FcεεεεRI a sprostredkúva alergické reakcie (pozri
kap. 13.1). Okrem toho sa viaže aj na nízkoafinitný receptor - FcεεεεRII. Tento na monocytoch a
eozinofiloch sprostredkúva fagocytózu IgE-obalených baktérií a cytotoxické reakcie
prostredníctvom reakcie ADCC.
FcααααR (CD89) sa vyskytuje sa na monocytoch, makrofágoch, neutrofiloch, eozinofiloch,
Kupfferových bunkách a niektorých dendritových bunkách. Jeho afinita je rovnaká aj pre
IgA1 aj pre IgA2. Podie�a sa na endocytóze a aktivácii fagocytov pri umsmrcovaní baktérií a
ú�asti na ADCC.
Niektoré experimentálne údaje nazna�ujú, že lymfocyty B, T a NK bunky exprimujú Fc-
receptor pre IgM (FcµR), avšak jeho molekulárna charakteristika a identifikácia génu, ktorý
ho determinuje, zostáva zatia� neznáma. Omnoho lepšie poznáme Fc-receptor, ktorý viaže aj
IgA aj IgM - Fcαααα/µµµµR. Ide o transmembránový glykoproteín, ktorý sa exprimuje aj na B-
lymfocytoch aj na makrofágoch, ale nie na granulocytoch, T-lymfocytoch a NK-bunkách.
Fcα/µR hrá dôležitú úlohu v antiinfek�nej imunite pri podpore fagocytózy tých baktérií, ktoré
sú opsonizované najmä IgM-protilátkami (pri protilátkovej imunitnej odpovedi vznikajú ako
prvé a navyše existujú aj vo forme prirodzených protilátok, z �oho im vyplýva prvotná úloha
v zábrane šírenia infekcie do tkanív a orgánov) a pri podpore exogénnej dráhy prezentácie
antigénov makrofágmi.
Napokon v membránach lymfocytov B aj T sa identifikoval aj Fc-receptor pre IgD, FcδδδδR.
Viaže monomérny aj polymérny IgD a existuje aj jeho solubilná forma.Genetická
determinácia a funk�né vlastnosti FcδR ešte len �akajú na svoje objasnenie.
4.5 Antigénový receptor a koreceptor B-lymfocytov
Špecifickú imunitnú odpove� zabezpe�ujú dva rozdielne typy lymfocytov – lymfocyty T a B.
T-lymfocyty zodpovedajú za bunkami sprostredkovanú odpove�, B-lymfocyty zodpovedajú
za protilátkovú odpove�. Vývoj B-lymfocytov možno rozdeli� na dve štádiá – na štádium
nezávislé a závislé od prítomnosti antigénu v organizme. Štádium nezávislé od antigénu sa
41
odohráva v kostnej dreni a predstavuje dozrievanie nezrelých B-lymfocytov na zrelé, plne
funk�né bunky. Zrelé B-lymfocyty, ozna�ované ako naivné, opúš�ajú kostnú dre� a krvou
a lymfou sa dostávajú do sekundárnych lymfatických orgánov, najmä sleziny a lymfatických
uzlín. Ak sa B-lymfocyt strene s antigénom, pre ktorý nesie špecifický receptor, za�ne
proliferova� a diferencova� sa na plazmatické bunky. Sú�asne sa diferencuje aj na pamä�ové
bunky. Diferenciácia B-lymfocytov na plazmocyty �i pamä�ové B-lymfocyty úplne závisí od
prítomnosti antigénu v organizme, preto toto obdobie ozna�ujeme ako štádium a závislé od
antigénu. Ak sa naivný B-lymfocyt so „svojim“ antigénom nestretne, hynie, približne za 4 až
8 týžd�ov.
B-lymfocyty rozpoznávajú antigén špecificky, pretože vlastnia receptor, ktorý ho dokáže
rozpozna�. Naivné B-lymfocyty rozpoznávajú antigén receptormi imunoglobulínového
charakteru, v svojej membráne exprimujú bu� IgD, alebo monomér IgM, pamä�ové B-
lymfocyty môžu exprimova� aj iné izotypy (mIgA, mIgG a mIgE; m – membránový). mIg je
sa na rozdiel od solubilných imunoglobulínov vyzna�uje tým, že je ukotvený v membráne
bunky, takže musí ma� o transmembránový a cytoplazmový úsek navyše. Cytoplazmový úsek
je však ve�mi kratu�ký, pri mIgM, resp. mIgD sa skladá len z troch aminokyselinových
jednotiek. Je teda jasné, že tento úsek nemôže zabezpe�ova� aktiva�ný signál, t.j. informáciu
o rozpoznaní antigénu, do vnútra bunky a že na prenose signálu sa budú podiela� iné
molekuly. Zistilo sa, že mIg sa spája s heterodimérom, ktorý sa skladá z re�azca α a β, ktoré
sú navzájom spojené disulfidovými väzbami. Antigénový B-bunkový receptor (BCR – B
cell receptor) je teda komplexná štruktúra, ktorá sa skladá z mIg heterodiméru Igα, Igβ (obr.
4.5). Funkcia BCR je rozložená tak, že mIg zodpovedá za rozpoznanie antigénu a heterodimér
Igα, Igß za prenos signálu. Igα má cytoplazmovú �as� molekuly zloženú zo 61 a Igβ zo 48
aminokyselinových jednotiek. V oboch re�azcoch má cytoplazmová �as� v sebe úsek, ktorý sa
ozna�uje ako imunoreceptorový, na tyrozíne založený aktiva�ný motív (ITAM). Tento nie je
špecifický iba pre BCR, je sú�as�ou aj iných receptorov, ako je TCR, FcεRI, receptory NK-
buniek a �alších. ITAM sa nekovalentne spája s tyrozínkinázami, �o sú enzýmy, ktoré
fosforylujú, t.j. pripájajú fosfátovú skupinu z ATP, proteíny na niektorých tyrozínových
jednotkách.
B-lymfocyty majú v svojej membráne okrem komplexu antigénového receptora BCR ešte aj
pomocný receptor. B-bunkový koreceptor sa skladá zo štyroch samostatných re�azcov,
ktorých ozna�enie je CD19, CR2 (CD21), TAPA-1 (CD81) a Leu13 (CD225) (obr. 4.6).
CD19 je transmembránový glykoproteín, ktorý v svojej extracelulárnej �asti má tri
42
imunoglobulínové domény a má dlhý cytoplazmový úsek. Aktivácia B-lymfocytu cez CD19
je nezávislá od aktivácie cez BCR.CR2 je receptorom pre štiepne fragmenty C3-zložky
komplementového systému – iC3b, C3dg a C3d; sú�asne slúži ako receptor pre antigén CD23,
ktorý sa nachádza v membránach folikulových dendritových buniek. TAPA-1 je
transmembránový proteín, ktorý prechádza membránou 4-krát a asociuje s molekulou Leu13.
Akým spôsobom molekulový komplex CD19 ovplyv�uje aktiváciu B-lymfocytu? CR2-
zložka koreceptora viaže antigén obalený iC3b, C3dg alebo C3d; antigén už predtým
rozpoznal špecifický receptor BCR. Táto interakcia CR2 s antigénom spôsobí pripojenie
koreceptora k BCR a umožní CD19-zložke koreceptora interagova� s heterodimérom Igα/Igβ.
CD19 má vo svojej cytoplazmovej �asti 6 tyrozínových jednotiek, ktoré sa fosforylujú
tyrozínkinázami nadviazanými na BCR (Lyn). Po fosforylácii sa na jeho cytoplazmový úsek
nadväzujú �alšie aktiva�né enzýmy, ktoré sa angažujú pri aktivácii B-lymfocytov. Takýmto
spôsobom koreceptor zosi��uje aktiva�ný signál primárne prenášaný cez BCR. Zníženie
prahu aktivácie B-lymfocytu je dôležité najmä vo v�asných fázach B-bunkovej proliferácie vo
folikuloch a v zárodo�ných centrách, kedy afinita protilátok je ešte malá a po�et T-
lymfocytov špecifických pre daný antigén je nízky. Sú�asne vidíme, ako aktivácia
komplementu po�as prebiehajúcej imunitnej odpovede zvyšuje humorálnu imunitnú odpove�
a prepája prirodzenú a špecifickú imunitu.
B-lymfocyty možno na základe expresie diferencia�ného antigénu CD5 rozdeli� na dve
subpopulácie, CD5+ (B-1) a CD5- (B-2); všetky ostatné fenotypové znaky majú rovnaké (CD5
sa nachádza v membránach všetkých T-lymfocytov). Najcharakteristickejšou �rtou buniek B-
1 je ich schopnos� produkova� nízkoafinitné polyreaktívne protilátky. Tieto rozpoznávajú
po�etné autoantigény a krížovo reagujú s mnohými baktériovými antigénmi, vrátane
polysacharidov a LPS. Sú aj hlavnými producentmi prirodzených IgM-protilátok a
významným zdrojom produkcie imunosupresívneho IL-10. Ligandom CD5 u �loveka je
antigén CD72; interakcia medzi nimi zvyšuje aktiváciu B-lymfocytov cez ich antigénový
receptor. Lymfocyty B-1 u �loveka prevažujú najmä vo fetálnom živote, neskôr sa ich po�et
znižuje. V cirkulácii plodu sú prítomné vo ve�mi vysokom percente, v pupo�níkovej krvi ich
je 60-80 % a tento po�et po narodení postupne klesá, takže v krvi dospelých predstavujú len
5-30 % z celkového množstva cirkulujúcich B-lymfocytov. Približne 30 % lymfocytov B-1 je
v lymfatických uzlinách, v germinálnych centrách. Lymfocyty B-2 patria k populácii, ktorá
zodpovedá za protilátkovú imunitnú odpove� s obranným a patogenetickým potenciálom.
Kým lymfocyty B-1 možno teda zaradi� skôr k mechanizmom prirodzenej imunity, lymfocyty
B-2 patria k typickým predstavite�om špecifickej imunity.
43
5 KOMPLEMENTOVÝ SYSTÉM
Komplement objavil r.1893 belgický vedec Jules Bordet a nazval ho „alexin“. Neskôr, r.
1899, Paul Ehrlich zaviedol pre alexín alternatívny termín "komplement" ako výraz pre
aktivitu termolabilnej zložky séra, ktorá kompletizuje funkciu protilátok.Tento názov sa ujal
a používa sa dodnes. Neskôr sa zistilo, že komplement netvorí jedna látka, ale že je to
komplex rôznych molekúl, ktoré síce pôsobia samostatne, ale vo vzájomnej súhre a ktorý
vytvára ucelený systém.
5.1 Definícia a nomenklatúra zložiek komplementu
Komplement je systém viac než 30 glykoproteínov (tab. 5.1), ktoré sa nachádzajú v plazme, v
telových tekutinách a na povrchu niektorých buniek. Tvorí asi 10 % proteínov
plazmy.Vä�šina zložiek komplementu sa syntetizuje v pe�eni (až 90 %), niektoré v
monocytoch, makrofágoch, neutrofiloch, fibroblastoch a v iných bunkách.Táto lokálna
syntéza komplementu umož�uje rýchly rozvoj zápalového procesu v extravaskulárnych
priestoroch. Zložky komplementového systému sa ozna�ujú písmenom „C“, ku ktorému je
priradené �íslo pod�a poradia, v akom sa jednotlivé zložky postupne objavovali.
Zložka C1 má tri podjednotky, ozna�ované ako C1q, C1r a C1s. Pri proteolytickom
štiepení niektorých zložiek (C4, C2, C3, C5 a faktora B) vznikajú dva fragmenty. Dohodlo sa,
že menší fragment sa bude ozna�ova� písmenom „a“ a vä�ší fragment písmenom „b“. Takto
poznáme fragmenty C3a, C3b, C4a, C4b, C5a, C5b, Ba a Bb. Jediná výnimka z tohto pravidla
je pri štiepení zložky C2, kde je tomu naopak, vä�ší fragment je ozna�ený „a“ (t.j. C2a)
a menší „b“ (t.j. C2b). Ak je zložka komplementu ozna�ená nad svojim názvom (�íslom)
vodorovnou �iarou (C¯ ), alebo ak sa táto �iara objaví nad komplexom (C4b2b, C4b2b3b,
C3bBb, C3bBb3b), znamená to, že táto zložka, alebo komplex, má enzýmovú aktivitu.
Niektoré zložky komplementového systému nie sú o�íslované, ale sa ozna�ujú ako faktory,
napr. faktor B, faktor D, faktor P (properdín), faktor H a faktor I. Patria k alternatívnej ceste
aktivácie komplementu a regula�ným proteínom. Ke� fragment stratí biologickú aktivitu
následkom �alšej degradácie, ozna�uje sa písmenom „i“ na za�iatku symbolu, napr. iC3b.
Písmenami „c“, „d“ at�. sa ozna�ujú fragmenty vznikajúce zvy�ajne z fragmentu „b“ jeho
�alším štiepením (C3c, C3d a pod.). Iné zložky komplementu majú svoje ozna�enie pod�a
funkcie, ktorú vykonávajú, napr. MBP („mannose binding protein“), MASP(„MBP-
associated serine protease“), C4bp („C4-binding protein“), C1-INH (C1-inhibítor), DAF
(„decay accelerating factor“).
44
Všetky zložky komplementového systému, okrem faktora D, sa syntetizujú v neaktívnom
stave. Aktivácia komplementu je kaskádový proces, kedy mechanizmom limitovanej
proteolýzy sa z pôvodného neaktívneho prekurzora odštiepením ur�itých molekúl a tým
odkrytím reaktívneho miesta, stane enzýmovo aktívny fragment, ktorý môže štiepi��alšiu
zložku a tým ju aktivova�. Takto sa aktivita komplementu amplifikuje. Vzniká tak ur�itý
„biologický vodopád“ s mohutnými a mnohostrannými biologickými ú�inkami, dokonca s
možným negatívnym dopadom pre organizmus. Práve preto sa zložky komplementu
syntetizujú vo forme neaktívnych proenzýmov a ich aktivácia je starostlivo regulovaná.
Komplement sa môže aktivova� troma rôznymi cestami, ktoré ozna�ujeme ako klasická,
alternatívna a lektínová cesta aktivácie komplementu (obr. 5.1). Výsledkom každej z nich je
vznik fragmentu C3b, ktorý má pri aktivácii komplementu centrálne postavenie. Biologický
význam C3 je pod�iarknutý aj jeho vysokou koncentráciou (1,3 g.L-1). Uvedené tri cesty
aktivácie komplementu sa líšia aktiva�nými mechanizmami a spôsobom zahájenia aktivácie
komplementu (aktiva�ná fáza), po vzniku C3b je však už �alší priebeh reakcie rovnaký pre
všetky tri cesty. Ide o tvorbu komplexu atakujúceho membrány (MAC); výsledkom pôsobenia
MAC je osmotická a chemická lýza ter�ovej bunky (lytická fáza).
5.2 Klasická cesta aktivácie komplementu
Klasická cesta aktivácie komplementu bola objavená ako prvá. Aktivujú ju hlavne
imunokomplexy, t.j. komplexy antigénu a špecifickej protilátky triedy IgG alebo IgM. Prvá
zložka, ktorá sa aktivuje, je C1. Je to makromolekulový komplex, ktorý sa skladá z jednej
molekuly C1q a z dvoch molekúl C1r a C1s držaných spolu iónmi Ca2+. Molekula C1q
v elektrónovom mikroskope sa javí ako bi� so šiestimi remencami alebo kytica tulipánov,
ktorá má centrálnu steblovú �as� a 6 periférnych globulárnych hlavíc (obr. 5.2).
Aktiváciu klasickej cesty komplementu zahajuje tvorba solubilných komplexov protilátky
s antigénom, alebo väzba protilátky na antigén na povrchu nejakých buniek (napr. baktérií,
transfundovaných erytrocytov a pod.). Klasickú cestu aktivujú len protilátky triedy IgM a IgG
(hlavne IgG1, IgG3, menej IgG2), pri�om IgM je ove�a ú�innejší, najmä hexamér. Na
aktiváciu C1q treba aspo� dve molekuly IgG, ktoré nesmú by� od seba vzdialené viac ako 30-
40 nm, aby ich hlavice C1q mohli prepoji�. Naproti tomu na aktiváciu komplementu sta�í
jediná molekula IgM, pretože táto je pentamér, resp. hexamér, takže C1q molekula �ahko
preklenie susedné Fc-fragmenty. C1q sa aspo� dvomi svojimi globulárnymi �as�ami viaže na
CH3-domény IgM, resp. CH2-domény IgG (obr. 5.2) . IgM a IgG za fyziologických okolností
45
v plazme cirkulujú vo�né, t.j. neviažu nijaký antigén. Takéto molekuly komplement aktivova�
nemôžu. IgM má totiž v plazme planárnu konformáciu, kedy sú väzbové miesta maskované.
Nadviazaním na povrch ter�ovej bunky mení IgM svoju konformáciu, odhalia sa väzbové
miesta pre hlavi�ky C1q a aktivácia komplementu môže za�a�. Pokia� ide o IgG, C1q sa síce
môže na� tiež viaza� (nízkoafinitne), ale k aktivácii komplementu nedochádza. Väzbová
energia potrebná na jeho aktiváciu nastane, až ke� sa protilátka IgG-triedy nadviaže na
povrch ter�ovej bunky a tým odhalí svoje väzbové miesto pre C1q.
C1r a C1s vytvárajú komplex, ktorý sa skladá z dvoch molekúl každej zložky. Väzba C1q
na IgM alebo IgG spôsobí konforma�nú zmenu C1q, ktorá sa prenesie na C1r. C1r sa
autokatalyticky pretransformuje na aktívny enzým – serínovú proteázu, ktorá štiepi zložku
C1s tak, že odhalí jej enzýmovo aktívne miesto. C1s-serínová proteáza má dva substráty - C4
a C2. Aktívny C1s štiepi najprv C4, potom C2 (jednotlivé zložky komplementu dostali svoje
pomenovanie postupne, v poradí ako boli objavené, ešte predtým ako sa spoznala ich funkcia;
takto sa stalo, že názvoslovie zložiek komplementu neodráža ich postupnos� ako do reakcie
vstupujú). C4-zložka je glykoproteín, ktorý sa skladá z troch polypeptidových re�azcov, α, β
a γ, ktoré navzájom spájajú disulfidové väzby. Syntetizuje sa ako jednore�azcová
prekurzorová molekula, ktorá sa transformuje na trojmolekulový komplex pôsobením
plazmínu. C1s-enzým odštiepi z N-konca α-re�azca malý fragment, C4a; vä�ší, C4b, podlieha
konforma�nej zmene, ktorá mu umožní kovalentne sa viaza� na membránu bunky, do
blízkosti C1. Nenadviazaný C4b-fragment sa inaktivuje interakciou s vodou. Pevná väzba na
aktiva�ný povrch ako aj rýchla inaktivácia nenadviazaných molekúl bránia nežiadúcej
aktivácii C4b mimo zápalového ložiska. Kovalentne viazaný C4b viaže molekulu C2. Je to
jednore�azcový proteín; na C4b sa viaže v prítomnosti Mg2+. Aktivovaný C1s štiepi C2 na
vä�ší, enzýmovo aktívny fragment C2a (serínová proteáza) a menší fragment C2b. Fragment
C2a sa viaže s C4b, �ím vzniká komplex C4b2a, ktorý štiepi C3.
Najdôležitejšou zložkou komplementového systému je C3. Natívna C3 sa skladá z dvoch
polypeptidových re�azcov α a β spojených dvomi disulfidovými väzbami. C2a zložka
komplexu C4b2a, ktorý sa ozna�uje ako C3-konvertáza klasickej cesty aktivácie, odštiepi z
α-re�azca C3 malý fragment C3a; zostávajúci vä�ší fragment sa ozna�uje ako C3b. Po
odštiepení C3a, podobne ako tomu bolo pri aktivácii C4, podlieha fragment C3b
konforma�nej zmene, �o mu umožní väzbu na membránu bunky. Jedna molekula C3-
konvertázy môže vytvori� až 200 molekúl C3b, �o predstavuje ohromnú amplifikáciu
46
prebiehajúcej reakcie. Táto �as� aktivácie komplementu sa pre svoj obrovský potencia�ný
efekt aktivácie komplementu prirovnáva k mohutnému biologickému vodopádu.
�as� C3b sa viaže na komplex C4b2a, �ím sa vytvára nový trojmolekulový komplex
C4b2aC3b, ktorý štiepi C5 (v komplexe proteázovú aktivitu má C2a); ozna�ujeme ho ako C5-
konvertáza klasickej cesty aktivácie. Druhá �as� C3b, ktorá vzniká aktivitou C3-
konvertázy, sa nespája s komplexom C4b2a, ale difunduje do okolia, oba�uje imunokomplexy
a korpuskulárne antigény a pôsobí ako opsonín (pozri �alej).
C5-zložka sa skladá z dvoch re�azcov, α a β, ktoré navzájom spájajú dve disulfidové
väzby. C3-konvertáza odštepuje z α-re�azca malý fragment, C5a; vä�šia �as� pôvodnej
molekuly sa ozna�uje ako C5b. Po vzniku C5b prebieha �alšia aktivácia komplementu už bez
ú�asti enzýmov. C5b-fragment je mimoriadne nestabilný a pokia� sa na neho do dvoch minút
nenadviaže C6, inaktivuje sa. Po väzbe C6 zložky na membránovo viazanú C5b vzniká
komplex C5b6, na ktorý sa apozíciou prikladajú �alšie zložky – C7, C8 a C9. Po vzniku
komplexu C5b67 sa za�ína tento štruktúrne meni� a exponova� svoje hydrofóbne oblasti, �o
mu umožní vmedzeri� sa do lipidovej dvojvrstvy bunkovej membrány. Ak však reakcia
prebieha na imunokomplexe alebo inom nebunkovom povrchu, hydrofóbna oblas� nemôže
upevni� C5b67-komplex,v dôsledku �oho sa tento môže nadviaza� na susedné bunky
a spôsobi� ich lýzu; hovoríme o „lýze nevinne sa prizerajúcich buniek“. Takýmto
mechanizmom dochádza k poškodeniu tkaniva pri niektorých imunokomplexových
autoimunitných chorobách.
Komplex C5b67 viaže jednu molekulu C8 a vzniká komplex C5b678, ktorý sa svojou
hydrofóbnou �as�ou vnára do membrány bunky a vytvára v nej malý otvor o priemere asi 10
Å. Vytvorenie takýchto otvorov posta�uje na lýzu erytrocytov, ale nie jadrových buniek.
Reakcia preto v týchto prípadoch pokra�uje posledným krokom, a to väzbou C9-molekúl. C9
sa nadväzuje sa na C5b678, pri�om do komplexu sa viaže až 10 – 16 molekúl C9. Vytvára sa
tak cylindrický transmembránový kanál (obr. 5.3), s priemerom 70 Å až 100 Å. Porušenie
bilipidovej vrstvy spôsobí stratu bunkovej homeostázy, poruší sa fungovanie výmeny iónov,
do bunky prenikajú enzýmy (napr. lyzozým) a voda, bunka napu�í, praskne a napokon sa
úplne rozloží. Komplex C5b6789(n) sa z týchto dôvodov ozna�uje aj ako MAC (membrane
attack complex).
Nevýhodou klasickej cesty aktivácie komplementu je �asový posun jej naštartovania, a to
4-5 dní, t.j. doby, ktorú treba na vytvorenie špecifických protilátok. Organizmus si však
v ur�itých nevyhnutných situáciách vie pomôc� a urýchli� nástup klasickej cesty aktivácie.
Tak napríklad po�as akútnej zápalovej fázy, v priebehu 1-2 dní, vzniká C-reaktívny proteín
47
(CRP), ktorý má niektoré vlastnosti podobné protilátkam, opsonizuje cudzorodé �astice
a môže spusti� aj klasickú cestu aktivácie. Takýmto spôsobom do ur�itej miery vykrýva
obdobie nevyhnutné na tvorbu špecifických protilátok.
Aktivácia klasickej cesty komplementu imunokomplexmi nepredstavuje jediný
mechanizmus, ktorým sa komplement môže aktgivova�, existuje ešte lektítnová a alternatívna
dráha aktivácie.
5.3 Lektínová cesta aktivácie komplementu Lektínová cesta aktivácie komplementu objavili ako poslednú. Napriek tomu má obrovský
význam, pretože v porovnaní s klasickou cestou sa môže aktivova� okamžite bez
predchádzajúcej potreby indukcie tvorby špecifických protilátok a má široký záber.
Makrofágy po pohltení baktérií alebo iných �astíc za�nú produkova� IL-1, IL-6 a TNF. Tieto
cytokíny, najmä IL-6, pôsobia na hepatocyty a indukujú v nich produkciu viacerých
proteínov. Jedným z nich je aj proteín viažúci sa na manózu (MBP).
MBP sa viaže na sacharidy, ako sú manóza, fukóza, glukóza N-acetyl-manózamín a N-
acetyl-glukózamín, ktoré sa nachádzajú v povrchových štruktúrach po�etných baktérií, plesní,
protozoí a vírusov. Neviaže sa však na galaktózu �i kyselinu sialovú, sacharidy, ktoré sú
sú�as�ou membránových glykoproteínov eukaryotov, �o je princípom „neúto�enia“ MBP na
vlastné bunky organizmu. MBP je oligomér, ktorý sa skladá zo 6 podjednotiek, na funk�nú
aktivitu je potrebné, aby MBP bol aspo� vo forme tetraméru. MBP vytvára takto formu
tulipánu a štruktúrne a funk�ne sa ve�mi podobá C1q.
Po väzbe MBP a fikolínov na membránu mikroorganizmu sa na tieto následne viažu
enzýmy MASP-1 a MASP-2 (MASP). MASP, podobne ako MBP, sa syntetizujú v pe�eni.
MASP-1 a MASP-2 pôsobia podobne ako C1r, resp. C1s. Substrátom MASP-2 sú C4 a C2,
ktoré sa postupne štiepia a vytvárajú komplex C4b2a, ktorý je identický s C3-konvertázou pri
klasickej ceste aktivácie komplementu (obr. 5.1). Celá �alšia aktivácia komplementu je
totožná s klasickou cestou, a preto sa niekedy tento systém ozna�uje aj ako „klasická cesta
aktivácie komplementu nezávislá od C1q“.
5.4 Alternatívna cesta aktivácie komplementu Alternatívna cesta aktivácie komplementu bola objavená až po klasickej ceste, ale pred
objavom lektínovej cesty aktivácie komplementu. Podobne ako lektínová cesta, aj alternatívna
48
cesta sa aktivuje okamžite po vstupe cudzorodého infek�ného zárodku alebo aj iných látok do
organizmu a jej ú�innos� nezávisí od predchádzajúcej syntézy špecifických protilátok.
Schopnos� aktivova� komplement alternatívnou cestou majú agregovaný IgG, IgA, IgE, rôzne
polysacharidy (dextrán, zymozán, inulín, agaróza), lipopolysacharid gramnegatívnych
baktérií, kyselina teichoová grampozitívnych baktérií, polyanióny, ale tiež nukleové kyseliny,
vírusy, huby a parazity, mnohé nádorové bunky, heterogénne erytrocyty a pod.. Z uvedeného
vyplýva, že lektínová a alternatívna cesta aktivácie sa aktivujú hlavne v po�iato�ných štádiách
infekcie, ke� sa ešte špecifická imunitná odpove� nemôže zú�ast�ova� obranných procesov.
Aktiva�ná fáza alternatívnej cesty sa môže spusti� v�aka nepretržitej, aj ke� minimálnej,
tvorbe C3b-fragmentu, ktorý oby�ajne pochádza z klasickej cesty. Malé množstvo C3b,
ozna�ované ako C3(H2O), sa tvorí tiež pri pomalej spontánnej hydrolýze vnútornej
tiolesterovej väzby natívneho C3-proteínu pri jeho interakcii s okolitými molekulami vody.
Navyše k ur�itej tvorbe C3b dochádza aj pri nukleofilnej reakcii s amoniakom, kedy sa C3
amiduje a vzniká C3(NH3). C3b /C3(H2O), C3(NH3)/ sa následne nadväzuje na hydroxylové
alebo amínové skupiny povrchových molekúl baktérií a za prítomnosti iónov Mg2+ môže
viaza� faktor B. Faktor B sa štruktúrne a funk�ne podobá C2. Nadviazaný faktor B sa stáva
ter�om proteázy ozna�ovanej ako faktor D. Je to jediný proteín komplementového systému,
ktorý sa vyskytuje už priamo v aktívnej forme. Štiepi faktor B na malý fragment Ba a na
serínovú proteázu Bb. Vzniká enzýmový komplex C3bBb, C3(H2O)Bb alebo C3(NH3)Bb,
ktorého Bb-zložka štiepi C3 na C3a a C3b. C3b reaguje s �alším faktorom B, s ktorým po
jeho rozštiepení prostredníctvom faktora D vytvorí komplex C3bBb; ozna�uje sa ako C3-
konvertáza alternatívnej cesty. C3b-zložka komplexu C3bBb opätovne štiepi �alší C3 a
vznikajúci C3b sa spája s C3bBb, vytvárajúc tak komplex C3bBbC3b (C3bnBb), ktorý sa
ozna�uje ako C5-konvertáza alternatívnej cesty aktivácie. Jej enzýmovo aktívna zložka,
C3b, štiepi v �alšom procese C5 na C5a a C5b. Podobne ako pri klasickej ceste aktivácie,
fragment „a“ sa dostáva do tekutej fázy, kým �as� fragmentov „C5b“ sa viaže na aktiva�ný
povrch v blízkosti miesta aktivácie. Po vzniku C5b �alšie reakcie už nemajú enzýmový
charakter. Apozíciou �alších zložiek komplementu k C5b vzniká MAC, ktorý v kone�nom
dôsledku spôsobí osmotickú a chemickú lýzu ter�ovej bunky.
Pol�as rozpadu konvertáz alternatívnej dráhy aktivácie komplementu je asi 5 minút
a o jeho pred�ženie sa stará properdín. Syntetizuje sa ako monomér, ale hne� vytvára
homológne oligoméry, naj�astejšie diméry, triméry a tetraméry. Monoméry sa v plazme
a v telesných tekutinách ani nevyskytujú. Funk�ná aktivita stúpa s ich ve�kos�ou, napr.
tetramér je asi 10-krát ú�innejší ako dimér.
49
5.5 Regulácia komplementu Dôsledky aktivácie komplementového systému sú ve�mi závažné a potenciálne nebezpe�né aj
pre svojho hostite�a. Je preto samozrejmé, že takmer polovica zložiek komplementového
systému sa zú�ast�uje na jeho regulácii. Po aktivácii komplementu sa totiž vzniknuté
fragmenty nadviažu na blízke povrchy buniek, pri�om nerozlišujú „vlastné“ od „nevlastného“.
Takto ozna�ené povrchy sú predur�ené na likvidáciu. Organizmus si chráni vlastné bunky
regula�nými proteínmi, ktoré tieto nadviazané zložky rýchlo inaktivujú. Kontrola aktivity
komplementového systému sa zabezpe�uje tromi základnými mechanizmami:
1. Zložky komplementového systému sa syntetizujú vo forme inaktívnych prekurzorov.
2. Aktivované zložky majú relatívne krátky pol�as rozpadu (napr. pre C3bBb je 5 minút).
3. Špecifické regula�né proteíny inaktivujú zložky komplementu bu� tým, že ich priamo
štiepia, alebo tým, že pomáhajú iným proteolytickým enzýmom, aby ich rozložili (pôsobia
ako kofaktory).
Regula�né mechanizmy musia pôsobi� v správny �as a na správnom mieste. Aktivácia
komplementu sa musí sústredi� do miesta, kde sa nachádza ter�ová bunka, ktorú treba
odstráni� a sú�asne nesmie dôjs� k rozptýleniu aktivovaných zložiek do tekutej fázy a
zdravého tkaniva. Pôsobenie komplementových enzýmov musí by� tiež �asovo limitované,
aby sa predišlo ich nadmernej aktivite, ktorá by poškodila zdravé tkanivo. Toto všetko
zabezpe�ujú regula�né proteíny v plazme a v membránach buniek. Regulácia je zabezpe�ená
v nasledovných kritických krokoch aktivácie komplementu (tab. 5.2).:
1. Regulácia zahájenia klasickej a alternatívnej cesty aktivácie.
2. Regulácia aktivity konvertáz C3 a C5.
3. Regulácia tvorby a inzercie MAC.
4. Regulácia tvorby prozápalových anafylatoxínov komplementu.
Inhibícia zahájenia aktivácie komplementu. Najdôležitejším regulátorom klasickej cesty
aktivácie komplementu je C1-inhibítor (C1-INH). Je to glykoproteín, ktorý sa viaže na
reaktívne miesto C1r a C1s. C1r a C1s sa zo spojenia s C1q uvo��ujú a rýchlo inaktivujú.
Reguluje sa tak štiepenie C4 a C2, a tým aj vznik konvertázy C4b2a a C2-kinínov. Za
fyziologických okolností totiž aktívny C1s pôsobí na C4bC2 a odštepuje C2b, ktorý sa �alej
štiepi plazmínom za vzniku C2-kinínu. C2-kinín zvyšuje cievnu permeabilitu. U osôb,
ktorým chýba C1-INH vznikajú nadmerné množstvá C2-kinínu. Postihnutí jedinci trpia
nárazovými opuchmi edému tkaniva, ktoré, ak postihnú ur�ité orgány, môžu ohrozi� aj život
50
jedinca; napr. v prípade edému hrtana, zadusením. Klinicky sa toto ochorenie ozna�uje ako
hereditárny angioedém.
Fragment C3b sa v plazme v malom množstve tvorí stále. Prerušenie tiolesterovej väzby
v molekule C3 umož�uje C3b viaza� sa na povrch buniek, aj zdravých, ktoré nie sú ter�om,
ktorý má by� zni�ený. Väzbou na bunku sa totiž môže zaháji� aktivácia alternatívnej cesty
komplementu. Aby sa tak nestalo, C3b sa musí inaktivova�, a to proteázou, ozna�ovanou ako
faktor I. Jeho aktivite napomáha faktor H. Tento proteín sa viaže na C3b a pôsobí ako
pomocný faktor, ktorý umožní faktoru I rozštiepi� a tak inaktivova� C3b. Väzba faktora H na
C3b závisí však od charakteru povrchu bunky. Ak bunková membrána obsahuje kyselinu
sialovú alebo iné neutrálne alebo anionové polysacharidy, faktor H sa na takýto (neaktiva�ný)
povrch viaže prednostne. Takýmto spôsobom sa sú�asne zvyšuje, až stonásobne, aj jeho
možnos� viaza� C3b. Naopak, ak bunková stena kyselinu sialovú nemá (aktiva�ný povrch),
faktor H sa na �u viaže menej a tým aj zníži jeho väzba s tu fixovaným C3b. Vä�šina buniek
cicavcov má povrchy buniek neaktiva�né, pretože sú zna�ne glykozylované, takže faktor H sa
na ne �ahko nadväzuje a bráni tak aktivácii komplementu alternatívnou cestou. Pri starých,
opotrebovaných bunkách alebo pri vírusom napadnutých alebo pri nádorových bunkách je
situácia opa�ná, bunky majú aktiva�né povrchy, lebo kyselinu sialovú nemajú, alebo len
málo. Faktor H sa na takéto bunky v dostato�nom množstve nenadväzuje, �o napokon spôsobí
aktiváciu komplementu a ich lýzu. Je to primitívny rozpoznávací mechanizmus, ktorým sa
mladé a zdravé bunky pred útokom komplementu chránia, kým staré a poškodené bunky sa
likvidujú.
Väzba faktora H na C3b umož�uje jeho štiepenie faktorom I (obr. 5.4), pri�om inaktívny
C3b (iC3b) sa následne štiepi inou proteázou na fragmenty C3c a C3dg, ktoré sa zase
zú�ast�ujú na aktivácii B-lymfocytov. Takto za fyziologických okolností faktor H a I
nepretržite zabra�ujú nežiadúcej aktivácii alternatívnej cesty komplementu a zárove� sa
podie�ajú na regulácii imunitnej odpovede.
Regulácia konvertáz C3 a C5. Aktivitu konvertáz C3 a C5 reguluje viacero regula�ných
faktorov. Pri klasickej ceste aktivácie pôsobí solubilný C4-viažúci proteín (C4bp - C4
binding protein) a dva proteíny, ktoré sa nachádzajú v membráne bunky. Ide o
komplementový receptor 1 (CR1) a membránový kofaktorový proteín (MCP ). Každý
z nich viaže C4b a bráni jeho asociácii s C2. Akonáhle C4bp, CR1, alebo MCP viažu C4b-
fragment, �alší regula�ný proteín, faktor I, ho inaktivuje rozštiepením na C4d, ktorý zostáva
nadviazaný na bunkovú membránu a na solubilný C4c (obr. 5.5).
51
Pri alternatívnej ceste aktivácie sa na regulácii aktivity konvertáz C3 a C5 podie�ajú CR1,
MCP a už zmienený faktor H. Všetky tieto regula�né proteíny viažu C3b a faktor I ich
následne štiepi na fragment iC3b, ktorý zostáva viazaný na membránu a solubilný C3f. alšie
štiepenie iC3b faktorom I uvo��uje C3c a necháva na membránu nadviazaný fragment C3dg.
Na regulácii aj klasickej aj alternatívne cesty aktivácie komplementu sa zú�ast�uje aj �alší
regula�ný proteín - DAF (decay accelerating factor - faktor urých�ujúci rozpad; CD55).
Nachádza sa na erytrocytoch, neutrofiloch, lymfocytoch, monocytoch, trombocytoch
a endotelových bunkách a pred lytickým ú�inkom komplementu ich chráni jedným z dvoch
spôsobov (obr. 5.6).:
1. DAF sa viaže aj na C3-konvertázu klasickej cesty (C4b2a) aj na C3-konvertázu
alternatívnej cesty aktivácie (C3bBb) a odde�uje zložku s enzýmovou aktivitou (t.j. C2a alebo
Bb) od zložky, ktorá je nadviazaná na bunky (t.j. C4b alebo C3b). Po disociácii enzýmovej
zložky, fragmenty nadviazané na membrány štiepi faktor I, ktorý tak ireverzibilne inaktivuje
obe konvertázy.
2. DAF sa viaže na fragmenty C3b a C4b a bráni tak následnej väzbe Bb alebo C2a
a vzniku konvertáz.
Pri deficiencii faktora DAF, pri paroxyzmálnej no�nej hemoglobinúrii, sa C3b hromadí
na povrchu erytrocytov, ktoré sa takto stávajú citlivejšie na lýzu komplementom. Postihnutí
jedinci trpia periodickými epizódami �ažkej deštrukcie erytrocytov.
Regulácia tvorby a inzercie komplexu MAC do bunkovej membrány. Schopnos� C5b67
uvo�ni� sa z imunokomplexu a nadviaza� sa na okolité zdravé bunky predstavuje pre ne
potencionálne nebezpe�enstvo, že môže dôjs� k ich lýze. Tejto hrozbe organizmus �elí
protipôsobením S-proteínu (vitronektín) a sérového proteínu SP40,40 (clusterin). Po väzbe
vitronektínu a SP40,40 na komplex C5b67 dôjde k jeho hydrofilnej premene, �ím sa mu
znemožní vnori� sa do membrány buniek. Vytvoreniu otvoru v membráne bunky bráni aj
membránový inhibítor reaktívnej lýzy (MIRL = protectin = CD59). MIRL viaže C8 a tak
zabra�uje jeho inzercii do membrány a následnej polymerizácii C9-zložky.
Kontrola anafylatoxínov. Inaktivátorom anafylatoxínov je sérová karboxypeptidáza N,
ktorá na C-konci fragmentov C4a, C3a a C5a odštiepuje zvyšky arginínu, �ím znižuje ich
aktivitu až 2000-násobne.
5.6 Komplementové receptory
Fragmenty, ktoré vznikajú štiepením zložiek komplementu po�as aktiva�ných dráh majú
významné biologické funkcie, ktoré uplatnia po svojej väzbe na špecifické receptory.
52
V sú�asnosti poznáme 4 komplementové receptory, ktoré viažu C3b a jeho štiepne fragmenty
(ozna�ujú sa CR1 až CR4), receptory pre fragmenty C3a, C4a, C5a a napokon receptory pre
C1q a MBP (tab. 5.3).
CR1 (CD35) sa nachádza na všetkých �udských periférnych krvných bunkách okrem
trombocytov. Je na erytrocytoch, neutrofiloch, eozinofiloch, monocytoch, makrofágoch, B-
lymfocytoch a niektorých T- lymfocytoch. CR1 viaže C3b, C4b ako aj iC3b. Uvedené
fragmenty pôsobia ako opsoníny, z �oho vyplýva prvá z troch funkcií CR1.:
1. Samotný proces fagocytózy a usmrtenia pohltených baktérií sa za�ína po väzbe
protilátkami opsonizovaných baktérií na Fc-receptory fagocytov; opsonizácia baktérií C3b
alebo C4b a ich následná internalizácia prostredníctvom väzby na CR1 na povrchu
profesionálnych fagocytov tento proces významne u�ah�ujú.
2. CR1 na povrchu erytrocytov má dôležitú úlohu pri odstra�ovaní solubilných
imunokomplexov z cirkulácie, pri�om využíva svoju prítomnos� v membráne erytrocytov.
Kým na povrchu jedného leukocytu je v priemere 5000 až 10 000 receptorov, v membráne
erytrocytu je ich len asi 500. Pretože však erytrocytov je takmer tisíckrát viac ako leukocytov,
vyše 85 % CR1sa nachádza práve na nich. Imunokomplexy spúš�ajú svoje vlastné odstránenie
priamou aktiváciou komplementu; vznikajúce fragmenty C4b a C3b sa následne kovalentne
viažu na imunokomplexy a prostredníctvom väzby na CR1, na erytrocyty. Tieto transportujú
nadviazané komplexy antigénu s protilátkou a zložkami komplementu do sleziny a pe�ene. Tu
makrofágy a Kuppferove bunky odstránia imunokomplexy z povrchu erytrocytov bez
poškodenia ich povrchu; napokon makrofágy imunokomplexy degradujú.
3. Dôležitou funkciou CR1 je aj ú�as� na regulácii aktivácie komplementu. Zú�ast�uje sa
na štiepení C3b na iC3b a C3f, �ím blokuje vytváranie C3-konvertázy.
CR2 (CD21) sa nachádza na B-lymfocytoch, folikulových dendritových bunkách,
niektorých epitelových bunkách a v malom množstve aj na periférnych T-lymfocytoch. CR2
je receptorom pre C3dg a sú�as�ou koreceptoru pre antigén B-lymfocytov a prispieva tak
k aktivácii bunky. CR2 je tiež receptorom pre vírus Epsteina a Barrovej (EBV).
CR3 (CD11a/CD18, Mac-1) a CR4 (CD11c/CD18, p150,95) sú spolu s LFA-1 �lenmi ß2-
integrínovej rodiny. Všetky tri sú heterodiméry, ktoré majú spolo�ný β-re�azec, líšia sa však
α-re�azcom. CR3 a CR4 viažu iC3b, �ím u�ah�ujú fagocytózu �astíc opsonizovaných týmto
štiepnym produktom. CR3 sa viaže aj na adhezívnu molekulu ICAM-1 a u�ah�uje tak po�as
zápalovej reakcie extravazáciu neutrofilov z kapilár do tkanív.
Receptor pre C5a (C5aR = CD88) exprimujú po�etné bunky, ako sú fagocyty, mastocyty,
bazofily, epitelové bunky bronchov a alveolov, hepatocyty, astrocyty a endotelové bunky.
53
Ligandom C5aR je jednak samotný C5a a jednak a predovšetkým C5ades Arg, ktorý vzniká
z C5a pôsobením enzýmu sérovej karboxypeptidázy N, ktorá z C-konca C5a odštiepuje
arginín. C5aR sprostredkúva po�etné aktivity leukocytov, ako je chemotaxia, zhlukovanie;
vä�šie množstvá C5a indukujú degranuláciu a respira�né vzplanutie.
Fragmenty C3a, C4a sa viažu na ten istý receptor (C3aR), ktorý sa nachádza na
mastocytoch a granulocytoch. Po väzbe uvedených fragmentov na receptor sa bunky aktivujú
a uvo��ujú farmakologicky aktívne látky, �o je podstata anafylaktoidnej reakcie. C4a má
menšiu anafylaktoidnú aktivitu ako C3a (C5a zase naopak, vyššiu). C4a pôsobí aj
chemotakticky.
Receptor pre C1q existuje v 3 formách – jeden viaže globulárnu hlavicu C1q
(gC1qR), druhý a tretí viažu kolagénovú „chvostovú“ �as� (cC1qR). gC1qR exprimujú,
endotelové bunky a z leukocytov najmä eozinofily. Okrem C1q viaže aj vitronektín. cC1qR je
je homológny s kalretikulínom; leukocyty ho exprimujú variabilne. Posledný C1q-receptor,
cC1qRp, exprimujú ho monocyty a neutrofily, podporuje fagocytózu imunokomplexov
s nadviazaným C1q. Okrem C1q viaže aj MBP a surfaktantový proteín A p�úc.
5.7 Biologické ú�inky komplementových proteínov
Biologické ú�inky komplementových proteínov spadajú do dvoch širokých oblastí. Prvú
oblas� zahr�uje lýza ter�ových buniek komplexom MAC, druhá oblas� sa týka rôznych
biologických ú�inkov štiepnych produktov jednotlivých zložiek komplementu (tab. 5.4).
Lýza buniek sprostredkovaná komplementom. Jedna z principiálnych úloh imunitného
systému je udržanie integrity organizmu, ktorú najviac ohrozujú mikroorganizmy. Imunitný
systém mobilizuje svoje špecifické aj nešpecifické efektorové mechanizmy, aby týchto
narušite�ov �o najrýchlejšie likvidoval. Mikroorganizmy indukujú špecifickú protilátkovú
imunitnú odpove� a protilátky v spolupráci s komplementom spôsobujú lýzu
mikroorganizmov. Nevýhodou takejto obrany je, že komplement na svoju aktiváciu musí
�aka� až do doby, kým sa vytvoria špecifické protilátky, t.j. pri primárnej imunitnej odpovedi
približne 5 až 10 dní, pri sekundárnej imunitnej odpovedi asi 2 až 3 dni. Na prekonanie
takéhoto „hluchého“ obdobia však príroda vytvorila mechanizmy alternatívnej a lektínovej
cesty aktivácie komplementu, ktoré svoju aktivitu môžu za�a� okamžite, akonáhle sa ich
spúš�acie proteíny nadviažu na väzbové miesta na bunkovej membráne mikroorganizmu.
Tento mechanizmus je napríklad ve�mi významný v boji proti infekciám spôsobovaným
mikroorganizmami �elade Neisseriaceae.
54
Komplementom sprostredkovaná lýza baktérií má významnú úlohu v ochrane organizmu
najmä proti gramnegatívnym baktériám.Grampozitívne baktérie vo všeobecnosti odolávajú
pôsobeniu komplementu, a to pre ich hrubú peptidoglykánovú vrstvu v bunkovej stene, ktorá
bráni inzercii MAC. Komplementom sprostredkovaná lýza je ú�inná aj v boji proti obaleným
vírusom ako sú herpetické vírusy, myxovírusy, paramyxovírusy a retrovírusy. Opsoniza�ná aktivita a podpora fagocytózy. Fagocytóza je proces, pri ktorom
fagocytujúce bunky (najmä neutrofily a makrofágy) pohltia a rozložia ve�ké partikule (> 0,1
µm), vrátane infek�ných zárodkov. Skôr ako sa za�ne proces fagocytózy, sa mikroorganizmy
oby�ajne opsonizujú. Opsonizácia znamená, že povrch mikroorganizmu sa pokryje
opsonínmi, t.j. látkami, ktoré u�ah�ujú fagocytózu. Patria sem protilátky, niektoré fragmenty
a zložky komplementového systému a iné. Pri aktivácii komplementu vznikajú fragmenty
ako C3b, C4b a iC3b, ktoré sú ú�innými opsonínmi. Neutrofily a makrofágy majú pre C3b
a iC3b receptory – CR1 viaže C3b a C4b, CR3 a CR4 viažu iC3b.
Anafylatoxíny a zápalová reakcia. Fragmenty C3a, C4a a C5a sa ozna�ujú ako
anafylatoxíny, pretože po väzbe na svoje špecifické receptory indukujú kontrakciu hladkého
svalstva a zvyšujú cievnu permeabilitu, �o sú základné znaky zápalovej reakcie a anafylaxie.
Najdôležitejší z nich je C5a, ktorý je najstabilnejší a najú�innejší; C3a má 20-násobne nižší
efekt a napokon C4a je 2500-násobne menej efektívny ako C5a. Navyše C3a a C5a aktivujú
mastocyty, ktoré následne uvo��ujú obsah svojich granúl, v ktorých usklad�ujú mediátory
(napr. histamín) s podobnými ú�inkami ako majú anafylatoxíny.
C5a stimuluje aj expresiu P-selektínu, �ím u�ah�uje pri�nutie neutrofilov na endotel cievy.
Pri pôsobení C5a na neutrofily, stimuluje ich chemotaktickú aktivitu, zvyšuje adhezívnu
interakciu medzi Mac-1 a ICAM-1 a pri vysokých hladinách stimuluje respira�né vzplanutie a
tvorbou reaktívnych intermediálnych produktov kyslíka. Pôsobenie C5a na mastocyty,
endotelové bunky a neutrofily prispieva v mieste aktivácie komplementu k rozvoju
zápalového procesu. Špecifickos� odpovede proti cudzorodým látkam a nie proti vlastným
tkanivám je daná špecifickos�ou protilátok aktivujúcich komplement alebo schopnos�ou
alternatívnej �i lektínovej cesty by� aktivovanými len povrchmi mikroorganizmov, ale nie
vlastných buniek. C3a je tiež ve�mi ú�inným chemotaktickým a degranula�ným faktorom, ale
len pre eozinofily, nie pre neutrofily.
Solubilizácia a clearance imunokomplexov. V našom organizme sa neustále tvoria
imunokomplexy, ktoré môžu by� potencionálne škodlivé ak sa deponujú do steny ciev,
synovie k�bov, glomerulov, plexus chorioideus a pod., môžu indukova� zápal. Tvorba
imunokomplexov si vyžaduje nielen multivalentnú väzbu Fab-�astí protilátok na antigén, ale
55
aj nekovalentné interakcie medzi Fc-úsekmi susedných protilátok. Väzba zložiek
komplementu na protilátky tieto interakcie medzi susednými Fc-�as�ami protilátok stericky
blokuje a tým bráni vytvoreniu imunokomplexu alebo destabilizuje už predtým vytvorené
imunokomplexy.
Okrem interferencie tvorby imunokomplexov, komplement u�ah�uje ich odstránenie
(clearance) z cirkulácie tak, že ich pomáha dopravova� k bunkám mononukleárno-
fagocytového systému v pe�eni, ktoré sa degradujú. Tento proces sa deje prostredníctvom
komplementových receptorov. Receptory CR1, ktoré sa nachádzajú o.i. aj na erytrocytoch,
viažu imunokomplexy, na ktoré sa predtým nadviazali fragmenty C3b.Takto obalené
erytrocyty sa krvným obehom dostávajú do pe�ene, kde sa C3b faktorom I štiepi na fragment
iC3b. Kupfferove bunky exprimujú v svojich membránach receptory CR3 a CR4, ktoré sú
špecifické pre iC3b, �o im umož�uje pohlti� imunokomplexami obalené erytrocyty
a degradova� ich.
56
6 FAGOCYTÓZA
Schopnos� bielych krviniek pohlcova� a zabíja� mikroorganizmy objavil ruský vedec I�ja
Me�nikov r.1882. Pri štúdiu transparentných lariev morskej hviezdice pozoroval, že mobilné
bunky lariev pohlcovali nielen nutri�ný materiál, ale aj iný, dokonca telu škodlivý materiál.
Ak bol cudzorodý materiál príliš ve�ký (t�� ruže) na to, aby ho mohli pohlti�, tak ho
obk�ú�ili. Napadlo ho, že tento fenomén intracelulárneho trávenia môže ma� všeobecno-
biologickú platnos�, t.j. že tieto bunky by okrem nutri�nej funkcie mohli ma� dôležitú úlohu
aj v boji proti mikroorganizmom. Uskuto�nil preto množstvo pokusov, ktoré ho v uvedenej
hypotéze utvrdili a r. 1883 vytvoril prvú teóriu nešpecifickej bunkovej obranyschopnosti
organizmu. I. Me�nikov pri štúdiu procesov fagocytózy zaviedol pre bunky schopné tejto
funkcie ozna�enie fagocyt, pri�om už vtedy rozlišoval dva typy fagocytov, a to mikrofágy
a makrofágy. Dnes profesionálne fagocyty zade�ujeme do dvoch systémov – myeloidného,
kam patria neutrofily a eozinofily a mononukleárno-fagocytového systému, kam patria
makrofágy.
6.1 Myeloidný systém Bunky myeloidného systému pochádzajú z kostnej drene. Pre ich charakteristické viaclalo�né
jadro sa ozna�ujú ako „polymorfonukleárne“ ako protiklad k lymfocytom a monocytom,
ktoré majú okrúhle jadro a ozna�ujú sa ako „mononukleárne“. Ozna�ujú sa aj ako
granulocyty, pretože v svojej cytoplazme majú granuly. Na základe rozdielneho farbenia
granúl leukocytov rozlišujeme tri typy granulocytov. Bunky, ktorých granuly sa farbia
bázickými farbivami ako je hematoxylín (modré farbivo) sa ozna�ujú bazofily, bunky,
ktorých granuly sa farbia acidickými farbivami ako je eozín (�ervené farbivo) sa ozna�ujú
eozinofily a bunky, ktoré sa nefarbia ani bázickými ani kyslými farbivami sa ozna�ujú
neutrofily. K profesionálnym fagocytom patria neutrofily a eozinofily.
Neutrofily tvoria približne 60-70 % všetkých bielych krvniek. Tvoria sa v kostnej dreni,
kde pobudnú asi 5 dní ako �as� rezervy organizmu pre prípad akútnej potreby ich mobilizácie.
Po uplynutí tejto doby migrujú do krvného rie�iska a po asi 12 hodinách prechádzajú do
tkanív.V krvi dospelého jedinca je približne 50 miliárd neutrofilov. Sú to terminálne
diferencované bunky, nie sú schopné �alšieho delenia. Žijú krátko, 1 až 2 dni a ak sa
nezú�ast�ujú procesu fagocytózy hynú procesom programovanej smrti, t.j. apoptózou.
Odumierajúce neutrofily makrofágy. Na krytie tohto obrovského množstva neutrofilov musí
kostná dre� venova� zhruba 60 % svojej kapacity len na produkciu týchto buniek (1011 buniek
57
za de� u dospelého �loveka). Pokia� neutrofily sú v cirkulácii, majú okrúhly tvar, o priemere
okolo 12 µm. V svojej cytoplazme majú po�etné granuly, ktoré delíme na primárne
a sekundárne (obr. 6.1). Primárne granuly obsahujú baktericídne enzýmy ako
myeloperoxidázu a lyzozým, taktiež neutrálne proteinázy, napr. elastázu, ako aj kyslé
hydrolázy, napr. β-glukuronidázu a katepsín B. V sekundárnych granulách sú enzýmy ako
lyzozým, kolagenáza, proteín viažúci železo – laktoferín a proteín viažúci vitamín B12. Tento
posledný sa považuje za charakteristický znak sekundárnych granúl, podobne ako β-
glukuronidáza pre primárne granuly. Zrelé neutrofily majú aj malý Golgiho aparát
a mitochondrie, ale len ve�mi málo ribozómov a endoplazmového retikula. Zrelé neutrofily
nedokážu syntetizova� ve�a proteínov, vä�šina proteínov nevyhnutných k ich funkcii sa
vytvorí ešte po�as ich vývoja v kostnej dreni. V cytoplazme neutrofilov je však ve�ké
množstvo glykogénu, ktorý je zdrojom glukózy pri anaeróbnej glykolýze. V�aka tomu môžu
neutrofily zosta� aj v poškodenom tkanive, kde je nízka tenzia kyslíka, ako napr. v mieste
baktériovej infekcie. Neutrofily majú v svoje bunkovej membráne po�etné receptory (FcR,
CR) adhezívne molekuly (integríny, selektíny) a iné dôležité glykoproteínové molekuly.
Eozinofily patria k druhému typu profesionálnych fagocytov s granulami farbiacimi sa
eozínom do �ervena. Podobne ako neutrofily, tiež vznikajú v kostnej dreni. Opúš�ajú ju
pomerne v nezrelom stave, pravdepodobne idú do sleziny, kde dozrievajú. Potom strávia
krátky �as v krvnom rie�isku; pol�as cirkulácie je asi 30 minút. Následne migrujú do tkanív,
kde žijú asi 12 dní. Eozinofily tvoria v krvi 2-5 % všetkých leukocytov. Na každý eozinofil v
krvnom rie�isku pripadá asi 500 eozinofilov v tkanivách.
Eozinofily sú fagocytujúce bunky so schopnos�ou pohlcova�, zabíja� a deštruova� baktérie
�i iný cudzorodý materiál. Vo svojich granulách obsahujú ve�ké množstvo kyslej fosfatázy
a peroxidázy. Okrem toho granuly eozinofilov obsahujú tzv. hlavný bázický proteín (MBP –
major basic protein), ktorý je vysoko toxický pre helminty. Zdá sa, že hlavná biologická
funkcia eozinofilov sa zakladá na ochrane organizmu pred parazitmi.
6.2 Proces fagocytózy Fagocytóza je proces pohltenia a degradácie �astíc vä�ších ako 0,1 µm fagocytmi. Je to
zložitý a viacstup�ový proces s charakteristickými morfologickými a biochemickými �rtami.
Možno v �om rolíši� nasledovné stupne: chemotaxia, opsonizácia, pohltenie, degradácia. Na
dosiahnutie kone�ného efektu sa všetky tieto štádiá musia uskuto�ni� bez porúch a v plnom
rozsahu.
58
Chemotaxia je usmernený pohyb fagocytov v smere koncentra�ného gradientu látok
s chemotaktickou aktivitou, tzv. chemotaxínov. Chemotaxíny môžu by� exogénne alebo
endogénne. Exogénne pochádzajú z vonkajšieho prostredia, napr. z invadujúcich baktérií.
Ve�mi ú�inný je peptid FMLP, t.j. N-formyl-metionyl-leucín-fenylalanín, ktorý pochádza
z bunkovej steny baktérií, bunky cicavcov ho netvoria. Endogénne chemotaxíny pochádzajú
z vlastného organizmu. Najú�innejšie sú C5a, C4a, C5b67, interleukíny 1 a 8, faktor
nekrotizujúci nádory (TNF), chemokíny, leukotriény (LTB4), produkty koagulácie,
fibrinolýzy a iné, ba dokonca aj samotné neutrofily vytvárajú chemotaktické faktory.
Eozinofily sú najviac atrahujú dva tetrapeptidy „-Val-Gly-Ser-Glu-„ a „-Ala-Gly-Ser-Glu-,
ktoré sa uvo��ujú z mastocytov. a�šie látky, ktoré môžu ovplyvni� pohyb fagocytov sú tzv.
chemotaxigény. Samotné nepôsobia chemotakticky, navodzujú však tvorbu chemotaxínov.
Napríklad zymozan, zložka bunkovej steny kvasiniek, nepôsobí priamo chemotakticky,
aktivuje však komplement, �o vedie k vzniku fragmentu C5a, ktorý je chemotaxín.
Opsonizácia. Povrch fagocytov a aj povrch baktérií je negatívne nabitý, a preto sa tieto
bunky navzájom skôr odpudzujú ako pri�ahujú. Na prekonanie negatívneho náboja baktérií
vytvorila príroda mechanizmus, ktorým ho eliminuje. Tento mechanizmus sa ozna�uje ako
opsonizácia. Opsonizácia je proces, kedy sa na povrch �astice nadväzujú vysokomolekulové
látky, zvané opsoníny, ktoré „ochucujú“ alebo „pripravujú k jedeniu“ materiál ur�ený na
fagocytózu. Fagocyt má na svojom povrchu receptory pre opsoníny a tak �ahšie rozpozná a
pohltí takto obalené �astice. Fagocytóza závislá od opsonínov, tzv. imunitná fagocytóza, je
teda sprostredkovávaná receptormi. Medzi najdôležitejšie opsoníny patria protilátky triedy
IgG rozpoznávané Fcγ-receptormi a niektoré zložky �i fragmenty komplementového systému
rozpoznávané komplementovými receptormi. alej k opsonínom patria proteíny viažúce
manózu (MBP), surfaktantové proteíny A a iné. Fagocytóza nezávislá od opsonínov
(neimunitná fagocytóza), sa vyzna�uje pohlcovaním mikroorganizmov bez predchádzajúcej
opsonizácie (fagocyty pohlcujú nielen mikroorganizmy, ale aj m�tve, poškodené, alebo
infikované vlastné bunky).
Usmrtenie a deštrukcia mikroorganizmov alebo iných �astíc. Po adherencii
fagocytovanej �astice na povrch membrány, fagocyt vysiela pseudopódie, ktoré �asticu
obopínajú a dostávajú do vnútra fagocytu, do vakuoly, ktorú voláme fagozóm (obr. 6.2). V
�alšom procese s fagozómom splývajú lyzozomové granuly, ktorých obsah sa vylieva do
fagozómu. Vzniknutý útvar sa nazýva fagolyzozóm a pohltená baktéria sa v �om usmrtí a
rozloží. Mechanizmy, ktorými sa tento proces uskuto��uje, sú rôznorodé. Už po�as ingescie
a tvorby fagolyzozómu dochádza k metabolickej aktivácii fagocytu, ktorá sa prejaví zvýšenou
59
spotrebou kyslíka, viac ako stonásobne. Tento jav sa ozna�uje ako respira�né vzplanutie.
Zvýšenie konzumpcie O2 je dôsledkom rýchleho spojenia jednotlivých komponent NADPH-
oxidázy a jej aktivácie. Aktivovaná NADPH-oxidáza v prítomnosti kyslíka premení NADPH
na NADP+, pri�om kyslík sa stáva akceptorom prenášaného elektrónu, �ím vzniká
superoxidový aniónový radikál - superoxid (•O2-; bodka • je znakom vo�ného radikálu).:
NADPH - oxidáza
NADPH + 2O2 NADP+ + H+ + 2•O2−
Dve molekuly •O2
− za katalytického ú�inku superoxiddismutázy vzájomne reagujú za vzniku
hydrogénperoxidu:
superoxiddismutáza •O2
− + •O2− + 2H+ H2O2 + O2
Uvedená reakcia je ve�mi rýchla, takže v prostredí sa nachádza len ve�mi málo vo�ného
superoxidového aniónu. H2O2 je naproti tomu ve�mi stabilný oxidant a môže sa konvertova�
na �alšie baktericídne látky. Na jeho premene sa podie�a myeloperoxidáza. Tento enzým
katalyzuje reakciu peroxidu vodíka s halogenidovými iónmi za vzniku ve�mi silných
mikrobicídnych látok, z ktorých najvýznamnejšie sú najmä kyselina chlórna (HOCl), ktorá sa
�alej metabolizuje na chlórnan (OCl-) až vo�ný chlór:
Myeloperoxidáza H2O2 + Cl− + H+ HOCl + H2O HOCl H+ + OCl-
HOCl + Cl- Cl2 + OH-
OCl a OCl− sú ve�mi silné oxida�né �inidlá a ve�mi rýchlo atakujú mnohé molekuly, �i už
sú to vo�né aminokyseliny, intracelulárne �i extracelulárne proteíny a makromolekulové
štruktúry baktérií. Pripome�me si, že HOCl je aj aktívnym �inidlom v pracích práškoch
a používa sa na dezinfekciu bazénov. Chlóramíny vo vysokých koncentráciách, ktoré sa
dosahujú vo fagozóme, sú pre svoje oxida�né vlastnosti vysoko toxické a pohltené baktérie
usmrcujú.
Ešte toxickejší je hydroxylový radikál •OH, ktorý vzniká viacerými reakciami, z ktorých
najdôležitejší je rozklad katalyzovaný Fe2+ :
Fe2+ + H2O2 Fe3+ + OH- + •OH
60
Hydroxylový radikál je ve�mi toxický pre svoje silné oxida�né vlastnosti. Tieto sa prejavujú
v schopnosti vytrhnú� elektrón z rôznych molekúl, �ím vzniká nový vo�ný radikál, ktorý
môže oxidova� �alšie látky. Toxický je aj singletový kyslík (1O2), ktorý má elektróny
excitované na vyššej energetickej hladine ako molekula kyslíka. Ke� sa tieto elektróny
vracajú do základného stavu, emitujú svetlo, ktoré má antimikróbne ú�inky.
Okrem týchto systémov sa na usmrcovaní podie�ajú aj mechanizmy nezávislé od kyslíka
a dusíka (tab. 6.1). Je to predovšetkým nízke pH vo fagolyzozóme a pôsobenie po�etných
antimikróbnych látok, ako je laktoferín, BPI, serprocidíny, katelicidíny, lyzozým, fosfolipáza
2, kalprotektín a defenzíny.
Laktoferín je kationický proteín. Okrem sekundárnych granúl neutrofilov sa nachádza aj
v po�etných telesných tekutinách ako sú materské mlieko, slzy, sliny, bronchoalveolová
tekutina, vaginálny sekrét a seminálna plazma. Antibaktériová aktivita laktoferínu sa spája
so schopnos�ou vysokoafinitne viaza� Fe2+, nevyhnutný rastový faktor pre baktérie. Podobne
ako iné kationické proteíny aj laktoferín viaže LPS a neutralizuje jeho ú�inok. Laktoferín
potencuje aj ú�inok buniek NK a LAK.
BPI (bactericidial/permeability-increasing protein) sa nachádza sa v primárnych granulách
neutrofilov a je pozoruhodný najmä pre svoje špecifické pôsobenie proti gramnegatívnym
baktériám. Prí�inou je jeho selektívna vysokoafinitná väzba na LPS. Väzba BPI na LPS
gramnegatívnych baktérií zvyšuje priepustnos� ich bunkovej steny, �o spôsobuje zánik bunky.
Serprocidíny predstavujú rodinu homológov serínových proteáz s cytocídnou aktivitou.
Patrí sem elastáza neutrofilov, katepsín G, proteáza 3 a azurocilín. Nachádzajú sa
v primárnych granulách. Pôsobia proti grampozitívnym aj gramnegatívnym baktériám, proti
plesniam aj protozoám. Aktivované neutrofily exprimujú serprocidíny aj v svojich
membránach a uvo��ujú ich do prostredia, �o nazna�uje na ich úlohu v penetrácii a
chemotaxii. Elastáza neutrofilov a katepsín G pôsobia autokrinným spôsobom, stimulujú
neutrofily do zvýšenej tvorby superoxidu.
Katelicidíny predstavujú rodinu príbuzných molekúl, ktoré okrem �udí majú aj kravy, kone,
ošípané, ovce, králiky a myši. Nachádzajú sa v sekundárnych granulách neutrofilov.
U �loveka poznáme zatia� jedného reprezentanta - hCAP-18. Pôsobí proti aj grampozitívnym
aj gramnegatívnym baktériám, pri�om možno pozorova� jeho synergizmus s laktoferínom
a lyzozómom. Nachádza sa aj v plazme, kde sa jeho ú�inok sústre�uje na väzbu LPS, v testes
a v zapálenej, ale nie normálnej koži.
61
Spomedzi antimikróbnych látok najvýznamnejšiu úlohu majú defenzíny. Sú to malé,
kationické peptidy, skladajú sa len z 28 až 42 aminokyselinových jednotiek, s bohatým
zastúpením arginínu. Defenzíny sa delia na dve skupiny – alfa a beta. Doteraz sa
identifikovalo 6 αααα-defenzínov, 4 (HNP-1 až 4) z nich sa nachádzajú v azurofilných
granulách neutrofilov, dva (HD-5, -6) v sekre�ných granulách Panethových buniek �reva
a epitelových buniek genitálneho traktu žien (HD-5). Doteraz známe dva ββββ-defenzíny (HBD-
1, -2) sa nachádzajú v epitelových bunkách gastrointestinálneho, urogenitálneho, respira�ného
traktu a v koži, patria teda k mechanizmom prvej obrannej línie, ktorá sa snaží zabráni�
prieniku mikroorganizmov do tkanív a následnej infekcii. Na rozdiel od α-defenzínov sa
v granulách vopred neusklad�ujú, ale syntetizujú sa a sekrétujú pod�a aktuálnych potrieb
mikroprostredia. Defenzíny možno dokáza� aj v mo�i, plazme a vaginálnom sekréte.
Defenzíny usmrcujú ter�ové bunky tak, že sa vnárajú do membrán a vytvárajú v nich
otvory, podobne ako MAC-komplex komplementového systému; otvory majú priemer okolo
25Å. Výsledkom je osmotická lýza napadnutej bunky. Takto usmrcujú nielen po�etné baktérie
(Neisseria gonorhoe je ale rezistentná), ale aj kvasinky a obalené vírusy.
Defenzíny pôsobia už vo ve�mi nízkych hladinách – 1-10 µg . mL-1; pri vyšších
koncentráciách pôsobia cytotoxicky aj na vlastné bunky, �o pri zápale prispieva k celkovému
poškodeniu tkaniva, najmä v p�úcach. Defenzíny indukujú aj apoptózu, �o je jeden zo
spôsobov, ktorým makrofágy ni�ia nádorové bunky (defenzíny sa nachádzajú aj v
lyzozómoch makrofágov). Tento mechanizmus sa uplat�uje aj pri reakciách ADCC.
Podobným spôsobom ako defenzíny pôsobí aj �alšia antimikróbna látka, granulyzín, ktorá
sa nachádza v granulách NK-buniek a cytotoxických T-lymfocytov.
Angiogeníny sú najnovšou skupinou antimikróbnych peptidov, ktoré produkujú Panethove
bunky pod induk�ným vplyvom baktérií kme�a Bacteroides thetaiotaomicron, �o je
prevládajúci komenzál v �reve.
Z vyššie uvedeného preh�adu antimikróbnych mechanizmov vyplýva, že fagocytujúce
bunky majú ohromný antimikróbny potenciál, ktorým likvidujú približne 90 % všetkých
narušite�ov integrity jedinca.
Neutrofily patria k prvej obrannej línii, majú nezastupite�nú úlohu najmä v akútnom zápale
spôsobenom pyogénnymi baktériami. Fagocytóza sprostredkovaná neutrofilmi má mnoho
výhod. Po prvé, neutrofily odpovedajú na po�etné stimuly, na rôzne typy poškodenia
organizmu, dokonca aj také, s ktorými sa predtým nikdy nestretol. Po druhé, ke�že
neutrofilov je v cirkulácii ve�ké množstvo, odpovedajú na poškodenie okamžite a vo ve�kom
62
rozsahu. Po tretie, cídna schopnos� neutrofilov je vysoko efektívna, usmrtia naprostú vä�šinu
pohltených mikroorganizmov. Napokon, tým, že sú schopné rozklada� bunkovú dr�, urobia
vlastne prvý krok k hojacemu procesu. Napriek týmto pozitívam, má tento systém aj svoje
obmedzenia. K najvážnejším limitom patrí skuto�nos�, že na niektoré potencionálne škodlivé
látky neutrofily vôbec nie sú schopné odpoveda�, napr. nerozpoznajú a neneutralizujú toxíny
baktérií a po�etné vírusy. alej neutrofily nemajú možnos� modifikova� svoju odpove� na
základe skúsenosti z minulého stretnutia s cudzorodou látkou. Odpovedajú stereotypicky bez
oh�adu na to, ko�kokrát sa s daným patogénom stretli. Vzh�adom na uvedené skuto�nosti
a predovšetkým na fakt, že neutrofily nemajú schopnos� dlhšie trvajúceho boja, musí im
zákonite vypomôc� systém druhej línie, t.j. bunky mononukleárno-fagocytového systému.
6.3 Mononukleárno-fagocytový systém Mononukleárno-fagocytový systém sa skladá z buniek, ktoré ozna�ujeme ako makrofágy.
Majú spolo�ný pôvod, podobnú morfológiu a rovnakú funkciu. Makrofágy sa nachádzajú
v celom organizme, v rôznych tkanivách a orgánoch. Vyzna�ujú sa rozmanitos�ou tvarov
v závislosti od prostredia, v ktorom sa nachádzajú. Nezrelé makrofágy prítomné v krvnom
obehu ozna�ujeme ako monocyty. Predstavujú asi 5 % z celkovej populácie leukocytov. Majú
okrúhly tvar s priemerom asi 14 až 20 µm, majú bohatú cytoplazmu, v strede ktorej je jadro
okrúhleho alebo obli�kovitého tvaru. Perinukleová cytoplazma obsahuje mitochondrie, hrubé
endoplazmové retikulum a Golgiho aparát, �o sved�í o tom, že sa jedná o bunky schopné
proteosyntézy. Cytoplazma je v neprestajnom pohybe a vytvára závojovité vlnky. Zrelé
makrofágy, ktoré sa nachádzajú v spojivovom tkanive ozna�ujeme ako histiocyty; makrofágy
v sinusoidoch pe�ene poznáme ako Kupfferove bunky, v mozgu ako mikroglia, v p�úcach ako
alveolové makrofágy. Mnohé makrofágy sa vyskytujú v sínusoidoch sleziny, kostnej dreni
a lymfatických uzlinách.
Všetky makrofágy pochádzajú z kostnej drene, z kme�ovej bunky ozna�ovanej ako
monoblast. Monoblasty sa pod vplyvom rastových faktorov CSF diferencujú na
promonocyty a tieto sa po�as 6 dní diferencujú �alej na monocyty, ktoré sa dostávajú do
krvného obehu. Po 3 d�och monocyty cirkuláciu opúš�ajú a usíd�ujú sa v tkanivách, kde sa
diferencujú na makrofágy. Makrofágy sú dlho žijúce bunky a pokia� ich neaktivuje zápalový
procesom alebo poškodenie tkaniva, obnovujú sa rýchlos�ou asi 1 % za de�. Po pohltení
inertných �astíc niektoré makrofágy navzájom splývajú a vytvárajú obrovské bunky. Niektoré
pohltené �astice sú pre makrofágy toxické a zabíjajú ich. Ke� sa po zni�ení bunky tieto
63
�astice opä� dostanú do prostredia, znovu sa fagocytujú a proces sa opakuje. Pri poškodzovaní
makrofágov sa však ich obsah dostáva do daného mikroprostredia, �ím sa ich proteolytické
enzýmy podie�ajú na ni�ení vlastného tkaniva. Nekrotické tkanivo sa hojí fibrotickým
procesom, funk�né tkanivo sa nahradzuje nefunk�ným a pri vä�šom rozsahu dôjde aj ku
klinicky manifestnej chorobe, napr. azbestóze.
Makrofágy majú dôležité poslanie aj v nešpecifických aj v špecifických obranných
mechanizmoch. Zú�ast�ujú sa fagocytózy, syntetizujú po�etné cytokíny, zložky komplementu
a sú iniciátormi špecifickej imunitnej odpovede ako bunky prezentujúce antigén. Ve�mi
významnú úlohu hrajú makrofágy aj pri odstra�ovaní m�tvych a hynúcich buniek. Napr.
makrofágy sinusoidov sleziny odstra�ujú staré �ervené krvinky.
Fagocytóza makrofágmi sa podobá procesu fagocytózy pri neutrofiloch. Makrofágy na
miesto zápalu pri�ahujú nielen baktériové produkty (FMLP) a chemotaktické látky
imunitného systému (C5a, chemokíny), ale aj látky, ktoré sa uvo��ujú z poškodených buniek
a extracelulárnej hmoty. Ide o fragmenty kolagénu, elastínu a fibrinogénu. Neutrofily pri
svojom zániku uvo��ujú elastázu a kolagenázu a tak vlastne vytvárajú chemataktické faktory
pre monocyty. Sú takto vlastne „martýrmi“ imunitného systému: prichádzajú k cudziemu
materiálu prvé, okamžite ho atakujú a v procese jeho likvidácie prichádzajú o svoj život;
hynúc pri�ahujú na miesto zápalového ložiska makrofágy.
Aktivita makrofágov závisí od stup�a ich aktivácie. Nestimulované monocyty a makrofágy
sú pomerne pokojné bunky. Pokojné makrofágy sú bunky prítomné v ktoromko�vek mieste
v organizme za neprítomnosti exogénneho alebo endogénneho zápalového stimulu. Ak sa
vhodne stimulujú, dostávajú sa rýchlo do aktivovaného stavu. Rozlišujeme nieko�ko stup�ov
aktivácie. Ke� monocyty opúš�ajú krvné rie�isko a presúvajú sa do zápalového tkaniva,
zvyšuje sa hladina ich lyzozómových enzýmov, zvyšuje sa expresia Fc-receptorov, receptorov
pre fragmenty komplementu a pre transferín a zvyšuje sa sekrécia neutrálnych proteáz. Takéto
bunky ozna�ujeme ako zápalové makrofágy. V �alších procesoch ich môžu stimulova�
�alšie látky, najmä interferóny a rôzne produkty baktérií, �o spôsobí, že sa diferencujú na
aktivované makrofágy. Charakterizuje ich zvýšenie už predtým existujúcich aktivít alebo
vznikajú nové. Aktivované makrofágy majú viac zvlnenú cytoplazmu, majú ve�ký po�et
vyššie uvedených receptorov a zvýšený po�et adhezívnych molekúl. Zvyšuje sa aj expresia
HLA-molekúl druhej triedy a tým aj ich schopnos� prezentova� antigény. Výsledkom je
zvýšenie fagocytovej a baktericídnej aktivity, zvýšenie tvorby reaktívnych intermediálnych
produktov dusíka a aj zvýšenie schopnosti usmrcova� niektoré nádory.
64
Makrofágy zabíjajú pohltené baktérie aj oxidatívnymi aj neoxidatívnymi procesmi.
Respira�né vzplanutie je rovnaké ako sa opisuje pri neutrofiloch, je však menej výrazné.
Podstatný rozdiel je v tom, že makrofágy nemajú enzým myeloperoxidázu (MPO), túto
získavajú iba z vonkajšieho prostredia. Polymorfonukleárne leukocyty pri degranulácii
uvo��ujú MPO a makrofágy ju viažu prostredníctvom manózového receptora. Pomalšia je aj
degradácia, �o je odrazom menšieho po�tu lyzozómov v cytoplazme makrofágov. Na druhej
strane je však degrada�ný proces neúprosný, pretože makrofágy si môžu chýbajúce
proteolytické enzýmy dosyntetizova�. Pri makrofágoch sa omnoho výraznejšie ako pri
neutrofiloch uplat�ujú mechanizmy závislé od dusíka. Aktivácia makrofágov indukuje
syntázu oxidu dusnatého. Katalyzuje oxida�ný proces, pri ktorom sa z L-arginínu odštepuje
guanidínový dusík a vzniká krátko žijúci oxid dusnatý (NO•) a citrulín. Môžu sa tvori� aj
�alšie reaktívne intermediáty dusíka ako NO2, NO2-, N2O3, NO3
- (obr. 6.3), ako aj
nitrózamíny a nitrotioly. Sú to všetko toxické látky, so železom enzýmov vytvárajú komplexy
a tak inhibujú oxida�ný metabolizmus pohltených baktérií. NO môže tiež reagova� so
superoxidom (•O2-) �ím sa vytvorí ve�mi toxický peroxynitritový anión (ONOO-). V kyslom
prostredí sa mení na kyselinu peroxydusitú a potom na hydroxylový radikál až kyselinu
dusi�nú:
NO• + •O2- ONOO-
ONOO- + H+ ONOOH
ONOOH •OH + NO2• NO3
- + H+
Makrofágy, na rozdiel od neutrofilov, sa uplat�ujú najmä pri subakútnom a chronickom
zápale. Ak cudzorodý materiál pretrváva v danom ložisku dlhú dobu, obklopia ho po�etné
makrofágy, jeden ved�a druhého, takže pri histologickom vyšetrení vypadajú ako epitel.
Ozna�ujú sa preto ako epiteloidné bunky. Majú bohatú cytoplazmu, ktorá obsahuje ve�a
lyzozómov a po�etné endoplazmové retikulum. Epiteloidné bunky pri pokuse obklopi�
a pohlti� príliš ve�ké �astice sa môžu spája� a vytvára� mnohojadrové obrovské bunky.
Epiteloidné a obrovské bunky sú charakteristické pre perzistentné zápalové ložisko, pri tvorbe
granulómov a tuberkulínových uzlíkov (imunopatologické poškodzovanie tkanív IV. typu
pod�a Coombsa a Gella).
Makrofágy sú nevyhnutné pre dobré hojenie rán. Ke� sa dostanú do rany, najprv pôsobia
ako neutrofily, t.j. pohltia a usmrtia baktérie. Navyše však syntetizujú elastázu a kolagenázu,
enzýmy, ktoré rozkladajú spojivové tkanivo.Akonáhle sa poškodené tkanivo odstráni,
makrofágy sa zú�ast�ujú na jeho remodelácii. Syntetizujú rastový faktor pre fibroblasty, �ím
65
podporujú ich zmnoženie a následnú tvorbu kolagénu. Makrofágy sa podie�ajú aj na
angiogenéze tým, že syntetizujú faktory podporujúce rast nových ciev.
Makrofágy obsahujú Golgiho aparát a hrubé endoplazmové retikulum, takže sú to bunky,
ktoré sú schopné proteosyntézy. V skuto�nosti v sú�asnosti poznáme okolo 100 rôznych
proteínov, ktoré syntetizujú makrofágy. Niektoré proteíny, ako sú napr. zložky
komplementového systému C2, C3, C4 a C5 sa tvoria kontinuálne. Niektoré proteíny sa
syntetizujú len pri fagocytóze. Sem patria lyzozým, kolagenáza, elastáza, aktivátor
plazminogénu, PAF (platelet activating factor), leukotriény. Makrofágy syntetizujú aj
po�etné cytokíny, z ktorých najvýznamnejšie sú IL-1, IL-6, IL-12 a TNF (tab. 6.2)
6.4 Zápal
Zápal je odpove� organizmu na poškodenie tkaniva, buniek, orgánov a na infekciu. Je to
súbor obranných, viac-menej stereotypných reakcií, ktoré so rozvíjajú po akomko�vek
poškodení organizmu, majú primárne obranný charakter a sú zamerané na zastavenie šírenia
patologického procesu, zriedenie a vylú�enie škodliviny z organizmu. Mechanizmy spustenia
odpovede organizmu na poškodenie sú extrémne citlivé. Organizmus odpovedá aj na taký
stimul, ktorý za poškodenie ani nepovažujeme (napr. na silný stisk ruky alebo silnejšie
udretie). Má schopnos� reagova� tak na malé poškodenia ako sú poškrabania, odreniny,
porezania, popáleniny, ako aj na ve�ké poranenia, ako sú vážne popáleniny, chirurgické
výkony a amputácie kon�atín. Naj�astejšie sa zápalová reakcia dáva do súvislosti
s prítomnos�ou infekcie. Treba však podotknú�, tak sme už uviedli v úvode, že zápal sa
rozvíja ako obranná reakcia na poškodenie tkaniva nech už bolo toto poškodenie sa vyvolalo
akýmko�vek spôsobom.a teda nie vždy je rozvoj zápalu asociovaný s prítomnos�ou infekcie.
Naopak, môže ís� o �ažkú zápalovú reakciu bez nej – napr. u pacientov po
kardiochirurgických výkonoch, po infarkte myokardu, po náhlej cievnej príhode, pri
ateroskleróze, at�. Poznáme tak zápal fyzikálny (vyvolá ho napr. žiarenie, tlak), chemický
(chemické látky), infek�ný (mikroorganizmy), alergický, autoimunitný, pri nádorových
chorobách a idiopatický (prí�inu doteraz nepoznáme). Zápalová reakcia má vždy primárne
obranný charakter, ak je však zle regulovaná alebo prestrelí, môže sama o sebe vies�
k poškodeniu organizmu, ba dokonca aj k smrti.
Najznámejší je infek�ný zápal. V závislosti od charakteru poškodzujúceho �inite�a dôjde
napr. k porušeniu integrity kože alebo vnútorných povrchov, k porušeniu tkaniva, svalov ako
aj ciev. V takejto situácii môže dôjs� a vä�šinou aj dochádza k infikovaniu poškodeného
66
tkaniva, pretože fyziologické bariéry, ktoré infek�ným zárodkom tomuto prieniku bránili, sa
porušili. Organizmus má pre takéto prípady k dispozícii hojace a repara�né postupy, ako aj
možnos� eliminácie preniknutých mikroorganizmov a ich toxínov. Odpove� organizmu na
poškodenie a infekciu je adekvátna ich rozsahu: napr. pri malom škrabnutí nemá predsa
zmysel zapoji� do obranných a repara�ných procesov všetky prostriedky, ktorými organizmus
disponuje; tak isto je nepredstavite�né, že by pri náhlej strate kon�atiny �i vážnej infekcii
zapojil do obranných procesov iba jediný mechanizmus. Odpove� musí by� preto regulovaná
a kontrolovaná. Pri poškodení tkanív a ich infekcii dochádza k spusteniu celého spektra
vzájomne poprepájaných celulárnych a humorálnych mechanizmov patriacich predovšetkým
koagula�nému, kinínovému, fibrinolytickému, komplementovému systému a systémom
zabezpe�ujúcim procesy fagocytózy.
Po�iato�né fázy po poškodení a infikovaní tkaniva sú znázornené na obr. 6.4. Po poškodení
tkaniva exponovaný kolagén, bazálna membrána ciev, alebo niektoré negatívne nabité látky
aktivujú Hagemanov faktor (faktor XII koagula�ného systému) ako aj uvo�nenie histamínu
z mastocytov. Hagemanov faktor má silnú prokoagula�nú aktivitu, t.j. môže spusti� proces
zrážania krvi. Aktivovaný Hagemanov faktor indukuje tiež aktiváciu prokallikreinu a vzniká
kallikrein. Kallikrein spúš�a syntézu kinínov, okrem iných aj bradykinínu, ktorý zodpovedá
za vazodilátáciu, zvýšenú cievnu permeabilitu a boles�. Kiníny indukujú aj vznik plazmínu,
ktorý aktivuje komplement, jeho alternatívnu dráhu, �ím vznikajú štiepne produkty
s vazodilata�nou a chemotaktickou aktivitou, �ím sa za�nú do celého procesu zapája�
mechanizmy fagocytózy a proces zápalu sa plne rozvíja. Aktiváciou fosfolipázy A2
z membránových lipidov vzniká kyselina arachidónová, z ktorej sa následne pôsobením
lipooxygenázy alebo cyklooxygenázy tvoria leukotriény, tromboxány a prostaglandíny;
zahr�ujeme ich pod spolo�ný názov eikozanoidy (obr. 6.5). Niektoré z nich, leukotriény
LTB4, LTC4, LTE4 a najmä prostaglandín PGE2 po väzbe na svoje receptory v membráne
jadra bunky indukujú zápalové procesy.
Morfologické prejavy zápalu opísal už v 1.st. n. l. rímsky lekár Celsus. Pod�a jeho opisu
rozlišujeme 4 základné �rty zápalu: calor (teplo), rubor (za�ervenanie), dolor (boles�) a
tumor (opuch). V 2. storo�í �alší lekár, Galen, pridal k týmto 4 znakom zápalu ešte piaty, a
to functio laesa (porucha funkcie). Uvedená charakteristika je platná dodnes, s tým
rozdielom, že poznáme už celulárnu a molekulovú podstatu zápalových reakcií. Práve
preniknutie do tajov imunitných procesov, ktoré sú základom toho, �o sa klinicky prejavuje
ako zápal, umožnilo rozšíri� chápanie imunopatogenézy zápalu. Procesy, ktoré opísali Celsus
a Galen patria fylogeneticky najstaršiemu obrannému mechanizmu - akútnemu zápalu.
67
Zápal možno deli� z viacerých h�adísk. Z h�adiska dopadu na organizmus môžeme
rozlišova� zápal obranný, kedy je výsledkom eliminácia antigénov bez klinicky
detegovate�ných zmien v organizme a zápal poškodzujúci, kedy sa popri odstra�ovaní
vyvolávajúceho �inite�a sú�asne poškodzuje aj tkanivo. Pod�a intenzity reakcie delíme zápal
na akútny, subakútny a chronický; pod�a hlavného prejavu môže ís� o zápal exudatívny alebo
prolifera�ný; pod�a rozsahu tkanivového poškodenia rozpoznávame zápal povrchový a
h�bkový.
Zápal je z h�adiska svojej podstaty charakterizovaný ú�as�ou viacerých systémov
organizmu, z ktorých imunitný systém má jednu z najdôležitejších funkcií. Najv�asnejšia
zmena, ktorá sa pri zápale pozoruje je do�asná vazokonstrikcia, ktorá je spôsobená
kontrakciou hladkého svalstva v stene ciev. Prejavom tejto reakcie je zblednutie kože.
Dochádza pri tom k ischemizácii tkaniva, �o môže vies� k jej poškodeniu. Túto reakciu po
ur�itom �ase (sekundy, minúty, hodiny) vystriedajú �alšie procesy, ktoré delíme na štyri
fázy: 1. akútna cievna odpove�, 2. akútna celulárna odpove�, 3. chronická celulárna
odpove�, 4. zahojenie.
Akútna cievna odpove� vzniká v priebehu nieko�kých sekúnd po poškodení tkaniva a
trvá nieko�ko minút až hodín. Charakterizuje ju predovšetkým vazodilatácia a zvýšená cievna
permeabilita. Vazodilatácia zabezpe�í prítok krvi do poškodeného tkaniva a tým aj
oxygenáciu tkaniva, ktoré v dôsledku vazokonstrikcie trpelo hypoxiou. �ím intenzívnejšia
bola vazokonstrikcia, tým intenzívnejšia a dlhšietrvajúca je následná vazodilatácia. Ako každá
reakcia v organizme, aj táto má primárne obranný charakter − obnovenie cirkulácie a prísun
obranných látok, avšak náhle striedanie hypoxie a hyperémie môže vies� k poškodeniu
cievneho endotelu a následne tkaniva, k tzv. ischemicko-reperfúznemu poškodeniu .
Zvýšený prietok krvi totiž spôsobí, že sa dané ložisko prekrví (hyperémia), �o sa prejaví
za�ervenaním (erytém) a zvýšením teploty. Zvýšenie cievnej permeability spôsobí presun
tekutiny do zápalového ložiska (exudácia), �o je na jednej strane pozitívne (prísun, protilátok,
opsonínov a iných obranných látok), ale na strane druhej, nahromadenie tekutiny v
extracelulárnom priestore (edém) je prí�inou bolesti a v prípade, že je nekontrolovate�né,
môže spôsobi� poškodenie tkaniva, príp. aj smr� (napr. pri respira�nom šokovom syndróme
dospelých - adult respiratory distress syndrome). Akútnu cievnu odpove� indukujú
predovšetkým histamín, bradykinín a lipidové mediátory; medzi nimi ústredné postavenie má
PGE2. Inhibítory cyklooygenáz (COX-1, 2 a -3) stoja preto v popredí medikamentózneho
ovlyvnenia uvedených procesov.
68
Akútna celulárna odpove�. V závislosti od vyvolávajúceho �inite�a môže zápalová
reakcia prebehnú� rýchlo alebo sa môže vyvinú� na zložitý proces, na ktorom sa zú�ast�ujú
po�etné bunky a molekuly nielen imunitného, ale aj iných systémov organizmu. Základnou
�rtou akútneho zápalu je akumulácia a aktivácia neutrofilných leukocytov v postihnutom
tkanive. Neutrofily za fyziologických podmienok prúdia v krvi rýchlos�ou 2-5 mm.s-1, sú v
neaktívnom stave a ich pol�as života je 6 hodín. V prípade, že sa aktivujú, dôjde k zásadným
zmenám v ich morfológii a funkcii. Aktiváciu neutrofilov, ako aj aktiváciu endotelových
buniek ciev, vyvolávajú histamín, C5a, trombín, LTB4, prozápalové cytokíny (IL-1, IL-6,
TNF) a predovšetkým chemokíny (MIP1-α, MCP1, IL-8). Výsledkom je zvýšenie expresie
alebo aktivácia adhezívnych molekúl v membránach oboch typov buniek, �o umožní ich
vzájomnú interakciu - adhezívne molekuly neutrofilov špecificky interagujú s adhezínmi
endotelových buniek (obr. 6.6), �o je nevyhnutný predpoklad na to, aby sa bunka mohla
dosta� do extravaskulárneho priestoru a neodniesol ju krvný prúd. Prvý adhezívny kontakt sa
uskuto��uje prostredníctvom selektínov. Jeho výsledkom je, že neutrofily opúš�ajú krvný
prúd a za�ínajú sa po endoteli kotúla�, ich rýchlos� sa výrazne zníži, až na 50 µm.s-1. V
�alšom procese sa v membráne neutrofilov pod vplyvom chemokínov vo zvýšenej miere
exprimujú integríny, ktoré prostredníctvom interakcie so svojimi partnerskými molekulami
na endotelových bunkách spôsobia, že neutrofily pevne adherujú na endotel cievy a menia
svoj tvar, z okrúhleho na plochý. Nasledujúcim krokom je „preplazenie“ sa (diapedéza)
leukocytu cez štrbiny medzi endotelovými bunkami do tkaniva. Tento prechod neutrofilu cez
štrbinu medzi dvomi endotelovými bunkami je daný najmä dvomi faktormi – uvo��ovaním
poteolytických enzýmov zo strany neutrofilu, ktoré rozložia medzibunkový tmel a
homológnou interakciou medzi diferencia�nými antigénmi CD31 neutrofilov a endotelových
buniek.
Bunka, ktorá sa dostala mimo cievne rie�isko sa ocitá v prostredí, ktoré charakterizuje sple�
rôznych glykoproteínov (kyselina hyalurónová, kolagén, vitronektín, laminín a iné). Ide o
extracelulárnu hmotu (extracelulárne matrix), cez ktorú si leukocyt musí prerazi� cestu, aby
dosiahol svoj cie�, t.j. dostal sa do zápalového ložiska. Robí to tým spôsobom, že po adhézii
na príslušné proteíny interstícia uvo��uje rôzne proteinázy, ktoré špecificky štiepia svoje
ter�ové štruktúry. Tieto sa vylu�ujú v neaktívnej forme. Katalytické miesto proenzýmu sa
odhalí po štiepení proenzýmu membránovými proteinázami. Tento systém umož�uje
leukocytu zachova� si nielen svoju katalytickú aktivitu, ale umož�uje mu aj vektorový pohyb
vpred. Kone�ný invazívny krok je výsledkom zvýšenia sekrécie proenzýmov a expresie
membránových proteináz v závislosti od intenzity a charakteru adhezívnych kontaktov medzi
69
leukocytmi a glykoproteínmi interstícia. Lokálna akumulácia neutrofilov a plazmových
proteínov umožní týmto profesionálnym fagocytom intenzívne bojova� s infek�nými
zárodkami, zni�i� ich a prispie� k regenerácii poškodeného tkaniva.
Chronická celulárna odpove�. V prípade, že poškodenie je dostato�ne intenzívne a trvá
�alších nieko�ko dní, zápalová reakcia sa dostáva do tretej fázy, ktorú ozna�ujeme ako
chronická celulárna odpove�. Charakteristickou �rtou tejto fázy odpovede je prísun
lymfocytov a monocytov, ktoré sa v tkanive diferencujú na makrofágy. Z krvného rie�iska sa
do zápalového ložiska dostávajú podobným spôsobom ako neutrofily, ale pod vplyvom iných
chemokínov a iných interak�ných molekúl (najmä α4-integrínov - α4β1 a α4β7). Makrofágy
pokra�ujú vo funkcii neutrofilov, t.j. usmrcovaní mikroorganizmov, navyše však odstra�ujú
celulárnu a tkanivovú dr� a podie�ajú sa na remodelácii tkaniva. Úlohou T-lymfocytov je
jednak aktivova� makrofágy a jednak za�a� procesy špecifickej imunitnej odpovede.
Zahojenie. Za nieko�ko dní, príp. týžd�ov sa zápalové ložisko zahojí. Na utlmení zápalovej
reakcie sa podie�ajú opä� produkty lipooxygenázovej, resp. cyklooxygenázovej dráhy,
konkrétne lipoxíny a cyklopentenónové prostaglandíny (15dPGJ2). Ide o relatívne paradoxný
fenomén, ke� berieme do úvahy, že leukotriény a prostaglandíny patria k najú�innejším
proinflama�ným mediátorom. Sved�í to o autoregula�ných mechanizmoch tak, ako je to
známe aj z mnohých iných biologických systémov. Lipoxíny a cyklopentenónové
prostaglandíny pôsobia tlmivo na migráciu leukocytov, znižujú expresiu adhezívnych
molekúl, podporujú apoptózu neutrofilov a pod.). Makrofágy pohlcovaním apoptotických
teliesok zase za�nú produkova� TGF-ß a IL-10, cytokíny, ktoré inhibujú imunitné procesy.
Krvné zrazeniny sa fibrinolytickým procesom odstránia a obnoví sa pôvodná architektúra
tkaniva.
V prípade, že návrat do pôvodného stavu pre zna�ný deštruk�ný proces nie je možný,
zápalové ložisko sa hojí zjazvením. Postihnuté miesto sa zaplní fibroblastmi, kolagénom a
novými endotelovými bunkami. Oby�ajne sú mikroroganizmy do tejto doby už zni�ené.
Niekedy sa však stáva, že organizmus nedokáže všetky infek�né agensy zlikvidova� alebo
odstráni� všetky jeho produkty. V takomto prípade sa ložisko obkolesí a izoluje od ostatného
tkaniva a vytvorí sa granulomatózne tkanivo. Granulóm tvoria makrofágy a lymfocyty
nahromadené okolo materiálu, ktorý nebol zlikvidovaný, spolu s epiteloidnými bunkami a
obrovskými bunkami, ktoré vznikli fúziou makrofágov. Celé ložisko je od okolia izolované
obalom tvoreným kolagénom, ktorého syntézu podporuje IL-1 produkovaný makrofágmi.
Procesy, ktoré sú uvedené v bodoch 1 a 2 zahr�ujeme v medicíne pod pojem akútny zápal,
kým procesy uvedené v bodoch 3 až 4 patria pod názov chronický zápal.
70
Zápal nie je iba lokálny proces, ale má odraz v celom organizme. Mediátory zápalu
indukujú predovšetkým zvýšenie teploty a zvýšenie syntézy proteínov akútnej fázy. Proteíny
akútnej fázy majú možstvo aktivít, ktorými priamo prispievajú k neutralizácii infek�ných
zárodkov, minimalizujú lokálne tkanivové poškodenie a pomáhajú aj pri oprave a regenerácii
tkaniva. Ich úlohou je aj mobilizácia rezerv organizmu na systémovej úrovni. V�aka nim
dochádza k �alšej potenciácii �innosti imunitného systému a k zvýšenej tvorbe cytokínov,
pomocou ktorých žiada organizmus o pomoc nervový (CNS) a endokrinný systém v prípade,
že sa nepodarí zápal na lokálnej úrovni zastavi� a hrozí, že by sa tento mohol rozšíri�
a spôsobi� vážne poškodenie organizmu, poprípade až smr�. V takýchto život ohrozujúcich
situáciách je totiž nevyhnutná neuro-endokrinno-imunitná regulácia, t.j. �innos�
superinforma�ného systému (neuro-nedokrinno-imunitného systému).
71
7 HLA-KOMPLEX
Hlavný histokompatibilný komplex (MHC) �loveka sa nazýva HLA (human leucocyte
antigens). Génová oblas� HLA-komplexu sa nachádza na krátkom ramene 6. chromozómu v
oblasti 6p21.31. Zah��a úsek dlhý 3600 kilobáz (kb), t. j. 3,6 cM (1 cM = 1000 kb), �o
predstavuje asi 0,1 % genómu �loveka. Nachádza sa tu 224 génov, z ktorých 128 je
funk�ných a 96 je pseudogénov, �o predstavuje 1 gén na 16 kb. HLA-oblas� patrí takto
k najhustejšie obsadeným genetickým oblastiam �loveka. Odhaduje sa, že asi 40 % z
exprimovaných génov ovplyv�uje procesy imunitnej odpovede.
K základnej charakteristike HLA-systému patrí jeho komplexnos� a polymorfnos�.
Komplexnos� ur�uje existencia viacerých lokusov a polymorfnos� podmie�uje alelový
charakter jednotlivých lokusov. Gény, ktoré sa nachádzajú na jednotlivých lokusoch,
determinujú štruktúrne a funk�ne odlišné molekuly, ktoré pod�a oficiálnej nomenklatúry SZO
patria bu� do prvej, druhej, alebo tretej triedy (obr. 7.1). Objav �alších génov spôsobil, že sa
nomenklatúra mierne upravila - rozlišujeme klasickú a rozšírenú podoblas� prvej triedy, ,
klasickú a rozšírenú podoblas� druhej triedy a klasickú podoblas� tretej triedy.
7.1 Gény a molekuly prvej triedy
HLA-molekuly prvej triedy majú všetky rovnakú štruktúru, skladajú sa z jedného �ažkého (α)
a jedného �ahkého (β) re�azca. Re�azec α je transmembránový, re�azec β je totožný s β2-
mikroglobulínom (β2m) a nepatrí k transmembránovým proteínom; na �ažký re�azec sa
nadväzuje nekovalentnými väzbami. Determinuje ho gén, ktorý sa nachádza na 15.
chromozóme. �ažký re�azec HLA antigénov prvej triedy sa rozde�uje na tri �asti:
extramembránovú, transmembránovú (TM) a cytoplazmovú (CY). Extramembránový úsek sa
skladá z troch domén - α1, α2, α3 (obr. 7.2).
Porovnávaním α-re�azcov jednotlivých HLA-molekúl sa zistilo, že najvä�šie zmeny medzi
nimi sú v doménach α1, menej v α2. Terciárna štruktúra HLA–molekúl je kombináciou alfa a
beta štruktúry (obr. 7.3). α3-doména a β2m majú formu skladaného listu (β-štruktúra), kým
domény α1 a α2 vo vzájomnej interakcii vytvárajú akýsi žliabok, ktorého spodnú �as� tvorí 8
vlákien (po 4 z každej domény) vo forme skladaného listu, ktoré prechádzajú do špirálovitej
formy (α-štruktúra) a vytvárajú bo�né steny žliabku. Priestorové usporiadanie umož�uje
HLA-molekulám prija� a viaza� (do žliabku) cudzorodé antigény, resp. len �as� z nich, tzv.
imunogénny peptid s rozsahom 8-9 aminokyselinových jednotiek a potom ho prezentova� T-
72
lymfocytom a spusti� tak mechanizmy špecifickej imunitnej odpovede. Prakticky všetky
polymorfné miesta jednotlivých HLA-molekúl sa nachádzajú v spodnej �asti alebo v bo�ných
stenách žliabku, �iže sama primárna sekvencia aminokyselinových jednotiek v štruktúre
HLA-molekúl predur�uje ich funkciu ako molekúl prezentujúcich antigény.
Gény HLA-A, -B, -C majú alelový charakter. Sú�asné moderné techniky umož�ujú pozna�
presnú sekvenciu nukleotidov príslušnej alely, resp. sekvenciu aminokyselín v jej produkte.
Túto skuto�nos� musela zoh�adni� aj nomenklatúra. Do r. 1988 sa ozna�enie pre alelu
zhodovalo s ozna�ením molekuly, ktorý ur�ovala, ale od tohto roku sa za�ali ozna�ova� aj
alely. Každá alela má svoje ozna�enie, ktoré sa skladá zo 4 �ísiel, ktoré nasledujú po
pomenovaní lokusu a hviezdi�ke. Prvé dvoj�íslo ozna�uje asociáciu k známej sérologickej
špecifickosti a druhé dvoj�íslo ozna�uje danú alelu. Napríklad antigén HLA-A2 môže by�
determinovaný alelou A*0203, t. j. A (lokus), * (hviezdi�ka), 02 (antigén HLA-A2), 03
(alela). Podobne antigén HLA-B27 môže by� kódovaný alelou B*2701 až B*2712. Alely
jednotlivých HLA lokusov sa správajú ako vzájomne sa vylu�ujúce, teda prítomnos� jednej
alely na danom lokuse automaticky vylu�uje prítomnos� druhej. Alelový charakter HLA
génov zaprí�i�uje obrovskú polymorfnos� HLA komplexu; lokus HLA-B je napr.
najpolymorfnejším lokusom �udského genómu (tab. 7.1).
Lokusy HLA-A, -B, -C patrili k prvým objaveným, a preto sa ozna�ujú ako „klasické“.
Neskôr sa objavili �alšie lokusy a tieto ozna�ujeme ako „neklasické“. Patria sem HLA-E, -F,
-G, MICA, MICB, HFE a iné (celkovo 26). Treba ešte doda�, že existujú ešte gény, ktoré
kódujú proteíny podobné HLA-molekulám prvej triedy, ale tieto sa nenachádzajú v HLA-
genetickej oblasti. Ide o gény ULB, determinujúce proteíny ULBP; nachádzajú sa na
chromozóme 6q25 (tab. 7.2). Neexprimujú sa konštitutívne, ale, podobne ako molekuly MIC,
iba pri stresových situáciách bunky (infekcia vírusmi, malígna transformácia a pod.) a slúžia
takto ako znak jej ohrozenia. Takéto bunky rozpoznávajú NK-bunky, ktoré svojimi
aktiva�nými receptormi rozpoznávajú exprimované ULBP (MIC) a zni�ia ich.
7.2 Gény a molekuly druhej triedy
Gény determinujúce HLA-molekuly druhej triedy (HLA-II) sa nachádzajú v centromérovej
oblasti, ktorá sa ozna�uje aj ako HLA-D (názov sa zachoval pod�a poradia ich objavu − ako
štvrté v poradí). Oblas� HLA-D sa skladá z troch podoblastí, smerom od centroméry: HLA-
DP, -DQ, -DR (obr. 7.1).
73
HLA molekuly druhej triedy patria k transmembránovým glykoproteínom, skladajú sa z
dvoch re�azcov, �ažkého (α) a �ahkého (β) (obr. 7.4). Extracelulárna �as� oboch re�azcov sa
skladá z dvoch domén - α1 a α2, resp. β1 a β2. Terciárna štruktúra HLA-proteínov druhej
triedy sa podobá štruktúre HLA-molekúl prvej triedy. Domény α2 a β2 majú štruktúru
skladaného listu, kým domény α1 a β1 helikálnu.Vzájomnou interakciou vytvárajú žliabok
schopný do seba prija� imunogénny fragment a prezentova� ho imunokompetentným bunkám.
Genetická determinácia HLA-proteínov druhej triedy je zložitejšia ako vyplýva z ich
biochemickej charakteristiky. Predpokladali by sme, že každý re�azec bude determinova�
jeden gén, jeden pre re�azec α (gén A) a jeden pre re�azec β (gén B).Ukázalo sa však, že
génov je viac, z ktorých niektoré sú pseudogény. Napr. v podoblasti HLA-DP sú funk�né
gény lokusov A1, B1 a pseudogény sídlia na lokusoch A2, A3 a B2. Podobne je to aj
v podoblasti DQ, resp. DR. Gény na jednotlivých HLA-lokusoch druhej triedy, podobne ako
je to pri prvej triede, majú alelový charakter, pri�om alely sa správajú ako vzájomne sa
vylu�ujúce. Alely druhej triedy spolu s alelami prvej triedy zabezpe�ujú ohromnú
polymorfnos� HLA-systému (tab. 7.1).
Molekuly HLA-DR, -DQ a –DP sú sú�as�ou integrálnych membránových proteínov
buniek. Na rozdiel od HLA-molekúl prvej triedy, expresia HLA-molekúl druhej triedy nie je
ubikvitárna, ale diferencovaná. Nachádzajú sa predovšetkým na bunkách zú�ast�ujúcich sa
imunitnej odpovede, ako sú monocyty, makrofágy, dendritové bunky a B-lymfocyty. HLA-
molekuly druhej triedy na pokojných T-lymfocytoch nie sú, zjavujú sa na nich až po aktivácii
antigénom, resp. po pôsobení imunomodula�ných látok. Uvedená skuto�nos� platí aj pre
�alšie, špecializované epitelové bunky - keratinocyty, bunky �reva, tyreocyty, endotelové
bunky, tubulové bunky obli�iek, epitelové bunky týmusu a aj pre niektoré neepitelové bunky -
astrocyty, melanocyty at�. K látkam, ktoré indukujú ich expresiu patria napr. IFN-γ, TNF, IL-
4, ionofory Ca2+. K látkam, ktoré potlá�ajú expresiu, patria napr. kortikosteroidy,
prostaglandíny, interferóny prvého typu (IFN-α, IFN-β), noradrenalín, α-fetoproteín,
imunokomplexy a iné. Existencia pozitívnych a negatívnych induktorov zabezpe�uje presnú a
ú�innú reguláciu expresie HLA-molekúl obidvoch tried.
V HLA-D-oblasti sa nachádzajú ešte aj �alšie gény, najdôležitejšie sú HLA-DO, -DM,
LMP a TAP. Ich produkty sú významnými molekulami, ktoré sa podie�ajú na prezentácii
antigénov, podobne ako tapasín, ktorého gén sa nachádza v rozšírenej podoblasti druhej triedy
(od HLA-DPA3 smerom k centromére).
74
7.3 Gény a molekuly tretej triedy
V strede HLA-genetickej oblasti, ohrani�enej na centromérovom konci lokusom HLA-DRA
a na telomérovom konci lokusom HLA-B (obr. 7.1) sa nachádza úsek ve�ký ∼ 700 kb, v
ktorom sa identifikovalo viac ako 60 génov, �ím sa stal najhustejšie „obývanou“ genetickou
oblas�ou genómu �loveka – na každých 12,9 kb pripadá jeden gén. Až na výnimku v C4
a CYP21 génoch, celá táto oblas� postráda pseudogény, �o je v ostrom kontraste s množstvom
pseudogénov, ktoré sú prítomné v oblastiach HLA-I a II. Gény tejto oblasti sa ani štruktúrne,
ani funk�ne nepodobajú HLA-molekulám, napriek tomu sa však pre ne zaužíval názov tretia
trieda HLA-antigénov (HLA-III). Patria sem predovšetkým gény pre niektoré zložky
komplementu (C2, C4, B), faktor nekrotizujúci nádory (TNF) a lymfotoxín (LT), proteíny
teplotného šoku HSP70, 21-hydroxylázu (P450 ≡ CYP21; enzým, ktorý sa zú�ast�uje na
koverzii progesterónu a 17-hydroxyprogesterónu na 11-deoxykortikosterón a 11-
deoxykortizol, �o sú intermediálne produkty pri syntéze mineralokortikoidov resp.
glukortikoidov).
7.4 Dedi�nos� HLA-génov
HLA-gény sú dominantné a riadia sa mendelovským typom dedi�nosti. Celá genetická oblas�,
t. j. od HLA-F až po HLA-DP, haplotyp, sa prenáša z rodi�ov na potomstvo vcelku (en bloc).
V rámci rodiny sa môžu vyskytnú� teoreticky 4 rôzne kombinácie rodi�ovských haplotypov,
takže súrodenci môžu by� navzájom bu� HLA-identickí, haploidentickí (majú jeden haplotyp,
v druhom sa líšia) alebo rozdielni. Rodi�ia sú vo�i svojim de�om vždy haploidentickí (obr.
7.5).
Genetická oblas� HLA-komplexu na krátkom ramene 6. chromozómu zaberá úsek dlhý 3,6
cM, �o je dostato�ná vzdialenos� na to, aby dochádzalo k rekombináciám medzi génmi na
jednotlivých lokusoch. Ak vychádzame z tejto reality a z údajov, že populácie už mali
dostato�ne dlhý �as na svoj vývoj, možno predpoklada�, že frekvencia ur�itej alely na
niektorom z lokusov nebude závisie� od frekvencie inej alely �alšieho lokusu. Napr.
vzh�adom na slovenskú populáciu, kde frekvencia HLA-A1 je 21,1 % a HLA-B8 13,9 %, by
sa o�akávalo, že frekvencia haplotypu HLA-A1,-B8, t.j. po�et osôb, ktoré na tom istom
chromozóme budú ma� sú�asne alely HLA-A1 a HLA-B8, bude 2,9 %. Skuto�nos� je však
odlišná, tento haplotyp sa v slovenskej populácii vyskytuje v 4,6 %. Tento rozdiel medzi
o�akávanou a pozorovanou frekvenciou sa nazýva väzbová nerovnováha (linkage
disequilibrium).
75
Opakom väzbovej nerovnováhy je rekombinácia, crossing over. Celkovo rekombinácie
v HLA-genetickej oblasti dosahujú štatistickú 1 % rekombina�nú rýchlos� na 1000 kb a jednu
meiózu. Tejto hodnote sa približujú najmä pozorované rekombinácie medzi lokusmi HLA-B a
HLA-DRB1 - 0,94 %, menej medzi HLA-DRB1 a DPB1– 0,74 %. Rekombinácie medzi
lokusmi HLA-DQ a HLA-DR sa nepozorujú; naproti tomu medzi HLA-DQ a HLA-DP sa
nachádza miesto �astých rekombinácií, �oho výsledkom je, že väzbová nerovnováha medzi
alelami oboch lokusov je ve�mi zriedkavá. Nízka úrove� rekombinácie sa pozoruje aj medzi
lokusmi HLA-A a HLA-B – 0,31 %. Najvä�šia disproporcia medzi fyzickou vzdialenos�ou
lokusov a rekombina�nou rýchlos�ou sa pozoruje v telomerickej oblasti HLA-I, kde
rekombinácie medzi HLA-F a HFE sú extrémne zriedkavé.
7.5 Biologický a medicínsky význam HLA-komplexu
HLA-komplex pre svoju biologickú dôležitos� patrí k najvýznamnejším genetickým
systémom �loveka; spolu s génmi pre protilátky a antigénový receptor T-lymfocytov (TCR)
patrí k imunologickej „svätej trojici“. Biologická dôležitos� HLA-komplexu sa zakladá
predovšetkým na jeho rohodujúcom význame pri prezentácii antigénov – ak jeho molekuly
prvej �i druhej triedy prezentujú cudzorodé antigény „správne“ vzniká dobrá imunitná
odpove� a daný jedinec v boji o svoje prežitie v konkurencii so svojimi súbežníkmi vyhráva.
Uve�me napr.odpove� vo�i HIV, sú�asne sná� najvä�šej infek�nej pliage �udstva; tí, ktorí
vlastnia HLA-27 sa bránia ú�innejšie ako jedinci s inými HLA-molekulami. Alebo, jedinci
s HLA-DR5 (DRB*1101) sa výborne bránia proti infekci spôsobovanej vírusom hepatitídy C
(HCV); podobne jedinci s HLA-DR13 (DRB*1301) sú relatívne odolní proti infekcii
vyvolanej vírusom hepatitídy B (HBV). Biologická dôležitos� HLA-komplexu vyplýva tiež
z jeho rozhodujúcej funkcie pri indukcii tolerancie na vlastné antigény; ak sa neprezentujú,
alebo nie celkom správne, výsledkom je indukcia autoimunitných procesov.
V medicíne sa stretávame s HLA-komplexom najmä v transplantológii, kde sa snažíme,
aby darca a príjemca sa zhodovali v najimunogénnejších HLA-molekulách. alšia oblas� sa
týka asociácie niektorých HLA-aliel, resp. molekúl s chorobami, najmä autoimunitnými,
kde sa stali ich charakteristickým znakom. Napokon jednozna�ná Mendelovská dedi�nos�,
ohromná polymorfnos� a relatívne �ahké ur�ovanie HLA-alel urobili z HLA-systému
vynikajúci nástroj pre riešenie paternitných sporov.
76
8 DIFERENCIA�NÉ ANTIGÉNY
Výsledkom reakcie medzi antigénom na jednej a imunokompetentnými bunkami na strane
druhej je protilátkový alebo bunkový typ imunitnej odpovede eliminujúcej v kone�nom
dôsledku antigén, ktorý všetky tieto procesy vyvolal. Imunitnú odpove� však nemožno
redukova� iba na prostú interakciu medzi antigénom a imunokompetentnou bunkou, ktorá ho
rozpoznáva svojím špecifickým receptorom. V skuto�nosti je situácia zložitejšia, na imunitnej
odpovedi sa priamym alebo nepriamym mechanizmom zú�ast�ujú aj po�etné imunoregula�né
látky a rôzne molekuly nachádzajúce sa v membránach lymfocytov, buniek prezentujúcich
antigén a iných.
Základná štruktúra bunkovej membrány cicavcov sa skladá z lipidovej dvojvrstvy, do ktorej
sú ponorené proteíny, resp. glykoproteíny (obr. 8.1). Proteíny bunkových membrán sa od seba
odlišujú v závislosti od tkaniva, resp. orgánu, z ktorého sa izolujú. Pre tieto ich vlastnosti sa
ozna�ujú ako diferencia�né antigény. Predstavujú súbor znakov, ktoré sa objavujú v
bunkovej membráne v ur�itom štádiu vývoja a diferenciácie bunky, po�as ktorého v nej
pretrvávajú, alebo tu zostávajú ako charakteristický znak až do jej zániku. Rôznorodos�
fenotypu v závislosti od stup�a diferenciácie všeobecne neznamená stratu alebo ireverzibilnú
represiu génu determinujúceho príslušný proteín. Naopak, membránový fenotyp bunky sa
reverzibilne kontroluje aj signálmi z vonkajšieho prostredia, v ktorom sa bunka nachádza a aj
vnútornými signálmi vyplývajúcimi z predprogramovanej diferenciácie bunky.
Spo�iatku sa identifikovali diferencia�né antigény, ktoré sa nachádzali v membránach
leukocytov. Postupne ich po�et rástol, pri�om každá novoobjavená molekula získala svoje
pomenovanie pod�a pracoviska, ktoré ju objavilo.Vznikla tak nepreh�adná situácia;
východisko z nej našla dohoda, že sa tieto znaky budú ozna�ova� skratkou CD nasledovanou
�íslom v poradí ako sa objavia. Skratka „CD“ znamená „cluster of differentiation“, pretože
vä�šina CD-molekúl sa definovala na základe skupín (clusters) monoklonových protilátok,
ktoré s nimi reagujú a vzájomne od seba odlišujú. V sú�asnosti sa do tejto nomenklatúry
dostali aj molekuly, ktoré sú na dendritových a endotelových bunkách,
erytrocytoch, trombocytoch a iných bunkách, pri�om pride�ovanie �ísiel sa uskuto��uje
náhodne a to na základe jednak identifikácie determinant tohto antigénu pomocou
monoklonových protilátok, poznania ich biochemickej štruktúry, genetickej determinácie
a expresie na bunkách. Treba ešte pripomenú�, že do tejto nomenklatúry sa nezahrnuli
molekuly HLA komplexu a receptory pre antigény lymfocytov T �i B.
77
V sú�asnosti (r. 2005) poznáme vyše 339 rôznych oficiálne uznaných diferencia�ných
antigénov (CD). Tie, ktoré sa nachádzajú v membránach buniek imunitného systému môžeme
schematicky rozdeli� na diferencia�né antigény T-lymfocytov, B-lymfocytov, NK-buniek,
neutrofilov, monocytov a makrofágov, antigény so širokou expresiou a adhezívne molekuly.
8.1 Diferencia�né antigény lymfocytov T a B
Predstavite�mi diferencia�ných antigénov T-lymfocytov sú CD1, CD2, CD3, CD4, CD8
a kostimula�né molekuly CD28 (tab. 8.1). CD1 predstavujú viaceré proteíny rozdelené do
dvoch skupín, do prvej patria CD1a, CD1b, CD1c a do druhej skupiny patrí CD1d. Svojou
štruktúrou sa podobajú HLA-molekulám prvej triedy, na rozdiel od nich sú nepolymorfné a
špecializujú sa na prezentáciu glykolipidových antigénov. CD2 sa zú�ast�uje na adhezívnych
interakciách T-lymfocytu, jeho partnerská molekula na kooperujúcej bunke je LFA-3. Okrem
ú�asti na adhezívnych procesoch slúži CD2 aj ako receptor pre aktiváciu T-lymfocytov a ich
následnú klonovú expanziu. CD3 je charakteristickým znakom T-lymfocytov, je sú�as�ou ich
antigénového receptora (pozri kap. 10). Jeho hlavná funkcia je prenos signálu. CD4 je
znakom pomocných a regula�ných T-lymfocytov. Stal sa ve�mi známym po tom, �o sa zistilo,
že je aj receptorom pre vírus imunitnej nedostato�nosti (HIV). Jeho fyziologická funkcia
spo�íva v bunkových interakciách, partnerov predstavujú molekuly HLA-II; je aj receptorm
pre IL-16. CD8 charakterizuje cytotoxické T-lymfocyty. Jeho principiálna úloha je
v spoluú�asti na aktivácii bunky, partnerom sú molekuly HLA-I. CD28 exprimuje 95 %
pokojných CD4+-lymfocytov a 50 % pokojných CD8+-lymfocytov. Po aktivácii T-lymfocytov
cez TCR a prepojení CD28 so svojim ligandom CD80 alebo CD86, dochádza k zvýšeniu
po�tu vysokoafinitných receptorov pre IL-2, zvýšenej produkcii IL-2, IFN-γ a TNF, �o
umožní prechod bunky z fázy G0 do fázy G1 bunkového delenia. CD152 (CTLA-4) je
druhým receptorom pre CD80, resp. CD86; výsledkom však nie je aktivácia, ale naopak
utlmenie procesov aktivácie T-lymfocytov.
B-lymfocyty charakterizujú najmä diferencia�né antigény CD19, CD21, CD22, CD24,
CD27 a CD74 (tab. 8.1). CD19 je sú�as�ou koreceptora B-lymfocytov, zabezpe�uje aktiva�né
procesy. CD21 je receptorom pre C3d (CD21 = CR2) a v tejto funkcii vystupuje ako
koreceptor B-lymfocytov (obr. 4.6). Vírus Epsteina a Barrovej využíva túto molekulu ako
receptor pre svoje uchytenie. CD22 je aj adhezívna aj signaliza�ná molekula. Pokia� ide o jej
adhezívnu funkciu, ligandmi sú proteíny, ktoré nesú kyselinu sialovú. Významnejšia je jej
signaliza�ná funkcia, ktorá, v závislosti od daného mikroprostredia je bu� aktiva�ná alebo
78
inhibi�ná. Ak sa signalizácia odohráva v po�iato�ných štádiách aktivácie B-
lymfocytu, prejaví sa zvýšením prolifera�nej aktivity, ak v neskorších fázach, je negatívna a
ruší proces aktivácie B-lymfocytu. Celkovo možno konštatova�, že CD22 patrí
k modulátorom signaliza�ných dráh. CD23 je nízkoafinitný receptor pre IgE (FcεRII).
Vyskytuje sa aj v solubilnej forme a väzbou na CR2 (CD21) sa podie�a na regulácii produkcie
IgE-protilátok. CD24 sa nachádza na všetkých B-lymfocytoch − prekurzorových aj
aktivovaných. Vyskytuje sa aj na granulocytoch a monocytoch. Jej osobitos�ou je, že v
membráne bunky sa zakotvuje prostredníctvom GPI-kotvy (GPI = glykozyl-fosfatidyl-
inozitol), podobne ako Thy-1 (obr. 8.2). CD27 využívajú B-lymfocyty prostredníctvom
interakcie s ligandom CD70 pri svojej diferenciácii na plazmatické a pamä�ové bunky. CD27
charakterizuje aj pamä�ové B-lymfocyty. CD74 je invariabilný gama re�azec HLA-molekúl
druhej triedy. Zú�ast�uje sa na procesoch prezentácie proteínových antigénov.
8.2 Diferencia�né antigény NK-buniek, monocytov a neutrofilov
Predstavite�mi diferencia�ných antigénov NK-buniek sú najmä znaky CD56 a CD16 (tab.
8.2). CD16 je nízkoafinitný receptor pre Fc-fragment IgG (FcγRIII); jeho hlavnou
biologickou funkciou je sprostredkovanie reakcie ADCC (pozri obr. 3.5). Monocyty sa
vyzna�ujú prítomnos�ou znakov CD11b, CD14, CD35 a CD64. CD11b (CR3) predstavuje
receptor pre inaktivovaný fragment C3b komplementového systému. CD14 slúži ako receptor
pre lipopolysacharid (LPS). LPS sa na CD14 viaže až po predchádzajúcom spojení
s proteínom viažúcim LPS (LPB). Má tak významnú úlohu v boji proti gramnegatívnym
baktériám a pri rozvoji endotoxínového šoku.CD35 (CR1) je tak isto receptorom
komplementového systému, viaže C3b. CD64 je vyskoafinitný receptor pre Fc-fragment IgG -
FcγRI. Neutrofily sa vyzna�ujú najmä znakom CD16 a znakom CD31 (PECAM-1), ktorý
zabezpe�uje adhezívne interakcie a iné.
8.3 Diferencia�né antigény so široku distribúciou
Doteraz opísané diferencia�né antigény sa dotýkali viac menej iba hematopoetických buniek,
aj to zvä�ša nie všetkých, ale iba typických pre ur�ité populácie �i subpopulácie. Okrem toho
existuje ve�a diferencia�ných antigénov, ktoré sa nachádzajú nielen na vä�šine
hematopoetických buniek, ale aj na bunkách iných tkanív a orgánov. Najznámejšie a
najdôležitejšie diferencia�né antigény tejto skupiny sú CD26, CD40, CD45, CD59, LFA-1,
LFA-3, ICAM-1, ICAM-2 a ICAM-3.
79
CD26 je ektopeptidáza. Odštepuje dipeptidy na N-konci peptidov. Odštepovaním
dipeptidov z natívnej molekuly ovplyv�uje aktivitu chemokínov a tým aj priebeh imunitnej
odpovede. CD26 pritiahol na seba pozornos� najmä v súvislosti s možnou modifikáciou
priebehu HIV infekcie. Koreceptory vstupu HIV do ter�ovej bunky sú chemokínové
receptory, najmä CXCR4 a CCR5. CXCR4 je koreceptorom pre tzv. makrofágotropný HIV
(M-tropný; preferen�ne napáda monocyty a makrofágy), CCR5 je koreceptorom pre tzv. T-
lymfotropný HIV (T-tropný; preferen�ne napáda CD4+ T-lymfocyty). CXCR4 za
fyziologických okolností slúži ako receptor pre SDF-1α (CXCL12), CCR5 ako receptor pre
RANTES (CCL5). Oba cytokíny sú takto vlastne prirodzenými antagonistami vstupu HIV do
ter�ovej bunky. Zistilo sa, že CD26-ektopeptidáza odštiepením nieko�kých
aminokyselinových jednotiek z natívnej molekuly SDF-1α, resp. RANTES modifikuje ich
inhibi�né pôsobenie. Skrátený RANTES (3-68) pôsobí tlmivejšie ako natívny (1-68), z �oho
možno usudzova�, že po�as v�asných štádií HIV-infekcie, kedy prevažuje infekcia M-
tropným vírusom, CD26 vytváraním skrátenej formy RANTES môže prispie� k ochrane pred
infekciou. Naproti tomu skrátenie SDF-1α (3-67) signifikantne zmenšuje anti-HIV ú�innos�
natívnej molekuly (1-67) a preto v neskorších fázach HIV-infekcie, kedy prevláda T-tropný
vírus, CD26 práve znížením protektívneho ú�inku SDF-1α môže u�ah�ova� šírenie vírusu.
CD40 je transmembránový glykoproteín, ktorý je významný pri aktivácii lymfocytov,
najmä B. Jeho prirodzeným ligandom je molekula CD40L (CD154). CD40L exprimujú
predovšetkým aktivované T-lymfocyty, na pokojných bunkách sa nenachádza. Interakcia
C40-ligandu s CD40 na kooperujúcej bunke ju aktivuje. CD40-aktivované B-lymfocyty za�nú
proliferova�, diferencova� a produkova� protilátky. Prolongovaná stimulácia CD40 spôsobí,
že B-lymfocyty sa budú diferencova� na pamä�ové bunky, kým prerušovaná signalizácia
nasmeruje diferenciáciu B-lymfocytov do plazmatických buniek. Ani aktivácia
CD8+cytotoxických T-lymfocytov sa nezaobíde bez interakcie medzi CD40 a CD40L. CD40
sa nachádza aj na kme�ových bunkách a jeho ligácia indukuje ich proliferáciu a diferenciáciu
smerom k vývoju dendritových buniek.
CD45 sa nachádza na všetkých hematopoetických bunkách s výnimkou erytrocytov a
trombocytov. Je to transmembránový glykoproteín s ve�mi dlhým cytoplazmovým úsekom,
zloženým až zo 705 aminokyselinových jednotiek. Zistilo sa, že cytoplazmová �as� CD45 je
vlastne tyrozínfosfatáza, �ím sa bezprostredne môže zú�ast�ova� na defosforylácii základných
tyrozínových jednotiek membránových proteínov a tak modifikova� prenos signálu.
Prirodzeným ligandom extracelulárnej �asti CD45 je antigén CD22. Prekríženie CD45
80
s CD22 zvyšuje po�iato�né fázy aktivácie T-lymfocytov. alším ligandom CD45 je galektín-
1, ktorý inhibuje jeho fosfatázovú aktivitu.
8.4 Diferencia�né antigény zú�ast�ujúce sa adhezívnych procesov
T-lymfocyty, ktoré sa nachádzajú v krvnom rie�isku, sa musia dosta� cez endotelové bunky
ciev do extracelulárneho priestoru. Aj samotné rozpoznanie antigénu si vyžaduje dostato�ný
�as na to, aby sa dosiahla prahová hodnota aktivácie a následne, aby prebehli efektorové
procesy. Adhezívnos� je nevyhnutnou fyziologickou vlastnos�ou aj �alších buniek
imunitného systému, �i už pri fagocytóze, prezentácii antigénu alebo kooperácii buniek. Vo
všeobecnosti sa táto zabezpe�uje mechanizmom väzby ligandu na svoj receptor, ktorý má
prekona� prirodzené odstredivé sily medzi bunkami, spôsobené negatívnym nábojom
glykoproteínových molekúl ich membrán. Poznáme množstvo rôznych molekúl, ktoré sa
zú�ast�ujú na adhezívnych procesoch. Zna�ná �as� z nich patrí k integrínom (tab. 8.3), ktoré
na základe rozdielnej, aj ke� príbuznej biochemickej štruktúry, delíme na viaceré podrodiny.
�lenovia všetkých podrodín majú dimérovú štruktúru. Skladajú sa z vä�šieho re�azca α a
menšieho re�azca β, pri�om tento je pre všetky antigény danej podrodiny spolo�ný a re�azec
α vždy rozdielny. Najdôležitejšie sú integríny, ktoré patria do rodín β1 a β2. β1-podrodina
dostala pomenovanie VLA (very late antigens, t.j. ve�mi neskoré antigény) ako odraz
skuto�nosti, že jej �lenovia sa objavovali v membránach T-lymfocytov až po nieko�kých
d�och ich aktivácie. Príslušníci VLA-rodiny zabezpe�ujú predovšetkým adhezívne procesy,
avšak niektoré z nich sa zú�ast�ujú aj na prenose signálov.
Známejšie integríny sú molekuly patriace podrodine ββββ2-integrínov. Ich α-re�azec je pri
každom �lene rodiny odlišný a ozna�uje sa CD11, β-re�azec je zase rovnaký a nesie oficiálne
ozna�enie CD18. Rodinu integrínov reprezentujú štyria zástupcovia - LFA-1 (CD11a/CD18),
Mac-1 (CD11b/CD18), CR4 (CD11c/CD18) a CD11d/CD18. LFA-1 umož�uje neutrofilom
adherova� k endotelovým bunkám a tým im u�ah�i� transendotelovú migráciu (obr. 6.6).
LFA-1 sa zú�ast�uje aj na interakcii so špecifickými väzbovými miestami na vysokom
endotele venúl (HEV) pri usíd�ovaní lymfocytov v periférnych lymfatických orgánoch.
Prirodzeným ligandom pre LFA-1 na partnerskej bunke sú molekuly ICAM. Mac-1
sprostredkúva adhéziu neutrofilov k endotelovým bunkám a spolu s LFA-1 je potrebný pre
optimálnu migráciu neutrofilov do zápalového ložiska. Mac-1 je aj receptorom pre
inaktivovaný C3b-fragment komplementového systému (iC3b), ktorý pôsobí ako opsoniza�ná
látka. CR4 sa nachádza najmä na monocytoch, makrofágoch, menšie množstvo aj na
81
granulocytoch; nenachádza sa na lymfocytoch T a B. Zú�ast�uje sa na adhezívnych reakciách;
solubilná molekula viaže aj iC3b.
Selektíny (CD62) predstavujú �alšiu rodinu, ktorá popri β2-integrínoch hrá významnú
úlohu pri adhézii leukocytov na endotel a pri ich prechode do extracelulárneho priestoru (tab.
8.3). Poznáme tri selektíny - P (CD62P), E (CD62E) a L (CD62L). L-selektín sa
konštitutívne exprimuje na leukocytoch. Jeho ligandom sú molekuly GlyCAM-1, MadCAM-1
a CD34. Zodpovedá nielen za špecifickú migráciu naivných T-lymfocytov do lymfatických
uzlín, ale prispieva aj k transendotelovému prechodu leukocytov pri zápale. E-selektín
(ELAM-1) sprostredkúva väzbu neutrofilov na endotel, ligandom je molekula Sialyl-Lewisx
(CD15a). Aj NK-bunky, monocyty, podskupina T-lymfocytov a niektoré nádorové bunky sa
tiež viažu na E-selektín. P-selektín sprostredkúva adhezívne interakcie neutrofilov,
monocytov a niektorých lymfocytov s endotelovými bunkami a trombocytmi; ligandom je
molekula Sialyl-Lewisx (CD15a).
Skladba a funkcia imunitného systému je zložitá. S postupne pribúdajúcimi
novoidentifikovanými zložkami, poznaním ich štruktúry sa zistilo, že niektoré z nich majú
rovnakú homológnu jednotku, �iže vytvárajú akúsi rodinu. Existuje viacero charakteristických
rodín, napr. tetraspaníny, ktoré sa vyzna�ujú tým, že prechádzajú membránu štyrikrát, rodina
lektínov, receptorov pre TNF a príbuzné molekuly a pod. Najznámejšia je však ve�ká
imunoglobulínová rodina (VIR). Spolo�nú homológnu jednotku ve�kej imunoglobulínovej
rodiny charakterizuje primárna sekvencia 70 až 110 aminokyselinových jednotiek s
invariabilným disulfidovým mostíkom. Prvý raz sa identifikovala na imunoglobulínoch v
podobe ich domén, a preto táto rodina príbuzných molekúl dostala názov imunoglobulínová.
Pre ich ve�ký po�et sa ozna�uje ako ve�ká, alebo superrodina �i ve�korodina
(immunoglobulin superfamily). Dnes do VIR patrí celé spektrum funk�ne rôznorodých
molekúl, ktoré sa zú�ast�ujú od procesov imunitnej odpovede až po tvorbu chrupky (obr.
8.3). Z uvedenej skuto�nosti vychádza aj jej definícia všeobecne, ktorá ju charakterizuje ako
súbor proteínových molekúl, ktoré determinujú gény pochádzajúce z jedného
spolo�ného ancestrálneho génu, ale ktoré nemusia nevyhnutne ma� rovnakú funkciu a
nemusia by� vo väzbe alebo by� koordinovane exprimované. �lenstvo vo VIR sa definuje
prítomnos�ou jednej alebo viacerých imunoglobulínových domén. Po�et príslušníkov VIR je
dnes už ve�ký, hlavnými predstavite�mi sú antigénový receptor lymfocytov T (TCR), B
(BCR), molekuly hlavného histokompatibilného komplexu (MHC) a iné (tab. 8.3).
82
9 CYTOKÍNY
Bunky imunitného systému produkujú množstvo rôznych solubilných molekúl, ktoré
zodpovedajú za aktiváciu, poliferáciu a diferenciáciu imunokompetentných buniek. V
mnohých prípadoch pôsobenie imunoregula�ných látok presahuje rámec imunitného systému.
Ovplyv�ujú totiž aj funkcie rôznych orgánov, tkanív, �i systémov. Významné je najmä
ovplyv�ovanie nervového a endokrinného systému, �ím sa opä� potvrdzuje, že tieto tri
systémy (t.j. imunitný, nervový a endokrinný) vytvárajú jeden celok (superinforma�ný
systém), ktorý zabezpe�uje integritu organizmu.
Mediátory imunitnej odpovede produkujú rôzne bunky imunitného systému. Pokia� sú ich
zdrojom lymfocyty, ozna�ujú sa ako lymfokíny, ak monocyty, resp. makrofágy, tak ako
monokíny. Vä�šinu mediátorov však tvoria aj bunky, ktoré imunitnému systému nepatria, a
preto sa vo všeobecnosti ozna�ujú ako cytokíny. Cytokíny sú antigénovo nešpecifické a
pôsobia vo ve�mi nízkych koncentráciách (približne okolo 10-10 M), �ím sa ve�mi podobajú
endokrinným hormónom. Vzh�adom k tejto ich vlastnosti sa niekedy ozna�ujú aj ako
imunohormóny. Môžu pôsobi� lokálne alebo systémovo (endokrinne). Kým lokálne pôsobenie
je typické hlavne za fyziologických okolností a pri miestnych zápalových procesoch,
k systémovému pôsobeniu cytokínov dochádza hlavne za patologických okolností pri
prudkom vzostupe ich tvorby alebo ich dlhotrvajúcej tvorbe. Cytokíny sa potom krvným
obehom dostanú na rôzne miesta organizmu a môžu tak ovplyv�ova� ter�ové bunky
kdeko�vek v organizme za predpokladu, že sa tu vnímavé bunky nachádzajú. Lokálne
pôsobenie môže by� autokrinné alebo parakriné. Autokrinné pôsobenie znamená, že
uvo�nený lymfokín (napr. IL-2) navodí expresiu vlastných receptorov na bunke, ktorá ho
vyprodukovala, �ím sa zabezpe�í kontinuita stimula�ného pôsobenia a následná proliferácia a
diferenciácia bunky (obr. 9.1). Pri parakrinnom pôsobení sa pôsobenie cytokínu obmedzuje
iba na okolité bunky ležiace v bezprostrednej blízkosti bunky, ktorá cytokín vyprodukovala.
Parakrinný ú�inok sa viac �i menej podobá pôsobeniu neurohormónov (acetylcholín,
adrenalín), na rozdiel od nich sa však imunohormóny vopred nevytvárajú a neusklad�ujú, po
stimuláci bunky sa syntetizujú de novo.
Pôsobenie jednotlivých cytokínov je na jednej strane špecifické, t.j. typické len pre daný
cytokín, ale na druhej strane je prekrývajúce alebo dopl�ujúce alebo v niektorých prípadoch
dokonca antagonistické. Oby�ajne nepôsobí iba jediný cytokín, ale naraz viac, bu� sú�asne
alebo v �asovej následnosti, takže výsledná imunitná odpove� závisí nielen od charakteru
antigénu, ale aj od bunkového a cytokínového mikroprostredia. Známych cytokínov je t.�.
83
okolo 150, celkovo sa odhaduje, že ich je približne 300; pod�a svojho pôsobenia ich
zatrie�ujeme do skupín, aj ke� niekedy je takéto zaradenie dos� otázne, pretože ten istý
cytokín môže ovplyv�ova� aj mechanizmy prirodzenej aj špecifickej imunity.
9.1 Cytokíny regulujúce prirodzenú imunitu
Predstavite�mi cytokínov, ktoré regulujú prirodzenú imunitu, patria IL-1, IL-6, IL-10, IL-12,
IL-15, IL-16, interferóny prvého typu, TNF a chemokíny.
Interleukín 1 (IL-1) produkujú najmä makrofágy. Spektrum jeho pôsobenia je široké.
Predovšetkým pôsobí na bunky imunitného systému. TH-lymfocyty jeho ú�inkom za�nú
produkova� IL-2 a exprimova� receptor pre IL-2, �o spôsobuje ich proliferáciu a
diferenciáciu. IL-1 pôsobí aj na aktivované B-lymfocyty, NK-bunky, CTL. Má významné
ú�inky pri zápalovom procese, predovšetkým pre silný chemotaktický vplyv. Mimo
imunitného systému sa ú�inok IL-1 prejavuje rôzne - zvyšuje produkciu proteínov akútnej
fázy, spôsobuje lýzu chrupiek, kostí, svalov. Pôsobí na hypotalamus, �ím vyvoláva horú�ku,
ospanlivos�, anorexiu. Zvyšuje hladinu inzulínu, ACTH a vazopresínu.
IL-6 produkujú viaceré bunky - fibroblasty, endotelové bunky, monocyty, makrofágy a
lymfocyty. Lokálne pôsobí proti vírusom, podporuje expanziu aktivovaných T-lymfocytov a
zvyšuje tvorbu protilátok izotypu IgG pôsobením na B-lymfocyty v zmysle ich diferenciácie.
Celkový ú�inok sa prejavuje zvýšením produkcie proteínov akútnej fázy a zvýšením teploty.
Pôsobí synergicky s IL-1.
IL-12 je heterodimér, ktorý sa skladá z �ažkého (Mr 40 000 = p40) a �ahkého re�azca (Mr
35 000 = p35), ktoré spájajú disulfidové väzby, vytvárajúc tak aktívny heterodimér s Mr 70
000 (p70). IL-12p35 samotný má biologickú aktivitu a preto ho premenovali na IL-30. IL-12
aktivuje prevažne NK-bunky. Stimuluje v nich produkciu IFN-γ a potencuje ich cytotoxicitu v
reakcii ADCC. IL-12, podobne ako IL-2, ale len s 50 % ú�innos�ou, dokáže indukova�
diferenciáciu NK-buniek do LAK-buniek. IL-12 stimuluje aj proliferáciu buniek TC a TH
(prednostne indukuje polarizáciu TH1-lymfocytov). IL-12 výrazne inhibuje aj sekréciu IgE
indukovanú IL-4.
IL-15 v odpovedi na infek�né zárodky, LPS, IFN-γ, alebo iné stimuly aktivujúce
prirodzenú imunitu produkujú po�etné bunky, vrátane monocytov, makrofágov, strómových
buniek kostnej drene, dendritových buniek, ale neprodukujú ho T-lymfocyty. Primárna
funkcia IL-15 je podpora proliferácie NK-buniek. alej IL-15 potencuje aktivitu
cytotoxických T-lymfoctytov (CTL), zvyšuje ú�innos� bunkami sprostredovanej cytotoxicity
84
závislej od protilátky (ADCC) a zvyšuje syntézu cytokínov, najmä IFN-γ, TNF a GM-CSF.
Pôsobením na monocyty indukuje ich diferenciácu na myeloidné dendritové bunky, �ím
zvyšuje špecifickú imunitnú odpove� na patogénne mikroorganizmy. IL-15 indukuje aj
syntézu IL-5, a tak sa môže podie�a� na eozinofilnej infiltrácii zápalového ložiska pri
alergických reakciách.
Interferóny (IFN) sú prvého a druhého typu. K prvému typu patria dva sérologicky
odlišné druhy proteínov, IFN-α a IFN-β, druhý zastupuje IFN-γ, ktorý však zara�ujeme
medzi cytokíny, ktoré ovplyv�ujú najmä špecifickú imunitu. IFN-αααα predstavuje rodina
štruktúrne príbuzných polypeptidov s Mr 18 000, pri�om každý z nich kóduje samostatný gén
(je ich 23 na 9p22). Z tejto skupiny sa vy�lenil IFN-ωωωω, ktorý sa od ostatných IFN-α odlišuje
svojou acidolabilnos�ou. Hlavným zdrojom IFN-α (a IFN-ωωωω) sú mononukleárne fagocyty, a
preto sa niekedy oza�uje aj ako leukocytový interferón. Druhú sérologickú skupinu
interferónov prvého typu predstavuje glykoproteín s Mr 20 000, ktorý existuje iba v jednom
prevedení a ozna�uje sa IFN-ββββ, resp. pod�a svojho hlavného zdroja produkcie − fibroblastov,
ako fibroblastový interferón. IFN-β, podobne ako IFN-α, inhibuje replikáciu vírusov,
proliferáciu buniek, potencuje NK-aktivitu a napokon zvyšuje expresiu MHC-molekúl prvej
triedy a silne inhibuje expresiu MHC-molekúl druhej triedy. alšia skupina interferónov bola
objavená iba nedávno a podobne ako IFN-ß existuje tiež len po jednom zástupcovi; patrí sem
IFN-κκκκ a IFN-εεεε (limitín). Napokon r. 2002 sa na scéne objavila �a�šia skupina interferónov
prvého typu, ozna�ovaná ako IFN-γγγγ1, IFN-γγγγ2, IFN-γγγγ3, ktorá sa neskôr premenovala na IL-
29, IL-28A a IL-28B. Funk�ne sa podobajú interferónom prvého typu - majú antivírusovú
aktivitu, zvyšujú expresiu molekúl MHC-I, ale na rozdiel od „klasických“ interferónov prvého
typu nemajú antiprolifera�nú aktivitu.
Faktor nekrotizujúci nádory (TNF) syntetizujú po�etné bunky, najmä makrofágy, ako
odpove� na po�etné stimuly, predovšetkým lipopolysacharidy. Jeho pôsobenie je pleiotropné.
Známy je jeho cytotoxický a cytostatický ú�inok na niektoré nádory, v niektorých (napr. Ca
prsníka) vyvoláva hemoragickú nekrózu. Zú�ast�uje sa na zápalovom procese - zvyšuje
hladinu proteínov akútnej fázy, pôsobí synergicky s IFN-γ, aktivuje fagocyty, výrazne zvyšuje
expresiu MHC-molekúl prvej triedy a tým potencuje pôsobenie CTL. Zvyšuje katabolizmus
lipidov a pri niektorých patologických procesoch zodpovedá za rozvrat metabolizmu, vedie
ku kachexii, odkia� pochádza i jeho pôvodný názov – kachektín (obr. 9.2).
85
9.2 Cytokíny regulujúce špecifickú imunitu
Predstavite�mi cytokínov regulujúcich špecifickú imunitu sú: IL-2, IL-4, IL-5, IL-13, IL-18,
IFN-γ, TGF-β a MIF.
IL-2 pôsobí ako rastový faktor pre T-lymfocyty. Vzniká v TH-lymfocytoch pri
rozpoznávaní antigénu prezentovanom bunkami prezentujúcimi antigén (APC). Spolu s IFN-γ
je najcharakteristickejším cytokínom, ktorý produkujú pomocné TH1-lymfocyty. Okrem
proliferácie a diferenciácie, IL-2 stimuluje T-lymfocyty do sekrécie �alších lymfokínov,
najmä IFN-γ, IL-4 a iných. Pôsobí aj na aktivované B-lymfocyty, aktivuje CTL, NK-bunky,
jeho vplyvom vznikajú aj LAK-bunky.
IL-4 indukuje proliferáciu a diferenciáciu B-lymfocytov, zvyšuje v nich tiež kvantitatívne
zastúpenie HLA-molekúl druhej triedy. Je najdôležitejším cytokínom pre polarizáciu
pomocných T-lymfocytov do subpopulácie TH2 a prepína syntézu protilátok do triedy IgE.
IL-5 je známy predovšetkým ako rastový faktor pre eozinofily. Na B-lymfocyty pôsobí v
ich neskoršej fáze diferenciácie - vo fáze prepnutia zo syntézy membránového na sérový IgM,
resp. �alšieho prepnutia na syntézu iných tried a podtried imunoglobulínov.
IL-13 podobne ako IL-4 tlmí produkciu prozápalových cytokínov (IL-1, IL-6, IL-8, TNF)
a inhibíciou syntézy IL-12 potlá�a aktivitu TH1-lymfocytov a podporuje vývoj TH2-
subpopulácie lymfocytov. IL-13 ovplyv�uje tiež B-lymfocyty, zvyšuje ich proliferáciu a
podporuje prepnutie syntézy protilátok smerom k IgE. Takto IL-13, spolu s IL-4, je
rozhodujúcim cytokínom pre vývoj alergie. IL-13, na rozdiel od IL-4, nestimuluje T-
lymfocyty.
IL-14 podporuje proliferáciu aktivovaných B-lymfocytov a aj receptor pre IL-14 sa
nachádza len na aktivovaných, nie na pokojných B-lymfocytoch. IL-14 nielenže neindukuje
syntézu protilátok, ale naopak ju inhibuje.
IL-16 tvoria CD8+-lymfocyty, po stimulácii histamínom aj epitelové bunky bronchov a
eozinofily. Interakcia IL-16 so svojim receptorom, diferencia�ným antigénom CD4, prispieva
k aktivácii pomocných T-lymfocytov. IL-16 je chemotaktickým a aktiva�ným faktorom aj pre
CD4+ monocyty a je najpotentnejším chemotaktickým faktorom pre eozinofily.
IL-17 (CTLA-8) produkujú aktivované CD4+-lymfocyty, ktoré spätne stimuluje a zvyšuje
ich proliferáciu (pôsobí teda autokrinným spôsobom, podobne ako IL-2). IL-17 stimuluje
epitelové, endotelové bunky a fibroblasty, aby produkovali IL-6, IL-8, GM-CSF, ako aj
prostaglandín E2, ale nie IL-1 alebo TNF, �o nasved�uje len na limitovaný vplyv tohto
cytokínu na zápalový proces. Indukuje expresiu diferencia�ného antigénu ICAM-1. Ak sa
86
fibroblasty kultivujú v prítomnosti IL-17, podporujú proliferáciu a diferenciáciu CD34+-
kme�ových buniek do neutrofilov. Celkovo je IL-17 (a) v�asným iniciátorom zápalovej
reakcie závislej od T-lymfocytov, (b) cytokínom, ktorý prepája imunitný systém s
hematopoézou.
Okrem IL-17 existuje ešte skupina IL-17 príbuzných cytokínov, ozna�ujú sa IL-17B, IL-
17C, IL-17D, IL-17E a IL-17F; pôvodný IL-17 sa premenoval na IL-17A. IL-17E sa istú dobu
ozna�oval aj ako IL-25, ale pretože sa pod tým istým ozna�ením nachádza aj IL-27,
nomenklatúrna komisia SZO rozhodla, že ozna�enie IL-25 sa ako názov pre niektorý
cytokín vynechá.
IL-18 produkujú aktivované monocyty a makrofágy. Pôsobí na TH1-lymfocyty, v ktorých
indukuje syntézu IFN-γ, IL-2 a GM-CSF; �alej stimuluje expresiu α-re�azca receptora pre IL-
2, �ím podporuje proliferáciu TH1-lymfocytov. Zvyšuje aj aktivitu CTL a NK-buniek a
inhibuje produkciu IL-10, �ím nepriamo podporuje aktivitu bunkovej imunity.
IL-21 produkujú aktivované pomocné T-lymfocyty, má autokrinné pôsobenie, podobne
ako IL-2 a IL-17. Kostimula�ne pôsobí na B-lymfocyty pri ich kooperácii s T-lymfocytmi
po�as interakcie medzi molekulami CD40 a CD40L. Pôsobí kostimula�ne aj na T-lymfocyty
pri ich stimulácii s IL-2, IL-15 a �iasto�ne aj IL-7, pôsobí však iba na naivné, nie na
pamä�ové bunky. Hlavné pôsobenie IL-21 sa sústre�uje na NK-bunky; podporuje zvýšenie
expresie CD16, �o je nízkoafinitný receptor pre IgG a ako taký sa zú�ast�uje reakcie ADCC
a syntézy IFN-γ, silného aktivátora cytotoxickej aktivity makrofágov. IL-21 napokon iniciuje
apoptotický proces v už aktivovaných NK-bunkách, �ím sa podie�a na ukon�ení ním
mediovanej imunitnej odpovede.
IL-23 produkujú aktivované myeloidné dendritové bunky. Štruktúrne sa podobá IL-12
a funk�ne IL-18. Podporuje syntézu IFN-γ a proliferáciu pamä�ových CD4-lymfocytov, je
teda na úplnom konci kaskády pôsobenia TH1-cytokínov pri diferenciácii naivného T-
lymfocytu cez profilovaný TH1, efektorový a napokon pamä�ový T-lymfocyt (IL-27→ IL-12
→ IL-18 → IL-23).
IL-27 má podobné funk�né vlastnosti ako IL-18. Produkujú ho bunky prezentujúce antigén
vo v�asnej fáze svojej aktivácie. Po väzbe na svoj receptor v membránach naivných T-
lymfocytov indukuje syntézu IFN-γ, takže spolu s IL-12 a IFN-γ zodpovedá za ich polarizáciu
do TH1-subpopulácie; na pamä�ové T-lymfocyty nepôsobí. Výsledky nazna�ujú, že IL-27
a IL-12 pôsobia na stimuláciu naivných CD4-lymfocytov následne, najprv IL-27 a potom IL-
12 (po �alšej stimulácii interleukínom18 sa z neho stáva efektorový TH1-lymfocyt).
87
IL-31 je cytokín, ktorý produkujú aktivované T-lymfocyty, najmä TH2; neprodukujú ho ani
pokojné ani aktivované B-lymfocyty, NK-bunky �i monocyty.Receptor pre tento cytokín je
heterodimér, skladá sa z dvoch re�azcov, vlastného IL-31RA a re�azca pre OSMR (onkostatin
M receptor). Receptory sa konštitutívne exprimujú v membránach epitelových buniek
po�etných tkanív a orgánov, lymfocytoch a najmä na keratinocytoch. Stimulácia
keratinocytov IL-31 indukovala v nich syntézu viacerých chemokínov, ako sú GROα, TARC,
MIP3ß, MDC, MIP-3, MIP-1ß a I-309, kým syntéza iných cytokínov zostala neovplyvnená.
Tieto výsledky, ako aj experimenty s IL-31 transgénovými myšami, ktoré produkovali
nadmerné množstvo tohto cytokínu ukazujú, že IL-31 sa podie�a na imunopatologických
procesoch, ktoré vedú k atopickej dermatitídenezávislej od aktivity IgE (asi 20-30 % chorých
s atopickou dermatitídou má hladinu IgE nezvýšenú a u nich sú negatívne aj kožné testy – táto
forma atopickej dermatitídy sa ozna�uje ako neatopická alebo intrinsic). Je známe, že asi
polovica jedincov s atopickou dermatitídou, najmä �ažkou, vyvinie aj astmu; existuje tu preto
ur�itá možnos�, že alergická odpove�, ktorá pôvodne za�ala na koži, môže v �alšom vývoji
podpori� alergickú odpove� na aerogénne alergény. Nepriamo by tomu nasved�ovala aj
genetická spojitos� vývoja astmy, kde sa v rámci po�etných predispozi�ných chromozómov
nachádza aj dlhé rameno 12. chromozómu a gén pre IL-31 sa identifikoval práve tu.
Interferón γγγγ (IFN-γ) vzniká v T-lymfocytoch na antigénový alebo mitogénny podnet. Jeho
imunoregula�né pôsobenie sa prejavuje najmä ich vplyvom na makrofágy, T-lymfocyty a
NK-bunky. Aktivácia makrofágov sa odrazí v ich zvýšenej fagocytovej, mikrobicídnej a
antigénovo prezenta�nej aktivite. Zvyšuje sa aj sekrécia cytokínov, najmä IL-1. Pod vplyvom
IFN-γ sa aktivujú CTL, NK-bunky, vznikajú LAK-bunky. Zvyšuje sa expresia HLA-molekúl,
�ím sa ter�ové bunky stávajú citlivejšie na pôsobenie CTL.
Transformujúci rastový faktor ββββ (TGF-ββββ). Jeho základný ú�inok je v stimulácii
neovaskularizácie a proliferácie buniek spojivového tkaniva, �ím sa stáva podstatným pre
tvorbu jaziev a hojenie rán. Na vä�šinu ostatných buniek pôsobí antiprolifera�ne. TGF-β je
ve�mi ú�inným imunosupresívnym cytokínom, ktorý potlá�a tak protilátkovú ako aj bunkovú
imunitu. Syntetizuje ho subpopulácia TH3-lymfocytov. TGF-β inhibuje produkciu vä�šiny
cytokínov, redukuje expresiu MHC-molekúl v membránach APC, inhibuje syntézu oxidu
dusnatého aktivovanými makrofágmi a inhibuje tiež adhéziu leukocytov na endotelové bunky.
Inhibuje tiež syntézu transkrip�ného faktora T-BET a receptora pre IL-12, �ím zabra�uje
polarizácii T-lymfocytov v smere TH1. Je pravdepodobné, že imunosupresívny ú�inok
88
glukokortikoidov je �iasto�ne sprostredkovaný aj prostredníctvom TGF-β, pretože
glukokortikoidy indukujú jeho zvýšenú syntézu.
Faktor inhibície migrácie makrofágov (MIF) sa pôvodne identifikoval in vitro ako
solubilná látka, ktorú produkujú antigénom stimulované T-lymfocyty a ktorá inhibovala
vycestovanie makrofágov z kapiláry. Neskôr sa však ukázalo, že túto vlastnos� majú viaceré
cytokíny. Dnes vieme, že MIF nemá schopnos� inhibova� migráciu makrofágov, ale má iné
významné biologické aktivity; pri názve „MIF“ sa zotrváva z historických dôvodov.
MIF in vitro ruší inhibi�ný ú�inok glukokortikoidov: glukokortikoidy znižujú produkciu
TNF, IL-1ß, IL-6 a IL-8 aktivovanými monocytmi a MIF túto ich aktivitu blokuje. MIF tiež
antagonizuje glukortikoidmi podmienenú inhibíciu proliferácie T-lymfocytov, a to obnovením
syntézy IL-2 a IFN-γ. Podobne, in vivo, pri letálnej endotoxémii, MIF potlá�a protektívny
ú�inok glukokortikoidov. MIF možno preto považova� za endogénny regulátor pôsobenia
glukokortikoidov. Glukokortikoidy samotné stimulujú syntézu MIF makrofágmi a T-
lymfocytmi a �o je najzaujímavejšie, MIF produkuje aj adenohypofýza. Takto MIF, spolu s
IL-1 a TNF, �alej potvrdzujú vzájomnú prepojenos� všetkých troch systémov, t.j. nervového,
endokrinného a imunitného.
9.3 Interleukín 10 a jemu príbuzné cytokíny
IL-10 produkujú najmä monocyty a makrofágy, Tr1-lymfocyty, B-lymfocyty a keratinocyty.
Hlavnou biologickou funkciou IL-10 je inhibícia syntézy IL-12 a IFN-γ, �ím znižuje šancu
TH0 lymfocytov polarizova� sa smerom k TH1 línii a znižuje tiež aktiváciu NK-buniek.
Inhibuje tiež produkciu prozápalových cytokínov (IL-1, IL-6, TNF, GM-CSF, G-CSF)
a chemokínov (IL-8, MIP-α). Sú�asne IL-10 podporuje syntézu špecifických inhibítorov
týchto cytokínov (IL-1ra a solubilné TNF-receptory). IL-10 inhibuje aj syntézu IL-2 a IL-5,
dôsledkom �oho sa zníži expanzia T-lymfocytov. IL-10 potlá�a aj expresiu MHC-molekúl
druhej triedy, kostimula�ných (CD80, CD86) a adhezívnych (ICAM-1) molekúl, obmedziac
tak antigénovo prezenta�nú funkciu makrofágov.
IL-10 nie je iba „�istý“ inhibi�ný a antiinflama�ný cytokín, niektoré jeho aktivity
v skuto�nosti imunitnú odpove� zvyšujú. IL-10 podporuje humorálnu imunitnú odpove�
stimuláciou proliferácie a diferenciácie B-lymfocytov. Pôsobí ako prepínací faktor indukcie
syntézy protilátok triedy IgG1 a IgG3 a stimulovaním produkcie IL-15 napomáha tiež
expanzii B-lymfocytov. IL-10 podporuje syntézu a expresiu FcγRI-receptorov na
mononukleárnych bunkách, NK-bunkách a neutrofiloch, �ím zvyšuje reakciu ADCC a
89
podporuje fagocytózu. Napokon IL-10 má aj chemotaktickú aktivitu pre CD8+, nie však pre
CD4+ T-lymfocyty alebo neutrofily �i monocyty.
V nedávnej dobe pribudlo pä� nových interleukínov − IL-19, IL-20, IL-22, IL-24 a IL-26
ktoré sú zaujímavé tým, že svojou biochemickou štruktúrou sa podobajú IL-10, takže
vytvorili rodinu molekúl príbuzných IL-10.
IL-19 produkujú monocyty a B-lymfocyty stimulované LPS. Funkcia IL-19 je podobná
ako pri IL-10, má najmä antiinflama�né ú�inky (znižuje syntézu IFN-γ, TNF a IL-6).
IL-20 produkujú bunky kože a trachey. Príbuznos� s IL-10 je na úrovni 28 %. Receptor pre
IL-20 okrem vlastného cytokínu viaže aj IL-19. IL-20 sa podie�a na imunopatogenetických
procesoch pri psoriasis vulgaris.
IL-22 produkujú najmä pomocné T-lymfocyty. IL-22 sa podie�a na zápalovom procese,
indukuje syntézu niektorých proteínov akútnej zápalovej fázy (sérový amyloid A,
haptoglobín, α1-antichymotrypsín).
IL-24 produkujú melanocyty, lipopolysacharidom stimulované monocyty a TH2-
lymfocyty. Má protinádorovú aktivitu, v nádorových bunkách indukuje apoptózu a zvýšenú
expresiu proapoptotickéko proteínu BAX.
IL-26 produkujú T-lymfocyty, najmä pamä�ové a NK-bunky; príbuznos� s IL-10 je 27 %,
zú�ast�uje sa na slizni�nej imunite a obranných mechanizmoch v koži.
9.4 Cytokíny pôsobiace ako rastové faktory
Predstavi�e�mi tejto skupiny cytokínov sú IL-3, G-CSF, GM-CSF, M-CSF, IL-7, IL-9 a IL-11
(tab. 9.1).
Pluripotentné kme�ové bunky exprimujú tyrozínkinázový membránový receptor SCF
(CD117), ktorý kóduje protoonkogén c-kit. Cytokín, ktorý sa viaže na tento receptor, sa
ozna�il ako c-kit ligand. Ide o rastový faktor pre kme�ové bunky. Syntetizujú ho strómové
bunky kostnej drene (adipocyty, fibroblasty, endotelové bunky). Samotný neindukuje
diferencia�ný proces na jednotlivé hematopoetické línie, zvyšuje však citlivos� kme�ových
buniek na pôsobenie �alších rastových faktorov.
IL-3 predstavuje rastový faktor, ktorý pôsobí na celý rad buniek - na pluripotentné
kme�ové bunky, megakaryocyty, eozinofily, makrofágy a mastocyty. IL-3 sa zú�ast�uje aj na
diferenciácii T-lymfocytov.
CSF – faktory stimulujúce kolónie sú tri. G-CSF zodpovedá za proliferáciu
a diferenciáciu progenitorových buniek predur�ených do vývoja neutrofilov. Na zrelé
90
neutrofily pôsobí aktiva�ne. M-CSF zodpovedá za vývoj monocytovo-makrofágovej línie,
pôsobí ako prolifera�ný a diferencia�ný faktor pre progenitorové bunky pre neutrofily,
eozinofily a monocyty. V kombinácii s erytropoetínom podporuje vývoj erytroidnej rady.
Navyše ovplyv�uje procesy spojené s nidáciou oplodneného vají�ka, vývojom plodu
a laktáciou. GM-CSF aktivuje aj zrelé leukocyty. Zvyšuje fagocytózu neutrofilov, eozinofilov
a makrofágov, zvyšuje cytotoxickú reakciu závislú od protilátok sprostredkovanú bunkami
(ADCC), zvyšuje tumoricídnos� makrofágov.
IL-7 pôsobí ako stimula�ný alebo kostimula�ný faktor (v závislosti od stup�a diferenciácie
respondujúcej bunky) pre proliferáciu a diferenciáciu T-lymfocytov a ako rastový faktor pre
tymocyty. Pôsobí aj na pred-B lymfocyty pri ich vyzrievaní na zrelé bunky.
IL-9 je rastový faktor pre progenitorové erytropoetické bunky a spolu s erytropoetínom sa
podie�a na tvorbe erytrocytov. Gén pre IL-9 sa nachádza na 5. chromozóme, kde sa
nachádzajú tiež gény pre IL-3, IL-4, IL-5, IL-13 a GM-CSF. Delécia tejto oblasti je spojená s
výskytom malignít (myelodysplastický syndróm, akútna nelymfocytová leukémia - tzv. 5q-
mínus syndróm).
IL-11 je rastový faktor pre megakaryocyty a podie�a sa tak spolu s IL-3 na tvorbe
trombocytov. Stimuluje diferenciáciu B-lymfocytov na plazmocyty a pôsobí aj na hepatocyty.
Týmito vlastnos�ami sa podobá IL-6.
9.5 Chemokíny
Chemokíny sú malé peptidy, ktorých základnou funkciou je najmä chemotaktická aktivita pre
rôzne leukocyty. Rodina chemokínov sa na základe biochemickej štruktúry delí do štyroch
podrodín: chemokíny α, β, γ a δ (obr. 9.3). K najznámejším αααα-chemokínom (CXCL-
chemokíny) patria: NAP-1 (faktor atrahujúci neutrofily alebo interleukín 8), NAP-2,
trombocytový faktor 4 (PF4) a β-tromboglobulín. K najznámejším ββββ-chemokínom (CCL-
chemokíny) patria: monocytové chemotaktické proteíny (MCP-1 až 3), makrofágové zápalové
proteíny (MIP-1, MIP-2), chemoatraktant pre eozinofily - eotaxín a RANTES. Lymfotaktín je
predstavite�om podrodiny γγγγ-chemokínov (CL-chemokíny). Napokon fraktalkín je
reprezentantom podrodiny δδδδ-chemokínov (CX3CL-chemokíny).
Biologické ú�inky chemokínov sú pestré. Chemokíny stimulujú chemokinézu leukocytov,
ktoré adherujú na aktivovaný endotel prostredníctvom adhezívnych molekúl. CXCL-
chemokíny pôsobia predovšetkým na neutrofily, prakticky neovplyv�ujú bazofily a eozinofily.
Z mononukleárnych buniek pôsobia na lymfocyty T a B, ale nie na monocyty. CCL-
91
chemokíny pôsobia na monocyty, bazofily, eozinofily, NK-bunky a dendritové bunky, ale vo
všeobecnosti neovplyv�ujú neutrofily. CL-chemokíny pôsobia chemotakticky na lymfocyty.
Zatia� jediný CX3C-chemokín (fraktalkín = CX3CL1) pri�ahuje monocyty, T-lymfocyty
a NK-bunky. Chemokíny okrem chemotaktickej aktivity ovplyv�ujú aj rast a diferenciáciu
buniek, hojenie rán a iné biologické funkcie.
R. 1996 sa zistilo, že niektoré receptory pre chemokíny (najmä CCR5, CXCR4, menej
CCR2, CCR3, CCR8, CXCR6) sú sú�asne aj koreceptormi pre HIV, �ím chemokíny výrazne
ovplyv�ujú vývoj a priebeh infekcie (pozri aj diferencia�ný antigén CD26 a kapitolu o AIDS).
92
10 T-LYMFOCYTY
10.1 Pôvod a diferenciácia T-lymfocytov
Bunky imunitného systému cirkulujú vo�ne v krvi a lymfe alebo sa nachádzajú v
organizovaných tkanivách a orgánoch. Charakteristickou �rtou imunitného systému je, že jeho
zložky sú v neustálom pohybe, a to v mechanickom aj biologickom. Mechanický pohyb sa
prejavuje cirkuláciou buniek, najmä lymfocytov, pri�om polovica ich množstva cirkuluje a
druhá zostáva fixovaná v tkanivách a orgánoch. Množstvo lymfocytov v tele dospelého
�loveka sa odhaduje na približne 1.1012, �o predstavuje asi 1 % jeho hmotnosti. Priemerný
�as, za ktorý lymfocyt obehne recirkula�ný okruh, je približne 24 až 48 hodín. Biologický
pohyb sa prejavuje rýchlos�ou sebaobnovy zložiek imunitného systému: napríklad za 24
hodín zahynie a znova sa vytvorí 10.109 lymfocytov, t.j. množstvo, ktoré sa nachádza v krvi
dospelého jedinca. Rýchlos� tejto sebaobnovy a recirkulácie sved�í o stálej pohotovosti
buniek imunitného systému likvidova� akýko�vek cudzorodý antigén a udrža� integritu
organizmu. Schopnos� jedinca odpoveda� na ktorýko�vek antigén zabezpe�uje existencia
ve�mi ve�kého po�tu rozdielnych skupín lymfocytov, z ktorých každý vlastní receptory pre
odlišné cudzorodé antigény. Ide o anticipa�ný systém imunity. Takýmto spôsobom
lymfocyty predstavujú ve�mi heterogénnu populáciu buniek, ktoré však aj napriek tomu
možno rozdeli� do dvoch ve�kých skupín - na B-lymfocyty, ktoré sú nosite�mi protilátkovej
imunity a na T-lymfocyty, zodpovedné za bunkovú imunitu (tab. 10.1). Okrem týchto dvoch
hlavných skupín lymfocytov existuje ešte �alšie bdve amostané skupiny lymfocytov - ve�ké
granulárne lymfocyty (LGL), ktoré na základe ich funk�nej aktivity ozna�ujeme ako NK-
bunky a lymfocyty, ktoré sú na rozhraní T- a NK-buniek; ozna�ujeme ich ako NKT-bunky.
Pôvod lymfocytov T, B, NK a NKT je spolo�ný - vyvíjajú sa z pluripotentných kme�ových
buniek, ktoré pochádzajú zo ž�tkového vaku. Prechádzajúc cez fetálnu pe�e� a kostnú dre� sa
dostávajú do ter�ového orgánu, ktorého mikroprostredie ovplyvní ich kone�nú diferenciáciu
na zrelé formy schopné odpoveda� na antigén. Týmto orgánom pre B-lymfocyty je pri
vtákoch Fabriciova burza, u �loveka jej funkciu sp��a samotná kostná dre�. Pre T-lymfocyty
je kone�ným matura�ným orgánom týmus. Množstvo lymfocytov B a T je stabilné
a jednotlivé oddiely sú samostatné, t.j. pri chýbaní B-lymfocytov nedôjde ku kompenza�nej
náhrde chýbajúcich buniek T-lymfocytmi a naopak.
Týmus je ž�aza, ktorá sa skladá z dvoch �astí - kôry a drene. Kôra, ktorá predstavuje 85 až
90 % týmusu, tvorí vonkajšiu �as� orgánu. Skladá sa z husto natla�ených tymocytov,
epitelových buniek a makrofágov. Dre�, tvoriaca 10 až 15 % ž�azy, sa skladá predovšetkým z
93
tymocytov, ktoré oproti kôrovým majú vä�ší priemer. Týmus je orgán, v ktorom sa realizuje
kone�ná diferenciácia buniek na zrelé, plne funk�né T-lymfocyty.
Pluripotentné bunky, ktoré prvý raz vstupujú do týmusu (predtymocyty) prichádzajú do
kôry, v ktorej sa množia a z vä�šej �asti hynú. Zánik tymocytov súvisí so vznikom tolerancie
na vlastné zložky tela. Menšia �as� tymocytov postupuje do drene, kde sa uskuto�ní kone�ná
diferenciácia T-lymfocytov na zrelé bunky.
Proces diferenciácie tymocytov pokra�uje aj po narodení a aj v dospelosti, ba dokonca aj
po dožití sa 70 rokov. Rozsah, v akom sa deje influx kme�ových buniek do týmusu,
nepoznáme. Diferencované tymocyty - T-lymfocyty - sa z týmusu dostávajú do krvi a �ou
�alej do sekundárnych lymfatických orgánov, v ktorých sa usadzujú v oblastiach závislých od
týmusu - v lymfatických uzlinách je to parakortex (obr. 3.3) a v slezine sa usíd�ujú okolo
vä�ších artérií (obr. 3.4). Na týchto miestach �akajú na „svoj“ antigén, ale nie nehybne, tiež sú
v pohybe.
Lymfocyty T a B sú bunky, ktoré rozpoznávajú cudzorodý antigén s vysokým stup�om
špecifickosti a reagujú na�. Pochádzajú zo spolo�nej hematopoetickej bunky, morfologicky sú
si ve�mi podobné. Vysoký stupe� podobnosti medzi oboma typmi buniek možno vysvetli�
skuto�nos�ou, že až 98 % exprimovaných génov je rovnakých. Odlišujú sa iba zostávajúcimi
2 %, ku ktorým patria aj gény kódujúce receptory pre cudzorodé antigény. B-lymfocyty
vlastnia receptory imunoglobulínového charakteru, pri�om rozpoznávajú samotný antigén,
ktorý sa v organizme vyskytuje v solubilnej forme. T-lymfocyty naproti tomu rozpoznávajú
antigény nachádzajúce sa na povrchu buniek nadviazané na molekuly MHC. Tento proces si
navyše vyžaduje interakciu medzi adhezívnymi molekulami partnerských buniek za ú�elom
spevnenia väzby a prenosu signálov. Antigénový receptor T-lymfocytov (TCR – T cell
receptor) existuje v dvoch prevedeniach, pod�a svojich rozdielnych re�azcov. Prvý
antigénový receptor T-lymfocytov sa skladá z re�azcov alfa a beta (TCRαß), druhý z
re�azcov gama a delta (TCRγδ). Receptory sa svojou štruktúrou podobajú imunoglobulínom,
�iže v každom z re�azcov možno rozlíši� variabilnú (V) a konštantnú (C) oblas� (obr. 10.1).
Kedže ide o tansmembránové re�azce, za konštantnou �as�ou nasleduje transmembránový
úsek zložený z hydrofóbnych aminokyselinových jednotiek a cytoplazmový koniec, ktorý
tvoria hydrofilné aminokyselinové jednotky. Aj v oblasti V, aj v oblasti C každého re�azca je
prítomná disulfidová väzba, �ím sa vytvára s�u�ka.V membráne bunky sa TCR nadväzuje na
komplex diferencia�ného antigénu CD3 a spolu vytvárajú jednu sú�as� – kým re�azce TCR
zodpovedajú za rozpoznanie antigénu, tak re�azce CD3 komplexu zodpovedajú za prenos
signálu do vnútra bunky.
94
T-lymfocyty, ktoré by sú�asne exprimovali receptor TCRαβ aj TCRγδ sa nepodarilo
dokáza�. Nasved�uje to tomu, že existuje vysoko organizovaný proces preskupovania
génových segmentov a expresie receptora. T-lymfocyty, na rozdiel od B-lymfocytov, sa
omnoho prísnejšie kontrolujú a vyberajú po�as svojej diferenciácie v týmuse. Prí�ina tohto
zostreného dozoru nad kvalitou T-lymfocytov je v zábrane spustenia autoimunitných
procesov. Oba oddiely, aj TCRαβ aj TCRγδ, sú teda samostatné, chýbanie lymfocytov
jedného sa nekompenzuje rozmnožením lymfocytov druhého.
10.2 Subpopulácie T-lymfocytov s antigénovým receptorom TCRααααββββ
T-lymfocyty s antigénovým receptorom TCRαβ tvoria heterogénnu populáciu a skladajú sa z
dvoch základných subpopulácií - pomocných - TH (helper) a cytotoxických - TC (cytotoxic). V
sú�asnosti sú tieto subpopulácie už dobre definované. Pre prax je najvýznamnejšie ich
rozlišovanie na podklade diferencia�ných antigénov. Celú populáciu T-buniek charakterizujú
antigény CD3 a CD2 a jednotlivé ich subpopulácie majú svoje �alšie špecifické znaky.
Pomocné T-lymfocyty dostali názov pod�a skuto�nosti, že sú nevyhnutné na aktiváciu,
expanziu, diferenciáciu a izotypovú reguláciu B-lymfocytov. Bez ich pomoci B-lymfocyty
nedokážu odpoveda� na vä�šinu antigénov. Uvedená vlastnos� je však iba jednou z mnohých,
ktoré pozorujeme pri imunitnej odpovedi. TH-lymfocyty produkujú cytokíny, ktoré
zodpovedajú za obranu proti intracelulárne parazitujúcim mikroorganizmom (listérie, brucely,
yersínie a iné), za oneskorený typ hypersenzitívnych reakcií, usmrcujú vhodné ter�ové bunky
a pod. Sú principiálnymi bunkami imunitného systému. Pri ich poškodení �i zni�ení (napr.
vírusmi HIV, ktoré vyvolávajú AIDS) sa imunitný systém zrúti. Tieto skuto�nosti, ktoré
nazna�ovali, že ani populácia TH-lymfocytov nebude jednotná, sa potvrdili in vitro aj in vivo.
TH-lymfocyty sa na základe rozdielnej produkcie cytokínov delia na dve základné
subpopulácie - TH1 a TH2. TH1-lymfocyty produkujú IFN-γ, IL-2 a lymfotoxín, neprodukujú
IL-4, IL-5 a IL-6. Naproti tomu TH2-lymfocyty syntetizujú IL-4, IL-5, IL-6, IL-9 a IL-13, ale
nie IFN-γ, IL-2 alebo lymfotoxín (tab. 10.2).
Okrem subpopulácií TH1 a TH2 existujú aj subpopulácie, ktoré patria k regula�ným T-
lymfocytom prirodzeným alebo indukovaným. O prirodzených regula�ných T-lymfocytoch sa
pojednáva v samostatnej kapitole; k indukovaným regula�ným T-lymfocytom patrí
subpopulácia TH3, ktorá produkuje transformujúci rastový faktor beta (TGF-β) a lymfocyty
Tr1, ktoré po stimulácii produkujú predovšetkým IL-10. Aj TGF aj IL-10 sa vyzna�ujú
výraznými imunosupresívnymi vlastnos�ami.
95
Subpopulácie TH-buniek nie sú vopred vytvorené, ale sa polarizujú z buniek, ktoré
ozna�ujeme ako TH0. Za ich expanziu v nepolarizujúcom prostredí zodpovedá najmä TGF-ß.
Na rozdiel od naivných TH-lymfocytov sú už stimulované antigénom, ale nie sú
vyprofilované, nemajú bezprostredné efektorové funkcie a ich cytokínový profil nie je typu
ani TH1 ani TH2, ale zmiešaný. V závislosti od charakteru a dávky antigénu, spôsobu jeho
aplikácie, prezentácie bunkami prezentujúcimi antigén (APC) a najmä cytokínov prítomných
v danom mikroprostredí sa diferencujú na efektorové bunky.
Polarizáciu do jednotlivých línií T-pomocných lymfocytov však najvýraznejšie ovplyv�ujú
cytokíny mikroprostredia. Ako sa uvádza vyššie, IFN-γ, IL-18, IL-27, CC-chemokíny
pôsobiace cez väzbu na receptor CCR5 (MIP-1α, -1β, MCP-2, RANTES) a najmä IL-12, IL-
23 a IL-27 indukujú diferenciáciu TH0-lymfocytov do TH1-subpopulácie. Zvyšujú citlivos�
naivných buniek na IFN-γ a naopak, znižujú citlivos� na inhibi�né pôsobenie IL-4. Ak ich
bunka prezentujúca antigén produkuje málo, imunitná odpove� sa polarizuje v smere TH2. K
cytokínom, ktoré podporujú diferenciáciu lymfocytov do TH2-typu sú najmä IL-4, IL-13
a MCP-1; IL-4 nielenže polarizuje vývoj T-lymfocytov do TH2-línie, ale sú�asne potlá�a
diferenciáciu TH1-buniek a to inhibíciou produkcie IFN-γ. Zdrojom IL-4 môžu by� viaceré
bunky – mastocyty, bazofily, NKT-bunky a zrelé CD4+ T-lymfocyty. Významným
cytokínom, ktorý podporuje diferenciáciu TH2-buniek je vazoaktívny intestinálny peptid
(VIP). Mechanizmus, akým cytokíny nasmerujú diferenciáciu TH0-lymfocytov do TH1 alebo
TH2 línie, sa zakladá na rozdielnej signalizácii, na rozdielnych transkrip�ných faktoroch, ktoré
indukujú. Pri polarizácii TH1-buniek ide predovšetkým o transkrip�né faktory STAT-4 a T-
bet, pri polarizácii TH2-buniek o transkrip�né faktory STAT-6 a GATA-3.
Populácie buniek TH1 a TH2 sa od seba líšia aj funk�nými vlastnos�ami. TH2-lymfocyty
pomáhajú B-lymfocytom v ich diferenciácii na plazmocyty, ktoré produkujú protilátky
izotypu IgE, IgM, IgA a IgG4. Interak�né vz�ahy medzi lymfocytmi T a B si vyžadujú
bezprostrednú kooperáciu pri sú�asnom spolupôsobení cytokínov IL-4 a IL-5. Pôsobenie
samotného IL-4 navodzuje syntézu predovšetkým protilátok izotypu IgE, sú�asné pôsobenie
IL-4 a IL-5 je potrebné na vznik protilátok IgA a IgG4. V organizme sa TH2-lymfocyty
zú�ast�ujú predovšetkým na obrane proti parazitom mechanizmom imunitnej reakcie ADCC.
Primárnu úlohu v týchto reakciách hrajú protilátky IgE a eozinofily. V patológii sa s prevahou
aktivity TH2-lymfocytov stretávame predovšetkým pri alergii a pri systémových
autoimunitných chorobách.
96
TH1-lymfocyty zodpovedajú za reakcie bunkového typu imunity. Principiálny cytokín,
ktorý syntetizujú, IFN-γ, aktivuje makrofágy, �o sa prejaví ich zvýšenou mikrobicídnou
aktivitou vedúcou k lýze v nich sa nachádzajúcich intracelulárne parazitujúcich baktérií.
Aktivované makrofágy prejavujú aj zvýšenú tumoricídnu aktivitu. IFN-γ navodzuje aj
zvýšenú expresiu vysokoafinitných Fc-receptorov pre IgG, �ím sa zvyšuje mechanizmus
pôsobenia reakcie ADCC. IFN-γ, spolu s �alšími uvo��ovanými lymfokínmi, IL-2 a IL-12,
ve�mi ú�inne aktivujú cytotoxické T-lymfocyty a NK-bunky, �ím sa výber cytotoxických
mechanizmov rozširuje. TH1-lymfocyty poskytujú tiež pomoc B-lymfocytom pri produkcii
protilátok; vznikajú protilátky izotypu IgG1 a IgG3, ktoré viažu komplement a tak sa
zú�ast�ujú cytotoxických reakcií. TH1-lymfocyty sú takto predur�ené na boj s intracelulárne
parazitujúcimi baktériami a vírusmi. V patológii sa tento typ imunity uplat�uje pri
oneskorenom (IV.) type hypersenzitívnych reakcií a pri orgánovo-špecifických
autoimunitných chorobách, napr. pri reumatoidnej artritíde.
V boji proti extracelulárne parazitujúcim mikroorganizmom sa uplat�ujú oba typy buniek,
resp. TH0-lymfocyty, ktoré produkujú zmiešaný typ cytokínov, schopných indukova� tvorbu
protilátok IgM, IgG a IgA.
Druhou základnou subpopuláciou TCRαβ-lymfocytov sú cytotoxické T-lymfocyty (TC
alebo CTL). Naivné CTL charakterizuje prítomnos� diferencia�ných antigénov CD2, CD3,
CD8 a CD103. Hlavnou funkciou CTL je schopnos� deštruova� ter�ové bunky, ktoré nesú
príslušný cudzorodý antigén. Ide predovšetkým o vírusom infikované bunky, nádorové a
alogénne bunky. Lýza ter�ovej bunky aktivovanými cytotoxickými T-lymfocytmi sa môže
uskuto�ni�dvomi rozdielnymi mechanizmami. Prvý predstavuje kontaktná cytotoxicita (obr.
10.2), druhý mechanizmus je indukcia apoptózy interakciou medzi molekulami Fas a FasL,
resp. sekréciou TNF.
Imunitný systém nás chráni pred množstvom potencionálne patogénnych
mikroorganizmov, zatia� �o sa vyhýba reakcii s vlastnými zložkami tela (t.j. toleruje vlastné,
self, antigény). Zlyhanie self-tolerancie vedie k vývoju autoimunitných chorôb. I ke� je ich
imunopatogenéza zvä�ša neznáma, je už ve�mi dobre zdokumentované, že najdôležitejšími
hrá�mi pri mnohých z nich sú T-lymfocyty. Našlo sa tiež množstvo dôkazov o existencii
potencionálne autoreaktívnych T-lymfocytov u zdravých osôb. Preto jednou z k�ú�ových
otázok sú�asnej imunológie je aj otázka, ako sú tieto autoreaktívne bunky za fyziologických
okolností kontrolované tak, aby neindukovali autoimunitný proces. Zistilo sa, že existuje
samostatná populácia supresorových buniek, ba dokonca nie jediná, ale viaceré. Najlepšie sú
97
charakterizované lymfocyty, ktoré ozna�ujeme ako prirodzené regula�né (TR). Ide o T-
lymfocyty s membránovými znakmi CD4+CD25+. Sú to dlhožijúce bunky, ktoré okrem vyššie
uvedených znakov charakterizuje aj prítomnos� CD38, CD62L, CD69, CD103 a GITR. TR-
bunky predstavujú 5-10 % CD4+CD8- tymocytov, v periférii je ich približne 10 % z celej
populácie CD4+-lymfocytov.
TR-bunky výrazne tlmia aktivitu iných lymfocytov. Svoju imunosupresívnu aktivitu
uplat�ujú priamo po�as interakcie s efektorovou bunkou pri rozpoznávaní prezentovaného
antigénu na APC. Dôležitú úlohu pri tom zohráva interakcia medzi CTLA-4 v membráne TR-
buniek a diferencia�nými antigénmi CD80, resp.CD86 na aktivovaných lymfocytoch CD4+,
resp. CD8+, �ím sa zabra�uje ich väzbe na CD28 a následnej aktivácii; imunosupresívna
aktivita sa �alej môže dia� aj prostredníctvom aktivity membránovej formy TGF-ß.
Imunosupresívne pôsobia aj syntézou imunosupresívnych cytokínov, TGF-ß a najmä IL-10.
TR-lymfocyty rozpoznávajú vlastné molekuly s vysokou afinitou, takže svoju
imunosupresívnu aktivitu môžu prejavi� v omnoho nižšej koncentrácii antigénu ako je
potrebné pre naivné bunky. Táto ich vlastnos� z nich robí ve�mi ú�inné bunky, ktoré
kontrolujú self-reaktívne T-lymfocyty; významnou mierou sa tak podie�ajú na udržiavaní
tolerancie. TR-lymfocyty sa ve�mi rýchlo môžu dostáva� aj na miesta, kde dochádza
k poškodeniu tkaniva, �ím môžu kontrolova� self-reaktívne lymfocty, ktoré sa sem tak isto
dostávajú; zabra�ujú takto možnému vývoju autoimunitného procesu.
TR-lymfocyty sa vyvíjajú v týmuse ako nezávislá, samostatná populácia buniek. Proces
diferenciácie Treg-buniek je geneticky determinovaný a jeden z najvýznamnejších génov je
FOXP3, ktorý kóduje špecifický transkrip�ný faktor „scurfin“.
Okrem prirodzených imunoregula�ných buniek existujú aj indukované (adaptívne)
regula�né T-lymfocyty, ktoré vznikajú po�as imunitnej odpovede. Pod�a typického
imunosupresívneho cytokínu, ktorý produkujú a pomocou ktorého presadzujú aj svoju
imunosupresívnu aktivitu, ich zade�ujeme do dvoch populácií, Tr1 a TH3. Vz�ah medzi
bunkami TH3 a Tr1 nie je celkom jasný, sú�asné názory sú také, že Tr1-lymfocyty vznikajú
z prirodzených regula�ných T-lymfocytov a syntetizujú charakteristický IL-10, kým TH3-
lymfocyty vznikajú diferenciáciou z TH-subpopulácie a produkujú prevažne TGF-ß (tab.
10.2). Zásadný rozdiel medzi prirodzenými a indukovanými (adaptívnymi) regula�nými T-
lymfocytmi je v tom, že prvé sa podie�ajú na udržiavaní tolerancie na vlastné antigény a v
zábrane autoimunitných procesov, kým tie druhé vznikajú po�as zápalového procesu s cie�om
jeho regulácie.
98
Imunitný systém, podobne ako nervový, sa vyzna�uje pamä�ou. Po opakovanom vniknutí
antigénu vzniká druhostup�ová reakcia, ktorá má rýchlejší nástup a vyššiu amplitúdu
odpovede. Imunitná pamä� sa po prvý raz pozorovala pri skúmaní produkcie protilátok in
vivo. Sekundárna odpove� vedie nielen k zvýšenej hladine protilátok, ale tieto protilátky majú
aj vyššiu afinitu pri porovnávaní s tými, ktoré vznikajú pri primárnej odpovedi. Pamä� na
úrovni B-lymfocytov je výsledkom selekcie a špecifickej expanzie klonov secernujúcich
vysokoafinitné protilátky. Na molekulovej úrovni za túto selekciu zodpovedá hypermutácia
vo variabilných génoch po�as primárnej odpovede.
Imunitná pamä� sa týka aj T-lymfocytov, kde je najlepšie preštudovaná na úrovni
cytotoxických T-lymfocytov (CTL).Vo vä�šine systémov, ktoré skúmajú odpove� na
vírusové antigény, sa po reimunizácii pozoruje vzostup špecifických CTL viac ako 10-krát. Z
uvedenej skuto�nosti vyplýva, že po primárnej odpovedi vznikajú aj pamä�ové T-lymfocyty.
V dnešnej dobe sú už pomerne dobre charakterizované na podklade nielen funk�ných
vlastností, ale aj membránových znakov. Z funk�nej stránky pamä�ové T-lymfocyty, na
rozdiel od naivných (t.j. takých, ktoré s antigénom ešte neprišli do kontaktu), na pôvodný
antigén odpovedajú zvýšenou proliferáciou; po stimulácii monoklonovými protilátkami anti-
CD3 produkujú vyššie množstvo cytokínov (najmä IL-3, IL-4 a IFN-γ). Vo zvýšenej miere
indukujú B-lymfocyty do produkcie protilátok, ale aj naopak, môžu ich ú�innejšie inhibova�.
Odpove� pamä�ových T-lymfocytov možno iba �ažko zablokova� protilátkami anti-CD4
alebo anti-CD8, �o odráža vyššiu afinitu väzby medzi receptorom a antigénom. Je ve�mi
pravdepodobné, že nielen afinita, ale aj celková avidita je zvýšená, pretože na pamä�ových
bunkách, na rozdiel od naivných, sú vo vä�šom množstve zastúpené adhezívne molekuly
(LFA-1, CD2, LFA-3, ICAM-1, CD29, CD44). Osobitne je to zvýraznené pri molekule LFA-
3, ktorá sa prakticky na naivných bunkách nevyskytuje. Zvýšená adhezívnos� u�ah�uje
interakciu medzi kooperujúcimi bunkami, a tým sa rýchlejšie vyvíja sekundárna imunitná
odpove�. Pre uvedené vlastnosti majú znížený prah aktivácie a okrem pôvodného antigénu
ich môže stimulova� aj iný príbuzný (krížovoreagujúci) antigén.
Charakteristika pamä�ových buniek zodpovedá charakteristike T-lymfocytov aktivovaných
antigénom. Niektorí pracovníci sa preto domnievali, že pamä�ové bunky sa zhodujú
s aktivovanými. Najnovšie výsledky nazna�ujú, že naivné, antigénom aktivované (efektorové)
a pamä�ové T-lymfocyty predstavujú predsa len rozdielne, samostatné skupiny buniek,
pri�om efektorové bunky sú výsledkom aktivácie pamä�ových buniek. Na jasné odlíšenie
a zdôraznenie, že efektoré T-lymfocyty vznikli z pamä�ových, sa tieto ozna�ujú ako TEM (T
effector memmory cells) a centrálne pamä�ové bunky sa ozna�ujú ako TCM (T central
99
memmory cells). Dynamika ich vývoja ja nasledovná: naivné T-lymfocyty pri odpovedi na
antigén sa diferencujú do subpopulácie TCM a po opätovnom stretnutí s tým istým antigénom
sa diferencujú na bunky TEM. TEM-bunky sa od TCM-buniek líšia tým, že vykonávajú ur�ité
špecifické funkcie v tkanivách a v závislosti od nich exprimujú aj tomu zodpovedajúce
adhezívne, kostimula�né antigény, �i receptory, napr. CD28, CD40L, CTLA-4 a najmä
CCR5. TCM-bunky sú naproti tomu pokojné bunky, ktoré sídlia v sekundárnych lymfatických
orgánoch, pre svoju dlhodobú existenciu nevyžadujú ani �alšiu stimuláciu antigénom ani
rozpoznanie MHC-molekúl. Toto je zásadný rozdiel oproti naivným CD4+ aj CD8+ T-
lymfocytom, ktoré pre svoje prežívanie absolútne nevyhnutne potrebujú interakciu s MHC-
molekulami prvej �i druhej triedy a IL-7. Predpokladá sa, že práve TCM-bunky produkujú
cytokíny, ktoré autokrinným spôsobom regulujú svoje delenie a tým aj svoju dlhovekos�.
10.3 Subpopulácie T-lymfocytov s antigénovým receptorom TCRγγγγδδδδ
Receptor TCRαβ sa nachádza na vä�šine T-lymfocytov. Okrem neho sa na približne 3-5 %
periférnych lymfocytov vyskytuje druhý typ receptora, ktorý ozna�ujeme TCRγδ. Skladá sa
opä� z dvoch glykoproteínových re�azcov - γ a δ (obr. 10.3). V membráne bunky sa receptor
TCRγδ spája, podobne ako TCRαβ, s antigénom CD3.
TCRγδ-lymfocyty predstavujú samostatnú, nezávislú skupinu T-lymfocytov, nejedná sa o
bunky, ktoré majú vzh�adom k TCRαβ-lymfocytom iba alternatívny receptor. TCRγδ-
lymfocyty dozrievajú v týmuse, ich línia sa pri svojej maturácii odde�uje ešte pred vývojom
línie vedúcej k vzniku TCRαβ-lymfocytov.
TCRγδ-lymfocyty možno na základe ich rozdielnej distribúcie a funkcie rozdeli� do dvoch
skupín. Jedna skupina sa nachádza v lymfatickom tkanive, podobne ako B-lymfocyty a
TCRαβ-lymfocyty a druhá je medzi epitelovými bunkami �reva a kože. TCRγδ-lymfocyty,
ktoré sa nachádzajú v koži , sa ozna�ujú ako intraepidermové a v �reve ako intraepitelové
(IEL). Je zaujímavé, že nerecirkulujú, zostávajú tu fixované, pravdepodobne tvoria sú�as�
imunitného doh�adu a monitorujú externé prostredie epitelových buniek.
TCRγδ-bunky na stimula�ný podnet (protilátky anti-γ, anti-δ, anti-CD3) uvo��ujú IL-2, IL-
4, IFN-γ, TNF, zvyšuje sa v nich intracelulárna hladina Ca2+ a za�ínajú proliferova�, �iže
reagujú ako TCRαβ-lymfocyty. Z toho vyplýva, že v aktiva�ných procesoch nebude medzi
nimi zásadný rozdiel. Odlišnos� lymfocytov TCRαβ od TCRγδ je v spôsobe, akým
rozpoznávajú antigén. Zistilo sa, že TCRγδ-lymfocyty, na rozdiel od TCRαβ-lymfocytov, vo
100
všeobecnosti nerozpoznávajú antigén ako peptid prezentovaný MHC-molekulami (pozri
�alej). Táto skuto�nos� vysvet�uje aj dôvod chýbania molekúl CD4, resp. CD8 v
membránach TCRγδ-lymfocytov. Ke�že prezentujúcimi štruktúrami nie sú MHC-molekuly,
nie je potrebná ani sú�asná interakcia molekúl CD4, resp. CD8 s nimi a prítomnos� CD4
(CD8) sa takto stáva „zbyto�nou“. Vo všeobecnosti antigény, ktoré rozpoznávajú TCRγδ-
lymfocyty, možno rozdeli� do dvoch kategórií. Prvú predstavujú antigény so širokou
distribúciou, ktoré exprimujú aj hostite�ské bunky, aj mikroorganizmy, druhú kategóriu tvoria
antigény, ktoré sú indukovate�né a ktoré exprimujú bunky iba niektorých tkanív. Ako
príklady prvej skupiny možno uvies� pyrofosfáty a alkylamíny nachádzajúce sa v baktériách,
rastlinách i bunkách zvierat. K tejto skupine patria aj proteíny teplotného šoku HSP60. Sú to
fylogeneticky ve�mi konzervované molekuly, ktoré, ako to nazna�uje už ich ozna�enie,
produkujú bunky na svoju ochranu pred náhlym zvýšením teploty (zábrana denaturácie
proteínov), alebo na iný environmentálny stres. Avšak proteíny teplotného šoku vznikajú aj
ako odpove� na vnútorný stres, ako je zápalový proces �i vírusová infekcia. Ako príklady
druhej skupiny antigénov, ktoré rozpoznávajú TCRγδ-lymfocyty patria inducibilné molekuly
MICA a MICB a antigény, ktoré prezentujú CD1-molekuly. Toto všetko nazna�uje, že
TCRγδ-lymfocyty sú prispôsobené aj na rozpoznávanie mikroorganizmov aj na rozpoznanie
poškodených �i infikovaných buniek. Rozpoznanie molekúl ako následok infekcie skôr ako
rozpoznanie antigénov špecifických pre daný patogén ich môže odlišova� od ostatných
TCRαβ-lymfocytov a stavia ich na priese�ník medzi nešpecifickou a špecifickou imunitou.
101
11 BUNKY S NEŠPECIFICKOU CYTOTOXICKOU AKTIVITOU
Hlavná funkcia zložiek imunitného systému je zabezpe�ovanie doh�adu nad nežiadúcimi
zmenami v organizme. Pôvodný koncept sa dotýkal imunitného doh�adu nad narušite�mi
celistvosti organizmu vyvolanom baktériami, vírusmi, parazitmi a pod. Takto chápaný
imunitný doh�ad sa musel s rozvojom vedomostí o vzniku nádorov a mobilizácii obranných
mechanizmov zabra�ujúcich ich vzniku a propagácii, rozšíri� aj o doh�ad nad zmenami vo
vnútornom prostredí organizmu, ktoré potencionálne vedú k vzniku malignity a ohrozujú
život jedinca, podobne ako je to pri poruche integrity organizmu, ktorá má pôvod vo
vonkajšom prostredí. Na imunitnom doh�ade sa zú�ast�ujú zložky aj špecifickej aj
nešpecifickej imunity, a to najmä cytotoxické systémy. Makrofágy, ako hlavní predstavitelia
nešpecifických obranných mechanizmov, okrem fagocytózy mikroorganizmov a ich
intracelulárneho zabíjania, majú aj tumoricídnu aktivitu. Špecifické cytotoxické systémy
zastupujú cytotoxické T-lymfocyty (CTL). K týmto systémom treba prida� aj sná�
najvýznamnejší protinádorový obranný systém - prirodzené zabíja�ské bunky (NK-bunky),
resp. bunky, ktoré sú od nich odvodené (LAK, TIL). K nim sa nedávno pridala skupina
buniek, ktorá stojí niekde na polceste medzi NK-bunkami a T-lymfocytmi - NKT-bunky. NK-
bunky dokážu zabíja� ter�ové štruktúry jednak priamo, jednak s pomocou protilátok v reakcii,
ktorú ozna�ujeme ako bunkami sprostredkovaná cytotoxicita závislá od protilátok (ADCC).
V tejto reakcii NK-bunky, ako aj niektoré iné, ozna�ujeme ako K-bunky (killer cells). Pre
pomerne široké spektrum buniek schopných mediova� túto reakciu, ako aj protilátok, ktoré ju
dokážu indukova�, sa K-bunková cytotoxicita zara�uje medzi nešpecifické imunitné reakcie.
11.1 NK-bunky
NK-bunky sú lymfocyty, ktoré dokážu ni�i� celé spektrum nádorových a vírusmi
infikovaných buniek a to zdanlivo nešpecificky, �o viedlo aj k ich ozna�eniu ako „prirodzené
zabíja�ské bunky“ (natural killer cells - NK). Po morfologickej stránke patria k skupine
ve�kých granulárnych lymfocytov – (LGL). Sú to bunky s priemerom asi 10 až 12 µm, s
ve�kým obli�kovým jadrom, s bohatou cytoplazmou, v ktorej sa nachádzajú azurofilné
granuly. V periférnej krvi dospelého �loveka je ich približne 10 % z celkového po�tu
lymfocytov, v ostatných lymfatických orgánoch sa ich zastúpenie pohybuje medzi 1 až 5 %.
NK-bunky pochádzajú z progenitorových buniek predur�ených do vývoja lymfoidnej rady
(t.j. pod vplyvom rozdielnych signálov sa z nich vyvíjajú bu� lymfocyty B, T alebo NK).
Vlastnia diferencia�ný antigén CD16, �o je nízkoafinitný receptor pre Fc-fragment IgG
102
(FcγRIII), ktorý NK-bunkám umož�uje ú�as� na reakciách ADCC (pozri �alej) a
nízkoafinitný receptor pre IL-2 (t.j. skladá sa z re�azca β a γc, ale chýba re�azec α), a preto na
ich aktiváciu týmto cytokínom treba vyššie koncentrácie IL-2 ako na aktiváciu CTL.
Nevlastnia antigénový receptor T-lymfocytov, a to ani typu TCRαβ, ani TCRγδ, ale majú
svoje špecifické receptory. Tieto sa v zásade delia na receptory príbuzné imunoglobulínom
a na lektínové receptory C-typu.
NK-receptory imunoglobulínového charakteru sú po�etné a na základe homológnosti
svojich domén a architektúry svojich génov ich zara�ujeme do štyroch rodín.
Najcharakteristickejšie NK-receptory patria do rodiny KIR (killer Ig-like receptors). Ide
o skupinu receptorov, ktorých re�azec má v extracelulárnej �asti dve alebo tri
imunoglobulínové domény (2D, resp. 3D). Svoju cytoplazmovú �as� majú bu� dlhú, alebo
krátku (2DL, 3DL, resp. 2DS, 3DS; L - long, S - short). Receptory s dlhou
intracytoplazmovou �as�ou majú v sebe úsek ozna�ovaný ako ITIM, ktorý sa po nadviazaní
ligandu fosforyluje, �o umožní, aby sa na� pripojila fosfatáza SHP-1; táto potom v �alších
biochemických procesoch zabezpe�í prenos negatívnej signalizácie, ktorá necháva NK-bunku
v pokojnom stave (t.j. ter�ovú bunku nezni�í).
NK-bunky s receptormi KIR2DL, resp. KIR3DL na ter�ových bunkách rozpoznávajú,
podobne ako cytotoxické T-lymfocyty (CTL), klasické HLA-molekuly prvej triedy. Zásadný
rozdiel v aktivácii oboch typov buniek je v tom, že kým pre CTL sú HLA-molekuly
prostredníkom pre prezentáciu antigénu, tak pre NK-bunky predstavujú negatívny signál.
Aktivujú sa len vtedy, ak HLA-molekuly v membráne ter�ovej bunky chýbajú, alebo ak je ich
množstvo redukované (obr. 11.1). Jedna z funkcií NK-buniek je preto rozpoznanie a
eliminácia buniek, ktoré nejakým spôsobom (mutácia, transformácia, zastavenie diferenciácie,
vírusová infekcia) neexprimujú dostato�né množstvo MHC-molekúl.
NK-receptory, ktoré majú krátku intracytoplazmovú �as� (KIR2DS alebo KIR3DS) sa
nemôžu zú�astni� na prenose ani inhibi�ného ani stimula�ného signálu. Tieto receptory sa
preto spájajú s adaptorovou molekulou - homodimérom DAP12, ktorý má vo svojej štruktúre
aktiva�ný úsek ITAM, jeden na každom monomére. Po rozpoznaní ligandu na ter�ovej bunke
sa DAP12 spája s NK-receptorom a prostredníctvom tyrozínkináz (Syk a ZAP-70) zabezpe�í
potrebné signály pre aktiváciu NK-bunky a následné zni�enie ter�ovej bunky. Ligandy pre
KIR2DS alebo KIR3DS sú menej známe ako pre inhibi�né KIR, zatia� poznáme ligandy len
pre KIR3DS1, ktoré predstavujú molekuly HLA-Cw2, -Cw4, -Cw5 a –Cw6 a pre KIR2DS4,
�o je molekula HLA-Cw4.
103
Druhá skupina NK-receptorov patrí k lektínovým receptorom (tab. 11.1). Ide o
heterodiméry zložené z re�azca CD94 a jedného z re�azcov patriacich rodine NKG2 (sú
viaceré, ozna�ujú písmenami A, B, C, D, E, F). Re�azce CD94 a NKG2 navzájom spája
disulfidová väzba.
Receptory CD94-NKG2A a CD94-NKG2C rozpoznávajú molekuly HLA-E. Tieto sa
vyzna�ujú tým, že viažu signálne peptidy klasických HLA-molekúl a molekúl HLA-G
(vlastné peptidy a signálne peptidy z HLA-F neviažu). Nedostato�ná expresia týchto molekúl
potom spôsobí, že nedôjde ani k expresii HLA-E, �ím sa aktivujú NK-bunky, vedúce
k deštrukcii takejto deficientnej bunky.
Významnú úlohu v imunologickom doh�ade majú NK-bunky, ktoré exprimujú receptor
NKG2D. Na rozdiel od predchádzajúcich receptorov, NKG2D sa nespája s molekulou CD94,
ale vytvára homodimér. Ako adaptorová molekula slúži bu� DAP12 alebo DAP-10. Ide o
o adaptorové molekuly, ktoré sprostredkúvajú prenos aktiva�ného signálu. NKG2D-receptor
rozpoznáva molekuly MICA a MICB. MICA, MICB exprimujú niektoré nádory a vírusom
infikované bunky. Rozpoznanie „indukovaných vlastných ligandov“ NKG2D-receptormi je
príkladom pre tretiu stratégiu rozpoznávania nebezpe�enstva, ktoré hrozí organizmu. Prvý
spôsob rozpoznania cudzieho je prostredníctvom špecifických receptorov, ako je BCR, TCR,
TLR a pod., ktorými bunky imunitného systému rozpoznajú nevlastné štruktúry prítomné na
mikroorganizamoch �i pozmenených vlastných bunkách. Druhý spôsob predstavuje
rozpoznanie chýbania molekúl, ktoré za fyziologických okolností tvoria normálnu sú�as�
membrán buniek; ide typicky o aktiváciu NK-buniek prostredníctvom KIR. Tretí spôsob
zapezpe�ujú NKG2D-ligandy. Tieto sa �iasto�ne podobajú MHC-molekulám prvej triedy
a v membránach vä�šiny buniek sa nenachádzajú, exprimujú sa až ako odpove� na nejaký
inzult, ako je nádorová transformácia bunky, vírusová �i baktériová infekcia, príp iné formy
poškodenia buniek. Ich rozpoznanie bunkami imunitného systému takto presúva zá�až
upozornenia na nebezpe�enstvo na samotné bunky organizmu, nielen na špecializované bunky
imunitného systému. Bunka samotná sa musí „rozhodnú�“ �i upozorní alebo nie na
nebezpe�enstvo, ktoré jej hrozí.
Lytické pôsobenie NK-buniek sa spája s výskytom cytolytických molekúl prítomných v
granulách buniek. Po interakcii NK-bunky s ter�ovou bunkou sa granuly zhromaždia v mieste
ich vzájomného kontaktu, dochádz k ich degranulácii a uvo�neniu obsahu granúl prostredia.
V granulách sa identifikovali viaceré druhy cytolytických molekúl: perforíny, lymfotoxíny,
cytotoxický faktor NK-buniek (NKCF) a serínové proteázy, ktoré sa sumárne ozna�ujú ako
granzýmy. Najlepšie je preskúmaný ú�inok perforínov. Perforín (pore-forming protein) je
104
molekula, ktorá má schopnos� vnára� sa do membrány bunky, pri�om polymerizuje. 10 až 20
agregovaných molekúl vytvorí potom v membráne otvor s ve�kos�ou 20 až 40 µm; okraje
diery lemujú jednotlivé monoméry perforínu, ktoré akoby predstavovali dýhu sudu, cez
ktorého otvor unikajú zložky cytoplazmy; nastáva influx vody; výsledkom procesu je
osmotická lýza bunky. Uvedený mechanizmus pripomína pôsobenie molekúl MAC
(membrane attack complex), t.j. komplexu C5b6789 komplementového systému. Najvä�ší
rozdiel medzi molekulou C9 a perforínom tkvie v tom, že molekula C9 na indukciu svojej
polymerizácie nevyhnutne vyžaduje predchádzajúce zložky MAC, kým molekuly perforínu v
prítomnosti Ca2+ polymerizujú samé.
Cytotoxickú schopnos� majú aj �alšie molekuly, ktoré sa nachádzajú v granulách NK-
buniek. Ide najmä o serínové proteázy, ktoré sa ozna�ujú ako granzýmy (granule-associated
enzymes). Granzýmy po preniknutí do cytoplazmy ter�ovej bunky otvorom vytvorenom
perforínmi indukujú v nej apoptotický proces, ktorým bunka hynie (pozri kap. 12.5).
Napokon pri NK-bunkách, podobne ako pri CTL, sa pozoroval aj mechanizmus
usmrcovania ter�ovej bunky indukciou apoptotického procesu pri interakcii medzi
molekulami FasL na strane NK-buniek a molekulami Fas na strane ter�ových buniek. Fas-
molekuly sa vyskytujú na viacerých orgánoch a tkanivách, zatia� �o FasL je indukovate�ná
molekula, aj na T-lymfocytoch aj na NK-bunkách. Zvýšenie expresie FasL v membránach
uvedených buniek indukuje najmä IL-18. Z uvedeného vyplýva, že možností, akým NK-
bunky (a aj CTL) usmrcujú ter�ovú bunku je viacero; ktorý mechanizmus sa uplatní v danom
prípade, závisí od mikroprostredia, v ktorom sa interakcia medzi cytotoxickou a ter�ovou
bunkou odohráva.
NK-bunky majú aj Fc-receptor pre IgG (FcγRIII = CD16), ktorý mu umož�uje zú�ast�ova�
sa reakcie ADCC pomocou ktorej ni�ia nádorové bunky, na ktoré sa predtým nadviazali
špecifické protilátky IgG (pozri �alej).
Biologický význam existencie a pôsobenia NK-buniek je predovšetkým v rozpoznaní a v
lýze zmutovaných buniek s potencionálnou možnos�ou vývinu malígneho ochorenia. Okrem
uvedenej principiálnej úlohy sa NK-bunky zú�ast�ujú aj v antiinfek�nej imunite a v regulácii
imunitnej odpovede. Sú schopné lyzova� autológne, vírusom napadnuté bunky, majú
baktericídnu aktivitu, aj ke� ešte nie je jasné, �i je podmienená priamo alebo prostredníctvom
makrofágov, ktoré sa aktivovali lymfokínmi syntetizovanými NK-bunkami. Imunoregula�ný
vplyv na imunitné reakcie vyplýva zo schopnosti NK-buniek uvo��ova� množstvo cytokínov.
Produkujú IL-1, IL-2, IL-3, IL-4, IL-12, TNF, IFN-γ, ktoré následne aktivujú �i už monocyty
105
a makrofágy, lymfocyty B alebo T, navodiac ich tak na dráhy aktivity charakteristické pre
každý uvedený typ buniek.
11.2 NKT-bunky NKT-bunky predstavujú skupinu lymfocytov, ktorá stojí niekde na polceste medzi NK-
bunkami a TCRαβ-lymfocytmi - exprimujú totiž sú�asne aj antigénový receptor T-
lymfocytov (TCRαβ) aj antigénový receptor NK-buniek (CD161). Repertoár TCR (t.j.
schopnos� rozlišova� rôzne antigény) je však limitovaný. Sú bu� dvojito negatívne (CD4-
CD8-) alebo patria subpopulácii CD4-pozitívnych T-lymfocytov (CD4+CD8-). Od
konven�ných TCRαβ-lymfocytov sa líšia niektorými vlastnos�ami. Predovšetkým sa
vyzna�ujú tým, že rozpoznávajú antigén prezentovaný nie MHC-molekulami prvej triedy, ale
molekulami CD1d. Tieto sa štruktúrne podobajú MHC-molekulám, ale sú nepolymorfné a
prezentujú lipopolysacharidové antigény a hydrofóbne peptidy (obr 11.2). Charakteristicky
ide o α-galaktozyl ceramid izolovaný z morských húb, resp. glykosfingolipidy niektorých
baktérií (typicky rodov Sphingomonas a Ehrlichia), ktoré nemajú LPS a tak nie sú
rozpoznávané vzorkovým receptorom TLR4. Tým, že rozpoznávajú LPS-negatívne baktérie,
nazna�uje na ich špecializovanú ú�as� v antimikróbnej imunite. V krvi dospelého �loveka sa
po�et NKT-buniek pohybuje priemerne na úrovni 0,1 % z T-lymfocytovej populácie, pri�om
je tu zna�ná interindividuálna variabilita – od 0,01 % až po 1 %, pri�om u žien je ich viac.
Najtypickejšia charakteristika NKT-buniek je však ich schopnos� ve�mi rýchle po stimulácii
produkova� ve�ké množstvá cytokínov, aj TH1 aj TH2-typu. Tento cytokínový profil
nazna�uje, že NKT-bunky sa podie�ajú na modulácii imunitnej odpovede a sú�asne napovedá,
že nepôjde o jednotnú populáciu buniek, ale že, podobne ako pri pomocných a cytotoxických
lymfocytoch, budú existova� subpopulácie. CD4+ NKT-bunky produkujú prevažne IL-4, IL-5
a IL-13, kým CD4- -NKT ich produkujú len ve�mi málo, alebo vôbec nie. Navyše CD4+ -
NKT bunky produkujú ešte aj IL-2, IL-6, IL-10 a GM-CSF. Aj CD4+ aj CD4- -NKT bunky
syntetizujú ve�a IFN-γ. Tieto údaje nazna�ujú, že CD4+ NKT-bunky indukujú aj TH1 aj TH2
imunitnú odpove�, kým CD4- NKT-bunky preferen�ne TH1 imunitnú odpove�. Schopnos�
produkova� rozdielne cytokíny závisí aj od mikroprostredia, v ktorom sa NKT-bunky
nachádzajú. Napr. IL-7 stimuluje NKT-bunky do produkcie IL-4, zatia� �o IL-12 zvyšuje
syntézu IFN-γ. -).
Rozdielna expresia adhezívnych molekúl a receptorov pre chemokíny umož�uje NKT-
bunkám cielene sa dostáva� do ter�ových miest, kde prostredníctvom svojho spektra
106
uvo��ovaných cytokínov ovplyvnia prebiehajúce imunitné reakcie. Niektoré experimentálne
údaje nazna�ujú, že jedna z dôležitých funkcií týchto buniek je ochrana vlastných tkanív
a orgánov pred poškodením pri zápalových reakciách. Dokázalo sa napríklad, aj u �udí aj pri
myšiach, že po�et NKT-buniek je pri diabetes mellitus závislom od inzulínu (DM-1A)
výrazne znížený. Naopak, podávanie alfa-galaktozyl ceramidu NOD-myšiam, ktoré spontánne
vyvíjajú DM-1A, autoimunitný proces zastavilo, pravdepodobne stimuláciou NKT-buniek do
zvýšenej produkcie IL-4.
NKT-bunky majú aj výraznú lytickú aktivitu. Konštitutívne exprimujú FasL a môžu takto
zabíja� Fas+-ter�ové bunky; dokážu tiež usmrcova� ter�ové bunky perforínovým
mechanizmom, podobne ako CTL a NK-bunky.
Pretože NKT bunky vlastnia CD4, CCR5 a CXCR4 −molekuly, ktoré sú receptormi, resp.
koreceptormi pre vírusy získanej imunitnej nedostato�nosti, nie je prekvapením, že po�et
NKT buniek u HIV-1 infikovaných osôb klesá.
11.3 Bunky LAK a TIL
alšiu skupinu buniek s nešpecifickou cytotoxickou aktivitou tvoria bunky LAK
(lymphokine-activated killer cells). LAK-bunky sú mononukleárne bunky, ktoré vznikajú pod
vplyvom IL-2 (IL-12, IFN-γ) a lyzujú MHC nezávislým spôsobom celé spektrum ter�ových
buniek, aj citlivých aj rezistentných na lýzu sprostredkovanú NK-bunkami. Aký typ buniek
predstavujú indukované LAK-bunky? Naj�astejšie predstavujú populáciu lymfocytov CD3-,
CD16+, CD56+, �iže v podstate ide o aktivované NK-bunky. Okrem toho možno LAK-
aktivitu navodi� aj pri bunkách s fenotypom CD3+, CD4-, CD8+, �o sú charakteristické znaky
pre cytotoxické T-lymfocyty. Rozdiel medzi nimi sa pozoruje v rýchlosti indukcie
cytotoxickej aktivity, kým pri NK-bunkách sa ju darí navodi� za 24 hodín, pri CTL až za 2 až
3 dni.
Aký je biologický význam existencie a pôsobenia LAK-buniek? Pod�a ich základnej
charakteristiky, vzniku pod vplyvom IL-2 a schopnosti nešpecifickej lýzy možno usudzova�,
že sa zú�ast�ujú najmä na lokálnych „nárazových“ obranných reakciách. Tieto procesy môžu
vznika� v akomko�vek orgáne, �i tkanive, ktoré je masívne napadnuté vírusmi, alebo kde sa
vyvíja nádor. Nastáva pritom príchod TH-lymfocytov, ich imobilizácia a stimulácia.
Výsledkom sú zvýšené hladiny IL-2 a iných cytokínov, ktoré atrahujú a aktivujú NK-bunky a
CTL. Pod vplyvom IL-2 vznikajú LAK-bunky, ktoré spolu s NK-bunkami nešpecificky,
„promiskuitne“ lyzujú aberantné bunky. Tento jav možno prirovna� k mobilizácii B-
107
lymfocytov a ich nešpecifickej stimulácii produktmi bunkových stien baktérií, ke� sa tvorí
celé spektrum rôznych protilátok. Takýto „hrubý, neotesaný“ spôsob obranyschopnosti zrejme
organizmus vyžaduje vtedy, ke� musí intenzívne a všetkými prostriedkami prekona�
patologickú zá�až a nemá �as na vytvorenie a použitie jemných mechanizmov špecifickej
imunitnej odpovede.
alšia skupina buniek sa ozna�uje ako TIL (tumor infiltrating lymphocytes). Sú to bunky,
ktoré sa získali z rôznych typov malígnych nádorov, ktoré po kultivácii s IL-2 získali výraznú
tumorolytickú aktivitu. Tá nebola autológne špecifická, ako sa o�akávalo, ale naopak, TIL-
bunky lyzovali aj celé spektrum alogénnych nádorových buniek a bunkových línií. TIL-bunky
nesú bu� znaky charakteristické pre NK-bunky (CD3-, CD16+, CD56+) alebo TC-lymfocyty
(CD3+, CD4-, CD8+). Pri porovnávaní buniek TIL a LAK sa zis�uje iba vyššia in vitro
prolifera�ná schopnos� prvej subpopulácie lymfocytov oproti druhej.
11.4 K-bunky
K-bunky (killer cells) predstavujú heterogénnu skupinu buniek, ktorá má spolo�ného
menovate�a v tom, že zabezpe�ujú reakciu, ktorá sa ozna�uje „cytotoxicita sprostredkovaná
bunkami závislá od protilátky“ (ADDC). Patria sem predovšetkým NK-bunky, monocyty,
makrofágy, neutrofily a eozinofily. Špecifickos� reakcie zabezpe�ujú protilátky, ktoré sa
viažu na ter�ovú bunku. Následne sa na Fc-fragment nadviazanej protilátky viaže
prostredníctvom svojho Fc-receptora K-bunka. Prekrížením Fc-receptorov sa K-bunka
aktivuje a cytolytickými mechanizmami usmrcuje ter�ovú bunku (obr.11.3). ADCC
predstavuje obranný mechanizmus boja proti parazitom a nádorovým bunkám, resp. sa
zú�ast�uje niektorých autoimunitných procesov a pri rejekcii štepov.
Protilátky, ktoré dokážu indukova� ADCC patria k triede IgG (všetky 4 izotypy) a IgE;
IgA samotné cytotoxicitu neindukujú, pôsobia však synergicky s IgG. Protilátky triedy IgM
reakciu ADCC tiež neindukujú. Pozoruhodné je, že množstvo protilátok potrebných na
indukciu ADCC je ve�mi nízke – K-bunky dokážu usmrti� ter�ové bunky obalené len 100 až
500 protilátkami, �o je podstatne menej ako je potrebné na lýzu bunky aktiváciou
komplementového systému. Mechanizmus lýzy ter�ovej bunky závisí od typu K-bunky - NK-
bunky pôsobia prostredníctvom perforínov a granzýmov, monocyty a neutrofily cez reaktívne
intermediálne produkty kyslíka (ROI) a eozinofily produkujú bázický proteín.
108
12 ŠPECIFICKÁ IMUNITNÁ ODPOVE�
Imunitná odpove� je zložitý proces, ktorý sa uskuto��uje na molekulovej a celulárnej úrovni
po kontakte s antigénom. Charakter imunitnej odpovede závisí od vlastností aj antigénu aj
samotného organizmu. Z h�adiska indukcie imunitnej odpovede delíme antigény na závislé a
nezávislé od pomoci T-lymfocytov a na superantigény. Antigény nezávislé od pomoci T-
lymfocytov stimulujú B-lymfocyty priamo. Ide o antigény (naj�astejšie polysacharidové),
ktoré svojimi lineárne sa opakujúcimi determinantmi sú schopné na povrchu B-lymfocytov
nadviaza� sa na susedné receptory (BCR) a vies� tak k ich zosie�ovaniu. Prepojenie BCR je
posta�ujúcim stimulom, ktorý vedie k aktivácii B-lymfocytu a k jeho následnej diferenciácii
na plazmatickú bunku. Superantigény sa nešpecificky viažu sú�asne na antigénový receptor
T-lymfocytov (TCR) a na HLA-molekuly druhej triedy buniek prezentujúcich antigén, vedúc
tak k ich aktivácii s následným uvo�nením cytokínov, ktorých aktivita vedie k rozvoju
celkovej reakcie organizmu. Vä�šina antigénov proteínového charakteru závisí od pomoci T-
lymfocytov, t.j. kým dôjde k diferenciácii B-lymfocytov na plazmocyty a vytvoria sa
protilátky, musí prebehnú� viac kooperácií medzi jednotlivými bunkami imunitného systému.
12.1 Prezentácia antigénu MHC-molekulami
Zásadný rozdiel v rozpoznávaní antigénu T-lymfocytmi s antigénovým receptorom TCRαβ a
B-lymfocytmi je v tom, že T-lymfocyty nedokážu rozpozna� natívny antigén, ale antigén,
resp. peptid, ktorý z neho pochádza, nadviazaný na vlastné molekuly hlavného
histokompatibilného komplexu (MHC). Proces, pri ktorom sa z pôvodného proteínového
antigénu vytvára peptid, viaže sa na MHC-molekuly a zabudováva do membrány bunky, kde
sa zvidite��uje T-lymfocytom, sa ozna�uje ako prezentácia antigénu. V závislosti od toho,
odkia� antigén pochádza, �i z extracelulárneho alebo intracelulárneho zdroja, rozlišujeme dve
základné cesty prezentácie antigénu – exogénnu a endogénnu.
Exogénna cesta prezentácie antigénu proteínového charakteru sa za�ína jeho pohltením,
bunkami, špecializovanými na túto �innos�; ozna�ujú sa ako bunky prezentujúce antigén
(APC). Tento pohltený antigén „upravia“ a prezentujú na ich povrchu v spojení s MHC-
molekulami druhej triedy (MHC-II). K APC patria najmä dendritové bunky a makrofágy.
Schopnos� prezentácie antigénu majú aj B-lymfocyty, ale v podstatne menšej miere ako
typické APC. Podmie�uje to predovšetkým ich znížená pohlcovacia kapacita - B-lymfocyty
majú 100 až 1000-násobne nižšiu schopnos� pinocytózy a 10- až 50-krát nižšiu schopnos�
pohltenia antigénu ako makrofágy. Na rozdiel od nich, B-lymfocyty však majú membránové
109
imunoglobulínové receptory (mIg), ktoré im umož�ujú špecificky zachyti� cudzorodý
antigén. Väzba antigénu na mIg nie je vlastná prezentácia antigénu, tá vzniká až po jeho
opracovaní. Pre menšiu antigénovo prezenta�nú schopnos� sa B-lymfocyty uplat�ujú najmä v
sekundárnej imunitnej odpovedi pri stimulácii pamä�ových buniek. Dendritové bunky,
monocyty, makrofágy a B-lymfocyty zara�ujeme medzi primárne (profesionálne) APC,
pretože konštitutívne exprimujú molekuly MHC-II. Okrem nich existujú aj sekundárne alebo
indukované APC, ktoré sa vyzna�ujú tým, že expresia molekúl MHC-II nie je konštitutívna,
ale indukujú ju imunoregula�né látky (napr. IFN-γ, IL-1, IL-4, TNF) v závislosti od
aktuálnych potrieb imunitnej odpovede. Zara�ujeme sem endotelové bunky ciev, epitelové
bunky �reva, fibroblasty, mastocyty, mezangiómové bunky v obli�kách a iné (tab. 12.1).
Prezentácia antigénu je viacstup�ový proces. V prvej fáze dochádza k ingescii antigénu
bunkami prezentujúcimi antigén procesom pinocytózy, endocytózy alebo fagocytózy. Všetky
vstupy antigénu kon�ia vo vakuolách patriacich endocytovému systému, ktoré sa ozna�ujú
ako endozómy. Ide o ve�mi pleiomorfný, vzájomne pospájaný systém vezikúl, vä�ších vakuol
a tubulov, ktoré komunikujú medzi sebou, plazmovou membránou a trans-Golgiho sie�ou.
Prvá štruktúra, ktorá získava pohltený antigén, sa ozna�uje ako v�asný endozóm (obr. 12.1).
Svojou postupnou acidifikáciou a postupným priberaním proteolytických enzýmov fúzovaním
s vakuolami, ktoré ich obsahujú, lyzozómami, vyzrieva a mení sa na intermediálny a neskorý
endozóm a napokon sa vytvára mnohovezikulová vakuola ozna�ovaná ako MIIC. Hlavný
proces, ktorý sa odohráva v endozómoch, je štiepenie proteínového antigénu na menšie
fragmenty, peptidy (imunogénne fragmenty), ktoré sa v �alších procesoch viažu do žliabka
MHC-molekúl. Štiepenie antigénu v endozómoch zabezpe�ujú proteinázy, najmä cysteínové
(katepsíny B, L a H) a aspartátové (katepsíny D, E).
MHC-molekuly druhej triedy, αβ-heterodimér, sa syntetizujú na endoplazmovom retikule
(ER). Tu sa viaže s �alším re�azcom – gama. Syntetizuje sa, podobne ako re�azce α a β, na
ER a je invariabilný. Bezprostredne po syntéze sa γ-re�azce spájajú do vä�ších útvarov -
trimérov, ktoré viažu αβ-diméry. Jeden trimér môže viaza� tri αβ-diméry, pri�om nemusia
by� rovnaké (obr. 12.2). Základná funkcia γ-re�azca je dvojaká: (a) blokuje žliabok viažúci
peptid MHC-II molekúl s cie�om zabráni� väzbe peptidov, ktoré sú predur�ené na väzbu do
žliabka viažúceho peptid MHC-molekúl prvej triedy (pozri �alej), (b) zabezpe�uje presun
komplexu „MHC-II – peptid“ z ER cez Golgiho aparát do endocytového systému.
Uvo�nenie γ-re�azca zo spojenia s αβ-dimérom sa deje štiepením jeho C-terminálneho
konca, �as� re�azca, ktorá sa nachádza v žliabku, zostáva tu aj na�alej; ozna�uje sa ako CLIP.
110
V �alšej fáze sa musí CLIP zo žliabka uvo�ni�, aby jeho miesto zaujal peptid, ktorý sa má
prezentova�. Výmene CLIP za peptid napomáha �alšia molekula, HLA-DM. Je to heterodimér,
ktorý má podobnú štruktúru ako klasické HLA-molekuly druhej triedy, na rozdiel od nich, je to
iba intracelulárne sa nachádzajúci proteín; jeho žliabok je plytký, nemá schopnos� viaza�
peptidy. Syntéza HLA-DM re�azcov sa uskuto��uje tak isto v endoplazmovom retikule; ß-
re�azec obsahuje triediaci úsek bohatý na tyrozín, ktorý nasmeruje vznikajúci re�azec do
endozómov, takže k jeho väzbe na molekuly HLA-II nedochádza, do endozómov a MIIC putuje
nezávisle od nich. V endozómoch, resp. v MIIC-vakuole sa HLA-DM viaže na komplex
„heterodimér αβ-CLIP“ a pomáha uvo��ova� CLIP a urých�ova� nakladanie peptidov. Aktivitu
HLA-DM ovplyv�uje aj molekula HLA-DO. Táto, podobne ako HLA-DM, sa vyskytuje iba
intracelulárne, neviaže peptidy a v endoplazmovom retikule sa spája s HLA-DM. Na rozdiel od
HLA-DM, ktorý sa nachádza v každej profesionálnej APC, HLA-DO sa exprimuje iba na
subpopulácii buniek prezentujúcich antigén, najmä v neaktivovaných B-lymfocytoch
a v dendritových bunkách, v makrofágoch a epitelových bunkách drene týmusu. Pôsobí ako
pomocný šaperón, ktorý zvyšuje schopnos� HLA-DM stabilizova� molekuly MHC-II a udrža�
ich vo�nými, až pokia� sa vo vakuole nevytvorí peptid, ktorý má zo všetkých prítomných
peptidov najvä�šiu afinitu k žliabku HLA-II molekúl.
Zabudovaním imunogénneho fragmentu do membrány bunky dochádza k jeho expozícii,
�iže vlastnej prezentácii. Molekuly MHC-II držia imunogénny fragment v stabilnej polohe, �o
sa týka jeho orientácie, ako aj konformácie a umož�ujú jeho rozpoznanie TH-lymfocytom. T-
lymfocyt potom rozpoznáva jednak prezentovaný peptid (svojou CDR3) a jednak HLA-
molekulu (prostredníctvom CDR1 a 2); tento fenomén sa ozna�uje pojmom imunitná
reštrikcia (obr. 14.1). Typická bunka prezentujúca antigén má v svojej membráne približne 1
až 2 x 105 molekúl MHC-II a minimálne množstvo molekúl potrebných na aktiváciu T-
lymfocytov sa odhaduje približne na 100. Jediná APC môže takto prezentova� až 1000
rôznych typov komplexov peptid-MHC-II v množstve, ktoré je biologicky relevantné. Po
aktivácii TH-lymfocytov sa vytvára klon buniek s rovnakou špecifickos�ou, ktorý sa skladá z
20 000 až 100 000 buniek, vstupujúcich do �alších procesov imunitnej odpovede. Za
aktiváciu naivných TH-lymfocytov zodpovedajú najmä dendritové bunky, za aktiváciu
pamä�ových buniek makrofágy a B-lymfocyty.
Z vyššie uvedeného vyplýva, že MHC-molekuly sú vlastne receptormi pre imunogénne
fragmenty. Väzba peptidov do žliabka MHC-molekúl je pomerne rýchly proces, disociácia
peptidov zo žliabka je naproti tomu pomalá, �o zabezpe�uje, že MHC-molekuly viažu svoje
111
peptidy pomerne dlhý �as (pol�as uvo�nenia je približne 30 hodín). Umož�ujú tak
cirkulujúcim T-lymfocytom rozpozna� ligand a zapo�a� procesy aktivácie bunky.
Exogénna cesta prezentácie sa týka proteínových antigénov, ktoré sa do buniek
prezentujúcich antigén dostávajú z extracelulárneho priestoru. Okrem tejto cesty existuje ešte
druhá, a to pre proteínové antigény, ktoré sa objavujú vo vnútri bunky. Ide najmä o autológne
cytozolové proteíny, vírusové a nádorové antigény. Príroda vyvinula dômyselný systém ako
takto pred imunitným systémom ukryté makromoleky predsa len rozpozná - vznikla tzv.
endogénna prezentácia antigénov.
Proces prezentácie endogénneho proteínu sa za�ína jeho kovalentnou väzbou s molekulami
ubikvitínu, �o je evolu�ne konzervovaný šaperón. Nie všetky proteíny sa s ubikvitínom viažu
rovnako �ahko. Ubikvitínovaný proteín sa štiepi v cytozole, v útvare, ktorý sa nazýva
proteazóm (obr. 12.3). Ide o komplex proteáz, ktorý sa vyskytuje vo všetkých
eukaryotických bunkách, od kvasiniek až po �loveka, ba dokonca aj v archeobaktériách.
Proteazóm štiepi proteíny za vzniku peptidov o ve�kosti 4 až 20 aminokyselínových
jednotiek. Pre väzbu do molekúl MHC-I sa hodia peptidy o ve�kosti 8 aminokyselinových
jednotiek; znamená to, že niektoré peptidy majú správnu ve�kos�, ale niektoré sú na takúto
väzbu príliš malé, resp. príliš dlhé. Ve�ké peptidy sa však môžu upravova� �alej
aminopeptidázami.
Vzniknuté peptidy sa uvo��ujú do cytoplazmy, kde ich okamžite atakujú aminopeptidázy.
Vä�šina peptidov (asi 60 %) sa takto v cytoplazme úplne rozloží až na jednotlivé
aminokyseliny, ktoré sa využijú v �alších procesoch proteosyntézy; niektoré však dokážu
dosiahnu� povrch endoplazmového retikula (ER) a následne prejs� do jeho vnútra. Presun
peptidov o ve�kosti 8 až 12 aminokyselinových jednotiek cez membránu ER zabezpe�ujú
molekuly TAP1 a TAP2. TAP-proteíny (transporter associated with antigen processing) v
membráne ER vytvárajú otvor, cez ktorý sa peptidy dostávajú do jeho lúmenu (obr. 12.4).
HLA-molekuly sa syntetizujú v ER, rovnako ako iné proteíny. Po syntéze α-re�azca sa
tento spája s kalnexínom, ktorý pomáha správnemu poskladaniu molekuly a jeho väzbe s β2-
mikroglobulínom. Akonáhle sa α-re�azec spojí β2-mikroglobulínom, kalnexín vystrieda druhý
šaperón – kalretikulín a ku komplexu sa ešte pripája aj ERp57. Komplex „HLA-I +
kalretikulín + ERp57“ sa napokon spája ešte s tapasínom. Tapasín stabilizuje prázdne HLA-I
molekuly a udržuje ich žliabok vo�ný až do doby, kým sa do neho nenadviaže peptid, pre
ktorý má najvyššiu afinitu. Pôsobí teda ako „editor peptidov“, podobne ako HLA-DM. Po
väzbe peptidu do žliabka HLA-molekúl, sa pomocné proteíny (t.j. kalretikulín, ERp57,
112
tapasín) od trojkomplexu (t.j. α-re�azec, β2-mikroglobulín a peptid) odpájajú a tento sa
vezikulovým transportom presunie na povrch bunky. Takýmto spôsobom dôjde k expozícii
peptidu do extracelulárneho prostredia, kde ho svojím špecifickým receptorom rozpoznajú
cytotoxické T-lymfocyty. Tieto opä� rozpoznávajú jednak prezentovaný peptid a jednak
HLA-molekulu (fenomén imunitnej reštrikcie). Rozpoznaním prezentovaného peptidu
a získaní �alších (kostimula�ných) signálov (pozri �alej) sa CTL aktivujú a ter�ovú bunku
zni�ia (obr. 10.2).
Ke� porovnávame prezentáciu peptidov MHC-molekulami prvej a druhej triedy, vidíme,
že MHC-I prezentujú peptidy o ve�kosti 8-9 aminokyselinových jednotiek a celý peptid je
„ponorený“ do ich žliabka. Naproti tomu peptidy, ktoré sa viažu do molekúl MHC-II, majú
ve�kos� 15-25 aminokyselínových jednotiek a peptid pre�nieva na oboch koncoch žliabka
(obr. 12.5). Každá jadrová bunka prezentuje približne 10 000 rozdielnych peptidov,
pochádzajúcich prakticky zo všetkých proteínov, ktoré bunka vlastní, resp. z tých, ktoré
vznikli pri infekcii bunky vírusmi, príp. jej malígnej transformácii.
Uvedené fakty poukazujú na skuto�nos�, že imunitná odpove� organizmu na antigénový
podnet je síce záležitos�ou vhodnej konformácie produktu danej HLA-alely, ale zna�ne ju
ovplyv�uje aj opracovanie antigénu. Polymorfizmus génov LMP a TAP môže spôsobi�, že
jedinci s rovnakými alelami prezentujú rozdielne imunogénne fragmenty toho istého antigénu,
�oho výsledkom sú individuálne rozdiely v imunitnej odpovedi. V praxi sa s absolútnou
neschopnos�ou reagova� na ur�itý antigén stretávame zriedkavo: vä�šina antigénov má totiž
komplexný charakter a neodpovedavos� na jeden z po�etných imunogénnych fragmentov sa
kompenzuje odpove�ou na iný. Imunitná odpove� proti vä�šine antigénov je v skuto�nosti
kombináciou dobrej a zlej odpovede proti jednotlivým peptidom príslušného antigénu.
HLA-molekuly aj prvej aj druhej triedy dokážu viaza� viaceré peptidy. Naj�astejšie sa do
daného žliabka viaže tzv. imunodominantný petid, t.j. peptid, ktorý pri opracovaní proteínu
vzniká naj�astejšie a má pre žliabok najvyššiu afinitu. Ostatné peptidy sa za fyziologických
okolností do žliabka neviažu a teda ani neprezentujú, sú kryptické; k ich prezentácii môže
dôjs� pri zápalových procesoch a tak môžu by� podnetom pre spustenie autoimunitných
procesov.
Neklasické MHC-gény sa líšia od klasických nieko�kými �rtami: 1., Medzi oboma
skupinami génov je v sekvencii nukleotidov zna�ná rozdielnos� 2., Kým expresia klasických
génov v rôznych tkanivách je pomerne uniformná, neklasické gény majú skôr nepravidelnú
expresiu, t.j. na niektorých tkanivách alebo bunkách sa nachádzajú, kým na iných nie. 3.,
Mnoho neklasických génov existuje vo forme pseudogénov. 4., Polymorfizmus neklasických
113
génov je oby�ajne menší ako pri klasických génoch. 5., Ak sú niektoré z neklasických génov
vôbec funk�né, ich funkcia sa zvä�ša odlišuje od funkcie klasických génov. V sú�asnosti
máme informácie o funkcii niektorých neklasických MHC-molekúl, z ktorých niektoré
dokážu prezentova� antigény.
R. 1997 sa podarilo purifikova� HLA-E molekuly a zisti� ich terciárnu štruktúru. Zistilo sa,
že sa vo všeobecnosti podobá tej pri klasických HLA-I proteínoch a že sú to molekuly, ktoré
môžu prezentova� peptidy. Nízky polymorfizmus HLA-E molekúl však nazna�oval na ich
obmedzenú antigénovo-prezenta�nú schopnos�, ktorá je v úplnom kontraste s promiskuitným
viazaním peptidov klasickými molekulami HLA-I. Objasnenie biochemickej štruktúry žliabka
a peptidov z neho izolovaných túto skuto�nos� vysvetlilo. Zistilo sa, že žliabok molekúl
HLA-E má hydrofóbny charakter a prezentuje hydrofóbne signálne peptidy klasických HLA-
molekúl (t.j. -A, -B, -C) a HLA-G; signálne peptidy z molekúl HLA-F a HLA–E sú kratšie a
do žliabka HLA-E molekúl sa nenadväzujú (signálny peptid je po�iato�ná �as� peptidu, ktorá
zodpovedá za nasmerovanie vznikajúceho re�azca do príslušného oddielu bunky
/mitochondrie, jadro, endoplazmové retikulum pod./; po dosiahnutí svojho cie�a sa signálny
peptid potom od natívneho funk�ného peptidu odštiepi).
Prezentované signálne peptidy rozpoznávajú NK-bunky svojimi receptormi CD94/NKG2A
a CD94/NKG2C, �o spôsobuje inhibíciu ich cytotoxickej aktivity. Prezentácia signálnych
peptidov molekulami HLA-E je takto znakom funk�nosti endogénnej cesty prezentácie
antigénov. Niektoré vírusy majú totiž schopnos� blokova� expresiu HLA-I, aby tak unikli
svojmu rozpoznaniu cytotoxickými T-lymfocytmi. Znížený po�et HLA-I molekúl ale sú�asne
znamená znížené množstvo tvorby signálnych peptidov, �o spôsobí následnú aktiváciu NK-
buniek a v kone�nom dôsledku zni�enie infikovanej bunky a zastavenie replikácie vírusov.
Príroda teda vyvinula jeden z �alších dômyselných mechanizmov ako udrža� integritu
organizmu.
K neklasickým HLA-molekulám prvej triedy patrí ešte aj HLA-G a HLA-F. Terciálna
štruktúra molekuly HLA-F zatia� nie je ešte známa, ale predpokladá sa, že bude podobná ako
pri ostatných molekulách HLA-I; jej biologickú úlohu zatia� tak isto nepoznáme. HLA-G je
molekula prezentujúca peptidy; prezentuje peptidy pochádzajúce z intracelulárnych zdrojov a
ich expresia spôsobuje inhibíciu aktivity NK-buniek. Molekuly HLA-G sa preferen�ne
exprimujú na extravilóznom trofoblaste, kde sa pravdepodobne zú�ast�ujú na indukcii
tolerancie plodu imunitným systémom matky..
alšie HLA-neklasické molekuly patria k rodine MIC. Ide o 5 príbuzných génov - MICA,
MICB, MICC, MICD a MICE. MICA, MICB sú funk�né gény, MICC, MICD a MICE sú
114
pseudogény. Gény MICA a MICB sa nachádzajú v genetickej oblasti HLA-III. MICA
a MICB sú ter�ovými molekulami pre NK-bunky s aktiva�ným receptorom CD94/NKG2D,
cytotoxické CD8+-T-lymfocyty a niektoré pre T-lymfocyty s TCRγδ. Rozpoznanie MICA
alebo MICB na ter�ových bunkách NK-bunky aktivuje, výsledkom �oho je lýza ter�ových
buniek. Ide o jeden z �alších mechanizmov, akým sa imunitný systém zú�ast�uje na
imunitnom doh�ade. Je to systém o to dôležitejší, že indukcia lýzy cez NKG2D prevláda
napriek tomu, že nádorová bunka stále exprimuje MHC-molekuly prvej triedy a NK-bunky
ich rozpoznávajú svojimi inhibi�nými receptormi KIR.
12.2 Prezentácia lipidových antigénov molekulami CD1
HLA-molekuly vnímame ako principiálne molekuly, ktoré sú schopné prezentova� peptidy
pochádzajúceho z proteínovej molekuly vlastného, alebo cudzieho antigénu. Podobne zložitý
je aj druhý prezenta�ný systém, ktorý zabezpe�ujú molekuly CD1. Svojou biochemickou
štruktúrou sa podobajú HLA-proteínom prvej triedy, viažu β2-mikroglobulín (β2m), ale na
rozdiel od nich sú nepolymorfné (obr. 11.2). Je pravdepodobné, že sa v evolúcii vyvinuli z
prvotnej molekuly schopnej prezentova� antigény, približne v tom istom �ase ako aj MHC,
pri�om však v dôsledku rozdielnej funkcie následný selek�ný tlak pôsobil viac na MHC než
na CD1 a viedol tak vä�šej diverzifikácii MHC a konzervácii CD1-molekúl. MHC-molekuly
sa špecifikovali na prezentáciu peptidov a CD1-molekuly na prezentáciu lipidov, ktoré sú
v celom evolu�nom vývoji štruktúrne stabilné.
U �loveka poznáme pä� CD1-molekúl - CD1a, CD1b, CD1c, CD1d a CD1e, avšak CD1e sa
exprimuje iba intracelulárne a o jej funkcii zatia� ve�a ešte nevieme. Na základe sekven�nej
homológnosti a rozdielnej distribúcie CD1a, CD1b, CD1c, CD1d rozde�ujeme tieto molekuly
do dvoch skupín. Do prvej patria CD1a, CD1b a CD1c; druhú skupinu vytvára CD1d.
Molekuly CD1a, CD1b a CD1c sa vyskytujú na profesionálnych bunkách prezentujúcich
antigény, konkrétne na dendritových a Langerhansových bunkách (nie na monocytoch a
makrofágoch!), CD1d majú naproti tomu preferen�né zastúpenie na bunkách �revného
epitelu.
Funkcia CD1-molekúl zostávala dlho záhadná a až spoznanie terciárnej štruktúry odhalilo
ich príbuznos� s MHC-molekulami, �o nazna�ovalo, že funkcia oboch typov molekúl bude
podobná. Na ve�ké prekvapenie sa ukázalo, že CD1-antigény prezentujú lipidy a glykolipidy.
Tieto tvoria sú�as� bunkovej steny mykobaktérií, nokardií, aktinomycét, leishmánií a iných
baktériových druhov, �o znamená, že CD1-molekuly sú dôležitým �lánkom v antiinfek�nej
115
imunite. Prezentácia lipidov si vyžadovala endozómovú cestu prezenta�ných procesov, ktorej
sa však nezú�ast�ujú molekuly ani TAP ani HLA-DM. Takto k ceste prezentácie
proteínových antigénov, pribudla �alšia - cesta ur�ená pre prezentáciu lipidov, resp.
glykolipidov.
Jednotlivé CD1-molekuly sa líšia v spôsobe prezentácie lipidov. Najlepšie poznáme
prezenta�nú dráhu mediovanú CD1b. Zo všetkých izomorf je CD1b najú�innejší, viaže a
prezentuje kyselinu mykolovú, diacylglyceroly (fosfatidylinozitol manozid,
lipoarabinomanan, fosfatidylinozitol) a sfingolipidy (GM1 a GM2 gangliozid, sulfatidy).
Syntetizuje sa na endoplazmovom retikule spolu s β2m, s ktorým sa nekovalentne spája.
Komplex CD1b/β2m potom opúš�a ER a cez Golgiho aparát sa dostáva do membrány bunky.
Endocytózou sa v �alšom procese vracia spä� do vnútra bunky, do pozdného endozómu.
Tento proces riadi cytoplazmová �as� CD1b-molekuly po svojej asociácii s adaptorovým
proteínom (AP), ktorý ju nasmeruje do MIIC.
Ligand, ktorý CD1b molekula viaže, napr. lipoarabinomanan (LAM), sa dostáva do bunky
prezentujúcej antigén tak isto endocytózou po predchádzajúcej väzbe na receptory
v membráne APC. Ide o receptor pre manózu a receptor pre lipopolysacharid (CD14). Väzba
LAM na CD1b sa odohráva v MIIC, vezikule s pH medzi 4 až 5. Napokon celý komplex
„CD1b-β2m-LAM“ sa presúva do membrány APC, kde sa prezentuje T-lymfocytom. (obr.
12.6). Ide teda o podobný proces ako pri exogénnej prezentácii proteínového antigénu, �o je
v kontraste s tým, že CD1-molekuly sa podobajú viac MHC molekulám prvej ako druhej
triedy.
CD1-molekuly pri svojom obehu medzi membránou bunky a endozómovými oddielmi
dendritovej bunky, v prípade, že sa tu lipid nachádza, ho prijmú do svojho žliabka a následne
ho prezentujú bunkám imunitného systému. Kým CD1d prezentuje „svoj náklad“ bunkám
NKT, tak CD1a, CD1b a CD2c prezentujú T-lymfocytom aj s TCRαβ aj TCRγδ.
CD1-molekuly viažu lipidy, ktoré sa nachádzajú v endozómoch. Sem sa dostali
endocytózou, resp. fagocytózou baktérií po ich predchádzajúcej väzbe na receptory. V
prípade, že baktérie, predovšetkým mykobaktérie, infikujú makrofág, musia sa v nich
nachádzajúce baktériové lipidy prezentova� CD1-molekulami ok�ukou, prostredníctvom
dendritových buniek. Je to preto, že makrofágy nemajú CD1-molekuly. Deje sa to najmä
pohltením apoptotických teliesok, ktoré vznikajú pri zániku infikovaného makrofágu
procesom vlastnej sebazáhuby, t.j. apoptózy.
116
Zostáva vysvetli� ako T-lymfocyty môžu rozpozna� hodrofóbne lipidy, ke� štruktúra ich
antigénového receptora je prispôsobená na rozpoznávanie hydrofilných determinantov.
Experimentálne výsledky ukazujú, že CD1-molekuly prezentujú lipidy, resp. glykolipidy
takým spôsobom, že ich hydrofóbna �as� je ponorená do žliabka molekuly a prezentuje sa len
ich hydrofilná �iapo�ka (obr.12.7).
Ke� sa už zdalo, že je všetko pekne rozdelené, t.j. že HLA-molekuly sa špecializujú na
prezentáciu proteínových a glykoproteínových antigénov a CD1-molekuly na prezentáciu
lipidových a glykolipidových antigénov, prišla informácia, že aj CD1 molekuly, konkrétne
CD1d, dokážu prezentova� aj proteínové antigény, presnejšie hydrofóbne peptidy. Prezentácia
peptidov CD1-molekulami spája v sebe charakteristické �rty prezentácie peptidov MHC
molekulami prvej aj druhej triedy. Predovšetkým prezentovaný peptid je dlhší, a zodpovedá
tak peptidom, ktoré sa viažu do žliabku molekúl MHC-II. Nepre�nieva však žliabok na jeho
oboch koncoch, ale len na jednom, N-konci. Prezentovaný peptid rozpoznávajú NKT-bunky.
Objavením antigénovo-prezenta�nej schopnosti CD1-molekúl sa prirodzene vynára otázka,
na �o v organizme slúži �alší antigénovo prezenta�ný systém. Prezentácia lipidov a
glykolipidov zrejme iba dop��a chýbajúce koliesko v re�azi molekúl schopných prezentova�
cudzorodý antigén a indukova� špecifickú imunitnú odpove�. Ide teda o �alší obranný
mechanizmus v boji proti tým mikroorganizmom, ktoré v dôsledku svojej rozdielnej štruktúry
a rozdielnych biologických vlastností unikajú prezenta�ným dráham, ktoré sprostredkúvajú
MHC-molekuly.
12.3 Kooperácia buniek. Superantigény
Principiálnym signálom pre imunitný systém je antigén. Jeho väzba na špecifický receptor v
membráne imunokompetentných buniek je prvým krokom v ich aktivácii. K tomu, aby
lymfocyt prekro�il ur�itý aktiva�ný prah a za�al reagova� na signály poskytované
prostredníctvom TCR treba, aby bunka postupne získala viac signálov od vä�šieho po�tu
TCR, najmenej od nieko�ko tisíc. V reálnych podmienkach však býva na povrchu APC len
ve�mi malý po�et komplexov „MHC-molekula – prezentovaný peptid“. Ako teda zabezpe�i�,
aby tento malý po�et komplexov indukoval signalizáciu to�kých TCR? Vysvetlenie ponúka
model postupného zapínania TCR. Tento sa zakladá na tom, že komplex medzi TCR
a príslušným ligandom má pre nízku afinitu len krátku dobu života (desiatky sekúnd). Behom
tejto doby však prebehne potrebná TCR-signalizácia. Po disociácii receptoru od ligandu sa
použitý TCR endocytuje a ligand sa môže viaza� na �alší TCR. Behom nieko�kohodinového
117
kontaktu medzi T-lymfocytom a APC môže takto jediný komplex „MHC-peptid“ postupne
spusti� signaliza�né mechanizmy cez nieko�ko stovák TCR. T-lymfocyt tieto signály
biochemicky „s�íta“ a po akumulácii dostato�ného množstva signaliza�ných procesov zaháji
prolifera�ný a diferencia�ný program.
Experimentálne výsledky však dokázali, že interakcia T-lymfocytov s komplexom „MHC-
peptid“, ktorá poskytuje tzv. prvý signál, na ich aktiváciu nesta�í, je potrebné, aby bunka
získala ešte druhý, aktiva�ný (kostimula�ný) signál. Prvý signál uvádza lymfocyt z pokojného
štádia G0 bunkového cyklu do fázy G1, druhý signál vedie k spusteniu procesov, ktoré
ukon�ujú kompletný cyklus delenia bunky (fáza S, G2 a M). Druhý signál vzniká pri inteakcii
viacerých molekúl, ktoré didakticky možno zadeli� medzi adhezívne, kostimula�né molekuly
a cytokíny. Z tohto h�adiska je druhý signál vlastne nie druhým signálom v pravom zmysle
slova, ale súhrnom viacerých signálov, ktoré v kone�nom dôsledku bunku aktivujú.
Pokojný T-lymfocyt z molekúl potrebných na svoju aktiváciu spo�iatku exprimuje iba
proteín CD28; podobne, bunka prezentujúca antigén, ktorou v primárnej odpovedi je vä�šinou
dendritová bunka, zase molekulu CD40. Pri rozpoznávaní peptidu antigénovým receptorom
T-lymfocytu, ktorý prezentujú molekuly MHC-II sa za�ína v membráne T-bunky zjavova�
molekula CD40L. Interakcia medzi CD40L a CD40 vedie k tomu, že dendritová bunka
prostredníctvom CD40 signalizácie za�ne exprimova� molekuly CD80 a CD86. Ich následná
interakcia s CD28 napokon aktivuje T-lymfocyt (obr. 12.8). Neskôr DC exprimuje molekulu
CTLA-4, ktorá interakciou s CD80, resp. CD86 zabezpe�uje negatívnu signalizáciu
a kontroluje tak rozsah vzniknutej imunitnej odpovede. Na interakcii medzi TH-lymfocytmi a
DC sa podie�ajú viaceré partnerské molekuly oboch zú�astnených strán - interakcie medzi
antigénmi CD4 a MHC-molekulami druhej triedy, medzi ICAM-3 (CD50) a DC-SIGN
(CD209), medzi LFA-1 a ICAM-1, LFA-2 a LFA-3, medzi Blast-1 (CD48) a CD59 a medzi
inými partnerskými molekulami. Zmyslom týchto po�etných interakciií je zvýši� aviditu
väzby a v niektorých prípadoch (LFA1, CD2, ICAM-3) aj prenos aktiva�ného,
kostimula�ného signálu. alším signálom pre TH-lymfocyty sú cytokíny syntetizované
bunkami prezentujúcimi antigén, ktoré sa potom podie�ajú na �alšej polarizácii imunitnej
odpovede (tab. 12.2).
Získaním uvedených signálov dôjde k postupnej derepresii génov, ktoré regulujú funkciu
aktivovaného lymfocytu. Aktivácia TH-lymfocytov sa prejaví expresiou vysokoafinitného
receptora pre IL-2 v ich membráne a produkciou samotného IL-2. Týmto spôsobom sa
expandujú bunky a vytvorí sa antigénovo-špecifický klon.
118
Spracovanie cudzorodého antigénu a jeho prezentácia a aktivácia T-pomocného lymfocytu
sú prvým krokom v celej kaskáde �alších dejov, ktoré v kone�nom dôsledku likvidujú
antigén, ktorý celý tento proces spustil. Na úrovni humorálnej odpovede �alšou centrálnou
bunkou, ktorá vstupuje do procesu, je B-lymfocyt. Charakterizujú ho o. i. aj jeho membránové
antigénovo špecifické receptory imunoglobulínovej povahy (mIgM alebo IgD). Napriek väzbe
antigénu na receptory nevedie táto vzájomná interakcia k takej aktivácii B-lymfocytu, ktorá
by ho posunula na cestu diferenciácie na plazmatickú bunku, na to je potrebná interakcia
s aktivovanými pomocnými T-lymfocytmi. Väzba antigénu na mIg môže vies�: 1. k pohlteniu
a spracovaniu antigénu a jeho prezentácii (pozri vyššie), 2. B-lymfocyt sa stáva vnímavejší na
signály od aktivovaných TH-lymfocytov, resp. sa zvyšuje frekvencia interakcií medzi nimi, 3.
v prípade chýbania pomoci zo strany TH-lymfocytov, sa navodí tolerancia.
Diferenciácia B-lymfocytu na plazmatickú bunku nastáva po jeho bezprostrednej
kooperácii s aktivovaným TH-lymfocytom, ktorý rozpoznáva svojim antigénovým receptorom
imunogénny fragment prezentovaný MHC-II molekulami B-lymfocytu. Stabilitu väzby
zabezpe�ujú okrem interakcie medzi MHC-II molekulami a CD4 aj �alšie adhezívne
molekuly, najmä väzba LFA-1 na molekuly ICAM. Vzájomná kooperácia sa v priebehu 4 až
8 hodín prejaví zmenou v kvalitatívnom alebo kvantitatívnom zastúpení membránových
adhezívnych molekúl. Ako následok zmien v ich expresii sa mení aj dominantnos�
adhezívnosti - z pôvodnej prevažujúcej interakcie medzi TCR a peptidom prezentovaným
MHC-II molekulami sa táto presúva na interakciu medzi CD4-molekulami TH-lymfocytu a
konštantnými doménami MHC-II molekúl B-lymfocytu. Zmeny, ktoré prebiehajú v
membránových štruktúrach T-lymfocytu sa recipro�ne zachytávajú B-lymfocytom a stávajú
sa pre neho aktiva�nými. B-lymfocyt sa dostáva do stavu, ke� je vnímavejší na prijatie
kostimula�ného signálu mediovaného najmä interakciou medzi jeho molekulami CD40 a
molekulami CD40L (CD154) na strane T-lymfocytu a signálu, ktorý predstavujú cytokíny
produkované aktivovanými TH-lymfocytmi. Niektoré z nich, najmä IL-4, podporujú prechod
aktivovaného B-lymfocytu do prolifera�nej aktivity (prechod z fázy G1 do fázy S; prechod z
pokojnej fázy G0 do fázy G1 podmieni bezprostredná interakcia lymfocytov T a B pri prvej
fáze rozpoznávania antigénu), kým iné, najmä IL-5, IL-6 a IFN-γ, pôsobia predovšetkým ako
diferencia�né stimuly (prechod z fázy S do fázy G2) a tak podmie�ujú diferenciáciu B-
lymfocytu na plazmatickú bunku, ktorá produkuje špecifické protilátky.
Existujú aj antigény, ktoré nepodliehajú opísaným zložitým procesom opracovania
a prezentácie; ide o superantigény. Z mikróbnych superantigénov najznámejšie sú
stafylokokový enterotoxín, proteín M hemolytických streptokokov, erytrogénne toxíny A a B
119
a �alšie. Charakteristickou vlastnos�ou superantigénov je, že sa viažu na HLA-molekuly
druhej triedy (najmä HLA-DR) bez nevyhnutnosti predchádzajúceho opracovania v APC a
mimo oblasti viažúcej peptid. Superantigén sa viaže na laterálnu oblas� α1-domény HLA-DR
antigénov; sú�asne sa viaže na Vβ-doménu antigénového receptora T-lymfocytov, tiež z jeho
vonkajšej �asti (obr. 12.9), pri�om ide o nešpecifickú väzbu. Takýmto spôsobom
superantigény aktivujú pomerne ve�ký po�et T-lymfocytov (niektoré superantigény aktivujú
až 30 % z celej populácie T-lymfocytov). Sú�asná stimulácia aj T-lymfocytov aj makrofágov
spôsobí masívne uvo�nenie cytokínov (IL-1, IL-2, IL-4, IL-6, IFN-γ, TNF), ktoré sa môže
klinicky prejavi� aj „endotoxínovým“ šokom.
Existujú aj superantigény, ktoré sa špecificky viažu len na B-lymfocyty. Tieto
superantigény interagujú s vä�šinou, ak nie všetkými B-lymfocytmi. Najznámejším B-
lymfocytovým superantigénom je stafylokokový proteín A. Tento má schopnos� viaza� sa aj
na Fc-fragment aj na Fab-fragment, pri�om obe vlastnosti sú štruktúrne a funk�ne oddelené,
t.j. väzba na Fc-fragment nevylu�uje väzbu na Fab-fragment a naopak. Molekula proteínu A
má dve Fab-väzbové miesta, �o jej umož�uje prekríženie dvoch antigénových receptorov B-
lymfocytov (BCR). Táto udalos� umožní aktiváciu komplementu a prepojenie BCR
s koreceptorom. Tieto procesy ve�mi znižujú prah aktivácie B-lymfocytu a tým u�ah�ujú
produkciu (auto)protilátok, napr. pri reumatoidnej artritíde.
Druhým efektorovým systémom získanej imunity sú reakcie, ktoré sprostredkúvajú
cytotoxické T-lymfocyty (CTL) a ich ter�om sú predovšetkým vírusmi napadnuté bunky a
nádorové bunky. CTL sa vyvíjajú z prekurzorových buniek (pCTL), ktoré ešte nemajú
cytotoxickú aktivitu. Aktivujú sa interakciou s APC podobne ako pomocné T-lymfocyty, s
tým rozdielom, že reštrik�né molekuly pre CTL predstavujú MHC molekuly prvej triedy
(MHC-I). Druhý signál, kostimula�ný, získavajú CTL po interakcii medzi svojou molekulou
CD28 a molekulou CD80 prítomnou v membráne APC. Aktivované pCTL za�nú syntetizova�
RNA, proteíny a exprimova� α-re�azec receptoru pre IL-2 (IL-2R), �ím sa z nízkoafinitného
receptora (IL-2Rβγ) stáva vysokoafinitný (IL-2Rαβγ). Exprimovaním vysokoafinitného IL-
2R bunky dokážu viaza� a odpoveda� na IL-2, ktorý produkujú CD4+ T-lymfocyty pri
komplexnej imunitnej odpovedi na vírusovú infekciu (vírusy indukujú aktiváciu T-
lymfocytov aj CD8+ aj CD4+). Pod vplyvom IL-2 prekurzorové CTL za�nú proliferova� a
diferencova� sa na zrelé cytotoxické T-lymfocyty. Tieto v druhej fáze odpovede ni�ia tie
ter�ové bunky, ktoré podobným spôsobom ako predtým APC spracovali vírusový (nádorový)
antigén a z neho pochádzajúce peptidy exprimovali prostredníctvom molekúl MHC-I v svojej
120
mebráne. Pri interakcii CTL s ter�ovými bunkami už k interakcii CD28 s CD80 nedochádza,
nie je potrebná, �oho odrazom je aj neprítomnos� CD80 v ich bunkových membránach. K
zni�eniu ter�ovej bunky dochádza bu� perforínmi, ktoré navodia osmotickú lýzu závislú od
Ca2+, alebo mechanizmom apoptózy, prostredníctvom interakcie medzi Fas a FasL. Následne
CTL znižuje expresiu IL-2α a prestáva proliferova� a dostáva sa do pokojného stavu až
pokia� znovu nestretne nový antigénny stimul. Na rozdiel od svojich prekurzorov, zrelé CTL
sú rádiorezistentné.
Vyššie uvedené skuto�nosti umož�ujú pochopi� prí�inu rozdielnej distribúcie MHC
molekúl prvej a druhej triedy. Vieme, že molekuly prvej triedy sa nachádzajú na každej
jadrovej bunke organizmu, kým antigény druhej triedy iba na imunokompetentných bunkách.
Túto rozdielnu distribúciu ur�uje ich biologická funkcia. MHC-molekuly prvej triedy
predstavujú reštrik�né molekuly pre CTL, ktorých hlavnou funkciou je ni�i� najmä vírusmi
napadnuté bunky. Vírusy sú absolútne biotropné a jediná možnos� ako zabráni� ich replikácii
je zni�i� vlastnú bunku, pretože repara�nými procesmi sa tkanivo dostane do pôvodných
fyziologických hodnôt. Necha� pôsobeniu vírusov vo�ný priebeh síce tiež znamená ni�enie
buniek, ale vo vä�šom rozsahu, s vážnejšími následkami a menšími repara�nými možnos�ami.
MHC-II sú reštrik�né molekuly pre procesy nevyhnutné na tvorbu protilátok. Funkciou
protilátok je likvidácia antigénov, ktoré sa nachádzajú v extracelulárnych priestoroch.
Prítomnos� MHC-II molekúl na všetkých bunkách organizmu by bola preto zbyto�ná.
Regulácia indukcie a produkcie protilátok je viac �i menej záležitos�ou imunitného systému,
�iže sta�í, aby sa MHC-molekuly druhej triedy nachádzali iba na bunkách prezentujúcich
antigén.
Pri interakcii medzi bunkou prezentujúcou antigén a pomocným T-lymfocytom vznikajú aj
�alšie cytokíny, najmä IL-12, IL-15 a IFN-γ, ktoré aktivujú NK-bunky, makrofágy, �ím sa
dostávajú do procesu nešpecifické mechanizmy imunitnej odpovede. Faktory stimulujúce
kolónie (CSF) a iné cytokíny produkované aktivovanými TH-lymfocytmi podporujú
proliferáciu prekurzorov v kostnej dreni, ktoré v kone�nom dôsledku zvýšia ich po�et v
periférii pod�a potrieb prebiehajúcej imunitnej odpovede.
Komplexnos� imunitnej dop��a ešte kontrolný systém v podobe supresorových
mechanizmov. Ich pôsobenie sa uplat�uje najmä pri udržiavaní priebehu imunitných reakcií
vo fyziologických hraniciach a pri udržiavaní tolerancie na vlastné antigény. Tlmenie
antigénovo-špecifickej imunitnej odpovede sa uskuto��uje viacerými spôsobmi. Jeden z nich
je priama lýza efektorových buniek (makrofágov, lymfocytov B, TH) cytotoxickými T-
lymfocytmi. Tento mechanizmus sa však neuplat�uje ve�mi �asto. Výsledok imunitnej
121
odpovede naj�astejšie závisí od vzájomného pomerného zastúpenia imunoregula�ných látok.
Je známe, že napr. IFN-γ podporuje syntézu protilátok izotypu IgG2 a sú�asne tlmí produkciu
protilátok IgG1 a IgE, ktorých syntézu naopak podporuje IL-4. Supresorovú aktivitu má aj IL-
10, ktorý tlmí produkciu cytokínov TH1-lymfocytmi. Osobitne imunitná odpove�, ktorej
sú�as�ou je IL-2 signaliza�ný systém, je ve�mi vnímavá na antagonistické, t.j. supresorové
pôsobenie IL-10. Výraznú tlmivú aktivitu má aj cytokín TGF-β a vazoaktívny intestinálny
peptid (VIP).
Inhibícia imunitnej odpovede sa reguluje aj autokrinným spôsobom - v neskorších štádiách
aktivácie T-lymfocytu sa na APC exprimuje molekula CTLA-4, ktorá pri interakcii s CD80,
resp. CD86 prenáša negatívny signál. Podobne imunitnú odpove� môžu potlá�a� aj
supresorové CD8+CD28- T-lymfocyty. Dokázalo sa, že tieto pri interakcii s APC inhibujú NF-
κB mediovanú transkripciu CD86 a CD80 v membráne APC. Zníženie množstva uvedených
molekúl následne blokuje aktiváciu T-lymfocytov a procesy imunitnej odpovede sa zastavia.
Netreba zabúda� ani na imunosupresívne pôsobenie prirodzených regula�ných lymfocytov
TR. Vidíme teda, že imunitná odpove� je ozaj komplexná, zah��a obe základné zložky
imunity, pri�om v kone�nom dôsledku sa rozdiely medzi nimi strácajú a mechanizmy oboch
typov imunity ve�mi ú�inne spolupracujú s cie�om zabezpe�i� �o najrýchlejšie
a najefektívnejšie zlikvidovanie narušite�a integrity organizmu. Sú�asne si možno všimnú�,
že imunitná odpove� na daný antigén nie je vopred ur�ená, vyvíja sa predovšetkým
pod�a charakteru antigénu, ktorý selektuje typ prezenta�nej molekuly a následné
signaliza�né procesy. Samotnú polarizáciu imunitnej odpovede majú na starosti skôr
cytokíny, ktorých spektrum produkcie a vzájomný pomer závisí od predchádzajúcej jemnej
interakcie medzi po�etnými molekulami v membránach partnerských kooperujúcich buniek.
12.4 Imunitná tolerancia
Imunitný systém, spolu s nervovým a endokrinným, patria k integra�ným systémom, ktoré
pohotovo a ú�inne reagujú na zmeny vo vonkajšom a vnútornom prostredí organizmu a
udržujú jeho stálos� a nemennos�. Imunitný systém musí rozpozna� cudzie látky a
zlikvidova� ich, na druhej strane však nesmie reagova� proti vlastným štruktúram. Hlavnou
funkciou imunitného systému je vykonáva� doh�ad nad stálymi zmenami v organizme a
udržiava� ich vo fyziologických medziach. Táto funkcia imunitného systému sa ozna�uje ako
imunitný doh�ad. Stav, ke� organizmus špecificky nereaguje na antigénový podnet, sa
nazýva imunitná tolerancia a je v protiklade k imunitnej odpovedi.
122
Imunitná tolerancia nie je vopred ur�ená, predprogramovaná, ale musí sa vytvori�. Prvý
dôkaz existencie tolerancie poskytla sama príroda. R. 1945 sa pozoroval prípad dizygótnych
teliat, ktoré upútali tým, že sa v ich krvi našli erytrocyty nesúce znaky druhého dvoj�a�a, �o
sa vymykalo dovtedy známym zákonom. Tento jav zaprí�inilo prepojenie krvných obehov v
dôsledku spolo�nej placenty. Z tohto a podobných prípadov F. M. Burnet vyvodil záver, že
expozícia imunitného systému antigénom v �ase, ke� je ešte nezrelý, môže trvalo potla�i�
imunitnú reakciu proti nemu. Vyslovil hypotézu, že pomocou imunitnej tolerancie
organizmus zabezpe�uje neodpovedavos� na vlastné zložky tela �o sa neskôr po�etnými
experimentálnymi prácami aj potvrdilo.
Spôsob, akým sa zabezpe�í tolerancia vlastných zložiek sa môže dosiahnu� nieko�kými
mechanizmami: (1.) Priamou deléciou tých klonov lymfocytov, ktoré majú schopnos�
rozpozna� a reagova� na vlastné antigény (klonová delécia). (2.) Znemožnením aktivácie
autoreaktívneho klonu tým, že sa autoantigén prezentuje na takom type buniek, ktorým
chýbajú kostimula�né vlastnosti potrebné pre aktiváciu T-lymfocytov alebo v množstve, ktorý
neposta�uje na ich aktiváciu (klonová anergia). (3.) Rozdielnou cirkuláciou naivných a
pamä�ových T-lymfocytov. (4). Pôsobením špecializovanej skupiny buniek – regula�ných T-
lymfocytov.
Klonová delécia prebieha v týmuse. Sú�asné poznatky umož�ujú vytvori� si predstavu,
akým spôsobom prebieha táto „výu�ba lymfocytov na univerzite“. Prvé bunky, ktoré vstupujú
do týmusu, na rozdiel od hematopoetických buniek v kostnej dreni, už nemajú charakter
pluripotentných kme�ových buniek, ale sú už predprogramované, zadané, na vývoj do
lymfoidnej rady (progenitorové bunky). Môžu sa z nich vyvinú� T-lymfocyty, NK-bunky,
lymfoidné a myeloidné dendritové bunky, ale nie bunky myeloidnej alebo erytroidnej rady.
Tieto bunky vstupujú do týmusu, a to na rozhraní medzi medulou a kortexom. Postupne ako
proliferujú, migrujú smerom do kôry a akumulujú sa v subkapsulovej zóne. Tu tymocyty,
ktoré sú v tomto �ase dvojito negatívne (DN), t.j. nexprimujú ani CD4 ani CD8 (CD4-CD8-;
neexprimujú ani CD3 a preto sa niekedy ozna�ujú aj ako trojito negatívne - TN) proliferujú
a diferencujú sa na bunky CD4+CD8+ (DP - dvojito pozitívne). Následne migrujú do meduly,
kde sa dokon�í ich diferencia�ný proces, na záver ktorého potom opúš�ajú týmus ako
lymfocyty CD4+ alebo C8+, ktoré osíd�ujú periférne lymfatické tkanivo. Tento proces je
viastup�ový a po�as neho sa v mebránach diferencujúcich sa tymocytov objavuje aj
antigénový receptor, pri�om najskôr vznikajú lymfocyty s receptorom TCRγδ a neskôr
TCRαβ.
123
Po�as dozrievania tymocytov dochádza k ich selekcii. Táto prebieha v dvoch vlnách, ktoré
ozna�ujeme ako pozitívna a negatívna selekcia. Pozitívnou selekciou sa vyberajú T-
lymfocyty, ktoré majú afinitu k vlastným zložkám organizmu. Selek�né molekuly sú HLA-
molekuly exprimované v membráne epitelových buniek. Tymocyty, ktoré receptor pre vlastné
HLA-molekuly neexprimujú, hynú apoptickým procesom. Týmto sa vysvet�uje dávno
pozorovaná skuto�nos� ve�kého odumierania tymocytov (až 95-99 %). Treba si uvedomi�, že
pri tomto procese sa v týmuse nachádzajú tymocyty, ktoré exprimujú receptory proti všetkým
MHC-molekulám príslušného druhu, pozitívnou selekciou sa z neho vyberú iba tie, ktoré
jedinec vo svojom živote môže využi�. Pri rozpoznávaní HLA-molekúl prvej triedy
antigénovým receptorom TCRαβ+ a sú�asnej interakcii medzi MHC prvej triedy a CD8 na
epitelových bunkách si DP-tymocyty udržia, resp. zvýšia expresiu CD8, ale strácajú
schopnos� expresie CD4. Vzniká populácia jednoducho pozitívnych (SP - single positive)
buniek CD4-CD8+ s funkciou cytotoxických T-lymfocytov. Podobne ke� DP-tymocyty na
epitelových bunkách týmusu svojim antigénovým receptorom TCRαβ+ rozpoznávajú MHC-
molekuly druhej triedy a sú�asne dochádza k interakcii medzi ich CD4-antigénmi a MHC-
molekulami druhej triedy epitelových buniek, tymocyty si udržia, resp. zvýšia expresiu CD4,
ale strácajú schopnos� expresie CD8, vzniká druhá SP-populácia T-lymfocytov, t.j. populácia
pomocných, CD4+CD8-, buniek (obr. 12.10).
Pozitívna selekcia vyberá T-lymfocyty, ktoré majú vä�šiu �i menšiu afinitu k vlastným
HLA-molekulám. Pri �alšej diferenciácii, ktorá sa nazýva negatívna selekcia, sa vyra�ujú tie
klony lymfocytov, ktoré majú pre vlastné HLA-molekuly, resp. k peptidom pochádzajúcim z
vlastných antigénov nadviazaných na HLA-molekuly vysokú a strednú afinitu. T-lymfocyty s
nízkou afinitou sa diferencujú na zrelé bunky a napokon osíd�ujú perifériu. Kým proces
pozitívnej selekcie prebieha interakciou s epitelovými bunkami, tak proces negatívnej selekcie
prebieha interakciou s makrofágmi, dendritovými bunkami a najmä medulárnymi epitelovými
bunkami (mTEC). Takto sa vyberie spektrum T-lymfocytov schopných reagova� so všetkými
potencionálnymi antigénmi. V tomto smere je najdôležitejšia predovšetkým interakcia
tymocytov s mTEC. Tieto bunky totiž exprimujú aj orgánovo-špecifické antigény, ako je
napr. inzulín, dekarboxyláza kyseliny glutámovej, myelínový oligodendrocytový glykoproteín
(MOG) a iné, �ím sa umožní delécia orgánovo-špecifických klonov T-lymfocytov. Negatívna
selekcia teda vyra�uje všetky potencionálne autoreaktívne T-lymfocyty.
Jedným z prekvapení ostatných rokov je zistenie, že �udský genóm má len 30 000 až 40
000 funk�ných génov, hoci sa o�akávalo �aleko viac, približne 100 000. Po�et génov v
�udskom genóme je len približne dva- až trikrát vä�ší ako pri muške Drosophila
124
melanogaster (13 600), asi 6-krát vä�ší ako pri baktériách Pseudomonas aeruginosa (5600)
a Sacharomyces cerevisiae (6200) a len o málo�o vä�ší ako pri rastline Arabidopsis thaliana
(25 000) a sná� menší ako pri ryži (Oryza sativa, 32 000 – 56 000). Jednou z podstatných
prí�in tohto stavu je aj nevyhnutnos� eliminácie autoreaktívnych T-lymfocytov. Dá sa
vypo�íta�, že pri existencii 30 000 génov a frekvencii naivných T-lymfocytov špecifických
pre cudzorodý antigén približne 1 na 105, musí zaniknú� približne 26 % T-lymfocytov. So
zvyšovaním po�tu génov prirodzene tento po�et bude stúpa� a pri 100 000 génoch by toto
�íslo dosiahlo asi 63 %. Je preto prirodzené, že sa vytvorila ur�itá rovnováha medzi po�tom
T-lymfocytov, ktoré musia zaniknú� a T-lymfocytov, ktoré musia by� prítomné po�as života
druhu, aby ho v daných životných podmienkach �o najlepšie chránili pred nepriate�ským
svetom, ktoré predstavujú najmä mikroorganizmami. Sú�asná ve�kos� �udského genómu je
preto výsledkom prispôsobenia sa prostrediu, kedy antigénový repertoár T-lymfocytov je
dostato�ne ve�ký na to, aby zvládol akúko�vek infekciu a sú�asne taký, aby neohrozoval
jedinca vývojom autoimunitných procesov.
Vyššie uvedeným spôsobom sa vyvíja tolerancia na antigény, ktoré sa v týmuse
nachádzajú alebo sa do týmusu dostávajú a prezentujú na vlastných MHC-molekulách. Akým
spôsobom sa však vyvíja tolerancia na antigény, ktoré sa do týmusu nemôžu dosta�?
Hlavnou funkciou MHC-molekúl je väzba rôznych peptidových fragmentov a ich
prezentácia T-lymfocytom. MHC-molekuly však nerozlišujú medzi vlastnými a cudzími
antigénmi a podstatná �as� MHC-molekúl je obsadená imunogénnymi fragmentmi, ktoré
pochádzajú z vlastných antigénov. Funkcia prezentova� vlastné antigény v týmuse navodí
toleranciu, schopnos� prezentova� cudzie antigény na periférii indukuje imunitnú odpove�.
Ak je ale tolerizujúci vlastný antigén ukrytý v orgáne �i tkanive, alebo sa v cirkulácii
nenachádza, k vyradeniu self-reaktívnych T-lymfocytov deléciou v týmuse nedôje a takéto
lymfocyty sa dostanú do periférie. Napriek ich schopnosti rozpozna� vlastný antigén k vývinu
imunitnej odpovede nedochádza z viacerých dôvodov.:
1. Vä�šina tkanív neexprimuje antigény MHC-molekuly druhej triedy, a preto nedôjde ani k
prezentácii imunogénnych fragmentov z vlastných antigénov a následne ani k ich rozpoznaniu
TH-lymfocytmi. Predpokladajme, že TH-lymfocyty rozpoznávajú tkanivové antigény, napr.
štítnej ž�azy, pretože unikli antigénovo-špecifickej delécii v týmuse. Napriek tomu sa
neaktivujú, pretože pre svoju aktiváciu vyžadujú, aby sa antigény štítnej ž�azy prezentovali v
komplexe s vlastnými molekulami MHC-II. Bunky štítnej ž�azy však MHC-molekuly druhej
triedy neexprimujú, �ím sa zabra�uje prezentácii jej antigénov a aktivácii T-lymfocytov. Ak
by reštrik�nými molekulami boli molekuly MHC-I, aktivovali by sa cytotoxické T-lymfocyty,
125
ktoré by potom lyzovali bunky štítnej ž�azy. Z uvedeného vyplýva, že reštrik�né molekuly
pre TH-lymfocyty nemôžu by� MHC-molekuly prvej, ale iba druhej triedy. Táto skuto�nos�
vysvet�uje aj biologický zmysel rozdielnej expresie oboch tried MHC-molekúl.
2. Kostimula�né molekuly na neprofesionálnych bunkách prezentujúcich antigén chýbajú,
�iže self-reaktívne T-bunky sa nemôžu aktivova� aj napriek špecifickým interakciám s
ter�ovými bunkami. Najdôležitejší kostimula�ný signál pre T-lymfocyty zabezpe�uje
interakcia molekuly CD28 s molekulou CD80 na ter�ovej bunke (obr. 12.8). Antigén CD80 sa
za fyziologických okolností na ter�ových bunkách nenachádza, a teda k aktivácii T-
lymfocytov nemôže dôjs�; tento fenomén ozna�ujeme ako klonová anergia. K expresii CD80
dôjde iba ak sa jeho syntéza indukuje cytokínmi (IL-2, IL-4, IL-7), ktorých syntézu indukuje
napadnutie tkaniva �i orgánu mikroorganizmami. Jedna z prí�in úniku nádorových buniek z
dosahu pôsobenia cytotoxických T-lymfocytov je práve chýbanie CD80 v ich membráne.
Vä�šina tkanív nemá schopnos� produkova� cytokíny, �iže opä� je minimálna
pravdepodobnos� aktivácie špecifických self -reaktívnych T-lymfocytov.
3. Cirkulácia naivných (panenských) a pamä�ových T-lymfocytov je rozdielna. Naivné bunky
cirkulujú v krvi a v lymfatickom systéme, do tkanív a orgánov sa za fyziologických okolností
nedostávajú. Takto, aj ke� vlastnia receptory pre vlastné autoantigény, neprídu s nimi do
kontaktu.
Uvedené mechanizmy umož�ujú, že T-lymfocyty si „neuvedomujú“ prítomnos� orgánovo
a tkanivovo špecifických vlastných antigénov. Nemenej významný mechanizmus zábrany
aktivácie potencionálne autoreaktívnych T-lymfocytov spo�íva aj v pôsobení regula�ných T-
lymfocytov, �i už prirodzených (TR) alebo indukovaných (adaptívnych - Tr1, TH3). Fenomén
periférnej neodpovedavosti T-lymfocytov na antigén napriek tomu, že ho svojim špecifickým
receptorom majú možnos� rozpozna�, sa ozna�uje pojmom periférna tolerancia. Aktivácia
dostato�ne ve�kého množstva self-reaktívnych T-buniek, ktoré spôsobia aj klinické príznaky
autoimunitných chorôb, si ur�ite vyžaduje viacero faktorov, ktoré pôsobia priestorovo a
�asovo v ur�itej súhre.
Podobným spôsobom ako sa vyvíja tolerancia na vlastné antigény pri T-lymfocytoch,
vyvíja sa aj tolerancia na vlastné antigény pri B-lymfocytoch. Centrálna B-lymfocytová
tolerancia sa odohráva v kostnej dreni, na úrovni nezrelých B-lymfocytov. Sú to bunky s už
exprimovaným antigénovým receptorom mIgM. Pri interakcii s ve�kým množstvom vlastného
antigénu na povrchu susedných buniek, bunky hynú apoptotickým procesom. Periférna
tolerancia B-lymfocytov sa zakladá na chýbaní pomoci zo strany TH-lymfocytov, pretože
126
self-reaktívne T-lymfocyty sa odstránili v týmuse a bez vzájomnej kooperácie B-lymfocyty
odpoveda� na vlastný antigén nemôžu.
Potla�enie imunitnej odpovede sa nemusí týka� iba vlastných antigénov, neodpovedavos�
možno navodi� aj na cudzorodý antigén. Imunitná odpove� na antigén závisí od kvantity a
formy v akej sa dostáva do organizmu. Pozitívnu imunitnú odpove� možno najlepšie získa�,
ak sa podávajú stredne ve�ké dávky antigénu. Pri vysokých dávkach k imunitnej odpovedi
nedôjde, vznike tzv. vysokozónová tolerancia. Prí�ina neodpovedavosti je v tom, že vysoká
dávka antigénu prekro�í optimálnu hranicu na jeho spracovanie v APC. Bunky prezentujúce
antigén nezvládnu toto nadmerné množstvo antigénu, takže tento sa T-lymfocytom
neprezentuje fyziologickým spôsobom a indukuje v nich skôr klonovú anergiu ako aktiváciu.
Na úrovni makroorganizmu nepozorujeme nijakú imunitnú odpove�; tento fenomén sa
ozna�uje aj ako imunologická paralýza.
Nízke dávky antigénu rovnako nenavodia imunitnú odpove�, ale naopak, vzniká
nízkozónová tolerancia. Mechanizmus jej indukcie je nejasný, pravdepodobne nedokážu
aktivova� dostato�ný po�et imunokompetetných buniek, alebo aktivujú regula�né T-
lymfocyty, ktoré sa aktivujú omnoho nižšími dávkami antigénu ako pomocné T-lymfocyty.
Indukcia imunitnej odpovede závisí aj od ve�kosti antigénu - molekuly s vysokou
hmotnos�ou sú silné imunogény, kým malé molekuly ve�mi slabé. Prí�ina spo�íva opä� v
slabej endocytóze malých molekúl. Imunitná odpove� závisí aj od spôsobu podania antigénu
- intradermálna a intramuskulárna aplikácia je vysoko imunogénna, kým intravenózna alebo
perorálna, príp. transmukózna vedie skôr k tolerancii. Vysvetlenie je v tom, že lokálna
aplikácia spôsobí zápal, a tým nahromadenie zápalových buniek, s následnou intenzívnou
endocytózou antigénu, jeho opracovaním, prezentáciou a aktiváciou THl-lymfocytov. Pri
intervenóznom alebo perorálnom podaní sa obchádza práve ú�inná cesta opracovania
antigénu. Tieto skuto�nosti dopl�ujú ešte údaje, že ožiarenie organizmu UV-lú�mi poškodí
antigénovo prezenta�nú funkciu APC a po aplikácii antigénu tento indukuje skôr supresiu ako
pozitívnu imunitnú odpove�.
12.5 Apoptóza - programovaná smr� bunky
Apoptóza je programovaná smr� bunky. Je to zánik bunky, na ktorom sa bunka sama aktívne
podie�a. V biológii existuje ve�a situácií, kedy sa bunky musia odstráni� bez toho, aby
poškodili okolité tkanivo. Typickým príkladom je embryogenéza, po�as ktorej nadbyto�né,
alebo už nepotrebné bunky vo vyvíjajúcom sa plode odumierajú. Podobne je to s apoptózou
epitelových buniek laktujúcej prsnej ž�azy, ktorá sa po skon�ení svojej funkcie dostáva do
127
pôvodnej ve�kosti. Apoptóza je fyziologickým procesom nevyhnutným pre funkciu
mnohobunkového organizmu a spolu s proliferáciou kontroluje homeostázu tkanív.
Apoptózu môžu indukova� po�etné stimuly, napr. nedostatok sérových �i rastových
faktorov, UV-žiarenie, glukortikoidy, ionofory kalcia, ako aj po�etné signály pri regulácii
funkcie a aktivity buniek imunitného systému.
Proces apoptózy nesprevádza zápal a na rozdiel od nekrózy sa týka skôr jednotlivých
buniek, nie je to degeneratívny proces, skôr altruistický akt. Morfologickým prejavom
apoptózy je puchierkovanie membrány bunky, scvrknutie cytoplazmy, kondenzácia jadra a
jeho fragmentácia, nasledovaná rozpadom bunky. Zaujímavou �rtou je, že membrány bunky
zostávajú intaktné až do samotného zániku, �o spôsobí, že jednotlivé organely pretrvávajú a
dostávajú sa do fragmentov rozpadávajúcej sa bunky, ktoré napokon odstránia makrofágy.
Apoptotické bunky sa okamžite fagocytujú, aby sa predišlo tomu, že potencionálne
škodlivý a imunogénny materiál by unikol do okolia. Tým sa zabezpe�í integrita a funkcia
okolitého tkaniva. Makrofágy pohlcujú apoptotické bunky, ale nie zdravé bunky, �o
nazna�uje, že apoptotické bunky prezentujú fagocytom ur�ité znaky, ktoré sú pre ne signálom,
že ich majú zlikvidova�. Ide predovšetkým o nízko-denzitné lipoproteíny, ako napr.
fosfatidylserín, ktorý sa v apoptotických bunkách nachádza na ich povrchu, zatia� �o za
fyziologických okolností je na vnútornej strane bunkovej membrány. Akonáhle sa bunka
vydáva na cestu svoje smrti, fosfatidylserín sa dostáva na povrch apoptotickej bunky
a predstavuje takto pre fagocyty signál „po� ma zjes�“. Receptory, ktoré rozpoznávajú tieto
nízko-denzitné lipoproteíny, patria k tzv. „smetiarskym“ (scavenger) receptorom; ich
predstavite�mi sú SR-A, SR-B (CD36), CD68, LOX1 a iné. Apoptotické telieska sa �alej
oba�ujú zložkami a fragmentmi komplementu, ktoré sú rozpoznávané špecifickými
receptormi v membráne makrofágov. Ide o receptory pre opsoníny C3b a iC3b (CR1 a CR3),
pre C1q a pre MBP. Pohltený apoptotický materiál sa následne v cytoplazme fagocytov
degraduje. Pohltenie apoptotických buniek však nesprevádza syntéza prozápalových
cytokínov a chemoatraktantov ako pri fagocytóze, ale naopak syntéza cytokínov a
mediátorov, ktoré zápalovú reakciu potlá�ajú.
Vyššie uvedené údaje nazna�ujú, že ve�ká vä�šina bunkových populácií je
naprogramovaná na svoju smr�, t.j. konštitu�ne exprimuje enzýmový aparát, schopný
spôsobi� sebazni�enie. Prirodzene, tento aparát sa za fyziologických okolností nachádza
v neaktivovanom stave, aby umožnil bunke prežíva� a plni� svoje biologické funkcie.
Proces apoptózy je evolu�ne konzervovaný; najlepšie sa preskúmal pri �ervoch druhu
Caenorhabditis elegans. Proteázy, ktoré sa pri tomto �erve zú�ast�ujú na štiepení svojich
128
vlastných ter�ových štruktúr, napr. ced-3, sa ozna�ujú ako kaspázy a sú vzorom pre h�adanie
podobných molekúl aj u �loveka. Názov „kaspázy“ vychádza z ich funkcie – ide o
proteinázy, ktoré majú v svojom katalytickom mieste cysteín a ktoré štiepia substrát po
kyseline asparágovej (c + aspase = caspase), pri�om je nevyhnutné ešte rozpoznanie
prinajmenšom �alších 4 aminokyselinových jednotiek pred miestom štiepenia. Preferen�né
rozpoznanie tetrapeptidu sa medzi jednotlivými kaspázami líši, �o podmie�uje ich rozdielnu
biologickú aktivitu. Kaspázy sa syntetizujú ako proenzýmy a aktivujú sa odštiepením �asti
svojho re�azca, bu� samotnými kaspázami alebo granzýmom B (serínová proteáza) alebo
autokatalyticky. U �loveka v sú�asnosti poznáme 14 kaspáz; k�ú�ovou kaspázou, ktorá sa
zú�ast�uje v po�iato�ných procech apoptózy, je kaspáza-3.
Apoptický proces sa môže aktivova� pri väzbe ligandu na svoj špecifický membránový
receptor bunky alebo aktiváciou proapoptotických enzýmov, ktoré sa nachádzajú vo vnútri
bunky. Exogénny spôsob aktivácie apoptotického procesu sa zaháji interakciou medzi
indukujúcimi molekulami a ich receptormi; z nich je najznámejšia interakcia medzi
molekulami Fas (CD95) na ter�ovej, apoptóze predur�enej bunke a FasL (Fas-ligand;
CD95L) na indukujúcej bunke, zvä�ša na aktivovanom T-lymfocyte alebo NK-bunke (obr.
12.11). Fas sa nachádza aj na lymfoidných bunkách aj na bunkách iných tkanív, FasL
exprimujú najmä aktivované T-lymfocyty.
Apoptotický proces mediovaný Fas-molekulami sa skladá z viacerých biochemických
dráh. Fas-molekula po väzbe s FasL oligomerizuje a vytvára sa trimér. Cytoplazmová �as�
Fas-proteínu obsahuje „doménu smrti“ (DD), �o je úsek umož�ujúci interakciu s homológnou
doménou adaptorového cytoplazmového proteínu FADD. Tento obsahuje �alšiu doménu,
ozna�ovanú ako DED, ktorá sprostredkúva spojenie medzi FADD a prokaspázou 8. Väzbou
prokaspázy 8 na FADD prostredníctvom svojej DED dôjde k jej autokatalýze a konverzii na
aktívnu proteázu, kaspázu 8. Vytvára sa komplex ozna�ovaný ako DISC. Tento následne
odštiepením fragmentov aktivuje �alšie kaspázy, najmä 3, 6 a 7. Na konci aktivácie kaspáz je
aktivácia deoxyribonukleázy CAD, ktorá sa nachádza vo všetkých bunkách v neaktívnom
stave, nadviazaná na inhibi�ný proteín I-CAD. Ke� sa I-CAD kaspázami rozloží, CAD
vstupuje do jadra bunky a štiepi DNA na charakteristické fragmenty o ve�kosti 200 bp. alšie
kaspázy štiepia proteíny jadrovej membrány bunky a proteíny ú�astné na organizácii
chromatínu (lamíny A, B a C), ktorých degradácia napokon spôsobí smr� bunky a jej
pohltenie a degradáciu okolitými fagocytmi. Celý proces od aktivácie apoptotického procesu
až k smrti bunky trvá asi 30 až 60 minút.
129
Druhý, endogénny spôsob aktivácie apoptotického procesu, indukujú proapoptotické
signály vnútorného prostredia bunky a súvisia s poškodením membrány mitochondrií. Pri
tomto procese sa do cytozolu uvo��uje cytochróm c, ktorý sa viaže na cytoplazmový proteín
APAF-1. Komplex „cytochróm c-APAF-1“ viaže a aktivuje kaspázu 9, ktorá aktivuje
kaspázy 3 a 7 s následnými �alšími biochemickými procesmi uvádzanými vyššie, ktoré
napokon vedú k smrti bunky a jej pohteniu fagocytmi.
Proapoptotické proteíny sú dvojaké. Prvé (napr. Bax a Bad) fungujú ako kanálové
proteíny, ktoré majú schopnos� vnára� sa do membrány mitochondrií, polymerizova� a
vytvára� iónové kanáliky a tak ovplyv�ova� ich permeabilitu. Druhé proapoptotické proteíny
(napr. Bad, Bid) poškodzujú mitochondriovú membránu nepriamo, prostredníctvom
interferencie s antiapoptotickými proteínmi rodiny Bcl-2. Dimerizácia proapoptotického s
antiapoptotickým proteínom spôsobí prevahu proapoptotických síl a bunka sa vydá na cestu
svojej smrti. Vzájomný pomer inhibi�ných a aktiva�ných proteínov Bcl-2 teda inverzne
koreluje s vnímavos�ou na apoptózu.
Proces apoptózy, rovnako ako aj iné biologické deje, je kontrolovaný. Kým na kontrole
endogénne spusteného apoptotického procesu sa podie�ajú predovšetkým antiapoptotické
proteíny Bcl-2, receptormi indukovanú apoptózu kontroluje najmä proteín FLIP. Štruktúrne
sa podobá kaspáze 8 a interferuje s jej aktiváciou na úrovni DISC. Svojou doménou DED sa
viaže na homológny úsek adaptorovej molekuly FADD, �ím zabráni nadviazaniu sa
prokaspázy 8 na FADD a jej aktivácii.
Apoptóza hrá významnú úlohu pri udržiavaní homeostázy imunitného systému, na
zabezpe�enie optimálneho množstva buniek v rôznych štádiách ich dozrievania a
diferenciácie a na kontrolu aktivácie lymfocytov, �o je dôležité najmä z h�adiska
zabránenia rozvoja autoimunitných procesov. Nezrelé lymfocyty, ktoré neexprimujú funk�né
antigénové receptory po�as ich vývoja v týmuse (T-lymfocyty) alebo v kostnej dreni (B-
lymfocyty), hynú. Naivné zrelé lymfocyty, pokia� sa nestretnú so „svojim“ antigénom a
nezískajú trofické signály (napr. IL-7 a IL-15 pre lymfocyty T, BAFF pre lymfocyty B), hynú
tak isto. Aj aktivované lymfocyty, pokia� po�as priebehu imunitnej odpovede nezískajú
adekvátne rastové faktory, alebo kontinuálnu �i opakovanú stimuláciu, tiež hynú. Prežívanie
pamä�ových lymfocytov závisí už menej, resp. nezávisí vôbec, od signalizácie cez svoje
antigénové receptory, závisí skôr od prítomnosti trofických cytokínov; platí to predovšetkým
pre pamä�ové cytotoxické T-lymfocyty.
Pretrvávajúca aktivácia T-lymfocytov indukuje v ich membránach zvýšenie expresie aj Fas
aj FasL, �o spôsobí, že lymfocyty pri svojej vzájomnej interakcii prostredníctvom uvedených
130
molekúl, hynú; tento proces eliminácie aktivovaných T-lymfocytov sa ozna�uje ako
aktiváciou-indukovaná smr� bunky (AICD). Tento mechanizmus bráni nekontrolovanej
aktivácii T-lymfocytov, napr. autoantigénmi, �o je dôležité z h�adiska udržiavania
homeostázy imunitného systému a zabráneniu rozvoja autoimunitných procesov. T-lymfocyty
prechádzajú pri svojej aktivácii tromi charakteristickými fázami. Prvá fáza je klonová
expanzia, pri ktorej proliferujú a diferencujú sa na efektorové bunky; závisí od prítomnosti
IL-2. Druhá je efektorová fáza; pri tejto T-lymfocyty bu� poskytujú pomoc alebo usmrcujú
ter�ové (nádorové, vírusom infikované) bunky. Tretia je dele�ná fáza; pri nej sa vä�šina
antigénovo-špecifických buniek odstráni, hoci �as� prežíva v podobe pamä�ových buniek.
V prvej fáze T-lymfocyty apoptóze odolávajú. Vstúpiac do efektorovej fázy, v prítomnosti IL-
2, sa stávajú stále viac citlivými na proapoptotické signály a napokon v tretej fáze sa
eliminujú. IL-2 hrá teda pri aktivácii T-lymfocytov dvojakú úlohu, spo�iatku je nevyhnutný
pre ich klonovú expanziu, neskôr ho treba pre zvýšenie ich citlivosti na apoptotické signály.
FasL na aktivovaných T-lymfocytoch môže rozpoznáva� aj Fas-molekulu na B-
lymfocytoch a indukova� tak ich apoptózu, �ím sa kontroluje abnormálna proliferácia B-
lymfocytov, tvorba autoprotilátok a vývoj atoimunitných procesov.
V imunológii sa �asto operuje pojmom „imunitne privilegované miesto“. Ide o také
miesto, kde trasplantované tkanivo nepodlieha rejekcii, pretože ho anatomické bariéry chránia
pred rozpoznávacími a efektorovými mechanizmami imunitného systému. Podobne ako
„imunitne privilegované“ sa ozna�ujú aj niektoré tkanivá; najznámejšie príklady sú mozog
a testes. Ukázalo sa však, že nejde o reálnu situáciu, lymfocyty do týchto miest v skuto�nosti
vstupujú, ale sa neaktivujú, za �o zodpovedá práve systém Fas-FasL. Bunky testes, neuróny,
ale aj bunky ovárií, uteru, nadobli�ky, pankreatických ostrov�ekov a prostaty exprimujú
v svojich bunkových membránach FasL. Aktivované lymfocyty �i neutrofily, ktoré vstupujú
do týchto miest, exprimujú Fas, �o po interakcii s FasL spôsobí ich lýzu, k imunitnej
odpovedi nedôjde a status „privilegovaného miesta“ sa udrží.
131
KLINICKÁ IMUNOLÓGIA
132
13 HYPERSENZITÍVNE REAKCIE
Mechanizmy, ktoré zodpovedajú za vznik a rozvoj imunopatologických procesov
sprostredkúvajú aj T-lymfocyty aj protilátky. Zatrie�ujú sa do 5 skupín. Prvú klasifika�nú
schému vytvorili Coombs a Gell, ktorí ich ozna�ili ako hypersenzitívne. Vytvorili 4
klasifika�né skupiny; neskôr k nim pribudol piaty a doplnil a spresnil sa 2. a 4. typ. Typy I, II,
III a V podmie�ujú protilátky, IV. typ bunky. Základné znaky jednotlivých mechanizmov sa
uvádzajú v tab. 13.1. Treba však zdôrazni�, že patologické procesy u �udí spôsobujú viaceré
mechanizmy uvedených typov, ktoré sa prekrývajú, hoci v popredí môže dominova� jeden
hlavný.
13.1 I. typ - hypersenzitívnos�sprostredkovaná IgE-protilátkami
Prvý typ hypersenzitívnych reakcií poznáme viac pod pojmom alergia; patrí sem celé
spektrum imunitných reakcií, ktoré u senzibilizovaného jedinca po opätovnom stretnutí s
antigénom spôsobujú jeho poškodenie. Pomenovanie alergia vychádza z gréckych slov allo
(pozmenený) a ergos (akcia, reakcia). Alergické reakcie pod�a svojho charakteru zahr�ujeme
pod pojmy anafylaxia a atopia. Anafylaxia sa potenciálne môže vyskytnú� u ktoréhoko�vek
jedinca živo�íšneho druhu patriaceho k vertebrátam, s výnimkou škre�kov a vrátane �loveka.
Prvá expozícia na antigén - proteín, polysacharid alebo chemickú látku nadviazanú na tieto
molekuly, vedie k senzibilizácii jedinca. Vytvárajú sa špecifické protilátky, ktoré u �loveka
patria k triede IgE, nadväzujúce sa svojím Fc-fragmentom na mastocyty alebo bazofily, ktoré
majú pre tieto protilátky špecifické receptory (FcεRI). Po následnej expozícii jedinca tým
istým antigénom dôjde k jeho interakcii s nadviazanými protilátkami, �o spôsobí degranuláciu
mastocytov a bazofilov a uvo�nenie vazoaktívnych látok (najmä histamínu) do
extracelulárneho priestoru. Výsledkom ich farmakologického pôsobenia je kontrakcia
hladkého svalstva, bronchov, zna�ná vazodilatácia a prienik tekutiny do extravaskulárneho
priestoru (obr. 13.1).
Klinicky sa anafylaktická reakcia môže prejavi� od naj�ahšej formy - urtikárie až po
naj�ažšiu – anafylaktický šok. alšie klinické prejavy anafylaxie sú: nauzea a zvracanie
(spôsobené edémom a kontrakciou hladkého svalstva GIT), angioedém (opuch napr. jazyka,
perí, o�ných vie�ok, mäkkého podnebia, hrtanu; edém hrtana môže ma� rýchly a smrte�ný
priebeh), dusenie (spôsobené kontrakciou hladkého svalstva bronchov, edémom sliznice
a hypersekréciou hlienu) a hypotenzia (zaprí�inená zvýšenou permeabilitou ciev, ktorá
spôsobí únik tekutiny z krvného rie�iska do tkanív. Na tomto ú�inku sa spolupodie�a aj
133
redukovaná kontrakcia myokardu). Naj�ažšiu formu anafylaktickej reakcie predstavuje
anafylaktický šok. Klinicky sa prejavuje ako boles� hlavy, boles� v oblasti srdca, pocit tepla,
generalizovaný pruritus, erytém, urtika, zvracanie, koliky v bruchu, hna�ka, dušnos�,
tachykardia, pokles krvného tlaku. Niekedy dochádza k akútnemu obehovému zlyhaniu.
Reakcia prebieha ve�mi rýchlo a môže vies� k smrti v priebehu nieko�kých minút. Príkladom
anafylaktickej reakcie môže by� alergia na antiséra (antitetanové, antidifterické, antirabické
a iné; odtia�to pochádza aj pôvodný názov – sérový šok), vakcíny, toxoidy, pichnutie
hmyzom (v�ely, osy, iný hmyz), alergény používané na hyposenzibilizáciu (pe�, srs�, domáci
prach), lie�ivá (penicilín), biologické extrakty (inzulín, ACTH), potraviny (vlašské orechy,
morské rá�ky, vaje�ný bielok a pod). V situáciách ohrozujúcich život je nevyhnutné podanie
adrenalínu.
Niekedy sa stretávame s klinickými príznakmi podobnými anafylaktickej reakcii bez toho,
že by pacient mal špecifické IgE-protilátky; takéto reakcie ozna�ujeme ako anafylaktoidné.
Naj�astejšie ich pozorujeme po podaní rádiokontrastných látok, ktoré sa oby�ajne podávajú
vysoko koncentrované, �ím vedú k hyperosmolarite, o ktorej je známe, že stimuluje
uvo��ovanie mediátorov z neutrofilov, bazofilov a mastocytov. Môže pri tom dôjs�
k mohutnej aktivácii komplementu, vznikajúce fragmenty C3a, C4a sa viažu na svoje
receptory na povrchu neutrofilov a bazofilov, tieto sa aktivujú a vylú�ia histamín.
Anafylaktoidnú reakciu môžu vyvola� aj niektoré lieky, napr. morfín, kodeín, novokaín a
jemu príbuzné látky, aj ke� mechanizmus, ktorým sa to deje presne nepoznáme. Príležitostne
môže anafylaktoidnú reakciu vyvola� aj chlad (prudké ponorenie do chladnej vody) alebo
nadmerná fyzická námaha.
Termín atopia vychádza z gréckeho slova atopos - nezvyklý. Na rozdiel od anafylaxie sa
vyskytuje iba u geneticky predisponovaných jednotlivcov. Genetická predispozícia k atopii
vynikne najmä pri sledovaní rodín. Je známe, že ak sú obaja rodi�ia alergickí, je 50 %
pravdepodobnos�, že ich deti budú tiež alergické; ak je alergický len jeden z rodi�ov, táto
pravdepodobnos� klesne na 30 %. K „atopickým“ génom možno priradi� gény pre syntézu
IgE (hladina celkového IgE je u atopikov vo všeobecnosti vyššia ako u zdravých osôb;
jednovaje�né dvoj�atá majú rovnakú hladinu IgE, kým u dvojvaje�ných sa môžu líši�) ako aj
gény pre vysokoafinitný receptor IgE. Ku génom, ktoré prispievajú k „atopickému genotypu“
patria rozhodne aj „5q-gény“, t.j. gény podie�ajúce na determinácii TH2-cytokínov, t.j. IL-4,
IL-5, IL-9, IL-13 a IL-12p40. V tejto oblasti sa nachádza aj gén Tim-1, ktorý determinuje
receptor, ktorý špecificky rozpoznáva vírus hepatitídy A (HAV). Existujú dve jeho alely,
jedna má v 157. pozícii inzert, ktorý v proteínovej molekule, ktorú determinuje, zabezpe�í
134
prítomnos� 6 aminokyselinových jednotiek navyše. Takýto Tim-1 proteín sa nachádza len na
TH2-lymfocytoch a slúži ako preferen�ný receptor pre HAV. Osoby, ktoré prekonajú
hepatitídu A, atopiu nevyvinú. Akým mechanizmom Tim-1 túto ochranu zabezpe�uje, presne
nepoznáme. Je známe, že HAV po�as infekcie pretrváva v lymfatickom tkanive mnoho
týžd�ov až mesiacov. Je možné, že dlhodobá interakcia antigénovo špecifických klonov TH2
–lymfocytov so svojim antigénom vedie k ich eliminácii.
Z �alších predisponujúcich génov sem možno zaradi� gény HLA-komplexu. Napr. atopici
precitlivení na alergén tráv Ra5 (ragweed) nesú haplotyp HLA-B7, -DR2, na alergén Ra6
molekulu HLA-DR5; na alergény Rey I, II a III (reygrass) haplotyp HLA-A1, -B8, -DR3. K
„atopickému genotypu“ prispievajú aj gény pre diferencia�né antigény a pre antigénový
receptor T-lymfocytov, i ke� prirodzene iba v širokom chápaní, pretože nijaká špecifická �rta
týchto génov sa u atopikov nepozoruje.
Okrem génov, ktoré podmie�ujú atopické imunitné reakcie, sa na genetickej determinácii
podie�ajú aj iné, „neimunitné“, gény, z nich najmä gén pre nadmernú reaktivitu bronchov
a ADAM33. Vplyv hyperreaktivity bronchov na vývoj atopie potvrdzujú rodinné štúdie, pri
ktorých sa zistilo, že príbuzní atopikov majú zvýšenú reaktivitu na metacholín.Gén pre túto
vlastnos� sa predbežne lokalizuje na 11. chromozóm. ADAM33 zase kóduje
metaloproteinázu, ktorá sa podie�a na poškodzovaní tkaniva. Tieto údaje dokazujú, že TH2-
mediovaná imunitná odpove� je síce pre rozvoj atopie nevyhnutná, ale ur�ite nie je
dosta�ujúca.
Genetická predispozícia samotná však ku vzniku klinických príznakov nesta�í - nevyhnutná
je expozícia alergénmi. Po�et osôb, ktorí trpia na atopické choroby v industrializovaných
krajinách, prudko stúpol, genóm �lovek sa však výrazne nezmenil. �o h�ada� za týmto
vzostupom, �o je jeho prí�inou? Vysvetlenie h�adá tzv. „hygienická hypotéza“, pod�a ktorej
za prudký vzostup alergie môže zmena životných podmienok jedincov žijúcich v týchto
štátoch. Zvyšuje sa hygiena a �udia sú v ove�a menšej miere vystavení mikroorganizmom,
ktoré predtým indukovali TH1-imunitnú odpove�. Podobný ú�inok má aj lie�ba antibiotikami,
vakcinácia, menší po�et súrodencov v rodinách a pod. Aj ke� existujú priame i nepriame
dôkazy platnosti hygienickej hypotézy, najvä�ší protiargument jej absolútnej platnosti je
v tom, že vo vyspelých krajinách prudko vzrástli nielen atopické, ale aj autoimunitné choroby,
ktoré sú zvä�ša podmienené TH1-typom imunitnej odpovede. Prí�inu nárastu oboch skupín
ochorení treba teda h�ada� niekde inde, v poruche tých mechanizmov, ktoré majú obe
spolo�né, a to v poruche regula�ných mechanizmov, nedostato�nej indukcii supresorových
mechanizmov.
135
Alergény zodpovedné za atopické choroby sú látky s proteínovou alebo glykoproteínovou
povahou (oby�ajne s Mr = 10 000 až 70 000). Tieto antigény sú vo všeobecnosti neškodné a
nevyvolávajú nepriaznivé imunitné reakcie, u geneticky predisponovaných osôb však navodia
hypersenzitívnu (IgE) imunitnú odpove�. Na stimuláciu IgE-protilátkového systému treba len
nepatrné množstvo alergénu, jeho vyššie dávky stimulujú skôr protilátkovú odpove� typu
IgM/IgG (t. j. obrannú). Alergény zodpovedné za atopické choroby pochádzajú zvä�ša z
organických látok, ktoré sa šíria do prostredia vzdušnou cestou ako sú pele rastlín, spóry
plesní, výlu�ky zvierat a hmyzu a z požitej potravy.
Protilátky zodpovedné za atopické reakcie, niekedy ozna�ované aj ako reagíny, patria k
triede IgE. IgE má klasickú štruktúru imunoglobulínov (obr. 13.2). Hladina sérového IgE u
zdravého �loveka je približne 200 ng.mL-1, t.j. 90 i.u. . mL-1; (1 i.u1. = 2,3 ng). IgE-protilátky
majú vysokú afinitu pre alergén - Kd ~10-11 (Kd = disocia�ná konštanta) oproti ~ 10-7 pre IgG
a 10-8 pre IgM. Neprechádzajú placentou, nefixujú komplement. Na druhej strane majú
schopnos� viaza� sa na viaceré efektorové bunky, najmä na tkanivové mastocyty a bazofily,
ktoré majú vysokoafinitný receptor pre Fc-fragment IgE - FcεRI (Kd sa pohybuje medzi 1.10-
8 M až1.10-9 M) (obr. 13.3).
Produkcia protilátok IgE je pod silnou kontrolou regula�ných mechanizmov, ktoré
potenciálnych IgE-responderov „držia“ v nealergickej zóne imunitnej odpovede. Túto
kontrolu si vynucuje skuto�nos�, že už minimálne množstvá protilátok IgE podmie�ujú
uvo�nenie mediátorov, ktoré majú ve�ký farmakologický ú�inok. Kontrolné mechanizmy sú
nezávislé od tých, ktoré kontrolujú produkciu protilátok iných tried; sú dos� zložité a
podstatnú úlohu v nich hrajú T-lymfocyty. U atopikov sa pozoruje porucha rovnováhy medzi
TH1 a TH2 subpopuláciami lymfocytov v prospech TH2-aktivity. Významný je pri tom najmä
vz�ah medzi IL-4 a IFN-γ. Zatia� �o IL-4 má na tvorbu IgE potencia�ný ú�inok, tak IFN-γ
pôsobí v opa�nom zmysle, syntézu IgE inhibuje. Týmto mechanizmom (t.j. nedostatkom IFN-
γ a následnou nedostato�nou stimuláciou imunokompetentných buniek zodpovedných za
antibaktériovú imunitu) si vysvet�ujeme aj zvýšenú náchylnos� alergikov na infekcie.
Interakcia TH2-lymfocytov, ktoré produkujú IL-4, ale len nepatrné množstvo IFN-γ, s B-
lymfocytmi vedie k produkcii špecifických protilátok IgE. Funkciou IL-13 a IL-4 je prepnutie
syntézy protilátok na IgE-izotyp.
Protilátky IgE sa svojimi Fc-fragmentmi viažu na FcεRI- receptory, ktoré sa nachádzajú
najmä v membránach mastocytov a bazofilov. Po prekrížení takto nadviazaných protilátok
1 i.u. – medzinárodná jednotka (international unit)
136
alergénom, bunky uvo��ujú do prostredia mediátory alergickej reakcie. Sú dvojakého
druhu, primárne a sekundárne. Primárne mediátory predstavujú tie, ktoré sú už vopred
vytvorené a uskladnené v granulách. Patrí sem predovšetkým histamín, proteoglykány
(heparín, chondroitínsulfát) a po�etné proteázy. Sekundárne mediátory nie sú vopred
vytvorené, syntetizujú sa de novo. Patria sem leukotriény, prostaglandíny, tromboxány a
faktor stimulujúci trombocyty - PAF.
Histamín zohráva u �loveka v alergických reakciách najdôležitejšiu úlohu. Viaže sa na
svoje receptory na rôznych ter�ových bunkách. Existujú tri hlavné typy receptorov - H1, H2 a
H3, ktoré majú rozdielnu tkanivovú distribúciu (H3 sa vyskytuje iba na bunkách CNS) a
sprostredkúvajú aj rozdielne funkcie. Ak sa histamín nadväzuje na H1-receptory, ktoré sa
nachádzajú na bunkách hladkých svalov, dochádza k ich konstrikcii. Väzba histamínu na H1-
receptory na endotelových bunkách, spôsobuje ich retrakciu a uvo��ovanie plazmy do
tkaniva. Histamín sú�asne stimuluje endotelové bunky, aby produkovali prostacyklíny, ktoré
spôsobujú vazodilatáciu. Väzba histamínu na H-2 receptory spôsobuje zvýšenú sekréciu
hlienu a cievnu permeabilitu a uvo��ovanie kyseliny so�nej sliznicou žalúdka.
Sekundárne mediátory sa syntetizujú až po aktivácii mastocytov a bazofilov. Z kyseliny
arachidónovej vznikajú prostaglandíny (PG), tromboxány (TX) a leukotriény (LT).
Fosfolipidy bunkovej membrány poskytujú substrát aj pre faktor aktivujúci trombocyty.
Hlavným predstavite�om prostaglandínov je PGD2. Pôsobí vazodilata�ne a
bronchokonstrik�ne. Leukotriény v alergických reakciách zastupujú LTC4, LTD4 a LTE4.
Tvorí sa aj malé množstvo LTB4, avšak jeho ú�inkovanie je skôr typické pre krvné fagocyty
než pre mastocyty. Ich nanomolové koncentrácie sú až 1000-krát ú�innejšie
bronchokonstrik�né látky ako histamín a sú aj omnoho ú�innejšie stimulátory mukóznej
sekrécie; navyše ich pôsobenie je aj prolongované. Bronchokonstrikciu v prvých sekundách
anafylaktickej reakcie navodzuje histamín, po 30 sekundách túto úlohu preberá LTC4, resp.
jeho metabolické produkty LTD4 a LTE4. Bronchokonstrikciu indukuje aj tromboxán TXA2.
Faktor stimulujúci trombocyty (PAF – platelet activating factor) syntetizujú bazofily a
pravdepodobne aj mastocyty. Pôsobí bronchokonstrik�ne, spôsobuje retrakciu endotelových
buniek, uvo��uje hladké svalstvo ciev a indukuje hyperreaktivitu bronchov. Uplat�uje sa
najmä v neskorej fáze alergickej reakcie.
Významné postavenie pri atopických reakciách zastávajú aj eozinofily. V ich membráne sa
nachádzajú receptory pre C3-fragmenty komplementového systému a predovšetkým receptory
pre Fc-fragment IgG (FcγRIIa a FcγRIIIb) a IgE (FcεRII). FcεRII viaže Fc-fragment IgE
protilátok a po ich premostení alergénom, podobne ako je to pri mastocytoch, resp.
137
bazofiloch, sa obsah granúl uvo��uje do prostredia.Granuly eozinofilov sú bohaté na rôzne
enzýmy. Z nich najznámejšie sú MBP (major basic protein), ECP (eosinophil cationic
protein), metaloproteinázy a želatináza. Svojím pôsobením deštruujú tkanivo, do ktorého sa
uvo�nia. Vytvárajú tak podklad pre zápal, najmä v oneskorenej fáze alergickej reakcie.
Eozinofily sú takto znakom prebiehajúcej alergickej reakcie a zvýšenie ich po�tu v periférnej
krvi jedinca sa v praxi využíva v diagnostike alergických stavov.
Sled udalostí, ktoré vedú k vývinu atopických reakcií a v kone�nom dôsledku ku klinickým
prejavom atopie, možno rozdeli� na tri základné fázy: 1. senzibilizáciu, 2. aktiva�nú fázu, 3.
efektorovú fázu. Po�as prvej fázy, ktorá môže trva� viac rokov, dochádza k senzibilizácii
jedinca. Tvoria sa IgE-protilátky, ktoré sa nadväzujú na mastocyty a bazofily. V druhej,
aktiva�nej fáze, reexpozícia senzibilizovaného jedinca alergénom spôsobí degranuláciu
mastocytov a bazofilov, ktoré vedú do tretej, efektorovej fázy, kedy sa už objavia klinické
príznaky. Tieto závisia od miesta, kde došlo k uvo�neniu mediátorov; ide o tzv. šokový
orgán. Ak ním je napr. koža, tak pri intradermálnej aplikácii alergénu, sa pozoruje typická
urtikáriová reakcia – pupenec obklopený erytémom. Alergické reakcie u senzibilizovaného
jedinca môžu postihnú� vä�šinu, ak nie všetky orgány a tkanivá. Naj�astejšie však u �loveka
býva postihnutý respira�ný systém (senná nádcha, astma), koža (urtikária, angioedém,
atopický ekzém), spojivky (alergická konjuktivitída), gastrointestinálny a urinárny trakt.
Okrem týchto „klasických“ alergických syndrómov sa usudzuje, že alergická vaskulitída a
synovitída môže by� prí�inou niektorých obtiaží pri opakovaných bolestiach hlavy, zmien
nálady, porúch pamäti, srdcových arytmií a artritíd.
Zvládnutie alergických stavov je ve�mi náro�né. Najlepším prostriedkom ako im zabráni�,
je vyhnu� sa expozícii alergénom, pokia� je prirodzene známy, alebo aspo� zníži� expozi�ný
�as (pobyt v horách alebo pri mori; odstránenie alergénu z prostredia pacienta, napr. zbavenie
sa domácich zvierat a vtákov, ktorých výlu�ky spôsobujú alergiu, šampónovanie kobercov
akaricídmi, �o sú látky, ktoré zabíjajú rozto�e a pod.).
Medikamentózna lie�ba je komplexná a vychádza z poznania fáz alergickej reakcie.
Antihistaminiká sú látky, ktoré kompetitívne inhibujú H1-receptory pre histamín, �ím bránia
jeho pôsobeniu. Kromoglykát sodný blokuje degranuláciu mastocytov tým, že blokuje influx
Ca2+ do buniek. Glukokortikoidy redukujú hladinu histamínu tým, že blokujú dekarboxyláciu
histidínu, ktorou vzniká histamín; inhibujú tiež ú�inky fosfolipázy A2, a tým aj produkciu
sekundárnych mediátorov alergických reakcií. Ich protizápalový ú�inok znižuje aj
hypereaktívnos� bronchov. Teofylín inhibuje degranuláciu mastocytov. Adrenalín, ktorý je
nevyhnutný v lie�be anafylaktického šoku, indukuje bronchodilatáciu a inhibuje aj
138
degranuláciu mastocytov. V lie�be alergií sa �alej používa ketotifen; má antihistamínovú a
antidegranula�nú aktivitu, blokuje PAF. alšími liekmi používanými pri lie�be alergických
ochorení sú nesteroidné antiinflama�né látky a iné preparáty. Najnovšie sa do klinickej praxe
dostala anti-IgE monoklonová protilátka (Omalizumab)). Viaže sa na CH3-doménu, �ím
zabra�uje väzbe IgE-protilátky na vysokoafinitný receptor FcεRI.
V lie�be alergií má svoje miesto aj špecifická alergénová imunoterapia (SAI) (pôvodne sa
ozna�ovala ako desenzibilizácia, resp. hyposenzibilizácia a najnovšie alergénová
vakcinácia), ktorá sa používa najmä pri respira�ných alergiách a pri alergii na uštipnutie
hmyzom (pri atopickej dermatitíde je neú�inná). Zakladá sa na subkutánnom alebo
perorálnom podávaní postupne sa zvyšujúcich dávok alergénu(ov), na ktorý(é) je alergik
senzibilizovaný. So SAI sa za�ína v období pred sezónnym výskytom alergénov, na ktoré je
alergik precitlivený. SAI je ú�inná iba ak sa opakuje, minimálne má trva� 3 až 5 rokov.
Mechanizmus, ktorým sa zabráni spusteniu alergickej reakcie, nie je ešte celkom objasnený.
Dokázalo sa, že po�as lie�by sa tvoria špecifické vysokoafinitné („blokujúce“) protilátky
podtriedy IgG4, ktoré „sú�ažia“ s IgE-protilátkami o alergén. Dochádza aj k poklesu
schopnosti TH2-lymfocytov produkova� IL-4 a pri SAI pri alergii na v�elí jed aj k vyššej
tvorbe imunosupresívneho IL-10.
13.2 II. typ - cytotoxická hypersenzitívnos� závislá od protilátky
Cytotoxická hypersenzitívnos� vychádza z reakcie protilátok triedy IgM alebo IgG s
antigénmi, ktoré sú sú�as�ou membrány bunky alebo sa na bunku pasívne nadviažu. Komplex
antigénu s protilátkou aktivuje komplementový systém a výsledkom je lýza ter�ovej bunky.
Druhý možný priebeh reakcie sa zakladá na aktivácii K-buniek, ktoré svojim cytotoxickým
pôsobením ter�ovú bunku, na ktorú sa predtým nadviazala špecifická protilátka, zni�ia
(ADCC - cytotoxicita závislá od protilátky sprostredkovaná bunkami, obr. 11.3).
Príkladom typu hypersenzitívnych reakcií s aktiváciou komplementu sú predovšetkým
potransfúzne reakcie, kedy izohemaglutiníny IgM reagujú s antigénmi systému ABO, vo�i
ktorým jedinec nie je tolerantný. Ak by sa napr. jedincovi s krvnou skupinou A, ktorý vlastní
prirodzené protilátky anti-B, transfundovala krv darcu krvnej skupiny B, došlo by k reakcii
viažúcej komplement, ktorej výsledkom by bola masívna lýza transfundovaných erytrocytov.
alším príkladom tohto typu hypersenzitívnych reakcií je izoimunizácia v Rh-systéme,
kedy Rh-negatívna matka [Rh(D)-] sa senzibilizuje Rh-pozitívnymi [Rh(D)+] erytrocytmi
svojho die�a�a. Prvorodi�ky oby�ajne nebývajú senzibilizované, lebo fetálna krv je izolovaná
139
od krvného obehu matky trofoblastom placenty. Imunizácia nastáva naj�astejšie pri pôrode,
ke� odde�ovanie sa placenty od steny maternice umožní prechod vä�šieho množstva
fetálnych erytrocytov pupo�níkovej krvi do krvného obehu matky. V prípade patologickej
gravidity môže k tomu dôjs� aj skôr. Vzniknuté protilátky triedy IgG, prechádzajú placentou
pri každej nasledujúcej gravidite. Reakcia anti-Rh(D) protilátok s fetálnymi erytrocytmi za
spoluú�asti komplementu zaprí�i�uje ich lýzu. Výsledkom týchto reakcií je hemolytická
choroba novorodencov, ktorá sa prejavuje anémiou (anemia neonatorum). V �ažších
prípadoch sa u novorodenca rozvíja žlta�ka (icterus gravis), prípadne dochádza ešte
intrauterinne k vážnejšiemu poškodeniu plodu (erythroblastosis fetalis, hydrops fetus
universalis).
Liekové reakcie môžu by� tiež podmienené týmto typom hypersenzitívnosti. Lieky (napr.
penicilín, chinín, sulfonamidy, chloramfenikol, meprobamat, chlórpromazín, fenacetín,
amidopyrín a iné) sa môžu nadviaza� na krvné elementy a meni� sa tak z hapténu na
plnohodnotný antigén. Následnou imunizáciou sa vytvoria protilátky (IgG), ktoré potom za
spoluú�asti komplementu lyzujú erytrocyty (imunohemolytická anémia) alebo trombocyty
(imunotrombocytopenická purpura) alebo neutrofily (imunoagranulocytóza).
Pri atypických pneumóniách, ktoré spôsobuje Mycoplasma pneumoniae, sa tvoria protilátky
(chladové hemaglutiníny) proti vlastným erytrocytom, ktoré za ur�itých okolností spôsobujú
hemolytickú anémiu. Aj lipopolysacharid gramnegatívnych baktérií sa môže nadviaza� na
erytrocyty hostite�a a vzniknuté protilátky spôsobia aktiváciu komplementového systému.
13.3 III. typ - hypersenzitívnos� spôsobená imunokomplexami
Komplexy antigénu s protilátkou (imunokomplexy) vznikajú v organizme pri každom
stretnutí protilátky so solubilným antigénom, ktoré sa vo vä�šine prípadov vychytávajú a
odstra�ujú bunkami mononukleárno-fagocytového systému. Za ur�itých okolností však tvorba
imunokomplexov môže ma� imunopatologické dôsledky. Závisí to predovšetkým od
relatívnych pomerov medzi antigénom a protilátkou (absolútne množstvo ur�uje intenzitu
reakcie). Pri nadbytku protilátok vytvorené imunokomplexy rýchlo precipitujú, zostávajú
lokalizované v mieste prieniku antigénu do organizmu a degradujú sa vo fagocytoch. Naproti
tomu pri nadbytku antigénu sa utvárajú malé a stredné imunokomplexy, ktoré majú tendenciu
deponova� sa do tkanív a orgánov s ich následným patologickým poškodením (obr. 13.4).
Imunokomplexy sa ukladajú najmä do stien artérií, glomerulov a synovie k�bov, vyvolávajúc
tak vaskulitídy, glomerulonefritídy a artritídy. Preferencia ukladania sa imunokomplexov do
140
glomerulov a synovie vyplýva z fyzikálnych zákonitostí. Na týchto miestach pod zna�ným
hydrostatickým tlakom sa filtruje plazma, aby sa vytvoril mo�, resp. synoviová tekutina a ako
filter slúži stena kapilár. Rozsah depozície imunokomplexov závisí aj od celkovej schopnosti
organizmu odstra�ova� ich z cirkulácie. Schopnos� zbavova� sa imunokomplexov závisí
jednak od funk�ného stavu mononukleárno-fagocytového systému a jednak od väzby zložiek
komplementového systému na imunokomplexy, ktoré zvyšujú ich odstra�ovanie. Pri poruche
fagocytózy sa pozoruje o. i. aj perzistencia imunokomplexov a ich depozícia do tkanív.
Podobne pri deficiencii zložiek komplementu C2 a C4 dochádza k imunokomplexovým
chorobám.
Vytvorené imunokomplexy vyvolávajú v organizme celý rad zápalových procesov. Môžu
reagova� s komplementom, kedy po�as kaskádovitých aktiva�ných reakcií vznikajú
fragmenty C3a a C5a, ktoré majú anafylaktoidné a chemotaktické vlastnosti. Spôsobia
uvo�nenie histamínu z mastocytov s následným zvýšením cievnej permeability a pri�ahujú
tiež polymorfonukleárne leukocyty. Tieto sa snažia pohlcova� imunokomplexy (neutrofily
viažu imunokomplexy prostredníctvom svojho receptora CR1, ktorý je špecifický pre
fragment C3b komplementového systému), ale pre pevné uchytenie imunokomplexov v
tkanive − stávajú sa doslova jej sú�as�ou, sa fagocytom túto ich funkciu darí plni� len �ažko.
V snahe pohlti� nekone�ne ve�ký povrch sa prisajú ku tkanivu s imunokomplexom a z
neutrofilných leukocytov sa za�nú uvo��ova� proteolytické enzýmy a intermediálne produkty
kyslíka (ROI), ktoré poškodia aj tkanivo (frustrovaná fagocytóza) (obr. 13.5). Za vhodných
podmienok môže nasta� aj agregácia trombocytov, �o uvo�ní �alšie vazoaktívne látky; môžu
vznika� aj mikrotromby, ktoré zaprí�inia lokálnu ischémiu. Morfologicky sa
imunokomplexové poškodenie tkaniva prejaví nekrózou, ktorá �asto obsahuje fibrín, a preto
sa aj ozna�uje ako fibrinoidná. Typický je aj celulárny infiltrát, ktorý pozostáva hlavne z
neutrofilov.
Klinické prejavy imunokomplexovej hypersenzitívnosti sú bu� systémové alebo lokálne.
Systémová imunokomplexová hypersenzitívnos� je zastúpená predovšetkým sérovou
chorobou. Sérová choroba sa môže rozvinú� u �udí, ktorým sa z lie�ebných dôvodov
parenterálne podala relatívne ve�ká dávka heterológneho séra (antitetanové, antibotulínové,
antirabické a iné). Za 8 až 12 dní, ke� sa už vytvorili protilátky proti bielkovinám podaného
séra, miesto vpichu s�ervenie a zdurie. Potom sa objaví zvýšenie teploty, zvä�šenie
regionálnych lymfatických uzlín, bolesti v k�boch a svaloch, žih�avka a do�asná albuminúria.
Príznaky po nieko�kých d�och zmiznú. Lie�ba je symptomatická, ú�inný je aspirín a
antihistaminiká.
141
Sérová choroba ako následok podávania heterológnych sér sa v sú�asnosti vyskytuje len
zriedkavo, pretože sa ich aplikácia ve�mi zredukovala. Skôr sa stretneme so sérovou chorobou
po podaní lie�iv, najmä sulfonamidov, penicilínu a cefalosporínov.
Imunokomplexy sú primárnym patogenetickým faktorom viacerých chorôb ako je
systémový lupus erythematosus, polyarteritis nodosa, postreptokoková glomerulonefritída
a iné; ich charakteristika sa rozoberá v príslušných kapitolách.
Predstavite�om lokálnej imunokomplexovej hypersenzitívnosti je Arthusova reakcia. M.
Arthus r. 1903 zistil, že intradermová injekcia solubilného antigénu vyvolá u hyperimúnnych
králikov erytematóznu a edematóznu reakciu, ktorá �alej postupuje do hemoragickej nekrózy
kože s následnou ulceráciou. Neskôr sa zistilo, že Arthusov fenomén zaprí�i�uje ukladanie
imunokomplexov do steny ciev v koži a dodnes slúži ako modelový systém pre štúdium
všetkých imunokomplexových chorôb. Arthusove reakcie u �loveka sú zriedkavé (predtým sa
sem zara�ovali choroby ako sú farmárske p�úca, choroba chovate�ov holubov a pod.; dnes
vieme, že sú to choroby s komplexnejšou imunopatogenézou s prevahou bunkovej zložky, a
preto sa preradili do IV. typu hypersenzitívnosti). Arthusovmu fenoménu možno prisúdi�
zriedkavo pozorovanú hemoragickú nekrózu v mieste injek�nej aplikácie lieku alebo v mieste
uštipnutia hmyzom. Arthusova reakcia v menšom rozsahu (t.j. bez hemoragickej nekrózy) sa
pozoruje aj pri špecifickej alergénovej imunoterapi (predtým hyposenzibilizácia)2 v mieste
injek�nej aplikácie desenzibilizovaného alergénu.
13.4 IV. typ - hypersenzitívnos� sprostredkovaná bunkami
Pri alergických reakciách typov I až III za imunopatologické pôsobenie zodpovedali
protilátky. IV. typ precitlivenosti naproti tomu sprostredkúvajú bunky. Reakcie oneskoreného
typu precitlivenosti vznikajú na základe interakcie senzibilizovaných T-lymfocytov s
antigénom, ktorý sa nachádza intracelulárne, alebo je humorálnym obranným prostriedkom
stericky nedostupný. Pojem „oneskorená precitlivenos�“ vo všeobecnosti zahr�uje v sebe
fyziologické aj patologické prejavy bunkami sprostredkovanej imunity, ktoré sa uplat�ujú
najmä v získaní obranyschopnosti proti intracelulárne parazitujúcim mikroorganizmom, v
doh�ade nad malígnym bujnením, v rejekcii aloštepov, vo vývoji kontaktnej dermatitídy, v
tvorbe granulómov a pod.
V klinickej praxi sa pod pojmom oneskorená precitlivenos� vo vä�šine prípadov myslia
imunitné procesy spojené so vznikom obranyschopnosti proti baktériám, ktoré svoje
2 Najnovšie sa navrhuje používa� termín „alergénová vakcinácia“.
142
patologické pôsobenie rozvíjajú vo vnútri buniek. T-lymfocyty (TH1) po kontakte s
mikróbnym antigénom prezentovaným bunkami prezentujúcimi antigén (makrofágy,
Langerhansove a dendritové bunky) uvo��ujú do prostredia po�etné cytokíny (najmä IL-2,
INF-γ, TNF a i.), ktoré vyvolávajú zmeny typické pre tento typ alergie. Histologické
vyšetrenie zápalového ložiska odhalí infiltrát, ktorý sa skladá z makrofágov a lymfocytov.
Reakcia dosiahne maximum až za 24-72 hodín (odtia� pochádza aj pojem „oneskorený“).
Klasickým príkladom fyziologickej odpovede je tuberkulínová reakcia. Po intradermovej
aplikácii tuberkulínu vznikne za 24-48 hodín na koži senzibilizovaného jedinca za�ervenanie
a indurácia, �o je odrazom obranyschopnosti jedinca proti Mycobacterium tuberculosis.
Príkladom patologickej reakcie oneskoreného typu hypersenzitívnosti je alergická kontaktná
dermatitída – AKD (synonymum je ekzémová kontaktná alergia). Vyvíja sa po kontakte
rôznych látok s povrchom tela, pri ktorom sa tieto nadviažu na proteíny kože a zmenia sa tak
z neplnohodnotných antigénov (hapténov) na plnohodnotné, schopné vyvola� imunitnú
odpove�, ktorá v týchto prípadoch vedie k hypersenzitívnym, patologickým reakciám.
Známymi látkami vyvolávajúcimi AKD sú kovy (napr. chróm, nikel) napr. v retiazkach,
náramkoch, náprstkoch a pod., rôzne chemikálie (napr. formaldehyd, epoxid, peruánsky
balzam, lanolín, farbivá a iné), lieky (napr. neomycín); z rastlín kontaktnú precitlivenos�
vyvoláva bre�tan.
Prejavom IV. typu hypersenzitívnosti je aj tvorba granulómov. Histologicky granulómy
tvoria makrofágy a epiteloidné bunky, s rôznym zastúpením lymfocytov, neutrofilov,
eozinofilov a plazmatických buniek. Predpokladá sa, že epiteloidné bunky a obrovské bunky
granulómov pochádzajú z makrofágov a sú odrazom ich reakcie na pretrvávajúcu prítomnos�
antigénu. Fibróza vzniká následkom produkcie cytokínov, najmä IL-1, ktoré stimulujú
proliferáciu fibroblastov a syntézu kolagénu (obr. 13.6). Okrem tuberkulózy je typickým
príkladom tvorby granulómov sarkoidóza, pri ktorej sa tvoria granulómy v p�úcach,
lymfatických uzlinách, pe�eni a slezine. Antigén, ktorý vyvoláva T-bunkovú imunitnú
odpove� pri sarkoidóze, zatia� nie je známy.
Doteraz opísané imunopatologické reakcie IV. typu hypersenzitívnosti sa týkali
predovšetkým pomocných T-lymfocytov. Do tejto skupiny reakcií však zahr�ujeme aj aktivitu
cytotoxických T-lymfocytov. Ich imunopatologické pôsobenie sa uplat�uje najmä v
transplanta�ných reakciách HvG a najmä GvH. Cytotoxické T-lymfocyty sa zú�ast�ujú aj na
poškodzovaní ß-buniek Langerhansových ostrov�ekov pri diabetes mellitus závislom od
inzulínu, pri primárnej biliárnej cirhóze a inde.
143
V klinickej praxi sa stretávame ešte s prípadmi, ke� bunková imunita je z ur�itých dôvodov
potla�ená. Ozna�ujeme ich pojmom anergia. Anergia sa definuje ako stav, kedy jedinec pri
kožných testoch nereaguje na vä�šinu bežných antigénov, s ktorými sa po�as života stretol a
vyvinul proti nim imunitu (tzv. pripomínajúce - anamnestické - antigény). Anergia je jedným
z dôsledkov sekundárnych imunodeficientnych stavov, malígnych procesov (typickým
príkladom je M. Hodgkin), sarkoidózy a pod. Do�asné utlmenie bunkovej odpovede
pozorujeme aj po�as a po prekonaní ur�itých infek�ných ochorení, napr. po infekciách
spôsobených vírusom herpes simplex, osýpok, rubeoly, chrípky, EBV, CMV.
13.5 V. typ – stimula�no-inhibi�ná hypersenzitívnos�
V. typ hypersenzitívnosti sprostredkujú opä� protilátky a spo�iatku sa zara�oval ako
samostatný typ hypersenzitívnych reakcií; dnes sa prira�uje k druhému typu ako jeho
podjednotka. Vzh�adom k tomu, že jeho mechanizmy spôsobujú funk�né poruchy ter�ových
orgánov a nezakladajú sa na fyzickej deštrukcii ich buniek, ponechávame ich v pôvodnom
zaradení.
Bunka získava informácie zo svojho mikroprostredia, v ktorom žije prostredníctvom
signálov, ktoré prijíma, spracúva a prenáša �alej do svojho vnútra pomocou tzv.
sekundárnych poslov. Špecifickos� väzby sa zabezpe�uje pravdepodobne
komplementárnos�ou štruktúr. Príkladom tohto typu reakcií je hormonálna regulácia funkcie
endokrinných orgánov. Napr. hormón TSH z adenohypofýzy po väzbe na svoje receptory v
membránach buniek štítnej ž�azy aktivuje adenylát-cyklázový systém s následnou syntézou
hormónov štítnej ž�azy. Pri Gravesovej-Basedowovej chorobe sa vytvárajú autoprotilátky
proti receptoru pre TSH, �ím sa štítna ž�aza tak isto stimuluje. Na rozdiel od fyziologickej
stimulácie však nefunguje spätnoväzbová slu�ka medzi hladinou tyroxínu a vylu�ovaním
TSH, výsledkom �oho je neustála stimulácia štítnej ž�azy a syntéza hormónov, �o napokon
spôsobí hypertyreoidizmus (obr. 13.7). Pri niektorých autoimunitných chorobách
autoprotilátky, ktoré sa viažu na receptory pre hormóny, nepôsobia stimula�ne, ale inhibi�ne.
Prototypom takejto choroby je myastenia gravis, pri ktorej sa tvoria protilátky proti
receptorom pre acetylcholín (AchR) na neuromuskulárnej platni�ke. Obsadením AchR sa
bráni fyziologickej väzbe acetylcholínu na svoj receptor, �ím sa blokuje prenos signálu a
aktivácia svalu. Výsledkom je paralýza kostrového svalstva. V niektorých prípadoch väzba
autoprotitilátok na receptor aktivuje komplement, �ím sa priamo deštruujú bunky
neuromuskulárnej platni�ky.
144
14 AUTOIMUNITNÉ PROCESY
14.1 Historický a všeobecný úvod
Základnou vlastnos�ou imunitného systému je jeho schopnos� rozlíši� vlastné molekuly
buniek, tkanív a orgánov (self) od nevlastných (non-self) a všetko vlastné tolerova� a cudzie
likvidova�. Tento fenomén poznáme už od r. 1900, ke� po prvý raz Ehrlich a Morgenroth
pozorovali, že pri imunizácii kôz erytrocytmi inej kozy vznikajú špecifické protilátky, kým
imunizáciou vlastnými erytrocytmi nevznikali nijaké. Pri interpretácii týchto výsledkov
usúdili, že organizmus vlastní ur�itý dômyselný mechanizmus, ktorý mu zabra�uje reagova�
proti vlastným štruktúram. Jeho poruchou hrozí organizmu „ve�ké nebezpe�enstvo“, ktoré P.
Ehrlich ozna�il ako „horror autotoxicus“ a zaviedol aj pojem autoimunita na zvýraznenie
protikladu k imunite. Spo�iatku sa prvé dôkazy o existencii autoprotilátok, ktoré sa získali
najmä pri štúdiu rôznych foriem hemolytickej anémie, nebrali vážne. Až v polovici 20. st. sa
dokázala priamu súvislos� medzi prítomnos�ou autoprotilátok a zápalovými chorobami štítnej
ž�azy, objavili sa autoprotilátky pri SLE a pri myastenia gravis. Od tých dôb sa oficiálne
uznáva existencia autoimunitných chorôb.
Dôkaz existencie autoimunitných chorôb prirodzene navodil otázku, akým mechanizmom
organizmus zabezpe�uje toleranciu na vlastné antigény a kedy a pre�o dôjde k opa�nej
situácii. Na podklade dovtedy existujúcich experimentálnych výsledkov a pozorovaní ako aj
vlastných výsledkov, F. M. Burnet a J. Fenner vyslovili r. 1949 hypotézu, že ak sa antigén
vpraví do organizmu po�as jeho embryového vývoja predtým ako dôjde k maturácii
imunitného systému, nevzniká imunitná odpove�, ale naopak, špecifická neodpovedavos�.
Pre tento stav zaviedli pojem imunitná tolerancia. Burnet vytvoril aj predstavu
o mechanizme, akým sa navodzuje tolerancia vlastných zložiek tela vo vyvíjajúcom sa
organizme. Predpokladal, že interakcia imunokompetentných buniek s autoantigénom spôsobí
zánik týchto self-reaktívnych buniek. Ak sa v postnatálnom živote objavia bunky so
schopnos�ou poškodzova� vlastné sú�asti tela, sú výsledkom somatickej mutácie. Burnet ich
ozna�il pojmom „zakázané klony buniek“. Neskôr po�etné experimentálne výsledky dokázali
oprávnenos� Burnetovej hypotézy. Napriek tomu otázka autoimunity je komplexnejšia a
nemožno ju redukova� iba na klonovo-selek�ný mechanizmus. Predovšetkým sa zistilo, že
fenomén autoimunitných reakcií nie je až taký zriedkavý, a že vlastne reakcie „self-anti-self“
tvoria sú�as� fyziologických imunitných procesov. alej sa zistilo, že v krvi zdravého
jednotlivca sa nachádzajú lymfocyty s receptormi, ktoré rozpoznávajú vlastné autoantigény.
Predzves�ou objavu autoreaktívnych lymfocytov bolo zistenie tzv. prirodzených
145
autoprotilátok v sére od zdravých osôb, ktoré reagujú s mnohými intracelulárnymi proteínmi
ako sú myozín, aktín, tubulín, vimentín, natívna aj denaturovaná DNA. alej v nich možno
dokáza� autoprotilátky, ktoré reagujú so solubilnými proteínmi, napr. tyreoglobulínom a
membránovými antigénmi erytrocytov a pod. Jediné membránové antigény, proti ktorým sa
nevytvárajú autoprotilátky, sú molekuly hlavného histokompatibilného komplexu a antigény
erytrocytového systému ABO. Prirodzené protilátky patria prevažne triede IgM, sú
polyreaktívne a sú sú�as�ou prirodzenej imunity. Zú�ast�ujú sa na fyziologickom
odstra�ovaní poškodených alebo vymie�aných zložiek tela a stoja v prvej línii obrany proti
mikroorganizmom, zabra�ujú ich prístupu k vitálne dôležitým orgánom tým, že zvyšujú ich
vychytávanie v sekundárnych lymfatických orgánoch. Z toho vyplýva, že autoreaktívnos� je
fyziologický fenomén, ktorý iba vtedy ke� prejde cez ur�itý prah a d�žku trvania sa
vyvinie do stavu, pri ktorom poškodzuje vlastné tkanivá a orgány a vznikne autoimunita
ako patologický fenomén.
14.2 Faktory zaprí�i�ujúce indukciu autoimunitných procesov
14.2.1 Prvotná prí�ina autoimunitného procesu.
Základným problémom, na ktorý pri autoimunitných chorobách h�adáme odpove�, je
definova� prvotnú prí�inu, ktorá spustí celý komplex imunitných procesov vedúcich
v kone�nom dôsledku ku klinickému prejavu. Odpove� musíme h�ada� v poruche tých dejov,
ktoré sú podstatné pre špecifickú imunitnú odpove�. Táto sa za�ína objavením sa antigénu,
ktorý imunitný systém organizmu rozpozná ako cudzí. Možno ju schematicky rozdeli� na
fázu prípravnú a fázu efektorovú. Prípravná fáza sa skladá zo spracovania a prezentácie
antigénu bunkami prezentujúcimi antigén (APC), jeho rozpoznania T-lymfocytmi
a kooperácie a interakcie medzi bunkami imunitného systému. Efektorová fáza je
protilátkového alebo bunkového typu, aj ke� vo vä�šine prípadov sa na imunitnej odpovedi
zú�ast�ujú obe zložky. Porucha na ktoromko�vek stupni môže vies� k autoimunitným
procesom (tab. 14.1).
1. Imunitná odpove� na autoantigén. Odhaduje sa, že v organizme �loveka je približne
10 000 molekúl, ktoré imunitný systém môže potenciálne rozpoznáva� ako autoantigény.
Napriek tomu sa doteraz potvrdilo iba necelých 100, ktoré sú ozaj ter�om autoprotilátok alebo
autoreaktívnych T-lymfocytov, avšak nezistila sa nijaká špecifická štruktúra, ktorá by ich
predur�ovala do tejto funkcie.
146
Aké sú teda sú�asné poznatky o premene tolerovanej vlastnej molekuly na antigén, ktorý
indukuje autoimunitné procesy? Pri niektorých je otázka autoantigénu vyriešená.
Najjednoduchším prípadom autoantigénov sú tzv. sekvestrované antigény. Ide o tie
antigény, na ktoré sa nemohla vyvinú� tolerancia, pretože bu� v embryovom živote ešte
neexistovali (spermie) alebo ich od imunitného systému izolujú fyziologické bariéry (šošovka,
rohovka, zásaditý proteín myelínu, kolagén typu II chrupky, mikrozómové antigény a iné).
Úrazom alebo infekciou nastane vzájomný kontakt medzi autoantigénom a imunitným
systémom, jedinec sa senzibilizuje a za�nú sa rozvíja� autoimunitné procesy. Príkladom môže
by� autoimunitná orchitída, ktorá sa vyvíja po prekonanej parotitíde alebo vazektómii, �i
sympatická oftalmia po úraze alebo infekcii oka. Druhým prípadom autoantigénu je
modifikácia vlastných antigénov. Typickým príkladom je indukcia C3-nefritického faktora.
Je to autoprotilátka proti neoantigénu, C3bBb, ktorý vzniká štiepením C3-molekuly
komplementového systému po�as procesu alternatívnej dráhy jeho aktivácie; je
charakteristickým znakom membránoprolifera�nej glomerulonefritídy. K modifikácii
vlastných antigénov dochádza naj�astejšie lie�ivami. Napr. pacienti lie�ení hypotenzívom
alfa-metyldopa vyvinú hemolytickú anémiu. Lie�ivo sa viaže na vlastné Rh-antigény, mení
ich štruktúru a výsledkom je vznik anti-Rh protilátok, ich väzba na erytrocyty, následná
aktivácia komplementu a rozpad erytrocytov. Schopnos� indukova� autoimunitné choroby
majú viaceré lie�ivá, napr. D-penicilamín (môže sa vyvinú� myastenia gravis), nitrofurantoin,
prokainamid, hydralazín, ortu� (vyvinie sa syndróm podobný SLE), bleomycín, 5-
hydroxytryptofán, pentazocín (sklerodermia), anestetikum halotan (autoimunitná hepatitída,
�asto fatálna), zlato a iné. Mechanizmus indukcie nespôsobuje iba modifikácia vlastných
štruktúr organizmu, ale závisí aj od iných faktorov, ako je napr. aktivácia efektorových
systémov alebo porucha rovnováhy regula�ných systémov imunity. Príkladom je zlato, ktoré
sa používa v lie�be reumatoidnej artritídy. Má imunostimula�ný ú�inok, o �om sved�í
hypergamaglobulinémia, zvýšené hladiny IgE, antinukleové protilátky, eozinofília, zvä�šenie
lymfatických uzlín, imunokomplexová glomerulonefritída a dermatitída. Schopnos� lie�iva
navodi� autoimunitné procesy môže závisie� aj od rýchlosti jeho metabolickej degradácie v
organizme. Napr. �i prokainamid alebo hydralazín vyvolajú syndróm podobný SLE závisí od
rýchlosti ich odbúravania acetyltransferázou, enzýmom nachádzajúcom sa v pe�eni. Osoby,
ktoré tieto lieky metabolizujú rýchlo, syndróm nevyvinú a naopak, tí, ktorí ich odbúravajú
pomaly, áno. Variabilnos� acetyltransferázy je podmienená geneticky.
2. Krížové reakcie medzi antigénmi mikroorganizmov a vlastnými molekulami sú
takisto prí�inou niektorých autoimunitných chorôb. Krížové reakcie znamenajú, že dva
147
antigény sú si podobné, ale nie identické. Imunitná odpove� indukovaná
krížovoreagujúcim antigénom mikroorganizmu sa potom namieri proti vlastným
molekulám organizmu. Krížová reaktivita medzi tyreoglobulínom a acetylcholínesterázou
svalov oka sa podie�a na vývoji oftalmopatie pri Gravesovej-Basedowovej chorobe. Imunitný
systém nedokáže takisto rozlíši� medzi antigénom I �ervených krviniek a jemu príbuzným
antigénom na Mycoplasma pneumoniae; to zaprí�i�uje hemolytickú anémiu chladovými
protilátkami IgM, ktorá sa niekedy vyvíja pri infekcii týmto infek�ným zárodkom.
Trypanosoma cruzi, pôvodca Chagasovej choroby, má antigény, ktoré krížovo reagujú
s neurónmi a zložkami myokardu. Chagasovu chorobu preto sprevádzajú nervové poruchy a
myokarditída. Krížové reakcie sa �alej zistili medzi proteínom cytomegalového vírusu IE2,
glykoproteínom gp11 vírusu Epsteina a Barrovej (EBV) a niektorými HLA-molekulami
druhej triedy. Ukazuje sa, že krížová reaktivita nie je až tak zriedkavý jav.
Krížová reaktivita zahr�uje v sebe aj fenomén molekulového mimikri, ktorý sa považuje za
principiálny faktor indukcie zna�nej �asti, ak nie vä�šiny autoimunitných chorôb. Fenomén
molekulového mimikri znamená zhodu determinantov vlastných antigénov s epitopmi
antigénov mikroorganizmov. Epitop (determinant) je tá �as� antigénu, proti ktorej sa priamo
vyvíja imunitná odpove�; ako príklad možno uvies� dekarboxylázu kyseliny glutámovej,
autoantigén pri diabetes mellitus závislom od inzulínu (DM-1A), ktorej principiálnym
determinantom je úsek aminokyselinových jednotiek medzi 253.- 265. pozíciou molekuly.
Predpokladá sa, že tento fenomén hrá úlohu pri imunopatogenéze viacerých chorôb, napr. pri
reumatickej horú�ke, reumatoidnej artritíde, Guillainovom-Barrého syndróme, artritíde po
infekcii Borrelia burgdordferi a pod. Dokáza� priamy vz�ah medzi molekulovým mimikri a
autoimunitnou chorobou je však ne�ahké, lebo pod�a výpo�tov existuje vysoká
pravdepodobnos�, že antigény makro- a mikroorganizmu budú ma� rovnaké determinanty. Ak
zoberieme do úvahy napr. determinant o ve�kosti 5 aminokyselinových jednotiek, tak takáto
možnos� je na úrovni 3 %. Molekulové mimikri je teda viac pravidlom ako výnimkou.
Autoimunitné reakcie sa niekedy nerozvinú preto, že T-lymfocyty nemajú o autoantigénoch
potrebnú informáciu, lebo tieto sa prezentujú v tak malom množstve, že to neposta�uje na
aktiváciu T-lymfocytov (podprahová aktivácia), alebo sa neprezenujú vôbec. alšou
možnos�ou je, že bunka prezentujúca autoantigén neobsahuje kostimula�né molekuly, ktoré
T-lymfocyty potrebujú na svoju aktiváciu a pod.
Antigény proteínového charakteru indukujú imunitnú odpove� iba po ich predchádzajúcom
opracovaní v bunkách prezentujúcich antigén (APC; patria sem predovšetkým dendritové
bunky a makrofágy). Pri tomto procese z pôvodného antigénu vznikajú menšie peptidy, ktoré
148
sa zabudujú do žliabka MHC-molekúl a prostredníctvom nich sa tak dostávajú do membrány
APC a exponujú do extracelulárneho priestoru. Antigénový receptor T-lymfocytov rozpozná
takto prezentovaný peptid sú�asne s vlastnými MHC-molekulami (p-MHC), �o sa ozna�uje
pojmom „fenomén imunitnej reštrikcie“ (obr. 14.1).
MHC-molekuly sú biologicky ve�mi významné, ich principiálnou funkciou je viaza�
peptidy pochádzajúce z vlastných i cudzích proteínov a prezentova� ich T-lymfocytom.
MHC-molekuly prvej triedy prezentujú peptidy z proteínov endogénneho pôvodu (antigény
vírusov, ktoré vznikajú po�as ich replikácie v napadnutej bunke, nádorové antigény)
a prezentujú ich cytotoxickým T-lymfocytom (endogénna cesta prezentácie). MHC-
molekuly druhej triedy prezentujú peptidy z proteínov exogénneho pôvodu (rôzne baktériové
exoprodukty, toxíny, enzýmy) a prezentujú ich pomocným T-lymfocytom (exogénna cesta
prezentácie), ktoré sú ústrednými bunkami za�ínajúcimi proces imunitnej (a teda aj
autoimunitnej) odpovede.
Proces prezentácie antigénov sa týka nielen antigénov prichádzajúcich do organizmu z
vonkajšieho prostredia, ale aj autoantigénov. APC v prezenta�ných procesoch nerobí rozdiel
medzi exoantigénom a autoantigénom, a preto oba v podstate medzi sebou sú�ažia o väzbu na
MHC-molekuly. Základnou vlastnos�ou MHC-molekúl druhej triedy (MHC-II) je však ich
obmedzená tkanivová distribúcia; na vä�šine buniek tela sa nevyskytujú a nachádzajú sa iba
na APC. Táto ich špecifická vlastnos� má svoj biologický zmysel v tom, že znemožní
prezentáciu vlastných antigénov, a tým aj aktiváciu T-lymfocytov. Na druhej strane však
molekuly MHC-II patria k inducibilným - po aktivácii génov zodpovedných za ich expresiu sa
objavia aj v membráne takej bunky, v ktorej predtým neboli. Vlastné antigény sa takto
stávajú prezentovate�nými, �ím sa splní požiadavka na ich rozpoznanie antigénovým
receptorom T-lymfocytov a proces autoimunity sa môže za�a�.
Expresiu MHC-molekúl druhej triedy indukujú predovšetkým cytokíny, najmä IFN-γ,
IL-2, TNF, ktoré sa pri lokálne prebiehajúcej imunitnej odpovedi na ur�itý, naj�astejšie
mikróbny podnet, uvo�nia do mikroprostredia. Pri autoimunitných chorobách je práve �astým
nálezom zvýšená expresia molekúl MHC-II na bunkách prezentujúcich antigén ako aj ich
aberantná expresia na bunkách ter�ového tkaniva �i orgánu (napr. na bunkách štítnej ž�azy pri
Hashimotovej chorobe). Usudzuje sa, že kým zvýšená expresia MHC-molekúl druhej triedy
na APC zintenzív�uje prebiehajúcu imunitnú odpove�, aberantná expresia predur�uje smer,
ktorým sa autoimunitné procesy majú ubera�. Napríklad u chorých so SLE v aktívnej fáze
choroby sa v plazme nachádzajú zvýšené hladiny IFN-γ. Tento môže indukova� expresiu
149
HLA-II molekúl na rôznych bunkách a výsledkom je aktivácia T-lymfocytov proti po�etným
autoantigénom.
Okrem antigénov, ktoré sa podrobujú procesu opracovania a prezentácie v APC a ktoré T-
lymfocyty rozpoznávajú svojím špecifickým antigénovým receptorom, existuje skupina
antigénov proteínového charakteru, ktoré stimulujú zna�nú �as� T-lymfocytov nešpecificky.
Ozna�ujú sa ako superantigény. Tieto dokážu prekrižova� antigénový receptor T-
lymfocytov (TCR) a molekuly MHC-II buniek prezentujúcich antigén (obr. 12.9), �o im
umožní aktivova� zna�né percento T-lymfocytov - viac ako 20 % (pri fyziologickej imunitnej
odpovedi je to menej ako 0,01 %). Nešpecifická aktivácia aj T-lymfocytov aj APC zaprí�iní
uvo�nenie ve�kého množstva cytokínov, najmä IL-2, IFN-γ a TNF, ktoré aktivujú po�etné
imunokompetentné bunky. Superantigény môžu po nadviazaní aktivova� aj T-lymfocyty,
ktoré patria k „zakázaným“ klonom, t.j. sú to bunky potenciálne autoreaktívne, ktoré sa ale za
fyziologických okolností neaktivujú.
14.2.2 Porucha centrálnej a periférnej tolerancie a regula�ných mechanizmov imunity
Tolerancia na vlastné antigény sa vyvíja po�as procesu dozrievania T-lymfocytov v týmuse,
kedy sa „u�ia“ rozpoznáva� vlastné od nevlastného, �o sa deje až do staroby. Prvé bunky,
ktoré vstupujú do týmusu, na rozdiel od hematopoetických buniek v kostnej dreni, už nemajú
charakter pluripotentných kme�ových buniek, ale sú už predprogramované, zadané, na vývoj
do lymfoidnej rady (progenitorové bunky). Môžu sa z nich vyvinú� T-lymfocyty, bunky NK,
NKT, lymfoidné a myeloidné dendritové bunky, ale nie bunky myeloidnej alebo erytroidnej
rady.
Po�as dozrievania tymocytov dochádza k ich selekcii; prebieha v dvoch vlnách, ktoré
ozna�ujeme ako pozitívna a negatívna selekcia. Pozitívnou selekciou sa vyberajú tymocyty,
ktorých antigénový receptor TCRαβ dokáže rozpozna� vlastné antigény organizmu,
správnejšie peptidy, ktoré z nich pochádzajú a sú prezentované MHC-molekulami
exprimovanými v membránach epitelových buniek. Tymocyty, ktoré receptor pre vlastné
MHC-molekuly neexprimujú, hynú apoptickým procesom. Týmto sa vysvet�uje dávno
pozorovaná skuto�nos� ve�kého odumierania tymocytov (až 95-99 %). Treba si uvedomi�, že
pri tomto procese sa v týmuse nachádzajú tymocyty, ktoré exprimujú receptory proti všetkým
MHC-molekulám príslušného druhu, pozitívnou selekciou sa z nich vyberú iba tie, ktoré
jedinec vo svojom živote môže využi�.
Pozitívna selekcia vyberá T-lymfocyty, ktoré majú vä�šiu �i menšiu afinitu k vlastným
MHC-molekulám. Pri �alšej diferenciácii, ktorá sa nazýva negatívna selekcia, sa vyra�ujú
150
tie klony lymfocytov, ktoré majú pre vlastné MHC-molekuly, resp. peptidy pochádzajúcich z
vlastných antigénov nadviazaných na MHC-molekuly vysokú a strednú afinitu (10-7 mol.L-1 a
viac). Negatívna selekcia vyra�uje takto všetky potencionálne autoreaktívne T-lymfocyty.
Napriek tomu niektoré tomuto výberu uniknú a dostávajú sa do sekundárnych lymfatických
orgánov; po ich aktivácii (napr. superantigénmi) sa môže rozvinú� autoimunitný proces.
Hlavnou funkciou MHC-molekúl je väzba rôznych peptidov a ich prezentácia T-
lymfocytom. MHC-molekuly však nerozlišujú medzi vlastnými a cudzími antigénmi a
podstatná �as� MHC-molekúl je obsadená imunogénnymi fragmentmi pochádzajúcimi z
vlastných antigénov. Prezentácia vlastných antigénov v týmuse navodí toleranciu, prezentácia
cudzích antigénov na periférii, v sekundárnych lymfatických orgánoch, indukuje imunitnú
odpove�. Ak je ale tolerizujúci vlastný antigén ukrytý v orgáne �i tkanive, alebo sa
v cirkulácii nenachádza, k vyradeniu self-reaktívnych T-lymfocytov deléciou v týmuse
nedôjde a takéto lymfocyty sa dostanú do periférie. Napriek ich schopnosti rozpozna� vlastný
antigén k vývinu imunitnej odpovede za fyziologických okolností nedochádza z viacerých
dôvodov.:
1. Vä�šina tkanív neexprimuje antigény MHC-molekuly druhej triedy, a preto sa ani peptidy
pochádzajúce z vlastných antigénov neprezentujú a následne ich ani TH-lymfocyty
nerozpoznávajú. Predpokladajme, že TH-lymfocyty „vidia“ tkanivové antigény, napr. štítnej
ž�azy, pretože unikli antigénovo-špecifickej delécii v týmuse. Napriek tomu sa neaktivujú,
pretože, aby sa tak stalo, museli by sa antigény štítnej ž�azy prezentova� v komplexe s
vlastnými MHC-molekulami druhej triedy. Bunky štítnej ž�azy ich ale nemajú, takže svoje
autoantigény nemôžu ani prezentova� a tým ani aktivova� T-lymfocyty. Ak by ale
reštrik�nými molekulami boli MHC-molekuly prvej triedy, aktivovali by sa cytotoxické T-
lymfocyty, ktoré by potom bunky štítnej ž�azy svojou aktivitou zni�ili. Z uvedeného vyplýva,
že reštrik�né molekuly pre TH-lymfocyty nemôžu by� MHC-molekuly prvej, ale iba druhej
triedy, �o vysvet�uje aj biologický zmysel rozdielnej expresie oboch tried MHC-molekúl.
2. Kostimula�né molekuly na neprofesionálnych bunkách prezentujúcich antigén chýbajú,
�iže self-reaktívne T-bunky sa nemôžu aktivova� aj napriek špecifickým interakciám s
ter�ovými bunkami. Najdôležitejší kostimula�ný signál pre T-lymfocyty zabezpe�uje
interakcia ich CD28 s CD80 na ter�ovej bunke. Diferencia�ný antigén CD80 sa za
fyziologických okolností na ter�ových bunkách nenachádza, a teda k aktivácii T-lymfocytov
ani nemôže dôjs�; tento fenomén ozna�ujeme ako klonová anergia (obr. 12.8). K expresii
CD80 dôjde iba ak sa jeho syntéza indukuje cytokínmi (IL-2, IL-4, IL-7), ktorých syntézu
indukuje napadnutie tkaniva �i orgánu mikroorganizmami. Vä�šina tkanív nemá schopnos�
151
produkova� cytokíny, �iže opä� je tu minimálna pravdepodobnos� aktivácie špecifických self
-reaktívnych T-lymfocytov.
3. Cirkulácia naivných (panenských) a pamä�ových T-lymfocytov je rozdielna. Naivné bunky
cirkulujú v krvi a v lymfatickom systéme, do tkanív a orgánov sa za fyziologických okolností
nedostávajú. Takto, aj ke� vlastnia receptory pre vlastné autoantigény, neprídu s nimi do
kontaktu.
Uvedené mechanizmy umož�ujú, že T-lymfocyty si „neuvedomujú“ prítomnos� orgánovo
a tkanivovo špecifických vlastných antigénov. Fenomén periférnej neodpovedavosti T-
lymfocytov na antigén napriek tomu, že ho svojim špecifickým receptorom majú možnos�
rozpozna�, sa ozna�uje pojmom periférna tolerancia.
Nemenej významný mechanizmus zábrany aktivácie potencionálne autoreaktívnych T-
lymfocytov je aj v pôsobení regula�ných T-lymfocytov, �i už prirodzených alebo
indukovaných (patria k subpopulácii TH3, resp. Tr1, ktoré svoj imunosupresívny ú�inok
presadzujú prostredníctvom syntézy TGF-β, resp. IL-10). Prirodzené regula�né lymfocyty
(TR) charakterizujú predovšetkým membránové znaky CD4+ a CD25+. Vyvíjajú sa v týmuse
ako nezávislá populácia buniek a pre ich diferenciáciu treba špecifický gén FOXP3, ktorý
kóduje transkrip�ný faktor „scurfin“; pri jeho mutácii vzniká IPEX, choroba, ktorá nie je
zlu�ite�ná so životom.
Podobným mechanizmom ako sa vyvíja tolerancia na vlastné antigény v týmuse, dochádza
aj k tvorbe antigénového repertoáru B-lymfocytov v kostnej dreni.Ur�ité B-lymfocyty,
podobne ako T-lymfocyty, sa negatívnej selekcii vyhnú a ako potencionálne autoreaktívne sa
dostávajú do periférie. Za fyziologických podmienok sa neaktivujú, lebo nezískajú potrebnú
pomoc zo strany T-lymfocytov. Obídenie pomocnej a regula�nej funkcie T-lymfocytov a
aktivácia autoreaktívnych B-lymfocytov predstavuje preto �alší možný mechanizmus
spustenia autoimunitných procesov. Poznáme po�etné polyklonové aktivátory B-lymfocytov,
najmä vírus Epsteina a Barrovej a cytomegalový vírus, pri infekcii ktorými sa v plazme
zjavujú po�etné autoprotilátky. Týmto mechanizmom si napr. vysvet�ujeme produkciu
autoprotilátok u chorých s infek�nou mononukleózou a u chorých s AIDS. Aj po�etné
baktérie (napr. mykobaktérie, bordetely) stimulujú B-lymfocyty svojimi bunkovými stenami,
resp. ich zložkami (lipopolysacharid gramnegatívnych baktérií, peptidoglykan všetkých
baktérií).
Imunitná odpove� je za fyziologických podmienok jemne regulovaná. Regula�né
mechanizmy sú na úrovni idiotypových interakcií, v rovnováhe medzi jednotlivými druhmi
152
cytokínov a na úrovni kooperácie medzi bunkami imunitného systému. Porucha v rovnováhe
regula�ných a efektorových systémov môže takisto vyústi� do autoimunitného procesu.
Idiotyp na antiidiotypových protilátkach je vnútorným obrazom cudzorodého antigénu. Je
dôležitým prostriedkom na zvyšovanie imunitnej odpovede a zvyšuje obranyschopnos�
organizmu. Tvorba antiidiotypových protilátok proti vlastným antigénom však môže prispie�
k autoimunitným reakciám. Takýto prípad antiidiotypovej protilátky, ktorá stimuluje receptor
pre TSH, sa pozoroval pri Gravesovej-Basedowovej chorobe.
Nerovnováha syntézy cytokínov je charakteristickým znakom autoimunitných chorôb. Na
základe rozdielnej syntézy cytokínov delíme populáciu pomocných T-lymfocytov na dve
základné subpopulácie – TH1 a TH2 (tab. 10.2) a prevaha aktivity niektorej z nich
zintenzív�uje autoimunitný proces. Napr. zvýšená produkcia IL-2 a IFN-γ, ako výsledok
zvýšenej aktivity TH1-lymfocytov, sa pozoruje pri Hashimotovej tyreoiditíde, m. Crohn,
sclerosis multiplex, myastenia gravis a pri iných orgánovo-špecifických chorobách. Naopak,
iné autoimunitné choroby charakterizuje zvýšená aktivita TH2-lymfocytov, napr. pri
ulceróznej kolitíde, SLE. Niekedy nie je dostato�ná aktivita indukovaných regula�ných T-
lymfocytov TH3 a Tr1, resp. cytokínov, ktoré produkujú, napr. TGF-ß pri m. Crohn.
14.2.3 Autoimunita a lymfopénia
Je dávno známe, že tymektómia myší po narodení sa spája s vývojom autoimunitných
procesov, napr. autoimunitnej gastritídy. Aj iné experimentálne štúdie dokazujú, že chronická
lymfopénia spôsobí expanziu autoreaktívnych T-lymfocytov.
Za fyziologických okolností T-lymfocyty v periférii prežívajú iba ak získavajú signály ,
ktoré im sprostredkujú cytokíny a ktoré vznikajú pri rozpoznávaní MHC-molekúl
s nadviazanými peptidmi pochádzajúcich z vlastných proteínových molekúl (p-MHC). Naivné
a pamä�ové T-lymfocyty sa v svojich nárokoch na charakter signálov líšia (naivné T-
lymfocyty sú bunky, ktoré sa ešte s antigénom nestretli a nereagovali na�; pokia� sa im to za
svojho života nepodarí, hynú). Naivné CD8+ T-lymfocyty na prežívanie potrebujú aj p-MHC
aj IL-7, kým naivné CD4+- T-lymfocyty iba IL-7. Prežívanie pamä�ových T- nezávisí od
nutnosti rozpoznáva� vlastné peptidy v žliabku MHC-molekúl, ale vyžaduje si signalizáciu
zabezpe�ovanú cytokínmi – pamä�ové CD4+ T-lymfocyty potrebujú IL-7, pamä�ové CD8+
T-lymfocyty IL-7 a ešte aj IL-15.
Sebaobnova pamä�ových T-lymfocytov sa ozna�uje ako homeostatická proliferácia.
Lymfopénia automaticky spustí proces homeostatickej proliferácie s cie�om dosiahnutia
pôvodného stavu. Po�as homeostatickej proliferácie expandujúca populácia T-lymfocytov
153
získava ur�ité znaky, ktoré sa za fyziologických okolností objavujú iba na T-lymfocytoch
aktivovaných antigénom a získava aj efektorové funkcie. Navyše po�as expanzie vznikajú aj
T-lymfocyty s vyššou afinitou pre vlastné antigény. Takto, hoci ide o fyziologický proces,
vzniká isté nebezpe�enstvo autoreaktivity, ktorá ak prekro�í nevyhnutný prah aktivácie sa
môže pretransformova� do autoimunitného procesu. Lymfopénia, na to, aby za�ala
autoimunitný proces, nemusí by� nejako výrazná, sta�í aj menej závažna, musí by� však
opakovaná �i chronická. U �udí sa pozoruje napríklad pri autoimunitnom diabetes mellitus,
reumatoidnej artritíde, SLE a Sjögrenovom syndróme a mohla by sa spolupodie�a� na ich
rozvoji.
14.2.4 Hormonálne faktory a vek vo vz�ahu k autoimunite
Autoimunitné choroby sú zvä�ša „výsadou“ žien. Sjögrenov syndróm, SLE, systémová
skleróza, autoimunitné tyreoiditídy a primárna biliárna cirhóza patria k chorobám s najvyšším
(> 85 %) zastúpením žien; napríklad Hashimotova tyreoiditída je u žien až 50-krát �astejšia
ako u mužov, Gravesova choroba 8-krát, SLE 9-krát. Vz�ah medzi hormónmi a autoimunitou
ilustruje aj vznik reumatoidnej artritídy (RA). RA je pred pubertou zriedkavá, v
predmenopauzových rokoch po�et postihnutých žien prevažuje nad mužmi, v
pomenopauzovom období sa tento pomer vyrovnáva. Príznaky reumatoidnej artritídy (aj
diabetes mellitus závislého od inzulínu a Gravesovej choroby) v období gravidity ustupujú, po
pôrode sa zase plne rozvinú. Podobne vznik RA v dobe gravidity je výnimkou. Taktiež chorí
trpiaci na Klinefelterov syndróm (karyotyp XXY), ktorý sa prejavuje feminizáciou mužov,
majú tendenciu vyvinú� SLE. Aj perorálne antikoncep�né preparáty s vysokým obsahom
estrogénov môžu vies� k exacerbácii SLE. Všetky tieto klinické skúsenosti ukazujú, že
estrogény podporujú vznik autoimunitných procesov.
Sexuálne hormóny (estrogény, progesterón a testosterón) majú ve�ký vplyv na imunitný
systém. Všeobecne, imunitná tolerancia sa �ahšie navodí u mužov ako u žien, ženy odvrhujú
transplantáty intenzívnejšie ako muži, hladina imunoglobulínov a aj protilátková odpove� po
imunizácii je u žien vyššia ako u mužov. Kastrovaní muži majú v porovnaní s dospelými
mužmi tiež vždy vyššiu hladinu imunoglobulínov a vyššiu špecifickú imunitnú odpove�.
Prí�inou týchto javov je, že estrogény pôsobia na bunkovú imunitu tlmivo, zvyšujú
protilátkovú imunitnú odpove�, zvyšujú syntézu IL-1 a tým podporujú zápalové procesy,
zvyšujú expresiu adhezívnych molekúl v membránach endotelových buniek a tak u�ah�ujú
prechod zápalových buniek z krvi do tkaniva. Možným ú�inkom testosterónu na nervový
a imunitný systém sa vysvet�uje aj pozorovanie 2,5-násobne �astejšieho výskytu
154
autoimunitných chorôb u �avorukých ako u pravorukých, aj ke� presné vysvetlenie tohto
zvláštneho fenoménu nepoznáme.
Jedným z mechanizmov, ktorý tiež prispieva k preferen�nému vývinu autoimunitných
procesov u žien, je aj vyššia hladina leptínu v ich plazme. Leptín pôsobí na CNS – uvo��uje
sa α-MSH (hormón stimulujúci melanocyty), ktorý stimuluje TH1- imunitnú odpove� a tak
podporuje rozvoj autoimunity. Zvýšenou produkciou leptínu adipocytmi sa vysvet�uje aj
zvýšený výskyt autoimunity u obéznych.
V starobe vo zvýšenej miere dokážeme známky dysregulácie imunitného systému, ktoré
vídame pri autoimunitných chorobách, napr. �astejšie sa objavujú autoprotilátky - až 16 %
jedincov vo veku nad 70 rokov má napr. antinukleové protilátky. Starší jedinci po imunizácii
produkujú menej protilátok. Hladina sérového IgG a IgA stúpa, kým IgM, IgE klesá.
Podobne, po�et cirkulujúcich pomocných T-lymfocytov klesá a znížená je aj ich prolifera�ná
kapacita. Tieto zmeny sú sú�as�ou zmien v imunitnom systéme, ktoré v starobe nastávajú.
14.3 Genetický podklad autoimunity
Genetický podklad autoimunity u �loveka dokumentujú najmä dva druhy pozorovaní, a to
familiárny výskyt autoimunitných ochorení a ich asociácia s molekulami, resp. alelami
hlavného histokompatibilného komplexu �loveka (HLA).
Klinické pozorovania už dávnejšie odhalili, že autoimunitné choroby majú tendenciu
hromadi� sa v rodinách. �asto sa pozoruje, že ak je niekto v rodine postihnutý nejakou
autoimunitnou chorobou, možno o�akáva�, že aj �alší �len najbližšieho príbuzenstva (rodi�ia,
deti, bratanci, sesternice) získa tú istú alebo niekedy aj inú autoimunitnú chorobu. �asto
pozorujeme, že ke� sa nejaké autoimunitné ochorenie vyskytne u dvoji�iek, je vä�šia
pravdepodobnos�, že ochorejú obaja súrodenci, ak sú geneticky identickí (t.j. sú jednovaje�né
dvoji�ky), než ak sú rozdielni (tab. 14.2). Teoreticky by sme spolo�ný výskyt o�akávali u 100
% dvoji�iek, nako�ko sa zhodujú vo všetkých génoch. Ke�že tomu tak nie je, poukazuje to na
skuto�nos�, že gény vnímavosti k autoimunitnej chorobe nie sú plne penetrantné a na
fenotypový prejav (t.j. klinické rozvinutie) treba aj environmentálne faktory.
Rodinné štúdie i experimentálne práce (zvieracie modely so spontánne sa vyvíjajúcimi
autoimunitnými chorobami) sú�asne odhalili polygénový charakter autoimunitných
chorôb. Skuto�ne, doteraz sa ani pri jednej autoimunitnej chorobe nedokázalo, že by sa dedila
ako defekt jednotlivého génu dominantným, alebo recesívnym spôsobom.
155
�astejšie ako priame klinické príznaky sa v príbuzenstve postihnutej rodiny pozorujú
abnormality v podobe prítomnosti autoprotilátok, �i už rovnakých alebo aj odlišných od
tých aké sa vyskytujú u chorého, alebo sa nájde hypergamaglobulinémia. Rodinné štúdie
�alej dokazujú, že okrem všeobecnej predispozície vyvinú� autoimunitné ochorenie,
geneticky podmienená je aj selekcia orgánu, ktorý má by� preferen�ne napadnutý.
Sledovanie príbuzných chorých s pernicióznou anémiou ukázalo, že majú vyššiu frekvenciu
autoprotilátok proti parietálnym bunkám žalúdka, �o nazna�uje, že žalúdok bol „vybraný“ ako
ter�ový orgán autoimunitných procesov.
Vz�ah autoimunitných ochorení k hlavnému histokompatibilnému komplexu �loveka
(HLA) je jasným dôkazom genetickej predispozície k autoimunitným chorobám, ktorých
vä�šina je asociovaná s HLA-molekulami druhej triedy (tab. 14.3) a pripisuje sa im až 40-50
% ú�asti na patogenetických mechanizmoch autoimunity. Asociácia autoimunitných chorôb s
HLA-molekulami nie je vo svetle sú�asných poznatkov prekvapujúcim javom. Pretože
autoimunitné procesy sa spúš�ajú predovšetkým mechaniznom aktivácie T-lymfocytov
a aktivitu týchto T-lymfocytov regulujú práve HLA-molekuly, je logické, že sa musia
podie�a� aj na imunopatogenéze choroby.
Indukcia autoimunitných procesov a apoptóza. Významnejšiu úlohu pri genetickej
determinácii indukcie autoimunitných procesov budú ma� gény, ktoré zodpovedajú za
reguláciu vzniku antigénového repertoáru lymfocytov T a B v týmuse, resp. v kostnej dreni.
Ide o gény, ktoré regulujú proces apoptózy. Apoptóza je programovaná smr� bunky, kedy
bunka sama, vlastnou aktivitou prispieva k svojmu zániku. Je to fyziologický proces, ktorý
vedie k odstráneniu (už nepotrebných) buniek organizovaným spôsobom, bez straty štruktúry
tkaniva a bez jaziev, ktoré sú tak typické pre nekrotické zmeny.
U dospelého �loveka je obmena lymfocytov obrovská, napr. každých 24 hodín zahynie a
znovu sa vytvorí 1010 B-lymfocytov. Podobne 95-98 % prekurzorových T-lymfocytov hynie v
kôre týmusu a len zvyšných 2-5 % dozrieva a dostáva sa do sekundárnych lymfatických
orgánov. Dá sa poveda�, že lymfocyty T, resp. B sú predprogramované na vlastnú smr�.
Nezahynú iba tie, ktoré v priebehu d�a alebo dvoch po svojej maturácii stretnú „svoj“ antigén,
t.j. ten, proti ktorému majú špecifický receptor a ktorý spustí celý �alší proces ich �alšej
diferenciácie na efektorové bunky. Apoptózou sa vyra�ujú aj tie lymfocyty, ktoré si už svoju
úlohu pri imunitnej odpovedi splnili a ich �alšie pôsobenie nie je viac potrebné a žiadúce,
pretože v opa�nom prípade by viedlo k poškodzovaniu vlastných tkanív.
Apoptózu regulujú viaceré gény, pri�om niektoré proces indukujú (najznámejší je Fas =
CD95) a niektoré inhibujú (najznámejší je FLIP), �ím sa tieto životne dôležité procesy
156
udržujú vo vzájomnej rovnováhe. Ke�že uvedené gény sa bezprostredne podie�ajú na tvorbe
antigénového repertoáru základných buniek špecifickej imunitnej odpovede, možno o�akáva�
(a experimentálne údaje to aj potvrdzujú), že zmena štruktúry uvedených génov alebo zmena
rozsahu ich syntézy sa odrazí aj v zmene antigénového repertoáru lymfocytov a tým aj v
možnej indukcii autoimunitných procesov. Aj u �loveka poznáme tzv. autoimunitný
lymfoprolifera�ný syndróm (Canaleova-Smithova choroba), ktorý spôsobuje mutácia vo
Fas-géne, alebo niektorom z �alších génov, ktoré sa zú�ast�ujú pri regulácii apoptotického
procesu. Choroba sa prejaví už v detstve masívnou lymfadenopatiou a splenomegáliou; ktoré
sprevádza autoimunitná hemolytická anémia, trombocytopénia a iné autoimunitné
manifestácie.
V ostatnej dobe pri�ahuje na seba pozornos� gén AIRE (autoimmune regulator). Presný
mechanizmus, akým tento gén ovplyv�uje vznik tolerancie, nepoznáme. Vieme, že
ovplyv�uje expresiu vlastných (self) antigénov na epitelových bunkách drene týmusu -
indukuje v nich aberantnú expresiu (t.j. expresiu orgánovo a tkanivovo špecifických
antigénov), ktoré sa následne stávajú ter�om pre rozpoznanie autoreaktívnymi tymocytmi
po�as doby negatívnej selekcie. Tymocyty, ktoré tieto vlastné antigény rozpoznávajú
vysokoafinitným antigénovým receptorom, hynú procesom apoptózy, �ím sa zabráni ich
exportu do periférie a vývoju autoimunity. Homozygótna mutácia v géne AIRE spôsobí vznik
�ažkej autoimunitnej choroby, ktorá sa �udí nazýva APECED (autoimune
polyendocrinopathy-candidasis-ectodermal dystrophy) alebo APS-1 (autoimmune
polyglandular syndrome-type 1).
U všetkých eukaryotov obsahuje DNA rodiny repetitívnych sekvencií, oby�ajne
dinukleotidov, napr. (CA)n , ktorých d�žka sa pohybuje od 10 do 300 párov báz a môžu sa v
genóme nachádza� v mnohotisícových kópiách (>100 000). Ozna�ujú sa aj ako mikrosatelity
a sú náhodne rozptýlené po celom genóme. Reverznou transkripciou molekúl mRNA
prepísaných z mikrosatelitových sekvencií sa vytvára cDNA, ktorá sa v�le�uje do DNA jadra
a môže meni� štruktúru pôvodného génu. Sledovaním polymorfizmu mikrosatelitových rodín
u zdravých a chorých osôb sa zis�uje, �i ur�ité mikrosatelity nie sú charakteristické pre danú
chorobu a �i by nemohli svojím spôsobom prispie� k rozvoju choroby. Pri sledovaní
mikrosatelitového polymorfizmu pri DM-1A u �loveka sa zistilo, že na genetickej
determinácii choroby sa zú�ast�uje minimálne 15 génov. Tieto údaje iba potvrdzujú
predchádzajúce výsledky, že autoimunitné choroby sú polygénovo podmienené a že na ich
vyvolanie sú potrebné vo vä�šine prípadov aj faktory prostredia.
157
Na genetickej determinácii vzniku autoimunitných procesov sa podie�ajú aj po�etné �alšie
gény, ktoré kódujú molekuly regulujúce imunitnú odpove�. Ide napr. o gény kódujúce
molekuly, ktoré proces imunitnej odpovede utlmujú - napr. CTLA-4 pri Gravesovej chorobe,
diabetes mellitus prvého typu (DM-1A), PD-1 pri SLE a DM1-A, �alej receptory pre Fc-
fragment IgG, pre cytokíny (napr. TNF) a pod.
14.4 Environmentálne faktory a autoimunita
Environmentálne faktory, naj�astejšie mikroorganizmy v podobe zjavnej alebo �astejšie,
inaparentnej infekcie sa môžu podie�a� na rozvoji autoimunitných procesov viacerými
mechanizmami: 1., môžu poškodzova� tkanivo a uvo��ova� predtým sekvestrované
autoantigény, 2., môžu podnie� expresiu HLA-molekúl druhej triedy v membránach buniek,
ktoré ich za fyziologických okolností neexprimujú, resp. môžu zvýši� ich expresiu na
bunkách prezentujúcich antigény, 3., môžu indukova� expresiu kostimula�ných molekúl,
môžu indukova� posun spektra cytokínov v smere TH1, resp. TH2 a pod. Možností je ur�ite
ešte viac. Ukazuje sa, že nezanedbate�ným faktorom pravdepodobne je aj chemické
zne�istenie životného prostredia a potravinového re�azca.
14.5 Autoimunitné choroby
Autoimunitné choroby postihujú 5-7 % populácie, z �oho sú 2/3 žien. �asto sú to chronické
stavy a patria k hlavným medicínskym problémom dnešných industrializovaných spolo�ností.
Ke� zoberieme autoimunitné choroby ako jednu kompaktnú skupinu, �o do morbidity
a mortality zaberajú tretiu prie�ku, hne� za srdcovo-cievnymi chorobami a malignitami. Viac
ako 80 rôznych autoimunitných chorôb, ktoré dnes poznáme, rozde�ujeme na orgánovo-
špecifické a orgánovo-nešpecifické (tab. 14.4). Orgánovo-špecifické choroby (v sú�asnosti
k najviac skúmaným patrí sclerosis multiplex, diabetes mellitus závislý od inzulínu
a autoimunitné tyreoiditídy) sa vyzna�ujú tým, že imunitná odpove� je namierená proti
antigénu, ktorý je špecifický len pre daný orgán; pri orgánovo-nešpecifických chorobách (v
sú�asnosti k najviac skúmaným patrí SLE, reumatoidná artritída) má antigén širokú
distribúciu, a preto sú postihnuté viaceré orgány �i tkanivá. Ubikvitárne autoantigény sa
nachádzajú prakticky na každej jadrovej bunke. Zah��ajú DNA, cytoplazmové
ribonukleoproteíny, mitochondriové antigény, proteíny cytoskeletu a iné. Typy
autoimunitných ochorení sa �asto prelínajú a oby�ajne sa u postihnutého vyskytujú viaceré
autoimunitné choroby, najmä endokrinopatie.
158
Autoimunitné choroby sa �asto spájajú s lymfoprolifera�nými stavmi a imunodeficienciami,
najmä selektívnou deficienciou IgA, hypogamaglobulinémiou a deficienciou zložiek
komplementového systému.
159
15 NÁDORY A IMUNITA
Bunky za fyziologických okolností proliferujú a plnia si svoje funkcie v závislosti od
charakteru tkaniva �i orgánu, ktorý vytvárajú. Proliferácia buniek je geneticky regulovaná a
po�et novovznikajúcich buniek sa rovná po�tu buniek, ktoré po splnení si svojej úlohy
odumiera. V prípade, že stimula�ný podnet pre proliferáciu presiahne požiadavky
fyziologickej náhrady, ako je to pri niektorých patologických stavoch, dochádza k
hyperplázii, ktorá je výsledkom polyklonovej expanzie buniek. Odstránením stimulu sa
proliferácia opä� dostáva do fyziologického rozpätia. Na rozdiel od tohto nemalígneho
polyklonového rastu buniek, môže bunka získa� prolifera�ný potenciál bez potreby
akéhoko�vek externého stimulu v dôsledku procesu, ktorý dnes ešte nie je úplne objasnený a
ktorý ozna�ujeme pojmom malígna transformácia. Jej autonómny rast tvorí základ vzniku
malígneho bujnenia. Malígne nádory rastú nekontrolovaným spôsobom, prenikajú do
zdravého tkaniva a �asto metastázujú, rastú na miestach niekedy zna�ne vzdialených od
pôvodného miesta vzniku. Vlastnosti malígnych buniek sú uvedené v tab. 15.1. Malígny
nádor môže vzniknú� prakticky z každého tkaniva v tele. Nádory, ktoré majú pôvod v
epitelových bunkách sa ozna�ujú karcinómy a patria k naj�astejším druhom nádorov.
Sarkómy sú malígne nádory mezenchýmového tkaniva a vznikajú z fibroblastov, svalových
a tukových buniek. Bunky podie�ajúce sa na imunitnej odpovedi môžu tiež pod�ahnú�
malígnemu procesu a vznikajú bu� leukémie, lymfómy alebo myelómy. Leukémia sa
definuje ako malígna proliferácia tých buniek kostnej drene, ktorých zrelé formy sa za
fyziologických okolností normálne vyskytujú v krvi. Solídne nádory lymfatického tkaniva,
ktoré majú pôvod v malígnej transformácii nerecirkulujúcich lymfoidných buniek sa ozna�ujú
ako lymfómy. Malígne zvrhnutie plazmatických buniek zahr�ujeme pod pojem myelóm
alebo všeobecnejšie pod názov dyskrázia plazmatických buniek.
15.1 Prí�iny vzniku malígnej transformácie buniek
Transformácia buniek môže vzniknú� spontánne ako výsledok náhodných mutácií,
preskupovania génov alebo môže by� vyvolaná chemickými, fyzikálnymi a v neposlednom
rade i biologickými vplyvmi. Chemické kancerogény sú známe už od 18. storo�ia, kedy sa
usúdilo, že �astý výskyt karcinómu skrota u kominárov môže by� podmienený chemikáliami,
ktoré sa nachádzajú v sadziach a dechte. Neskôr sa z nich izolovali rôzne látky, z ktorých
najmä benzpyrén a metylcholantrén sa ukázali ako ve�mi ú�inné kancerogény. Z iných
chemických kancerogénov sa treba zmieni� o aflatoxínoch, anilínových farbivách, nitrátoch
160
(používajú sa ako potravinové konzerva�né �inidlá), azbestoch, vinylchloridoch (sú�as�
materiálov z plastiku) a iných. Chemické kancerogény bu� samé, alebo svojimi
katabolickými produktmi spôsobujú mutáciu génov zodpovedných za proliferáciu buniek.
Fyzikálne kancerogény predstavujú najmä jednotlivé typy žiarenia. Žia� 20. storo�ie
prinieslo o.i. aj nezvratné dôkazy o induk�nom vplyve rádioaktívneho žiarenia na vznik
nádorov. Výbuch atómovej bomby nad Hiroshimou a Nagasaki r. 1945 v Japonsku a r. 1986
v �ernobyle jednozna�ne demonštroval zvýšenú incidenciu rôznych nádorov u prežívajúcich
po�as celého obdobia od tohto dátumu. Malígne bujnenie vyvoláva aj zvýšená expozícia
ultrafialovému žiareniu a rakovinu kože môže dokonca vyvola� aj infra�ervené žiarenie.
Mechanizmus kancerogenézy pri ionizujúcom žiarení spo�íva v jeho priamom nepriaznivom
pôsobení na DNA (zlomy chromozómov, abnormálna rekombinácia, mutácie); pri UV, príp.
pri infra�ervenom žiarení vznikajú rôzne kyslíkové radikály spôsobujúce mutáciu génov a
pyrimidínové diméry, ktoré priamo poškodzujúzávitnicu DNA.
Nemenej významný �inite� v indukcii malígneho bujnenia predstavuje biologický faktor,
konkrétne onkogénne vírusy. Z DNA-onkogénnych vírusov �loveka sú najznámejšie vírus
Epsteina a Barrovej (EBV; vyvoláva Burkittov lymfóm a nazofaryngeálny karcinóm), vírus
herpes simplex, typ 2 (vyvoláva rakovinu kr�ka maternice) a vírus hepatitídy B (okrem
hepatitídy môže vyvola� aj primárny karcinóm pe�ene). Mechanizmus transformácie
infikovaných buniek spo�íva v produkcii aberantných regula�ných proteínov. Onkogénne
vírusy RNA patria medzi retrovírusy. Štúdium mechanizmu, ktorým spôsobujú malígnu
zmenu napadnutých buniek prispelo o.i. aj k pochopeniu genetickej regulácie proliferácie
buniek za fyziologických podmienok.
Gény, ktoré riadia delenie a diferenciáciu buniek, sa nazývajú bunkové onkogény (skratka
c-onc) alebo protoonkogény. V sú�asnosti sú známe po�etné protoonkogény; kódujú
regula�né proteíny, rastové faktory, receptory pre rastové faktory, proteíny viažuce sa na
DNA. Spôsobujú zapínanie alebo vypínanie génov a pod. Napr. pp60, produkt protoonkogénu
c-src, je enzým fosforylujúci tyrozín rôznych proteínov, o.i. aj epidermového rastového
faktora stimulujúceho bunkové delenie (fosforylácia proteínov podmie�uje ich aktiváciu).
Štúdium RNA-onkogénnych vírusov odhalilo, že vo svojom genóme obsahujú onkogén, ktorý
je homológny s bunkovým onkogénom tak na génovej, proteínovej, ako aj na funk�nej úrovni.
Z tejto skuto�nosti vyplýva aj nomenklatúra vírusových onkogénov (skratka v-onc).
Protoonkogén c-myc je homológny s vírusovým onkogénom v-myc, c-myb s v-myb, c-erb s
v-erb, c-src s v-src at�. Príbuznos� medzi onkogénmi vírusov a protoonkogénmi nazna�uje,
že fylogeneticky vírusové onkogény pochádzajú vlastne z genómu vyšších organizmov.
161
Rekombina�nými procesmi sa po�as replikácie v napadnutých bunkách zabudovali do
genómu vírusu. Retrovírusy obsahujúce v-onc možno takto považova� za vírusy, ktoré
mechanizmom transdukcie menia genetický materiál napadnutej bunky.
Pod�a rýchlosti malígnej transformácie napadnutej bunky možno retrovírusy rozdeli� na
akútne transformujúce (sarkómové vírusy a vírusy akútnej leukémie) a na pomaly
transformujúce. Akútne transformujúce retrovírusy vnášajú do bunky vlastný onkogén,
ktorý sa zabuduje na náhodné miesto genómu infikovanej bunky, �ím je vy�atý
z fyziologických regula�ných procesov, ktorým sa podria�uje protoonkogén. Navyše v-onc
pôsobí vo vz�ahu k c-onc ako dominantný gén. V bunke sa v-onc prepisuje vlastným
promótorom, �o spôsobí nadprodukciu regula�ných proteínov a neoplastickú transformáciu
bunky. Pomaly transformujúce retrovírusy indukujú malígne procesy až po latentnom
období (4-12 mesiacov). Nemajú vlastný v-onc, ale ak sa náhodne takýto vírus zabuduje do
blízkosti protoonkogénu, dostáva sa pod kontrolu vírusového promótora. Za�ne sa prepisova�,
�o spôsobí hyperprodukciu regula�ného proteínu s následnou neoplastickou transformáciou
bunky. Jediné identifikované humánne RNA-vírusy sú HTLV-I a HTLV-II, ktoré sú
etiologickým agensom T-bunkovej leukémie dospelých (ATL), resp. vlasatej leukémie.
K aktivácii protoonkogénov nemusí dôjs� iba pod vplyvom vírusov. Klinické pozorovania
už dávnejšie uvádzali, že výskyt rôznych leukémií a lymfómov koreluje so špecifickými
translokáciami. Sú známe napr. malignity, pri ktorých dochádza k výmene chromozómových
segmentov medzi dlhými ramenami chromozómov 8 a 14 (obr. 15.1) a medzi 9 a 22 (tzv.
filadelfský chromozóm pri chronickej myeloidnej leukémii). V sú�asnosti vieme, že prí�inou
vzniku malígneho bujnenia je prenos c-onc mimo miesta jeho fyziologického pôsobenia a
jeho aktivácia promótormi génov, ktoré regulujú iné fyziologické procesy. Tak napr. pri
translokácii 8→14 dochádza k premiestneniu protoonkogénu c-myc do blízkosti génov pre
�ažký re�azec imunoglobulínov, ktoré sa nachádzajú práve na 14. chromozóme. Podobne pri
translokácii 18→14 dochádza k premiestneniu onkogénu bcl-2 z jeho fyziologickej polohy na
18. chromozóme do blízkosti génov pre �ažký re�azec imunoglobulínov na 14. chromozóme.
Fyziologická funkcia c-bcl-2 spo�íva v inhibícii apoptózy ako protiklade k pôsobeniu c-myc,
ktorý apoptózu naopak podporuje. Translokáciou sa c-bcl-2 dostáva do situácie, kedy nie je
vo; svojej aktivite inhibovaný a inhibícia apoptózy bráni prirodzenému zániku buniek s
následným vývojom neoplastického procesu. Tento typ translokácie sa pozoruje pri 85 %
folikulových lymfómov, pri 20 až 30 % difúznych ve�kobunkových lymfómov a pri 50 %
difúznych nediferencovaných non-Burkittových lymfómov.
162
Druhý mechanizmus, ktorým translokácie prispievajú k vzniku malígneho procesu je prenos
genetického materiálu, ktorý do tesného susedstva priblíži dva rozdielne protoonkogény.
Výsledný chimérový proteín má pozmenené vlastnosti a indukuje malígnu transformáciu
bunky. Najznámejší prípad je translokácia t(9; 22) pri chronickej myeloidnej leukémii. Pri
tejto translokácii sa kombinujú protoonkogény c-abl (fyziologicky sa nachádza na 9.
chromozóme) a c-bcr (fyziologicky sa nachádza na 22. chromozóme) a výsledkom je
nadprodukcia proteínu BCR-ABL. Tento má oproti normálnemu proteínu ABL výrazne
zvýšenú tyrozínovú aktivitu.
Homeostáza v tkanivách sa zakladá na udržaní rovnováhy medzi vznikom nových buniek
(t.j. od proliferácie a diferenciácie buniek) a zánikom starých, opotrebovaných buniek.
Poznáme dva procesy, ktoré vedú k smrti buniek - apoptózu a nekrózu. Smr� buniek po�as
embryogenézy, metamorfózy, atrofie tkanív závislej od hormónov a fyziologickej smrti pri
prirodzenej obnove buniek tkaniva je regulovaná, vopred naprogramovaná a ozna�uje sa
pojmom apoptóza.
Apoptóza je zánik bunky, na ktorom sa bunka sama aktívne zú�ast�uje. Po získaní
apoptotického signálu sa v bunke aktivujú endonukleázy, ktoré štiepia DNA na po�etné
fragmenty. Cytoplazma sa kondenzuje až napokon sa bunka rozpadne na menšie telieska,
ktoré sa okamžite fagocytujú susednými bunkami. Nekróza je výsledok „nechcenej“ smrti
bunky, smrti, ku ktorej dochádza za patologických okolností ako je úraz, hypoxia,
hypertermia, lytický rozpad buniek pri vírusovej infekcii, pôsobenie rôznych toxínov a
v obranných reakciách pri zápale. Usmrtené bunky sa odstra�ujú profesionálnymi fagocytmi a
poškodená �as� tkaniva sa nenahrádza pôvodnými bunkami, ale väzivom, je to degeneratívny
proces.
Apoptóza je geneticky determinovaná viacerými génmi. Medzi nimi však najvýznamnejšie
postavenie má protoonkogén Fas (CD95), ktorý sa u �loveka nachádza na 10. chromozóme
(10q24.1). Kóduje transmembránovú molekulu, ktorá prenáša apoptotický signál do vnútra
bunky, po ktorom sa spúš�a celý proces programovanej smrti bunky. Fas-gén sa exprimuje na
aktivovaných lymfocytoch T aj B a na bunkách �alších tkanív ako sú p�úca, pe�e� a srdce.
Exprimujú ho aj po�etné leukemické a iné nádorové bunky. Aktiva�ný proces apoptózy sa
spúš�a po nadviazaní apoptického ligandu (FasL = CD95L) na Fas-molekulu.
Fas-systém má ve�ký význam v obrane proti nádorom pri ich deštrukcii cytotoxickými T-
lymfocytmi (CTL). CTL po rozpoznaní špecifického nádorového antigénu na povrchu
nádorových buniek exprimujú FasL. Tento sa viaže na Fas-molekulu na nádorových bunkách
163
a spúš�a v nich apoptotický proces. Fas-gén môžeme preto považova� za onkosupresorový
a pri jeho mutácii môže dôjs� k malígnemu procesu.
Ur�ovanie charakteru translokácií má ve�ký význam v klinickej praxi, pretože nám v
niektorých prípadoch poukáže na prognózu malígneho procesu. Tak napr. pri akútnych
lymfoblastických leukémiách (ALL) sa zistilo, že translokácie t(9; 22), t(1; 19) a t(4; 11) majú
zlú prognózu. Naopak translokácie t(15; 17), t(9; 11) a inverzia 16 majú dobrú prognózu.
alší spôsob patologickej aktivácie protoonkogénov spo�íva v ich bodovej mutácii. Napr.
molekulová podstata premeny protoonkogénu c-bas na onkogén spo�íva v zámene jedinej
aminokyselinovej jednotky regula�ného proteínu p21 – mutovaný protoonkogén kóduje na 12.
pozícii valín namiesto fyziologického glycínu. Takto pozmenený proteín nadobudne
onkogénnu aktivitu, ktorá smeruje k vývoju rakoviny žl�níka.
Pri štúdiu malígného zvrhnutia sa pri niektorých nádoroch nepodarilo dokáza� pôsobenie
žiadneho aktívneho onkogénu. Pri hybridizácii malígnych buniek s normálnymi sa však
zistilo, že hybridná bunka stratila malígny fenotyp, ktorý sa pri �alších hybridizáciách opä�
obnovil (hybridizáciou dochádza k získaniu a následnej strate chromozómov, pretože
hybridná bunka sa chce zbavi� polyploidie a dosta� sa do pôvodného, diploidného stavu). Z
týchto experimentov vyplynulo, že na malígnom procese sa okrem pôsobenia onkogénov
budú zú�ast�ova� aj iné gény, ktoré kontrolujú ú�inok onkogénov. Nazvali sa anti-onkogény,
resp. onkosupresorové gény. Patria k regula�ným génom, ktoré regulujú rast a stupe�
diferenciácie buniek prostredníctvom zapínania a vypínania protoonkogénov. Výpadok ich
negatívnej signalizácie spôsobuje, že protoonkogény sú v neustálej �innosti, �o v kone�nom
dôsledku vedie k malígnej transformácii bunky. V protiklade k onkogénom, ktorých
pôsobenie je dominantné, sa ukazuje, že ú�inok onkosupresorových génov je recesívny.
V sú�asnosti najznámejší onkosupresorový gén u �loveka je p53. Mutácie tohto génu
spôsobujú poruchu funkcie p53 a pozorujú sa pri mnohých nádoroch (retinoblastóme,
melanóme uvey, neuroblastóme a iných).
Okrem translokácií a mutácií sa na vzniku malígneho procesu podie�ajú aj delécie, ktoré
odstránia gény, determinujúce biologicky významné molekuly. Najznámejší je tzv. 5q-mínus
syndróm, pri ktorom dochádza k delécii dlhého ramienka 5. chromozómu. Na tomto úseku sa
nachádzajú gény pre IL-3, IL-4, IL-5, IL-9, IL-13 a GM-CSF. Výsledkom je
myelodysplastický syndróm alebo akútna nelymfocytová leukémia. Vôbec analýza karyotypu
má v onkodiagnostike ve�ký význam. Tak sa napr. zistilo, že ur�enie celkového po�tu
chromozómov pri akútnej lymfatickej leukémii (ALL) má prognostickú hodnotu. Chorí s
hyperdiploídiou (DNA > 1.16), alebo s približne 52 chromozómami, majú dobrú prognózu.
164
Naopak, pacienti s diploídiou (obsah DNA = 1) alebo hypoploídiou (obsah DNA < 1) majú vo
všeobecnosti chromozómové translokácie a na terapiu odpovedajú horšie.
15.2Antigény nádorov
Vo všeobecnosti nádorové antigény rozde�ujeme do dvoch kategórií. Do prvej patria
nádorovo-špecifické antigény (TSA), ktoré sa nachádzajú iba na nádorových bunkách.
K najznámejším patria TSA niektorých typov melanómu, približne 30 %, exprimujú MAGE,
BAGE, alebo GAGE. Do druhej kategórie patria antigény asociované s nádorom (TAA), ktoré
sa vyskytujú nielen na nádorových bunkách, ale aj na niektorých normálnych bunkách.
Nádory, ktoré sú indukované chemickými kancerogénmi, exprimujú svojské antigény,
charakteristické len pre daný nádor. Napr. dva nádory vyvolané metylcholantrénom majú u tej
istej myši rozdielne nádorové antigény. Fyzikálne kancerogény navodzujú podobné nádorovo-
špecifické antigény. Naproti tomu nádorové antigény, ktoré indukujú retrovírusy, sú �asto
krížovoreagujúce. Spontánne vznikajúce nádory oby�ajne nemajú žiadny špecifický nádorový
antigén. Platí to najmä pre �udské nádorové bunky, pretože u �loveka nádor zriedka vzniká
pod extrémnym tlakom fyzikálnych �i chemických prostriedkov, ako je tomu pri
experimentálne navodených nádoroch.
Najlepšie charakterizované antigény druhej skupiny nádorových antigénov predstavujú
onkofetálne antigény. Exprimujú sa po�as ur�itých štádií embryogenézy, avšak v dospelosti
chýbajú alebo je ich hladina ve�mi nízka. Najznámejšie sú karcinoembryonálny antigén a
alfa- fetoproteín. Karcinoembryonálny antigén (CEA) je glykoproteín, je integrálnou
sú�as�ou membrán buniek �reva, pankreasu, pe�ene, pri�om sa uvo��uje aj do
extracelulárneho priestoru. Je typický najmä pre prvý trimester gravidity, neskôr jeho kvantita
klesá; v redukovanom množstve ho možno nájs� aj na bunkách sliznice �reva dospelého
�loveka a sliznici laktujúcej prsnej ž�azy.
Objavenie CEA v plazme dospelého jedinca je spojené s rakovinou �riev. Špecifickos�
nálezu sa stiera výskytom CEA aj pri karcinóme prsníka, pankreasu, príp. pri kolitídach a
pankreatitídach. Sledovanie CEA možno však využi� na monitorovanie úspešnosti lie�by. V
ostatnom �ase sa zistilo, že CEA je adhezívna molekula; predpokladá sa, že slúži k interakcii
nádorových buniek medzi sebou pri ich raste a propagácii do zdravého tkaniva.
Alfa-fetoproteín je glykoproteín, ktorý za fyziologických podmienok produkujú bunky
ž�tkového vaku a fetálnej pe�ene; po narodení hladina AFP klesá, takže v sére dospelého
�loveka je len v nepatrných koncetráciách. V dospelosti sa zjavuje v sérach od pacientov s
165
nádormi pe�ene, ovária, testes, príležitostne pri rakovine �reva a pankreasu. K zvýšeniu
hladiny môže dôjs� aj pri nemalígnych ochoreniach, najmä pri cirhóze pe�ene. Monitorovanie
hladiny AFP je významné aj ako kontrole úspešnosti lie�by.
Okrem týchto antigénov sa opísali mnohé iné, ktoré sa aberantne vyskytujú na nádorových
bunkách, �i už ide o antigény krvných skupín, histokompatibilné alebo diferencia�né
antigény. Napr. na bunkách rakoviny žalúdka sa objavujú iné ABO antigény ako je ABO typ
jedinca. V diagnostike leukémií sa v ostatnej dobe za�ína presadzova� imunofenotypizácia.
Ide o ur�enie diferencia�ných antigénov, charakteristických pre ur�itý typ leukémie (akútna
lymfoblastová leukémia - ALL, akútna myeloidná leukémia- AML, chronická myeloidná
leukémia - CML), resp. jej podtypy (tab. 15.2). Ur�enie diferencia�ných antigénov malígnych
buniek umožní zisti�, na akom stupni diferenciácie bunka ustrnula na ceste svojho vývoja do
zrelej, plne funk�nej bunky a tým do ur�itej miery aj stupe� malignity (menej diferencované
formy sú malígnejšie). Tak napr. objavenie sa znaku CD34 na myeloblastoch je znakom zlej
prognózy AML a pod.
15.3Efektorové mechanizmy protinádorovej imunity
Hlavná funkcia zložiek imunitného systému je zabezpe�ovanie doh�adu nad nežiadúcimi
zmenami v organizme. Pôvodný koncept, prvýkrát postulovaný Ehrlichom a neskôr
modifikovaný Burnetom, sa dotýkal imunitného doh�adu nad narušite�mi celistvosti
organizmu vyvolanom baktériami, vírusmi, parazitmi a pod. Takto chápaný imunitný doh�ad
sa musel s rozvojom našich vedomostí o vzniku nádorov a mobilizácii obranných
mechanizmov zabra�ujúcich ich vzniku a propagácii, rozšíri� aj o doh�ad nad zmenami vo
vnútornom prostredí organizmu, ktoré potenciálne vedú k vzniku malignity a ohrozujú život
jedinca, podobne ako je to pri poruche integrity organizmu, ktorá má pôvod vo vonkajšom
prostredí. Na obrane proti malígnemu bujneniu sa zú�ast�ujú zložky aj nešpecifickej aj
špecifickej imunity, a to najmä cytotoxické systémy.
Makrofágy sa na protinádorovej aktivite podie�ajú jednak prostredníctvom svojej
antigénovo prezentujúcej funkcie a aktivácie TH-lymfocytov a jednak samé pôsobia
cytotoxicky. Do cytotoxickej aktivity sa dostávajú po aktivácii MAF-lymfokínmi (faktory
aktivujúce makrofágy); patria sem GM-CSF, IL-1, TNF, avšak najvýznamnejší MAF
predstavuje IFN-γ. MAF uvo��ujú aj pomocné aj cytotoxické T-lymfocyty. Aktivované
makrofágy eliminujú predovšetkým tie nádorové bunky, ktoré stratili imunogénne
determinanty a unikajú z dosahu pôsobenia špecifických cytotoxických T-lymfocytov.
166
Aktivované makrofágy sú�asne produkujú aj po�etné lymfokíny, ktoré sami (TNF, IFN-γ)
alebo aktiváciou iných imunokompetentných buniek, ni�ia nádorové bunky. K�ú�ovou
antitumorovou molekulou je najmä TNF, ktorý selektívne pôsobí najmä na vaskularizované
nádory. Spôsobuje trombózu ciev a ischemickú nekrózu nádorového tkaniva.
alší cytotoxický antitumorový mechanizmus predstavujú cytotoxické T-lymfocyty (CTL).
Zú�ast�ujú sa boja najmä proti tým nádorom, ktoré sú indukované vírusmi. CTL pôsobia
špecificky, ter�ové bunky zabíjajú jednak cytolytickými enzýmami (granzýmami), perforínmi,
v menšej miere tiež prostredníctvom TNF.
Protilátky hrajú v obrane proti nádorom menšiu úlohu; uplat�uje sa skôr cytotoxická
reakcia závislá od protilátok mediovaná K-bunkami (ADCC) než klasická cytotoxická
odpove� vzniknutá aktiváciou komplementu. Protilátky však zohrávajú významnú úlohu v
zábrane šírenia cirkulujúcich nádorových buniek, �ím bránia vzniku metastáz.
Najvýznamnejšiu úlohu v protinádorovej imunite však majú bunky NK, resp. od nich
odvodené bunky LAK �i TIL a bunky NKT (pozri kap. 11).
15.4Mechanizmus úniku nádorových buniek pred imunitným doh�adom
Vo všeobecnosti sa konštatuje, že imunitný systém nie je schopný zabráni� rozvoju
nádorového ochorenia. Imunitná odpove� napriek tomu, že sa rozbehne a je detegovate�ná
(vo v�asnej, ale nie v neskoršej fáze), zostáva neú�inná. Významným cie�om nádorovej
imunológie zostáva ur�i� faktory, ktorými nádory unikajú imunitnému doh�adu a potlá�ajú
potenciálne ú�innú imunitnú odpove�. V sú�asnosti poznáme niektoré z mechanizmov úniku
malígneho bujnenia z dosahu pôsobenia imunitného systému. Patrí sem znížená expresia
nádorových a histokompatibilných antigénov, antigénová modulácia, imunitný enhancement,
imunokomplexy, nešpecifická a špecifická supresia.
Niektoré nádory môžu by� slabo imunogénne len u niektorého jedinca v dôsledku toho, že
nevlastní patri�né HLA-molekuly, ktoré sú schopné prezentova� imunogénny fragment
nádorového antigénu. Podobne znížením expresivity HLA-molekúl v membránach
nádorových buniek sa zmenšuje ich imunogénnos�, �ím sa s�aží rozpoznávacia a efektorová
funkcia špecifických CTL. Pri antigénovej modulácii sa antigény po nadviazaní špecifických
protilátok zhlukujú na jednom póle bunky, kde vytvárajú akúsi �iapo�ku (capping).
Endocytózou zhluku sa antigén stratí z povrchu bunky a �alšie efektorové mechanizmy
imunity sú takto zbavené svojho ter�a. Pri imunitnom enhancemente sa protilátky nadväzujú
na nádorové antigény, prekrývajú ich, �ím zabra�ujú uplatneniu sa cytotoxických protilátok
167
alebo T-lymfocytov. Podobnú funkciu môže sp��a� ve�mi bohatý glykokalyx nádorových
buniek, pozostávajúci z mukopolysacharidov, ktoré prekrývajú povrchové antigény. Iné
nádory zas aktivujú koagula�ný systém a kryjú sa fibrínovou vrstvou. Aktivitu cytotoxických
systémov môžu blokova� aj imunokomplexy (nádorový antigén + protilátka).
Imunokomplexy sa nadväzujú na Fc-receptory K-buniek, zablokujú ich, �ím vyradia K-bunky
z ú�asti na obranných reakciách typu ADCC. Niektoré nádory navodzujú imunosupresiu,
napr. produkciou imunosupresívnych cytokínov IL-10 a TGF-ß �i prostaglandínov (najmä
PGE2), ktoré sú známe svojim inhibi�ným pôsobením na imunitnú odpove�. Malnutrícia,
ktorá je �astým sprievodným znakom nádorových ochorení, utlmuje protilátkovú aj celulárnu
imunitnú odpove� tiež.
15.5Imunológia metastatického procesu
Najvä�šou komplikáciou nádorového procesu je vznik a rast metastáz; zhubnos� nádoru je v
priamej úmere s jeho schopnos�ou metastázova�. Ukazuje sa, že metastatické bunky sú
prítomné v nádore už od samého za�iatku ako samostatná subpopulácia buniek predur�ená na
metastázovanie. Invazívny charakter nie je špecifickou vlastnos�ou len nádorových buniek, v
obmedzenom rozsahu sa pozoruje aj za fyziologických okolností. Ako príklad možno uvies�
trofoblast, ktorý preniká do endometria, aby sa zabezpe�il kontakt s krvným obehom matky.
Podobne pri angiogenéze, endotelové bunky novovytváraných ciev musia preráža� bazálnymi
membránami buniek a interstíciom tkaniva, kde sa tvoria. Rozdiel medzi invazívnos�ou
normálnych, zdravých buniek a invazívnos�ou malígnych buniek spo�íva v strate kontroly
nad týmto procesom. Invazívnos� nádorovej bunky závisí najmä od nasledovných faktorov:
uvo�nenie sa z materského ložiska, penetrácia okolným tkanivom tak, aby sa dostala do
cirkulácie, opustenie cievneho rie�iska a uchytenie sa v sekundárnom orgáne.
Proces uvo��ovania sa nádorových buniek z materského ložiska je oby�ajne sprevádzaný
znížením expresivity adhezívnych molekúl, najmä E-kadherínu. E-kadherín zabezpe�uje
homotropné adhezívne interakcie medzi bunkami a patrí k najvýznamnejším adhezívnym
molekulám, ktoré sa zú�ast�ujú na morfogenéze, najmä po�as embryového vývoja. Je to
glykoproteín a jeho cytoplazmová �as� sa spája s katenínmi, ktoré tvoria sú�as�
mikrofilamentovej siete bunky (obr. 15.2). Poškodenie tejto siete sa spája so stratou typického
vzh�adu epitelových buniek; bunka nadobúda nediferencovaný tvar, stráca desmozómy, stáva
sa vretenovitou a mobilnejšou. Predpokladá sa, že práve znížením expresie alebo vymiznutím
prítomnosti E-kadherínu, �o sa potvrdilo pri mnohých karcinómoch, dochádza k uvo�neniu
168
nádorovej bunky zo zväzku s inými bunkami. Získanie mobility je zasa nevyhnutné pre
penetráciu nádorovej bunky do okolitého tkaniva. Mobilita bunky sa zvyšuje ešte produkciou
cytokínov indukujúcich pohyblivos�, ktoré pôsobia autokrinne (AMF - autocrine mobility
factors). Tieto cytokíny špecificky pôsobia len na nádorové bunky, nezvyšujú napr.migra�nú
schopnos� leukocytov. Existuje viacero AMF, najznámejší je autotaxín, bázický glykoproteín,
aktívny v pikomolových koncentráciách. Ke� sa metastatická bunka uvo�ní zo zväzku
ostatných nádorových buniek, preniká okolitým tkanivom smerom k najbližšej cieve. Tento
proces zabezpe�uje adhezívnos� bunky k extracelulárnemu matrix a produkcia
proteolytických enzýmov. Adhézia na medzibunkovú hmotu je opä� špecifická. Metastatické
bunky vo zvýšenej miere exprimujú napr. antigén CD44, ktorého partnerská molekula v
medzibunkovej hmote je kyselina hyalurónová. Postup tkanivom si metastatická bunka
zabezpe�uje syntézou proteolytických enzýmov. Napokon sa metastázujúca bunka dostáva do
cirkulácie, ktorú však musí rýchlo opusti�, lebo iná� ju zni�ia NK-bunky, makrofágy a CTL,
oby�ajne do 30 minút. Snahou nádorovej bunky je uniknú� svojej záhube, takže sa aktívne
snaží dosta� z krvného rie�iska von - pri�ne na endotel ciev a priestorom medzi endotelovými
bunkami prek�zne do parenchýmu sekundárneho orgánu �i tkaniva. Prechod tumorových
buniek sa deje na úrovni postkapilárnych venúl, pri�om proces je špecifický. Ide v podstate
o interakciu medzi adhezívnymi molekulami nádorovej bunky a adhezívnymi molekulami
endotelových buniek, podobne ako je to pri fyziologických podmienkach, ke� sa
imunokompetentné bunky, napr. T-lymfocyty, potrebujú dosta� z cievneho rie�iska do
extravaskulárneho priestoru (obr. 6.6). Ke�že táto interakcia je špecifická, miesto sekundárnej
metastázy bude závisie� od typu exprimovaných adhezívnych molekúl v danom orgáne �i
tkanive. Dokázané je, že napr. melanóm exprimuje diferencia�ný antigén VLA-4 ; jeho
partnerskou molekulou je molekula VCAM-1 (CD106), ktorá sa nachádza najmä na
endotelových bunkách p�úc. Interakciou VLA-4 x VCAM-1 je daná selektívnos�
metastatického procesu melanómu do p�úc. Podobne sa pri malígnom melanóme zistilo, že
jeho bunky exprimujú ve�ké množstvo integrínu αVß3, ktorý sa viaže s vitronektínom a
laminínom, t.j. proteínov, ktoré sú sú�as�ou bazálnych membrán najmä endotelových buniek
p�úc. Aj karcinóm hrubého �reva má zabezpe�enú selektívnos� metastatického procesu do
pe�ene rovnakým mechanizmom - bunky Ca intestini sa viažu prostredníctvom svojich
polysacharidových molekúl na E-selektín (CD62E), ktorý sa hojne vyskytuje na endotele
sínusov v pe�eni. Tieto fakty bude možné v budúcnosti využi� aj v terapii nádorov. Zistením
typu adhezívnych molekúl nádorových buniek bude možné predvída� ter�ový orgán
prípadných metastáz a tým sa na� diagnosticky a terapeuticky zamera�. Prichádzalo by do
169
úvahy i podávanie špecifických peptidov a polysacharidov s nadviazanými toxickými látkami,
ktoré by sa viazali a koncentrovali v nádore exprimujúcom špecifické receptory pre tieto
imunopreparáty.
15.6 Leukémie, lymfómy a dyskrázie plazmatických buniek
Leukémie delíme na akútne a chronické. Akútna lymfoblastická leukémia (ALL) postihuje
prevažne deti a mladých, u osôb nad 20 rokov je zriedkavá. ALL nie je homogénna, ale
zah��a rôzne typy, pod�a toho, na akom stupni diferenciácie (od progenitorovej
hemopoetickej bunky na zrelý lymfocyt B, resp. T) došlo k malígnej transformácii bunky. .
Chronická lymfocytová leukémia (CLL) je choroba staršieho veku, je zriedkavá u �udí pod
50 rokov. Naprostú vä�šinu CLL tvoria neoplastické bunky B-lymfocytovej línie, len pri
malom po�te CLL sa pozoruje malígne bujnenie T-lymfocytov. Sézaryho syndróm
predstavuje malígne bujnenie pomocných T-lymfocytov. Pre túto chorobu je charakteristické
spojenie leukémie s postihnutím kože (mycosis fungoides). T-bunková leukémia dospelých
sa vyskytuje najmä v Japonsku a v Karibskej oblasti. Je to endemická, agresívna, systémová
choroba s kožnými a neurologickými komplikáciami; etiologickým agensom je HTLV-I.
Leukémia vlasatých buniek predstavuje malígne bujnenie zrelých B-lymfocytov.
Etiologickým agensom je HTLV-II. Napriek tomu, že v názve choroby je „leukémia“, v
skuto�nosti v periférnej krvi je pancytopénia, ktorá vedie k zvýšenej náchylnosti k infekciám.
Hodgkinova choroba je spojená s ve�kým útlmom bunkami sprostredkovanej imunity. Chorí
sú ve�mi náchylní na baktériové, mykotické a protozoové infekcie. Etiológia a
imunopatogenéza je neznáma, charakteristická je lymfadenopatia. Pri histologickom vyšetrení
sa zistí zni�ená typická architektúra lymfatickej uzliny, charakteristické sú najmä ve�ké
binukleové Reedove- Sternbergove bunky, ktorých pôvod je tak isto neznámy. Non-
Hodgkinove lymfómy (NHL) tvoria skupinu rôznych neoplastických nádorov, pri ktorých sa
v naprostej vä�šine pozoruje malígna transformácia B-lymfocytov. Pri niektorých z nich je
prí�inou neoplastického procesu translokácia protoonkogénu (najznámšie sú translokácie
protoonkogénov c-myc a bcl-2; pozri vyššie). NHL sú ve�mi �astou potransplanta�nou
komplikáciou, riziko vývoja NHL je u transplantovaného pacienta približne 35-krát vä�šie
než v zdravej populácii.
Dyskrázie plazmatických buniek, alebo gamapatie, zahr�ujú tri principiálne chorobné
jednotky - mnohopo�etný myelóm, makroglobulinémiu a chorobu �ažkých re�azcov.
Mnohopo�etný myelóm (MM) je spôsobený malígnou premenou plazmatických buniek,
170
pravdepodobne v dôsledku nadmernej produkcie IL-6. Je to ochorenie staršieho veku, pod 50
rokov sa vyskytuje zriedkavo. Myelóm vä�šinou vždy vzniká v kostnej dreni a to na viacerých
miestach (preto má prívlastok mnohopo�etný). Metastázuje do mnohých orgánov a tkanív
(napr. kostí, nervového systému, obli�iek). Myelómové bunky produkujú kompletné
imunoglobulínové molekuly oby�ajne IgG, ve�mi zriedkavo IgE. V niektorých prípadoch
myelóm produkuje iba �as� molekuly, bu� �ahké alebo �ažké re�azce. Bielkoviny, ktoré
produkujú myelómy, ozna�ujeme ako paraproteíny (tab. 15.2).
Myelóm môže syntetizova� a uvo��ova� �ahké re�azce imunoglobulínov, ktoré poznáme v
medicíne pod pojmom Benceove-Jonesove proteíny. Vylu�ujú sa mo�om, kde ich zis�ujeme
zahriatím - teplota 50-60° C vedie k ich precipitácii, pri�om precipitát sa opä� rozpustí pri
zahriatí mo�u na 100° C. Táto metóda je v sú�asnosti už obsolentná.
Variant myelómu, ktorý produkuje nadmerné množstvo monoklonového IgM sa ozna�uje
ako Waldenströmova makroglobulinémia. Je ve�mi zriedkavá a vyskytuje sa po 50 rokoch
života. Symptómy pozorované pri tejto chorobe vyplývajú z markantne zvýšenej viskozity
plazmy, najmä pri koncentráciách nad 40g.L-1. Ku klinickým príznakom patria bolesti hlavy,
závraty, zmätenos�, poruchy zraku, niekedy náhla hluchota; môže sa vyskytova� aj krvácanie.
Niektoré nádory plazmatických buniek produkujú nekompletné �ažké re�azce
imunoglobulínov; tento patologický stav ozna�ujeme ako chorobu �ažkých re�azcov
(CHTR). Pri CHTR, kde dochádza k nadprodukcii �ažkých re�azcov alfa, sa u chorých
pozorujú �ažké hna�ky, malabsorbcia, pokles váhy, abdominálne bolesti a kyjakovité prsty.
Vyskytuje sa najmä u mladých osôb v oblasti Stredomoria a Blízkeho Východu. CHTR s
nadprodukciou �ažkých re�azcov gama sa podobá NHL. Posledná CHTR sa týka
nadprodukcie µ-re�azcov. Je mimoriadne vzácna. Nakoniec, približne u 0,5 %-1 % chorých s
mnohopo�etným myelómom sa v sére nepodarí dokáza� žiadny paraproteín.
15.7 Imunoterapia nádorov
V ostatnom období sa do terapie nádorov okrem klasických fyzikálnych a
chemoterapeutických prístupov zavádza aj imunoterapia. Z jej prostriedkov sa využíva
stimulácia fyziologických efektorových systémov, terapia protilátkami, adoptívna terapia a
lie�ba cytokínmi.
Stimulácia fyziologických efektorových systémov využíva lokálnu aplikáciu BCG vakcíny,
príp. niektorých kme�ov Corynebacterium parvum. Oba mikroorganizmy aktivujú
predovšetkým makrofágy. Táto terapia sa využíva pri lie�be rakoviny mo�ového mechúra u
171
pacientov s povrchovým karcinómom po úplnom alebo �iasto�nom chirurgickom odstránení
nádora. Ur�ité úspechy sa dosiahli aj pri lie�be melanómov.
Terapia protilátkami využíva monoklonové protilátky, na ktoré sú nadviazané cytotoxické
lie�ivá, toxíny alebo rádioizotopy (α-žiari� 212Bi). Najmä použitie rádioizotopov sa ukazuje
ako ve�mi ú�elné, pretože žiarenie môže usmrti� aj tie nádorové bunky, ktoré nemajú
špecifický antigén, proti ktorému je protilátka namierená, avšak nachádzajú sa v tesnej
blízkosti nádorových buniek viažúcich „smrtiacu“ protilátku. Špecifickos� protilátok závisí od
typu nádora, proti ktorému majú by� zamerané. Tak napr. monoklonové protilátky namierené
proti receptoru pre IL-2 sa využívajú v lie�be T-lymfocytových leukémií, kde sa predpokladá,
že IL-2 stimuluje rast týchto malígnych buniek.
Adoptívna terapia zahr�uje in vitro indukciu pacientových LAK-buniek a ich aplikáciu spä�
pacientovi, bu� samotných alebo v kombinácii s IL-2 alebo chemoterapeutikami LAK-bunky
sa vytvoria z vlastných lymfocytov chorého, ktoré sa získajú leukoferézou. Na úspešnos�
treba zabezpe�i� asi 2 . 1011 LAK-buniek; množstvo potrebných lymfocytov na pokrytie
takéhoto po�tu LAK-buniek sa dosiahne približne po 4-hodinovej leukoferéze. Podávajú sa
spolu s vysokými dávkami IL-2 (100 000 i.u. . kg-1), pri�om existujú rôzne lie�ebné postupy.
Úspešnos� kombinovanej lie�by "IL-2 + LAK" sa pozoruje asi pri 1/3 pacientov s malígnym
melanómom a karcinómom obli�iek. Ur�itá úspešnos� sa pozorovala aj pri lie�be rakoviny
�riev, vaje�níkov, prsníka, p�úc a pri non-Hodgkinových lymfómoch.
Lie�ba cytokínmi využíva antitumorové vlastnosti niektorých cytokínov. Ich využitie sa
rozbehlo najmä v ostatnej dobe, ke� máme k dispozícii rekombinantné cytokíny v množstve
posta�ujúcom na terapiu (pozri kap. 20).
V ostatných rokoch sa za�alo aj s vakcináciou antigénmi onkogénnych vírusov, i ke� zatia�
len u zvierat. Ako príklad môže slúži� zníženie incidencie hematologických malignít
spôsobených ma�acím leukemickým vírusom a Marekovej choroby u sliepok vyvolávanej
herpetickým vírusom. U �loveka možno o�akáva�, že prebiehajúca vakcinácia proti vírusu
hepatitídy B môže sú�asne redukova� incidenciu hepatocelulárneho karcinómu, ktorý je
asociovaný s HBV infekciou.
Súhrnne možno konštatova�, že imunoterapia nádorov predstavuje nádej, že niektoré z
nových prístupov dokážu zlepši� prognózu pacientov s malígnou chorobou, hlavne v štádiách,
ke� klasické lie�ebné zásahy zostávajú neú�inné.
172
16 TRANSPLANTÁCIA TKANÍV A ORGÁNOV
Transplantácia tkanív a orgánov sa dnes stala ú�innou metódou lie�by po�etných ochorení. Jej
realizácia si vyžadovala splnenie viacerých nevyhnutných krokov. Spome�me len
najvýznamnejšie - vývoj chirurgických techník vaskulárnej anastomózy, objavenie HLA-
komplexu, pochopenie odvrhovacích (rejek�ných) mechanizmov, vývoj ú�inných
imunosupresív a objav nových ú�inných antibiotík. To všetko umožnilo, že dnes sa už bežne
transplantujú obli�ky, kostná dre� a v postupne znižujúcom sa poradí pe�e�, srdce, pankreas,
p�úca, tenké �revo, odhliadnuc už od transplantácií rohovky a kože, ktoré sú trochu mimo
uvedených transplantácií z dôvodov, že nie je pri nich potrebné i overovanie biologickej
identity medzi darcom a príjemcom.
Transplantáciou sa rozumie prenos tkaniva alebo orgánu z jedného miesta na druhé u toho
istého jedinca alebo z jedného jedinca na druhého, �i už v rámci živo�íšneho druhu alebo
mimo neho (tab. 16.1). Tkanivo, ktoré sa transplantuje bez rekonštrukcie cievneho rie�iska sa
ozna�uje štep (transplantácia kože, svalu a pod.); pojem transplantát sa vyhradzuje pre
transplantáciu orgánu so sú�asnou obnovou cievneho rie�iska. Ak sa transplantát, �i štep
prenesie na to isté miesto, takáto transplantácia sa ozna�uje ako ortotopická (napr.
transplantácia srdca). V prípade, že sa dostane na iné miesto ako bol pôvodný orgán, ide o
heterotopickú transplantáciu (napr. transplantácia obli�iek). Transplantovaný orgán môže
pochádza� od živého darcu, naj�astejšie rodinného príslušníka, alebo �astejšie od
nepríbuzného, práve zomretého jedinca (kadáver). V krajinách EÚ a USA sa darcom orgánu
po svojej smrti stáva jedinec, ktorý s darcovstvom súhlasil ešte po�as svojho života. Na
Slovensku sú�asné právne predpisy vymedzujú ako darcu každého jedinca, ktorý po�as
svojho života oficiálne nevyhlásil, že nechce, aby sa jeho orgány použili na
transplanta�né ú�ely. Pre nedostatok darcovských orgánov sa uvažuje aj
o xenotransplantáciách, najmä transplantáciách obli�iek od prasiat. Indukcia rejek�ných
mechanizmov sa obchádza génovou manipuláciou; transplantované zvieracie orgány sa
upravia tak, že ich bunky exprimujú �udský DAF a CD95L (FasL). DAF je regula�ný proteín
komplementového systému, ktorý zabra�uje aktivácii komplementu, takže po transplantácii
takéhoto orgánu nedochádza k odvrhovacej reakcii mediovanej protilátkami. CD95L
interaguje so svojou partnerskou molekulou CD95 (Fas) v membráne efektorovej bunky
a indukuje v nej proces vlastného zániku - apoptózy. V prípade transplantácií sa T-lymfocyty,
ktoré rozpoznávajú cudzorové transplanta�né antigény, aktivujú a za�nú exprimova� CD95 (v
pokojnom štádiu ho T-lymfocyty neexprimujú). Po rozpoznaní CD95L na transfekovaných
173
bunkách sa v nich spustí apoptotický proces, lymfocyty hynú a imunitná reakcia sa zastaví.
Najvä�ším problémom xenotransplantácií sú etické problémy a možnos� prenosu infekcie.
Základná premisa, z ktorej sa vychádza pri transplantáciách je, že zhoda v tkanivových
(HLA) antigénoch medzi darcom a príjemcom u�ah�í prijatie štepu a zabráni alebo aspo�
zmierni potransplanta�né imunitné reakcie. Opodstatnenie tohto predpokladu vychádza z
pozorovaní, že transplantát, ktorý pochádza od HLA-identického súrodenca príjemcovia
tolerujú, kým transplantát od nepríbuzného, HLA-rozdielneho darcu sa vždy odvrhne. �ím
vä�šia zhoda v HLA-molekulách, tým vä�šia pravdepodobnos� dlhšieho prežitia. Identifikácia
HLA-antigénov je známa pod pojmom tkanivová typizácia (tissue typing) a zahr�uje
sérologické aj celulárne metódy, ktoré v ostatnom �ase úspešne nahrádzajú metódy DNA-
typizácie. HLA-komplex je ve�mi zložitý genetický systém a nájdenie HLA-identickej
transplanta�nej dvojice je spojené s náro�nými nielen typiza�nými, ale aj organiza�nými
postupmi (tab. 16.2).
Po transplantácii organizmus vyvíja imunitnú reakciu s cie�om odvrhnú� transplantát/štep (v
praxi sa oba pojmy používajú ako synonymá). Ozna�uje sa ako rejekcia. Pod�a charakteru
transplantátu sa vyvinie bu� reakcia HvG alebo GvH. Pri reakcii HvG (host versus graft)
reaguje imunitný systém príjemcu proti transplanta�ným (tkanivovým = histokompatibilným)
antigénom štepu. Je to typická reakcia pri vä�šine transplantácií. Existujú tri základné typy
rejekcií: hyperakútna, akútna a chronická.
Hyperakútna rejekcia je charakterizovaná trombotickou oklúziou ciev štepu, ktorá sa
za�ína v priebehu minút (ešte po�as operácie) až hodín po tom, �o sa cievy štepu spoja
s cievami príjemcu, oby�ajne do 24 hodín a nevyhnutne vedie k strate štepu. Spôsobujú ju
vopred vytvorené protilátky v cirkulácii príjemcu, ktoré sa viažu na antigény v membránach
endotelových buniek štepu. Väzba protilátok na endotel aktivuje komplement a spolu
v membránach endotelových buniek štepu navodia množstvo zmien, ktoré podporujú
intravaskulárnu trombózu.
Najlepší príklad na hyperakútnu reakciu je rozdiel v ABO antigénoch medzi darcom a
príjemcom. Prirodzené aglutiníny, ktoré patria k triede IgM známej svojou ve�kou
schopnos�ou aktivova� komplement, sa v tomto prípade viažu na darcove antigény
exprimované v endotelových bunkách štepu. Dnes tento typ rejekcie vidíme len výnimo�ne,
pretože darca aj príjemca sa vyberajú tak, aby sa v ABO antigénoch zhodovali. Skôr sa
stretávame s rejekciou spôsobenou lymfocytotoxickými protilátkami triedy IgG namierenými
proti HLA-molekulám prvej triedy, ktoré sa nachádzajú na endotelových bunkách, príp.
protilátkami proti ich iným antigénom. Posledné dva typy protilátok sa u príjemcu môžu
174
vytvori� predchádzajúcimi transfúziami, graviditami �i neúspešnými transplantáciami. Ak je
titer týchto protilátok nízky, hyperakútna rejekcia sa vyvíja pomaly, v priebehu nieko�kých
dní. V tomto prípade hovoríme o akcelerovanej rejekcii aloštepu, protože jej za�iatok je
stále skorší ako typický za�iatok akútnej rejekcie. Aby k tomuto typu rejekcie nodochádzalo,
pred tranplantáciou sa kontroluje sérum od pacientov na prítomnos� takýchto protilátok a ak
sa zistí pozitivita (cross-match), transplantácia sa neuskuto�ní.
Akútna rejekcia, ktorá ak sa nezvládne imunosupresívnou terapiou, spôsobí odvrhnutie
štepu za nieko�ko mesiacov po transplantácii. Má dve fázy – aferentnú (incia�nú,
senzibiliza�nú) a eferentnú (efektorovú). Po�as aferentnej fázy pomocné T-lymfocyty
príjemcu rozpoznávajú HLA-molekuly darcu. T-lymfocyty sa aktivujú, diferencujú na TH1
efektorové bunky, ktoré produkujú cytokíny, najmä IL-2, IFN-γ, aktivujúc následne
cytotoxické T-lymfocyty, NK-bunky, makrofágy. Tieto potom v eferentnej fáze priamo alebo
prostredníctvom syntézy cytokínov (TNF, IL-1, lymfotoxín) poškodzujú darcove ter�ové
bunky.
Chronickú rejekciu zaprí�i�ujú v zásade tie isté mechanizmy ako pri akútnej rejekcii,
okrem celulárnych mechanizmov do hry vstupujú opä� aj protilátky. Ter�ové štruktúry, proti
ktorým sa imunitná odpove� zameriava, sú HLA-molekuly, v ktorých sa darca a príjemca
líšia. Je preto menej �astá u transplanta�ných dvojíc, ktoré sa zhodujú vo vä�šom po�te HLA-
molekúl. Epizódy akútnej rejekcie nazna�ujú preto na ve�mi pravdepodobný vývoj chronickej
rejekcie. Avšak chronická rejekcia sa môže vyvinú� aj pri najlepšej zhode v antigénoch HLA-
komplexu, zaprí�i�ujú ju imunitné reakcie namierené proti slabým histokompatibilným
antigénom (slabé histokompatibilné antigény predstavujú iné antigény transplantovaného
orgánu ako sú HLA-molekuly; patrí sem napr. sam�í antigén H-Y). Imunosupresívnou
terapiou sa nedá zvládnu� a v kone�nom dôsledku vedie k znefunk�neniu štepu. Ako rýchlo
sa odvrhne štep, závisí aj od neho samotného, najrýchlejšie sa odvrhnú p�úca, najneskôr
pe�e�, kým srdce a obli�ky sú niekde uprostred. Ter�ové štruktúry sú v jednotlivých orgánoch
tiež rozdielne, pri p�úcach je prí�inou znefunk�nenia obliterujúca bronchiolitída, pri pe�eni
obliterácia žl�ových kanálikov, pri srdci sú ter�om imunitného ataku koronárne artérie a pri
obli�kách sa pozoruje tubulová atrofia a intersticiálna fibróza.
Reakcia GvH (graft versus host) sa vyskytuje pri transplantácii imunokompetentných
buniek; v prvom rade ju môžeme pozorova� pri transplantácii krvotvorných buniek (TKB), na
druhom mieste pri transplantácii tenkého �reva, p�úc, niekedy aj pe�ene, pretože tieto
obsahujú tiež zna�né množstvo lymfatického tkaniva. Reagujú pri nej T-lymfocyty štepu proti
antigénom príjemcu. Existuje akútna a chronická GvH. Akútna GvH sa oby�ajne prejavuje
175
do dvoch mesiacov po transplantácii, chronická GvH je bu� plynulým prechodom akútnej
GvH alebo nastupuje samostatne.
Po�as rejekcií, aj HvG aj GvH, stúpa hladina solubilných HLA-molekúl, najmä prvej
triedy. Ich hladina odráža aktivitu imunitného systému, nekoreluje však s prežívaním štepu.
Predpokladá sa, že pri transplantáciách pe�ene zvýšené hladiny solubilných HLA-molekúl by
sa mohli podie�a� na indukcii tolerancie štepu.
Napokon sa treba zmieni� aj výnimkách z rejek�ných mechanizmov, kedy k rejekcii
nedochádza. V podstate ide o štyri možnosti – autológna a syngénna transplantácia,
transplantácia tkanív, ktoré neexprimujú histokompatibilné antigény (kosti, š�achy, chrupka)
a transplantácia do tzv. imununitne privilegovaného miesta, t.j. miesta, kde sa lymfocyty kvôli
fyziologickým bariéram nedostanú (napr. mozog).
Technická úrove� sú�asnej chirurgie umož�uje transplantova� prakticky ktorýko�vek
orgán �i tkanivo. Napriek tomu sa naj�astejšie stretávame s transplantáciami obli�iek a
transplantáciami kostnej drene.
16.1 Transplantácia obli�iek
Prvé úspešné transplantácie obli�iek sa uskuto�nili prakticky v rovnakom �ase - r. 1958 - v
Paríži a Bostone medzi jednovaje�nými dvoj�atami. V sú�asnosti sa darcovia naj�astejšie
h�adajú v rámci tzv. kadaverózneho transplanta�ného programu, kde je darcom práve zomretý
jedinec a v menšej miere v rámci rodín, kde najideálnejšími darcami sú HLA-identickí
súrodenci, menej už HLA-haploidentickí súrodenci �i rodi�ia. K základným požiadavkám pre
úspešnú transplantáciu patrí:
1. identita alebo kompatibilnos� v ABO systéme �ervených krviniek,
2. negatívny cross-match, t.j. sérum od príjemcu nesmie obsahova� antilymfocytotoxické
protilátky proti darcovým lymfocytom,
3. zhoda v najimunogénnejších HLA-antigénoch, resp. alelách, ktoré ich kódujú,
4. najkratší možný teplý a chladný ischemický �as.
Akonáhle sa odoberú darcovi obli�ky, hne� sa za�nú premýva� chladným špeciálnym
perfúznym roztokom. �as od odberu do za�atia perfúzie sa ozna�uje ako teplý ischemický
�as, ktorý by nemal presiahnu� 30 minút. �as perfúzie sa ozna�uje ako chladová ischémia a
nemá presiahnu� �as medzi 36-48 hodinami.
V praxi výber transplanta�nej dvojice darca-príjemca vyzerá tak, že chorí s terminálnym
zlyhaním obli�iek, ktorí �akajú na transplantáciu, sa vopred otestujú a zaradia na tzv. listinu
176
�akate�ov. Ak sa nájde kadaverózny darca, ur�ia sa mu HLA-molekuly/alely a v zozname
�akate�ov sa vyh�adá najideálnejší príjemca. Odobraná obli�ka potom putuje za svojím
príjemcom. Treba podotknú�, že všetky tímy podie�ajúce sa na transplantácii (neurologický,
ktorý konštatuje smr� darcu, odberový, ktorý odoberá obli�ky, chirurgický, ktorý uskuto�ní
transplantáciu a imunogenetický, ktorý robí HLA typizáciu a cross-match) pracujú nezávisle,
aby sa nemohli ovplyv�ova�.
Minimálne tak dôležité, ak nie dôležitejšie ako samotná HLA-typizácia a následný výber
transplanta�nej dvojice, je zistenie stup�a senzibilizácie príjemcu a v kone�nom dôsledku
ur�enie pozitivity alebo negativity testu cross-match. Senzibilizácia znamená, že príjemca je
imunizovaný HLA-molekulami a vytvára proti nim protilátky. K takejto situácii dochádza po
transfúziách krvi, po predchádzajúcich transplantáciách alebo graviditách. Prítomnos�
protilátok proti HLA-antigénom sa u �akate�ov zis�uje priebežne, na paneli 10 až 20 osôb so
známymi HLA-molekulami, �ím odhalíme celkový stupe� senzibilizácie. V prípade, že sa
nájde potenciálny darca, robí sa cross-match, t.j. zis�uje sa, �i má príjemca špecifické
protilátky reagujúcie s jeho HLA-molekulami.
Úspešnos� transplantácií sa hodnotí pol�asom prežitia transplantátu, �o je �as, ktorý
uplynie od doby transplantácie do doby, kedy polovica pacientov odvrhne svoj transplantát.
Pozitívny vplyv HLA-zhody na výsledok transplantácie obli�iek jasne dokumentujú
štatistické údaje európskej štúdie „Collaborative Transplant Study“ (CTS), zahr�ujúce
analýzu transplantácií 282 centier pre transplantáciu obli�iek. Výsledky ukazujú, že najlepší
pol�as prežitia majú HLA-identickí súrodenci (24 rokov), nasledovaní HLA-haploidentickými
dvojicami (súrodenci, rodi�ia – deti; 11 rokov). Najhoršie výsledky sa dosahujú v
kadaveróznom programe, kde sa darca a príjemca líšia v oboch haplotypoch (7,5 rokov) (obr.
16.1). Trend výhodnosti HLA-zhody na pol�as prežitia zostáva zachovaný aj pri druhej
a tretej retransplantácii. Význam HLA-identity sa prejavuje nielen na dlhšom prežívaní
transplantovanej obli�ky, ale aj na pred�žení života pacienta.
Zavedením cyklosporínu A (CsA) do imunosupresívnej lie�by r. 1984 sa za�ala tzv.
cyklosporínová éra. CsA je ve�mi ú�inné imunosupresívum, ktoré potlá�a aktiva�ný proces
v T-lymfocytoch. Jeho podávanie výrazne ovplyvnilo výsledky transplantácií obli�iek, najmä
v prvom roku po transplantácii. Percento prežívania obli�iek sa vo všetkých troch skupinách
transplantovaných pacientov k sebe priblížilo. Za�al sa preto presadzova� názor, že výber
páru darca-príjemca sa nemusí riadi� na základe identity v HLA-molekulách. Pri
dlhodobejšom sledovaní a analýze sa však zistilo, že krivky prežívania sú v podstate rovnaké
177
ako v predcyklosporínovej ére. CsA teda neodstránil potrebu výberu transplanta�nej dvojice
na podklade zhody v HLA-molekulách.
Pol�as prežitia pri HLA-identických súrodencoch sa v sú�asnosti pohybuje okolo 25 rokov,
v kadaveróznom programe okolo 7 rokov. Ke�že HLA-identického darcu má len približne 25
% všetkých potencionálnych príjemcov, je jasné, že naprostá vä�ina je odkázaná na získanie
obli�ky od kadaverózneho darcu. Môžeme si preto položi� otázku, �i pol�as prežitia 7 rokov
je dos� �i málo. Ke� sa na problém pozrieme z h�adiska mladého �loveka, ktorý kon�í školu,
zakladá si rodinu, za�ína profesionálnu kariéru, ur�ite perspektíva by� každých 7 rokov
retransplantovaný, nie je uspokojujúca. Treba pripomenú�, že retransplantát má kratšiu dobu
prežitia než prvý. Ako teda treba pristupova� k výberu transplanta�nej dvojice, aby sme sa
priblížili k úrovni prežívania pri HLA-identických súrodencoch? Odpove� je síce
jednoduchá, ale nie tak celkom �ahko realizovate�ná: pár darca-príjemca treba vybera� tak,
aby sa zhodovali v najimunogénnejších antigénoch HLA-komplexu a sú�asne sa použili
prostriedky modernej imunosupresie.
HLA-molekuly z h�adiska imunogénnosti nie sú rovnaké. Z antigénov prvej triedy
najimunogénnejšie sú HLA-B, potom HLA-A a napokon HLA-C. Podobne možno zoradi� aj
antigény druhej triedy - HLA-DR > HLA-DQ > HLA-DP. Antigény HLA-C a HLA-DP sú
ve�mi slabé imunogény, pravdepodobne pre svoj nízky po�et na povrchu buniek. Pri
primárnej stimulácii navodia len nepatrnú imunitnú odpove�, a preto sa v klinickej praxi pri
transplantáciách neberú do úvahy. Antigény HLA-DQ sú síce imunogénne, ale pretože gény,
ktoré ich determinujú, sú vo ve�mi tesnej väzbovej nerovnováhe s génmi kódujúcim antigény
HLA-DR, sta�í ur�ova� iba polymorfnejšie HLA-DR; ak sa totiž daná dvojica zhoduje v
HLA-DR antigénoch, s ve�kou pravdepodobnos�ou bude identická aj v HLA-DQ. Z toho
vyplýva, že pre klinický transplanta�ný program sú najdôležitejšie antigény, ktoré
determinujú alely lokusov HLA-DR, HLA-B a HLA-A, pri�om ich validita z h�adiska
imunogénnosti je odstup�ovaná: HLA-DR >HLA-B >HLA-A.
Z poznatkov o imunogénnosti HLA-antigénov vychádza program United Network for
Organ Sharing (UNOS), ktorý zaviedli v USA r. 1987. Základná zásada tohto programu
spo�íva v tom, že príjemca má dosta� obli�ku od darcu, ktorý sa s ním zhoduje v antigénoch
HLA-DR, -B, -A, tzv. 6-antigénovo zhodný transplantát. Po�et pacientov - �akate�ov, ktorí
majú by� centrálne registrovaní v po�íta�ovej databáze transplanta�nej spolo�nosti, má
dosahova� po�et približne 16 000, kedy štatistická pravdepodobnos� získania 6-antigénovo
zhodného štepu je 33 % a 4-antigénovo zhodného štepu (identita v HLA-DR a HLA-B) 41 %,
�o dokopy predstavuje 74 % pacientov, ktorí majú možnos� získa� pomerne „ideálny“ štep.
178
Z uvedených dôvodov sa národné transplanta�né spolo�nosti združujú na nadnárodné, �ím sa
listina �akate�ov podstatne rozširuje.
Moderná imunosupresia sa opiera o používanie nových ú�inných prípravkov. Okrem
cyklosporínu A sa treba zmieni� o novších, ešte ú�innejších látkach. Sú to FK506, rapamycín,
kyselina fykomykolová a deoxyspergualín. Pôsobia podobne ako CsA, ale ich ú�inok je 10 až
100 násobne vyšší. Základná schéma spo�íva v podávaní trojkombinácie, t. j. cyklosporín A +
azathioprin + prednizolon. Na zvládnutie akútnej rejekcie sa podávajú kortikosteroidy. Ak
rejekcia neustupuje, podáva sa antitymocytový globulín. Pri lie�be chronickej rejekcie sú
kortikosteroidy neú�inné.
V ostatnom �ase sa na potlá�anie imunitnej odpovede za�ali používa� monoklonové
protilátky. Najú�innejšie sú proti ε-re�azcu molekuly CD3, ktorá je sú�as�ou antigénového
receptora T-lymfocytov, proti CD2, ktorý hrá dôležitú úlohu v aktivácii T-lymfocytov, proti
receptoru pre interleukín-2, konkrétne jeho re�azcu p55, tzv. anti-Tac protilátky, proti
adhezívnej molekule anti-LFA-3 a pod.
Výsledky transplantácie obli�iek v rámci 6-antigénovo zhodného štepu a modernej
imunosupresie sú ve�mi dobré: pol�as prežitia sa odhaduje na 12-15 rokov (obr. 16.2).
Podobný pozitívny trend sa pozoruje aj pri druhých retransplantáciách. Pri tretej alebo �alšej
transplantácii sa efekt HLA-zhody už vytráca.
Potransplanta�né komplikácie ovplyv�ujú úspešnos� transplantácie. Môžu by� rôzne.
Komplikácie imunosupresívnej lie�by sú jednak z priameho negatívneho pôsobenia lie�iv a
jednak z potla�enia imunity. Aj ke� je Cyklosporín A ve�mi úspešné imunosupresívum, má
nepriaznivé ve�ajšie ú�inky, najmä nefrotoxickos�, a preto sa jeho hladiny musia neustále
sledova�. Celková doba jeho podávania nemá presiahnu� 9 mesiacov. Azathioprin pôsobí
tlmivo na kostnú dre�, preto treba u pacientov sledova� po�ty leukocytov a trombocytov.
Výsledkom potlá�ania imunity môžu by� infek�né komplikácie, nebezpe�né sú najmä
cytomegalovírusové infekcie. Neskorou komplikáciou sú malignity - incidencia lymfómov je
u transplantovaných jedincov až 40-krát �astejšia ako v bežnej populácii. Pacienta ohrozuje aj
infarkt myokardu, �o sa dáva do súvisu s hypertenziou, hypertriglyceridémiou alebo diabetom
rezistentným na inzulín, �o sú stavy prítomné ešte pred samotnou transplantáciou a zhoršujú
sa pri terapii steroidmi. Nakoniec sa pacientovi môže vráti� pôvodná choroba, najmä ak bola
podmienená autoimunitnými mechanizmami.
179
16.2 Transplantácia krvotvorných buniek
Druhú významnú oblas� sú�asnej klinickej transplantácie predstavujú transplantácie
krvotvorných buniek (TKB), reprezentovaných bu� transplantáciou kostnej drene (TKD)
alebo samotných pluripotentných kme�ových buniek získaných z kostnej drene, periférnej
krvi, resp. prítomných v pupo�níkovej krvi. Po�et TKB z roka na rok stúpa, pri�om sa mení aj
diagnostické spektrum. Kým do r. 1978 sa transplantovalo najmä kvôli nemalígnym
ochoreniam, po tejto dobe hlavné choroby, kde TKB prichádza do úvahy ako lie�ebná
metóda, predstavujú leukémie. Z iných diagnóz sa môžeme zmieni� o imunodeficienciách,
metabolických, genetických chorobách a v neposlednom rade aj o lie�be choroby z ožiarenia
(tab. 16.3).
Výber darcu pre TKB sa odlišuje od výberu pre transplantácie obli�iek v tom, že je snaha
dodrža� identitu vo všetkých HLA-antigénoch prvej aj druhej triedy. V opa�nom prípade sa
totiž vyvíja choroba z reakcie štepu proti hostite�ovi, ktorá môže kon�i� aj smr�ou pacienta.
Najideálnejšie sa h�adá darca v rámci rodiny; takýto súrodenec sa vyskytuje približne len v 20
až 30 %. Vzniká otázka, �o so zostávajúcimi pacientami, ktorí HLA-identického súrodenca
nemajú. Ako darca v takýchto prípadoch prichádza do úvahy HLA-identite sa približujúci
�len rodiny (naj�astejšie rodi�ia, ktorí sú so svojimi de�mi haploidentickí) alebo nepríbuzný
darca, ktorý je s príjemcom HLA-fenotypovo identický (predovšetkým v antigénoch HLA-A,-
B a -DR). Vo svete existujú banky kostnej drene, ktoré registrujú dobrovo�níkov ochotných
darova� kostnú dre�. Je logické, že �ím vyšší bude po�et potenciálnych darcov, tým lepší
bude výber. Prvý register dobrovo�ných darcov kostnej drene bol vytvorený v r. 1970 v
Leidene (Holandsko), sledovaný registrom Anthonyho Nolana v Anglicku. Postupne sa
vytvorili aj �alšie národné registre, ktoré sa v sú�asnosti združili a vytvorili spolo�ný
(európsky) register so sídlom v Leidene (Bone Marrow Donors Worldwide). Za�al fungova� v
r. 1989 s po�tom 156 000 darcov z 8 krajín a v sú�asnosti už eviduje viac ako 8 miliónov
potenciálnych dobrovo�ných darcov (vrátane Slovenska). V sú�asnosti situácia vypadá tak, že
v kaukazoidnej populácii je prakticky pre každého chorého pod 35 rokov šanca nájs�
vhodného darcu a minimálne 75 % pravdepodobnos� nájdenia takéhoto darcu u chorých nad
35 rokov. Veková hranica 35 rokov sa zakladá na klinických skúsenostiach, že u mladých
pacientov je GvHD miernejšia a imunosupresívnou lie�bou ju možno zvládnu� aj pri rozdiele
v jednom HLA-antigéne.
TKD sa za�ína prípravou chorého približne 10 dní pred jej uskuto�nením. Leukemický
pacient sa podrobí intenzívnej chemorádioterapii (cyklofosfamid a celotelové ožiarenie; v
prípade, že nie je možnos� celotelového ožiarenia, predpríprava chorého sa zakladá na
180
podávaní busulfanu s cyklofosfamidom) a na zabránenie infekcií sa podávajú antibiotiká a
antimykotiká. Darcova kostná dre� sa príjemcovi podá vo forme intravenóznej aplikácie, v
prípade ve�mi malých detí intraperitoneálne. Potrebné množstvo kostnej drene sa pohybuje
medzi 108 až 109 jadrových buniek na 1 kg hmotnosti príjemcu.
Po transplantácii kostnej drene ohrozuje pacienta najmä reakcia GvH a infekcie. GvH môže
by� bu� akútna alebo chronická. Akútnu GvH spôsobuje prenos zrelých T-lymfocytov
darcu, ktoré reagujú proti HLA-antigénom príjemcu. Po transplantácii krvotvorných buniek sa
iniciálna proliferácia darcových T-lymfocytov odohráva najmä v pe�eni a slezine, �o sa
prejaví ako hepatosplenonomegália a poškodenie ich funkcie. V pe�eni sa postupne vyvíja
hepatálna insuficiencia a v slezine poškodenie môže dosiahnu� rozsah aký vídame
u splenektomovaných pacientov - transplantovaní sú náchylní na vznik infekcií opúzdrenými
baktériami, najmä Streptococcus pneumoniae. T-lymfocyty masívne infiltrujú aj kožu a stenu
�reva, �oho výsledkom je vznik dermatitídy, v �ažkých prídadoch až exfoliatívnej, objavenie
sa hna�iek, v �ažkých prípadoch môže dôjs� aj k perforácii �reva. Choroba spôsobená GvH-
reakciou sa ozna�uje skratkou GvHD (GvH disease) a pod�a svojej intenzity GvHD ju možno
zatriedi� do štyroch stup�ov - stupe� I je najmiernejší a nevyžaduje lie�bu, stupe� II sa
ozna�uje ako mierny, stupe� III ako závažný a stupe� IV zahr�uje život ohrozujúcu reakciu.
Po�iato�ná lie�ba pre stupe� II až IV spo�íva v podávaní metylprednizolonu. Pacienti, ktorí
na túto lie�bu neodpovedajú, majú zlú prognózu. Chronická GvH nastupuje po 3 až 12
mesiacoch od TKB a to bu� ako priamy prechod akútnej GvH, alebo po krátkej prestávke po
predchádzajúcej akútnej GvH. Môže nastupova� aj samostatne, t.j. bez predchádzajúcich
príznakov GvH. Chronická GvH už ide na ú�et vyvinutých T-lymfocytov z kme�ových
buniek darcu. Okrem týchto orgánov postihuje �alej o�i, pažerák, svaly, serózne membrány a
p�úca. Chronická GvH reakcia je v podstate autoimunitné ochorenie podmienené poruchou
indukcie tolerancie darcových T-lymfocytov v týmuse príjemcu (týmus je ter�ovým orgánom
akútnej GvH, �ím tiež dochádza k jeho poškodeniu). Táto skuto�nos� sa odráža aj v
nomenklatúre, kde sa navrhuje túto reakciu ozna�ova� ako imunitnú chorobu asociovanú s
transplantáciou kostnej drene. Klinicky sa podobá sklerodermii, lichen planus,
Sjögrenovmu syndrómu, SLE, reumatoidnej artritíde a primárnej biliárnej cirhóze. Chronická
GvHD je prognosticky horšia, ak má progresívny za�iatok, t.j. predchádza jej akútna GvH,
alebo za�ína pred stým d�om po uskuto�nenej TKB, ak je postihnutých viacero orgánov,
po�et trombocytov je pod 100 000 na 1 mm3 a ak primárne použitá lie�ba nie je ú�inná.
181
Incidencia akútnej GvH sa pohybuje medzi 30 až 60 %, chronickej 30 až 50 % u pacientov,
ktorí dostali kostnú dre� od HLA-identického darcu (v tomto prípade za indukciu GvH-
reakcie zodpovedajú slabé histokompatibilné antigény). Incidencia GvH sa zvyšuje pri HLA-
inkompatibilite, �alej s vekom a pri transplantáciách, u ktorých je darcom žena. Túto zvýšenú
incidenciu možno vysvetli� reaktivitou T-lymfocytov darkyne proti sam�iemu
histokompatibilnému antigénu H-Y.
Imunosupresívna terapia pri TKB spo�íva naj�astejšie v kombinácii lie�iv metotrexát,
cyklosporín A, prednison, v dvoj- alebo v trojkombinácii. Ke�že cyklosporín A tlmí syntézu
IL-2, ktorý je nevyhnutný na indukciu regula�ných T-lymfocytov, odporú�a sa v ostatnej
dobe namiesto neho používa� imunosupresíva, ktoré syntézu IL-2 neinhibujú, napr.,
rapamycín, mykofenolát mofetil, príp. iné. Na zvládnutie chronickej GvH, ktorá neodpovedá
na klasické imunosupresíva, sa s úspechom požíva thalidomid, ktorý potlá�a syntézu IL-12
a tak inhibuje diferenciáciu naivných do efektorových TH1-lymfocytov. Podstatné však je, že
po ujatí sa transplantátu možno s imunosupresívnou terapiou presta�, nie je viac potrebná. To
je podstatný rozdiel oproti transplantácii obli�iek, kde je imunosupresia prakticky celoživotná.
Snaha zabráni� GvH reakcii viedla k tomu, že sa z podávanej kostnej drene vopred
odstránili T-lymfocyty ako nositelia potransplanta�nej reakcie. Takto sa vskutku znížila
incidencia a akútnos� GvH. Neskoršie skúsenosti však ukázali, že v takýchto prípadoch sa
pacientom �astejšie vracia pôvodná choroba, t.j. leukémia. T-lymfocyty, ktoré sa nachádzajú
v transplantovanej dreni sú totiž schopné rozpozna� a likvidova� reziduálne leukemické
bunky pacienta. Táto reakcia sa ozna�uje GvL - Graft versus Leukemia. Potvrdzujú to aj
štatistické údaje - pacienti, ktorí neprekonali ani akútnu ani chronickú GvH mali vyššiu
incidenciu recidívy leukémie ako pacienti, ktorí vyvinuli GvH – 73 % oproti 39 %. Podobne
sa vysvet�uje rejekcia transplantovanej kostnej drene, z ktorej sa predtým odstránili T-
lymfocyty. Je pravdepodobné, že v transplantovanom inokulu kostnej drene u�ah�ujú jej
prijatie zni�ením tých hostite�ských buniek, ktoré zodpovedajú za rejekciu a uvo��ovaním
cytokínov (rastových faktorov CSF) podporujú rast a diferenciáciu hematopoetických buniek.
Z infekcií sú transplantovaní pacienti najviac ohrozovaní intersticiálnou pneumóniou, ktorú
vyvoláva cytomegalový vírus (CMV). Približne 15 až 20 % pacientov vyvíja túto
potransplanta�nú komplikáciu, ktorá je nebezpe�ná tým, že doteraz neexistuje efektívna
lie�ba, ktorá by likvidovala CMV - až 90 % pacientov zomiera. Z iných infekcií sa vyskytujú
ochorenia vyvolávané vírusmi herpes simplex a herpes zoster. Okrem týchto najzávažnejších
infekcií sú pacienti ohrozovaní aj inými mikroorganizmami, a preto sa po transplantácii
izolujú v aseptických boxoch (life islands). S cie�om skráti� potransplanta�né rizikové
182
obdobie sa transplantovaným podávajú hematopoetické rastové faktory, najmä GM-CSF,
ktorý podporuje rýchlejšie dozrievanie neutrofilov.
Úspešnos� TKB je závislá od mnohých faktorov. Najlepšie výsledky sa dosahujú pri
imunodeficientnych chorobách a anémiách, u ostatných sa úspešnos� pohybuje okolo 30 - 60
% (tab. 16.4). Ujatie štepu sa prejaví vzostupom po�tu bielych krviniek v periférnej krvi
a objavením sa prekurzorových buniek v kostnej dreni približne 10 až 20 dní po
transplantácii. Rýchlos� hematopoetickej rekonštitúcie závisí od mnohých faktorov, vrátane
predchádzajúcej chemoterapie, predprípravného režimu (conditioning), GvHD a infekcií.
Návratnos� funkcií imunitného systému je pomalšia, ke� sú darca a príjemca HLA-rozdielni
v porovnaní s HLA-identickou dvojicou a tak isto ak ide o kostnú dre� zbavenú T-
lymfocytov. Najprv sa navracia po�et a funkcia NK-buniek, potom lymfocytov CD8+, neskôr
CD4+; pomer medzi lymfocytmi CD4+ a CD8+ sa normalizuje až po jednom roku, dovtedy
je posunutý v prospech lymfocytov CD8. Po�ty a funkcia B-lymfocytov sa vracajú
najpomalšie, medzi 9 až 12 mesiacmi, u niektorých aj neskôr, �o si vyžaduje substitu�nú
imunoglobulínovú terapiu (obr. 16.3). Z uvedenej rekonštitúcie vyplýva potom aj o�kovacia
prax. Po prvom roku po uskuto�nenej transplantácii sa odporú�a o�kova� iba usmrtenými,
podjednotkovými alebo rekombinantnými o�kovacími látkami a to aj u pacientov, u ktorých
je prítomná chronická GvHD. Po druhom roku sa už môže pristúpi� aj k o�kovaniu živými
vakcínami, za predpokladu, že pacienti nemajú známky chronickej GvHD.
�oraz viac sa namiesto transplantácie kostnej drene za�ína využíva� transplantácia
samotných kme�ových buniek. Pluripotentné kme�ové bunky vlastnia znak CD34, �o
umož�uje ich izoláciu. Z kostnej drene sa ich darí získa� v množstve v priemere 1,68 % zo
všetkých izolovaných mononukleových buniek, z periférnej krvi 0,15 % a z pupo�níkovej
krvi asi 0,83 %. Na zvýšenie po�tu kme�ových buniek sa používajú mobiliza�né metódy; sú
vypracované aj metódy na pomnoženie kme�ových buniek in vitro vplyvom rastových
faktorov a ich následnej aplikácie chorému. Na úspešnú transplantáciu je potrebných 2 až 3 .
106 CD34+-buniek na kilogram hmotnosti.
Izolácia kme�ových buniek je pomerne náro�ná metóda, a preto sa v praxi skôr presadzuje
transplantácia pupo�níkovej krvi, pretože táto je pomerne bohatá na kme�ové a progenitorové
bunky alebo bunky v diferencia�nom procese na zrelé krvné bunky. Hematopoetické
kme�ové bunky pochádzajú zo ž�tkového vaku a najprv sa usíd�ujú vo fetálnej pe�eni. Pe�e�
je principiálnym miestom hematopoézy v druhom trimestri gravidity. Neskôr funkciu
krvotvorného orgánu preberá kostná dre�. Kme�ové bunky preto postupne krvnou cestou
183
migrujú z pe�ene do kostnej drene, �o je aj prí�ina ich zvýšeného výskytu vo fetálnej a teda aj
v pupo�níkovej krvi. Transplantáciu pupo�níkovej krvi spevádza nižší výskyt GvH-reakcie,
resp. miernejší priebeh GvHD. Je to podmienené vyšším výskytom ešte nediferencovaných
pomocných T-lymfocytov v pupo�níkovej krvi, prevažujú naivné. Túto výhodu na druhej
strane prekrýva nevýhoda nižšej ú�innosti GvL-reakcie a následnej vä�šej frekvencie
relapsov. TPB je preto vhodná najmä pre pediatrických pacientov a pre nemalígne diagnózy.
Organizácia, ktorá sa stará o zber, skladovanie, vytváranie registra darcov pupo�níkovej krvi
a pod. sa nazýva Eurocord.
Zvyšujúci trend má aj autológna transplantácia kostnej drene (TKD), z ktorej sa predtým
odstránili leukemické bunky (tab. 16.3). Hlavnou výhodou autológnej oproti alogénnej TKD
je vyššia ú�innos� prijatia štepu, neprítomnos� GvHD, odpadá nutnos� h�adania HLA-
identického darcu a vyhne sa aj prípadnému prenosu vírusovej infekcie z darcu na príjemcu.
K nevýhodám autológnej TKD patrí potenciálna prítomnos� kontaminujúcich nádorových
buniek, chýbanie pozitívnej úlohy GvL-reakcie a skuto�nos�, že u niektorých chorých už ich
vlastná kostná dre� nie je dostato�ne funk�ná na to, aby po transplantácii zabezpe�ila
hematopoetickú rekonštitúciu organizmu.
16.3 Transplantácia iných orgánov a tkanív
Transplantácie srdca celosvetovo pribúdajú. Naj�astejšími indikáciami pre transplantácie
srdca sú idiopatická kardiomyopatia a difúzna ischemická choroba, menej �asto prichádzajú
do úvahy kongenitálne abnormality. Pri výbere dvojice darca - príjemca sa HLA-molekuly
z technických prí�in neur�ujú, aj ke� retrospektívne štúdie poukazujú aj tu na lepšie
prežívanie štepu ak bol darca s príjemcom HLA-identický, resp. sa HLA-identite približoval,
a to aj napriek intenzívnejšej imunosupresívnej terapii v porovnaní s príjemcami obli�iek.
Uvádza sa napr. 90 % prežívanie štepu pri jednej HLA-DR inkompatibilite oproti 65 % pri
rozdieloch v oboch HLA-DR antigénoch po�as 1000 dní od úspešnej transplantácie. Dôležité
je zis�ovanie prítomnosti cytotoxických protilátok proti lymfocytom darcu, pretože pozitivita
znižuje d�žku prežívania štepu. Najvä�ším potransplanta�ným problémom je zvýšený proces
arteriosklerózy koronárnych ciev v transplantovanom srdci, ktorý je hlavou prí�inou smrti u
pacientov, ktorí prežívajú viac ako jeden rok. Nemenej závažné sú aj infekcie vyvolávané
CMV a zvýšený výskyt malignít, ktoré sú ve�mi agresívne. V sú�asnosti sa d�žka prežívania
po transplantácii srdca uvádza 71 % po jednom roku od transplantácie a 42 % po štyroch
rokoch.
184
Indikáciami transplantácií pe�ene sú najmä chronické hepatopatie (cirhózy), nádory a
fulminantné hepatocelulárne insuficiencie spôsobené vírusmi hepatitídy alebo lie�ivami.
Transplantácie pe�ene sa do ur�itej miery vymykajú z obrazu, ktorý pozorujeme pri
transplantáciách iných orgánov. Rejekcie vôbec sú menej �asté a �ahšie kontrolovate�né.
Predovšetkým sa tu nepozoruje rejekcia podmienená pôsobením protilátok, dokonca aj
hyperakútna rejekcia je výnimo�ná; navyše, transplantovaná pe�e� „chráni“ pred odvrhnutím
aj �alšie aloštepy. Relatívnu rezistenciu pe�ene pred rejek�nými mechanizmami možno
�iasto�ne vysvetli� aj schopnos�ou Kupfferových buniek pohlcova� a degradova�
imunokomplexy pozostávajúce z cytotoxických protilátok príjemcu a HLA-antigénov darcu,
ktoré transplantovaná pe�e� aktívne secernuje do krvného obehu. Podobným mechanizmom
bráni pe�e� rejekcii iného sú�asne transplantovaného orgánu, napr. obli�iek.
Z imunogenetického h�adiska výber páru darca - príjemca na podklade identity v antigénoch
HLA-komplexu nie je potrebný. Štatistické údaje nepoukazujú na lepšie prežívanie
kompatibilných než inkompatibilných štepov. Dokonca sa udáva, že HLA-identita je horšia,
najmä v prípadoch, kedy pôvodná pe�e� bola poškodená autoimunitným procesom. Prí�ina
zanedbate�ného efektu HLA-inkompatibility môže spo�íva� jednak v tom, že hepatocyty
postrádajú HLA-molekuly, jednak v pôsobení Kupfferových buniek ako „odpadovej jamy“
pre vznikajúce imunokomplexy a jednak v jej ohromnej regenera�nej schopnosti.
Nevýhodnos� HLA-zhody pri transplantáciách pe�ene pre poškodenie pe�ene
z autoimunitných dôvodov (napr. primárna biliárna cirhóza) sa vysvet�uje principiálnou
úlohou HLA-molekúl v indukcii autoimunitných procesov – HLA-molekuly
v transplantovanej pe�eni budú opä� po ur�itej dobe prezentova� rovnaké autoantigény ako
HLA-molekuly v pôvodnej pe�eni príjemcu a tak opä� indukova� autoimunitný proces.
Napriek tomu, že sa po transplantácii pe�ene nestretávame s vážnymi reakciami HvG typu,
je zaujímavé, že sa pozoruje GvH reakcia. Je to podmienené tým, že transplantovanou
pe�e�ou sa prenesú po�etné bunky imunitného systému darcu, ktoré potom reagujú s
antigénmi príjemcu. GvHD sa naj�astejšie prejaví ako hemolytická anémia, ak sa darca a
príjemca líšia v krvných skupinách. Preto pri transplantácii pe�ene sa odporú�a dodrža� ABO
identitu (A→ A; B→ B; AB→ AB), ktorá je takto výhodnejšia ako kompatibilita (O → A; O
→ B; O → AB; A → AB; B → AB), resp. inkompatibilita. Najlepšie prežívanie transplantátu
majú chorí s krvnou skupinou O.
Po transplantácii sa pe�e� stáva chimérovým orgánom. Kupfferove bunky sa v transplantáte
nahradzujú príjemcovými, podobne aj dendritové bunky v portálnom obehu. Hepatocyty,
bunky žl�ovodov a endotelové bunky zostávajú pôvodné, t.j. darcovské. Pe�e� produkuje
185
množstvo sérových proteínov (zložky komplementu, α1-antitrypsín, haptoglobín a i.), ktoré
zostávajú darcovského pôvodu, organizmus príjemcu sa pravdepodobne mechanizmom
nadprahovej dávky (tzv. imunitná paralýza) stáva vo�i nim tolerantný.
Z technického h�adiska je zaujímavé, že nie je potrebné transplantova� celý orgán, sta�í
jeho �as�, naj�astejšie �avý lalok. Táto skuto�nos� sa potom využíva na odber �asti pe�ene od
žijúceho darcu - rodinného príslušníka (�asté najmä v Japonsku), najmä pri transplantáciách
pe�ene u detí.
Celosvetovo sa urobilo už nieko�ko stovák transplantácií pe�ene, d�žka prežívania sa
pohybuje od 70 do 90 % v 6. mesiaci a od 60 do 85 % po troch rokoch od transplantácie.
Transplantácia pankreasu má úspešnos� okolo 90 až 95 % v prvom roku po
transplantácii.Vä�šina transplantácií (90 %) sa kombinuje so sú�asnou transplantáciou
obli�iek u diabetikov, ktorí majú zlú renálnu funkciu. Prežívanie štepu závisí od stup�a HLA-
zhody medzi darcom a príjemcom. Robí sa už aj transplantácia izolovaných pankreatických
ostrov�ekov, aj ke� ich izolácia u �loveka nie je tak jednoduchá. Transplantácia aj pankreasu
aj Langerhansových ostrov�ekov sa �asto komplikuje návratom diabetes mellitus.
Transplantácia rohovky je terapeutickou metódou chorôb rohovky, ktoré kon�ia slepotou
už viac ako 40 rokov. Po�et transplantácií rohoviek dosahuje celosvetovo mnohotisícové �íslo
ro�ne. Zdrojom sú rohovky od zomretých. Výsledky transplantácií sú vynikajúce, ak základné
ochorenie predstavujú dystrofické zmeny rohovky, napr. keratokonus. Vo všetkých ostatných
prípadoch naj�astejšou prí�inou neprijatia štepu je rejekcia. Štatistické údaje poukazujú na 96
% prežívanie transplantátu u pacientov s keratokonusom oproti 64 % s inými diagnózami po 5
rokoch od uskuto�nenej transplantácie. Prí�inou rejek�ných mechanizmov je inkompatibilita
v HLA-antigénoch medzi darcom a príjemcom. Pôvodne sa HLA-antigény na epitelových a
strómových bunkách rohovky nedarilo zisti�. Dnes, pri použití citlivejších metodík, je ich
prítomnos� jednozna�ne dokázaná. Vychádzajúc z týchto skuto�ností odporú�a sa pri
transplantáciách rohovky vybera� transplanta�nú dvojicu na podklade identity v HLA-
molekulách. Týka sa to najmä tých pacientov, u ktorých základná choroba viedla k
vaskularizácii rohovky (pri popáleninách alebo chronických vírusových infekciách) alebo už
prekonali viaceré transplantácie. Sú�asné výsledky ukazujú, že transplantácia cez HLA-
bariéru spôsobuje 2,4-krát �astejšie rejekcie oproti HLA-identite medzi darcom a príjemcom.
Po�et prežívajúcich štepov je 91:78 % po troch rokoch od úspešnej transplantácie. Zaujímavé
je, že potransplanta�ná lokálna lie�ba glukokortikoidmi sa ukazuje by� výhodnejšia ako
podávanie cyklosporínu A.
186
Pri výpo�te uskuto��ovaných transplantácií nemožno obís� transplantácie kože a kostí.
Koža je ve�mi bohatá na histokompatibilné antigény, a preto výber páru darca - príjemca by
sa mal riadi� na podklade zhody v HLA-molekulách. Ke� však berieme do úvahy konkrétnu
situáciu, kedy sa transplantácia kože vä�šinou uskuto��uje, t.j. pri popáleninách, musíme
vychádza� zo skuto�nosti, že rozsiahle popáleniny spôsobujú imunosupresiu. Za týchto
okolností môžeme preto transplantova� aj alogénnu, HLA-inkompatibilnú kožu, ktorá sa síce
odvrhne, ale dovtedy slúži ako vynikajúca mechanická bariéra pred rozsiahlymi infekciami.
Koža pochádza z kadáverov, odberá sa hne� po smrti a do doby použitia sa skladuje
v tekutom dusíku. Menšie kožné defekty sa riešia autotransplantáciou, prenosom kožného
štepu z iného miesta tela, takže vyh�adávanie HLA-identického darcu sa deje iba zriedka.
Transplantácia kostí nenaráža z imunogenetického h�adiska na nijaké problémy, pretože
kosti, ako aj väzivá a chrupky neobsahujú histokompatibilné antigény, �ím je imunitný systém
zbavený svojich induk�ných i ter�ových štruktúr.
V ostatných rokoch sme svedkami aj transplantácie nervového tkaniva pri niektorých
degeneratívnych ochoreniach CNS, napr. pri Parkinsonovej chorobe. HLA-molekuly sa na
neurónoch nenachádzajú, hoci na astrocytoch a gliómových bunkách v ur�itom množstve áno.
Chýbanie HLA-antigénov na transplantovanom nervovom tkanive je predpokladom jeho
dlhodobého prežívania.
187
17 IMUNOLÓGIA HUMÁNNEJ REPRODUKCIE. IMUNITNÝ SYSTÉM PLODU, NOVORODENCA A KOJENCA. STARNUTIE A IMUNITA.
17.1 Implantácia zárodku
Sliznica maternice sa v poovula�nej fáze každého menštrua�ného cyklu pripravuje na prijatie
oplodneného vají�ka. Morfologickým prejavom tejto prípravy je premena buniek väzivovej
�asti endometria na ve�ké, okrúhle deciduové bunky, v ktorých cytoplazme je ve�a
glykogénu. Po oplodnení vají�ka v ampula tubae uterinae sa za�ne jeho delenie - brázdenie.
Nahromadením vä�šieho množstva buniek - blastomér - vznikne útvar, ktorý ozna�ujeme ako
morula. Povrchovejšie uložené blastoméry moruly sa usporiadajú na spôsob epitelovej
vrstvy, kým uprostred uložené bunky tvoria centrálny bunkový uzlík. Tým sa už zav�asu
zárodok rozlíši na dve oblasti - povrchovú, ktorú ozna�ujeme ako trofoblast (trofé = výživa)
a centrálnu, �iže embryoblast. V mieste, kde nastáva tesný kontakt trofoblastu so sliznicou, sa
bunky trofoblastu zvä�šia a rozmnožia. Postupne možno na trofoblaste rozpozna� dve vrstvy -
jednak vrstvu zloženú z ohrani�ených buniek, ktoré bezprostredne obklopujú zárodok -
cytotrofoblast a jednak vonkajšiu vrstvu epitelu, ktorá vznikla splývaním jednotlivých buniek
- syncytiotrofoblast. V pokro�ilejších štádiách nazývame vonkajší obal zárodku choriová
membrána. Z nej za�nú postupne vybieha� bunkové výbežky - choriové klky, ktoré
obsahujú fetálne cievy. Od konca druhého mesiaca gravidity sa pod plodovou komorou za�ína
ohrani�ova� oblas� budúcej placenty. Až do tohto obdobia má chorion (villi choriales), ešte
vyvinuté klky po celom svojom obvode, neskôr sa intenzívnejšie vyvíjajú len na strane
obrátenej proti spodine plodovej komory, kým v ostatných �astiach postupne miznú. Z �asti
hypertrofovanej sliznice a z príslušnej �asti choria vzniká postupne osobitný orgán - placenta,
ktorá zabezpe�uje tesné spojenia matky s jej vyvíjajúcim sa plodom.
Vnútorná vrstva vilózneho cytotrofoblastu na ur�itých miestach vyrastie von a vytvára
bunkové st�py. Tieto sú obzvláš� zvýraznené v mieste ukotvujúcich klkov, ktorými sa pripína
na deciduu. Vrstva cytotrofoblastu viacerých klkov môže potom splýva� a na povrchu
deciduy vytvára� tak aj súvislú vrstvu cytotrofoblastových buniek. Z tejto vrstvy vystupujú
jednotlivé bunky a vnárajú sa do deciduy ako intrersticiálny trofoblast. Tento obklopuje
a ni�í cievnu stenu špirálových artérií maternice, takže krv sa z porušených ciev vylieva do
priestorov medzi klkmi. Takto za�ne materská krv obmýva� povrch choriových klkov a z nej
sa budú trofoblastom rezorbova� výživné látky potrebné pre �alší vývin plodu. Navyše
trofoblastové bunky retrográdnym spôsobom nahrádzajú endotelové bunky artérií. Niektoré
cytotrofoblastové bunky sa dostávajú až do myometria, kde fúzujú a vytvárajú obrovské
188
bunky. Cytotrofoblastové bunky st�pcov a súvislej vrstvy, intersticiálny, endovaskulárny
trofoblast a obrovské bunky zahr�ujeme pod pojem extravilózny trofoblast (obr. 17.1).
17.2 Imunitný systém urogenitálneho traktu ženy. Imunitná odpove� po�as gravidity
Uterus sa v minulosti považoval za imunitne privilegované miesto, t.j. miesto, kde sa môže
transplantova� cudzie tkanivo a nedôjde k jeho rejekcii. Dnes vieme, že to tak nie je; uterus je
dobre vaskularizovaný a má aj dobrú drenáž lymfatickými cievami. Makrofágy, dendritové
bunky, lymfocyty aj CD4+ aj CD8+ a plazmatické bunky sa dokázali v submukóze vo
vajcovode, kr�ku maternice a vagíne. Imunitne najsilnejšia je najmä oblas� kr�ka maternice,
�o je odraz jeho najvä�šej expozície vonkajšiemu prostrediu a odraz ochrany vnútorného
genitálu pred ascendentnou infekciou. Protilátky sú najmä triedy IgA a pochádzajú z lokálnej
syntézy plazmatickými bunkami v submukóze. Z podtried je �astejší výskyt IgA2, pretože
imunoglobulíny tejto podtriedy sú odolnejšie vo�i proteolytickému pôsobeniu niektorých
baktérií. Ur�ité množstvo protilátok patrí aj triede IgG, ale tieto na rozdiel od protilátok triedy
IgA, pochádzajú skôr zo séra ako z miestnej syntézy. CD8+-lymfocyty sa nachádzajú hlavne
intraepiteliálne, CD4+-lymfocyty sú naproti tomu skôr v subepitelovej vrstve, �o je opä�
typické rozmiestnenie zodpovedajúce o�akávanému útoku mikroorganizmov z vonkajšieho
prostredia (podobný charakter lokálnych mechanizmov imunity je aj v �reve).
Imunitná odpove� po�as tehotenstva sa výrazne nemení. Protilátková aj bunková imunita je
zachovaná. Pozorované zmeny po�as gravidity sa týkajú najmä kvantitatívnych ukazovate�ov.
Charakteristické je zvýšenie objemu krvi o 25 %, následkom �oho sa zvyšuje aj syntéza
plazmových proteínov (hlavne α- a β-globulínov) o 30 až 40 %. Zvyšuje sa hladina
fibrinogénu, hladiny albumínov sú znížené. alej dochádza k syntéze bielkovín, ktoré sú pre
graviditu charakteristické. Objavuje sa β1-glykoproteín tehotenstva (SP1). Viaže
pravdepodobne 17β-estradiol a kortizol. Druhý proteín sa nazýva zónový (SP2). Predpokladá
sa jeho imunosupresívny ú�inok; podobne pôsobí tehotenský proteín PP14. Napokon β-
globulín viažúci proteíny (SBG), ktorého funkcia spo�íva vo väzbe testosterónu a estradiolu.
Odrazom zmien v objeme krvi a zmenenej koncentrácii plazmových bielkovín je v
tehotenstve �asto pozorovaná zvýšená sedimentácia krvi. alej dochádza k zvýšenému po�tu
leukocytov, a to predovšetkým polymorfonukleárnych, lymfocyty sa po�tom takmer nemenia.
Zvýšenie po�tu leukocytov sa pripisuje zvýšeným nárokom na obranyschopnos� po�as
gravidity.
189
Hemochoriálny typ placenty, ktorý u �loveka existuje, nezabezpe�uje absolútnu
nepriepustnos� buniek placentou. Jednozna�ným dôkazom prechodu fetálnych buniek do
obehu matky je prítomnos� Rh(D)-erytrocytov v krvnom obehu matky, a to už od 15.
gesta�ného týžd�a (výsledkom imunizácie matky môže by� hemolytická choroba
novorodencov). Zatia� �o �ervené krvinky prechádzajú placentou pomerne �ahko, prestup
leukocytov je pomerne vzácny. Ak k nemu dôjde, môže sa matka imunizova� tkanivovými
(HLA) antigénmi svojho plodu. Vznikajúce protilátky, až na výnimky, nespôsobujú
poškodenie vyvíjajúceho sa plodu.
17.3 Vznik imunitnej tolerancie pri vývoji plodu
V súvislosti s oplodnením a samotným tehotenstvom sú zarážajúce dve veci. Prvá sa týka
skuto�nosti, že aj ke� je imunitný systém reproduk�ného aparátu ženy plne funk�ný, predsa
nevyvinie imunitnú odpove� na spermie. Druhá pozoruhodnos� spo�íva v skuto�nosti, že
plod v tele matky je vlastne aloštepom, a predsa ho imunitný systém matky toleruje.
Prí�inu, pre�o imunitný systém sexuálne aktívnej ženy nereaguje na pravidelnú, opakovanú
inokuláciu miliónov cudzích spermií, možno do ur�itej miery pripísa� prítomnosti
nešpecifických imunosupresívnych látok v seminálnej tekutine. Samotné však zrejme
posta�ova� nebudú a k tolerancii spermiových antigénov musia nejakým spôsobom prispieva�
aj imunitné mechanizmy vo vagíne a kr�ku maternice. O ú�innosti lokálnej tolerancie spermií
sved�ia údaje o výskyte antispermiových protilátok u sexuálne aktívnych žien a u
homosexuálnych mužov praktizujúcich orogenitálny sex: incidencia antispermiových
protilátok v prvej skupine je 1-2 %, v druhej skupine až 75 %.
Mechanizmy, ktorými imunitný systém matky toleruje antigénové vybavenie plodu
pochádzajúce od otca, nie sú tak isto úplne jasné, aj ke� niektoré z nich už poznáme.
Najdôležitejšiu úlohu v indukcii tolerancie budú ma� pravdepodobne HLA-molekuly. Pre�o
imunitný systém matky nereaguje na vilózny trofoblast, ktorý je fetálneho pôvodu a ktorý je
priamo v kontakte s matkinou krvou? Je to dané tým, že neexprimuje HLA-molekuly ani
prvej ani druhej triedy, takže potencionálne aloreaktívne cytotoxické T-lymfocyty nemá �o
aktivova�. Podobne sa tu nenachádzajú ani iné ter�ové ligandy, ktoré by aktivovali matkine
uterinné NK-bunky (uNK), ako sú molekuly MICA, MICB, ULB, príp. iné. Ani extravilózny
trofoblast (EVT), ktorý priamo invaduje do maternice, neaktivuje efektorové mechanizmy
matky, hoci niektoré jeho špecifické �rty v porovnaní s inými bunkami embrya, by ho tomu
predur�ovali. Napriek tomu tieto zostávajú v pokojom stave. Je dané svojskou kombináciu
molekúl HLA-I – molekuly HLA-A a HLA-B sa neexprimujú, exprimujú sa len molekuly
190
HLA-C, HLA-E a HLA-G, ktoré sú ter�ovými pre inhibi�né receptory uNK-buniek. Takto sa
zabráni aktivácii aj CTL aj uNK- buniek. Po�as gravidity dochádza k interakcii medzi
inhibi�nými reeceptormi (KIR) matkiných uNK-buniek a molekulami HLA-C, o. i. aj tými,
ktoré pochádzajú od otca; táto interakcia zabráni aktivácii uNK a lýze buniek EVT. Niekedy
sa však môže sta�, že niektoré kombinácie sú pre plod menej optimálne (matkine NK-bunky
exprimujú iba také KIR, ktoré nemajú svoj príslušný HLA-C ligand), �o by mohlo by�
podkladom pre patogenetický proces preeklampsie, príp. aj neplodnosti ženy s daným
partnerom, ale plodnosti s iným.
Všetky uNK-bunky exprimujú aj receptor CD94-NKG2A, inhibi�ný receptor, ktorého
ligandom je HLA-E. Táto interakcia prevláda nad stimula�nou interakciou receptora CD94-
NKG2C, ktorý uNK-bunky exprimujú tiež a aj jeho ligandom je tiež HLA-E. Napokon
niektoré uNK využívajú inhibi�né receptory ILT2 a ILT4, ktorými rozpoznávajú HLA-G. Aj
ke� ILT2 a ILT4 exprimuje len málo uNK, exprimujú ich makrofágy, �ím sa bráni v ich
aktivácii. Navyše sa zistilo, že HLA-G molekuly zadržujú matkine NK-bunky na feto-
maternálnom rozhraní a bránia ich prechodu na plod a tak ho chránia pred poškodením. Na
podobnom princípe sa sná� zakladá aj limitácia invazívnosti trofoblastu, aby tento neprenikol
celou stenou maternice a nepoškodil vyvíjajúci sa plod.
Na potlá�aní imunitnej odpovede sa môžu zú�ast�ova� aj makrofágy. Makrofágy sú známe
ako bunky prezentujúce antigén, bunky, ktoré stoja na za�iatku aktivácie T-lymfocytov. Za
istých okolností, aktivitu T-lymfocytov nepodporujú, naopak ju tlmia. Deje sa to
prostredníctvom syntézy enzýmu 2, 3-indolamíndeaminázy (IDO). Tento enzým degraduje
tryptofán, �ím sa znižuje v danom mikroprostredí jeho koncentrácia. Tryptofán je
aminokyselina, ktorá je nevyhnutná pre proliferáciu T-lymfocytov. Bunky syntetizujúce IDO
redukujú extracelulárnu koncentráciu tryptofánu, takže T-lymfocyty, ktoré sa nachádzajú
v okolí a ktoré sa po rozpoznaní antigénu za�ínajú aktivova�, pre nedostatok tryptofánu
nemôžu proliferova� a imunitná odpove� sa nerozvinie.
Druhý významný faktor, ktorý môže prispieva� k tolerancii plodu je prítomnos�
diferencia�ného antigénu CD46 v membráne buniek trofoblastu. Antigén CD46 je vlastne
regula�ný proteín komplementového systému - MPC. Väzbou na C3b, �o je principiálna
zložka klasickej aj alternatívnej cesty aktivácie komplementu, napomáha jej rozštiepeniu na
menšie fragmenty. Spôsobuje tak jej inaktiváciu, a tým zablokovanie aktivácie �alších
zložiek komplementovej kaskády. Význam CD46 pri tolerancii plodu potvrdzujú aj klinické
skúsenosti - ženy, ktorým na bunkách trofoblastu chýba CD46, spontánne potrácajú svoje
191
plody. V interfáze medzi matkou a plodom pôsobia aj �alšie dva regula�né faktory
komplementového systému – DAF (CD55) a protektín (CD59).
Nemenej významnou, ako vyššie uvedené mechanizmy je aj samotná bariérová funkcia
syncytiotrofoblastu. V membráne jeho buniek sa vyskytuje N-acetyl-muramová kyselina,
ktorá svojimi karboxylovými skupinami spôsobuje, že povrch trofoblastu má negatívny náboj.
Pretože aj lymfocyty sú negatívne nabité, pri interakcii s povrchom trofoblastu dochádza k ich
odpudzovaniu, �ím sa blokuje rozpoznávacia schopnos� lymfocytov a antigény trofoblastu
unikajú svojmu rozpoznaniu.
Cytokíny, ktoré produkuje placenta, resp. imunokompetentné bunky v nej sa nachádzajúce,
majú tak isto významnú úlohu pri raste placenty, diferenciácii a ochrane embrya. Syntetizujú
sa M-CSF, GM-CSF, IL-3, IL-10 teda cytokíny zara�ované prevažne k TH2 palete cytokínov.
Tieto cytokíny podporujú funkciu placenty a chránia plod. Naproti tomu cytokíny
charakteristické pre TH1-lymfocyty (t.j. najmä IL-2, IFN-γ, lymfotoxín) spoma�ujú rozvoj
plodu a ohrozujú jeho vnútromaternicové prežívanie. Najmä TNF je kritický pre úspešnos�
gravidity, aj ke� presný mechanizmus jeho nepriaznivého pôsobenia na vyvíjajúci sa plod
nepoznáme. IL-10 a TGF-ß pôsobia tlmivo a môžu sa podie�a� na inhibícii cytotoxického
pôsobenia aktivovaných makrofágov a NK-buniek. Tieto výsledky nazna�ujú, že úspešná
implantácia zárodku a jeho �alšie prežívanie bude záleža� aj od jemnej rovnováhy v lokálnej
cytokínovej sieti.
Na tolerancii plodu sa môžu podie�a� aj niektoré celkové mechanizmy. Prakticky hne� po
implantácii blastocysty za�ne embryové tkanivo produkova� humánny chorionový
gonadotropín (HCG). HCG je zodpovedný za konverziu corpus luteum ovária menštrua�ného
cyklu na corpus luteum gravidity, ktoré sa vyzna�uje produkciou progesterónu. Progesterón
okrem svojho významu pre udržanie gravidity (podporuje tehotenskú prestavbu sliznice
maternice, inhibuje dozrievanie vají�ok, ovuláciu, a tým aj menštrua�né krvácanie) pôsobí aj
imunosupresívne. Ur�ité imunosupresívne vlastnosti môžu ma� aj hormóny placenty, proteíny
plazmy asociované s tehotenstvom (pozri vyššie) a imunokomplexy. Ke�že sa však podstatné
rozdiely v imunitnej odpovedi na antigén u tehotných žien v porovnaní s netehotnými
nepozorovali, nie je jasné, ako by tieto celkové nešpecifické imunosupresívne mechanizmy
mali zabezpe�ova� špecifickú toleranciu len antigénov plodu. Zo systémových reakcií sa skôr
možno prikloni� k navodeniu imunologickej paralýzy. Je dokázané, že po�as tehotenstva
dochádza k uvo��ovaniu klkov a ich prenikaniu do krvného obehu matky, �ím dochádza k
tzv. nízkozónovej imunologickej paralýze, zabezpe�ujúcej špecifickú neodpovedavos� na
prenikajúce antigény.
192
Vyššie uvedené skuto�nosti poukazujú na existenciu mechanizmov, ktoré bránia
imunitnému systému matky, aby odvrhol svoj plod. Plod sám je však už od polovice
gesta�ného obdobia imunokompetentný a musí by� preto aj sám chránený dostato�ne
ú�inným spektrom imunosupresívnych mechanizmov pred rozvinutím imunitnej odpovede,
pretože by ho mohla potenciálne poškodi�. Imunosupresívne mechanizmy plodu zabezpe�uje
predovšetkým α-fetoproteín a prostaglandíny.
17.4 Imunitný systém v patológii gravidity
Spontánny opakovaný potrat (abortus habitualis) definujeme ako stav, ke� tehotná žena
potratí svoj plod minimálne trikrát za sebou. Až 25 % všetkých tehotenstiev sa potratí a 2/3
plodov zahynie ešte predtým ako žena zaregistruje, že je vôbec tehotná. Prí�in habituálnych
potratov je viacero: anatomické abnormality, kongenitálne defekty, infekcie, endokrinopatie a
v neposledom rade aj potraty zaprí�inené imunitnými mechanizmami.
Jednozna�ná ú�as� imunitného systému na habituálnych potratoch je pri primárnom
antifosfolipidovom syndróme. Ide o autoimunitnú chorobu, pri ktorej sa vytvárajú protilátky
proti fosfolipidom. V klinickej praxi ich naj�astejšie poznáme pod názvom antikardiolipínové
protilátky, pretože kardiolipín (= difosfatidylglycerol) je naj�astejší z fosfolipidov, proti
ktorému sa tvoria protilátky.
Antifosfolipidové protilátky sú namierené primárne proti endotelovým bunkám ciev
placenty, ktoré sú významným producentom prostacyklínu. Ich zni�ením sa zníži vzájomný
pomer medzi vazodilata�ným prostacyklínom a vazokonstri�ným tromboxanom zhlukujúcim
trombocyty. Výsledkom je zrážanie krvi, infarkty placenty, ktoré vedú k nefunk�nosti
placenty a potratu.
Habituálny potrat hrozí aj pri iných autoimunitných chorobách, obzvláš� SLE.
Patogenetickú úlohu v indukcii potratu pri tejto chorobe možno pripo�íta� jednak
antifosfolipidovým protilátkam a jednak protilátkam proti hemokoagula�nému faktoru X. Aj
�alšie autoimunitné choroby sa vyzna�ujú asociáciou s habituálnymi potratmi, aj ke� presný
imunopatogetický mechanizmus, ktorý vedie k strate plodu nepoznáme.
�as� habituálnych potratov je spôsobená intrauterinnými infekciami, �asto latentnými.
Prebiehajúci zápal spôsobuje aktiváciu imunokompetentných buniek, ktoré produkujú o. i. aj
„embryotoxické“ cytokíny, najmä IL-1, TNF, IFN-γ. IFN-γ môže navyše aktivova� v decidue
prítomné NK-bunky a transformova� ich na LAK bunky, ktoré svojou aktivitou poškodia
trofoblast a v kone�nom dôsledku vedú k potratu.
193
Pozornos� na seba pri�ahuje aj problematika zhody v HLA-molekulách medzi otcom a
matkou. Vychádza sa z pozorovaní niektorých pracovísk, že habituálne potraty sa vyskytujú
�astejšie u tých žien, ktoré sa s otcom svojho die�a�a zhodujú v HLA-molekulách. Táto
skuto�nos� našla svoj odraz v medicínskej praxi, kde sa ženy s �astými opakovanými
spontánnymi potratmi imunizujú lymfocytmi otca die�a�a, lymfocytmi nepríbuzných darcov
krvi alebo intravenóznymi imunoglobulínovými preparátmi. Racionálne vysvetli� uvedené
pozorovania a terapeutický prístup je možné dvoma spôsobmi. Jedno vysvetlenie sa zakladá
na predpoklade syntézy tzv. blokujúcich protilátok, ktoré by chránili plod pred cytotoxickými
protilátkami. Druhé vysvetlenie sa zakladá na skuto�nosti, že imunitný systém produkciou
cytokínov, najmä M-CSF a GM-CSF prispieva k úspešnému priebehu gravidity a rastu plodu
a teda že aloimunitná reakcia po�as tehotenstva je vlastne prospešná (pri zhode matky s
otcom v HLA-molekulách sa imunitná odpove� nevyvíja, lebo die�a zdedilo od svojho otca
tie isté HLA-molekuly ako má samotná matka). Pre úplnos� treba však uvies�, že nie všetky
doterajšie výskumy tohto problému potvrdzujú tento záver, niektorí autori asociáciu zhody v
HLA-molekulách so spontánnymi potratmi nepotvrdili. Ani výsledky imunizácie matky nie sú
jednozna�né, niektoré pracoviská udávajú pozitívny vplyv takéhoto postupu (t. j. donosenie
plodu), iné ú�innos� tejto metódy popierajú. Ak aj imunizácia ženy s habituálnymi potratmi
vedie k úspechu, vysvetlenie tohto pozitívneho vplyvu imunizácie na prežívanie plodu
zostáva zatia� ešte stále nejasné a pravdepodobne sa nebude zaklada� iba na ovlyv�ovaní
imunitného systému, ale aj iných systémov organizmu.
Celkovo sú�asné výsledky nazna�ujú, že pre klinickú prax je potrebné sledova� v sérach
od žien s habituálnymi potratmi predovšetkým dva parametre - prítomnos�
antifosfolipidových (príp. antikoagula�ných) protilátok a hladiny TNF, ktoré bývajú zvýšené
a ich stanovovanie má nielen diagnostickú, ale aj prognostickú hodnotu.
Tehotenstvo prináša ur�ité problémy aj pre ženy, ktoré trpia na nejakú chorobu, hoci
bezprostredne neohrozuje donosenie ich plodu. Problémy vznikajú z dvoch hlavných prí�in.
Na jednej strane fyziologické zmeny, ktoré prináša so sebou gravidita môžu zna�ne ovplyvni�
priebeh primárnej choroby. Napr. zvýšené hladiny steroidov a �alších hormónov po�as
tehotenstva môžu zmierni� jej priebeh (napr. pri reumatoidnej artritíde, RA) alebo naopak ho
zhorši� (napr. pri hemolytickej anémii), resp. po pôrode choroba pre prudký pokles hladín
steroidov exacerbuje (napr. pri RA). Na druhej strane aj fétus môže by� postihnutý chorobou
matky. Existujú v podstate dva základné mechanizmy, ktorými choroba matky môže
negatívne ovplyvni� vývoj plodu. Prvý mechanizmus sa pozoruje pri autoimunitných
chorobách, ktoré sú asociované s cirkulujúcimi autoprotilátkami triedy IgG a ako také môžu
194
prechádza� placentou a priamo poškodi� vyvíjajúci sa plod (napr. neonatálna
trombocytopénia, neonatálny hypertyreoidizmus). Druhý mechanizmus vyplýva z možného
nepriaznivého ú�inku liekov, ktoré užíva matka na zvládnutie svojej choroby.
17.5 Imunitný systém plodu, novorodenca a kojenca
Novorodenecké obdobie charakterizuje nedozretos� jednotlivých systémov a ich postupné
vyzrievanie. Plne to platí aj pre imunitný systém, tým skôr, že po�as intrauterinného vývoja sa
musí prispôsobi� špecifickej situácii. Zvláštnos�ou tejto etapy vývoja imunitného systému je,
že sa odohráva v podmienkach takmer absolútnej izolácie od antigénov vonkajšieho
prostredia, �o zabezpe�uje ochranná funkcia placenty (túto skuto�nos� nemožno bra�
absolútne, pretože plod v ur�itej miere prichádza do kontaktu s antigénmi pochádzajúcimi od
matky, príp. v niektorých prípadoch aj s látkami exogénneho pôvodu, ktoré pri patologických
stavoch prechádzajú placentou). Druhou zvláštnos�ou je skuto�nos�, že plod je v tele matky
vo svojej podstate aloštepom, pretože polovica jeho genetickej výbavy, a teda aj
histokompatibilných antigénov, pochádza od otca. Na tieto skuto�nosti reaguje vyvíjajúci sa
organizmus oddialením diferencia�ných procesov imunokompetencie. Na druhej strane však
úplný útlm imunitnej odpovede vyvíjajúceho sa plodu a novorodenca nie je možný vzh�adom
na možný transplacentový prechod mikroorganizmov a predovšetkým na náhlu zmenu
mikróbneho prostredia, ku ktorému dochádza pôrodom a ktorému novorodenec musí �eli�,
aby sa predišlo vážnym infekciám. Výsledkom týchto protichodných nárokov je imunitný
systém plodu a novorodenca, ktorý sa vyzna�uje nedozretos�ou svojich po�etných funkcií a
s ich etapovitým (v rôznych �asových obdobiach) nástupom.
Klinické skúsenosti ukazujú, že novorodenci sú ve�mi vnímaví na pyogénne kožné
infekcie spôsobované stafylokokmi, na zápaly p�úc, ktorých pôvodcom sú najmä streptokoky,
na meningitídy, vyvolávané neissériami a pod. V boji s týmito pyogénnymi baktériami sa
uplat�ujú najmä neutrofilné leukocyty svojimi fagocytovými a baktericídnymi
schopnos�ami. Zvýšená vnímavos� vo�i baktériovým infekciám je podmienená viacerými
odlišnos�ami funkcie neutrofilov novorodencov oproti dospelým. Nižšia je expresia CR3 a
FcγR, �ím sa znižuje ich pohlcovacia kapacita (CR3 je receptor pre fragment iC3b, ktorý patrí
k jednému z najú�innejších opsoniza�ných faktorov komplementového systému a FcγR je
receptorom pre protilátky triedy IgG, ktoré patria tiež k ú�inným opsonínom). Neonatálne
neutrofily majú �alej zhoršenú membránovú fluiditu, ktorá znižuje ich chemotaktickú aktivitu
a schopnos� uvo��ova� lyzozómové enzýmy pri vytváraní fagolyzozómu. Znížená je aj ich
195
adhezívna funkcia; takto znížená odpove� na chemotaktické stimuly a znížená adhezívna
schopnos�, prispievajú k tomu, že neutrofily sa nedostávajú zav�asu a v dostato�nom
množstve do zápalového ložiska a infekcia môže nerušene prebieha�. K jej rozvoju �alej
prispieva obmedzená schopnos� novorodenca (a obzvláš� pred�asne narodeného) adaptívnej
odpovede (t.j. zvýšenej produkcie neutrofilov) pri baktériových infekciách. Najdôležitejšou
skuto�nos�ou však je, že novorodenecké neutrofily majú zníženú hladinu myeloperoxidázy
(MPO), ktorá katalyzuje produkciu hypohalidov (OCl-, OBr-, OJ-). Nedostatok
myeloperoxidázy, spolu s redukovanou schopnos�ou tvorby OH-, superoxidu a zníženou
hladinou laktoferínu zodpovedajú za zníženú baaktricídnu aktivitu a prispievajú tak k celkovej
zvýšenej vnímavosti novorodencov k baktériovým infekciám.
Monocyty a makrofágy sú �alšími významnými obrannými bunkami. Okrem
baktericídnej aktivity sa na imunitnej odpovedi podie�ajú tým, že uvo��ujú po�etné
mediátory, spracovávajú antigény na imunogénne fragmenty, ktoré následne prezentujú
pomocným T-lymfocytom a aktivujú ich. Morfologické a cytochemické porovnávacie štúdie
neodhalili žiadny rozdiel medzi monocytmi a makrofágmi novorodenca a dospelého �loveka.
Tak isto odpove� na chemotaktické podnety a migra�ná schopnos� je rovnaká, porovnate�ná
je aj fagocytová aktivita. Hoci je expresia HLA-molekúl druhej triedy I v membránach
monocytov novorodenca znížená, ich horšia antigénovo prezenta�ná schopnos� sa
nepozorovala. Produkcia IL-1, IFN-γ a TNF, teda najpodstatnejších mediátorov imunitnej
odpovede, sa v porovnaní s hodnotami u dospelých, tak isto nemení.
Aktivita komplementového systému predstavuje tretí základný kame� nešpecifickej
imunity. Syntéza jeho jednotlivých zložiek sa za�ína pomerne skoro, detegovate�ná hladina sa
pozoruje už v 5.-6. gesta�nom týždni. Hlavnými producentmi jednotlivých proteínov je síce
pe�e�, ur�ité množstvo sa však tvorí aj v monocytoch. Na rozdiel od imunoglobulínov (IgG),
faktory komplementového systému neprechádzajú placentou. Napriek skorému za�iatku
syntézy komplementu, koncentrácia a biologická aktivita nedosahuje úrovne dospelých -
koncom gestácie predstavuje len 50 % aktivity dospelých osôb. Nízka hladina sa odráža aj
v jeho menšej opsoniza�nej schopnosti (najmä u pred�asne narodených), �o spolu s
nevyzretos�ou neutrofilov prispieva k zvýšenej vnímavosti k baktériovým infekciám.
Špecifickú imunitnú odpove� zabezpe�ujú protilátky a T-lymfocyty. Tvorba protilátok
sa za�ína už vo v�asnom gesta�nom období, ich hladina je však ve�mi nízka. Prakticky všetky
protilátky, ktoré sa nachádzajú v krvi novorodenca, pochádzajú od matky a patria k triede
IgG. Protilátky iných tried placentou neprechádzajú, pretože bunky trofoblastu exprimujú iba
receptor pre Fc-fragment IgG. Pokia� ide o prechod jednotlivých podtried IgG (IgG1 - IgG4)
196
nepozorovali sa žiadne preferen�né rozdiely v schopnostiach ich prechodu placentou.
Transplacentový prechod protilátok sa za�ína približne v 12. gesta�nom týždni, ale vä�šina
protilátok prechádza placentou posledné 4-6 týždne pred pôrodom, takže hladiny IgG u
novorodenca sú závislé od doby pôrodu. Die�a narodené v termíne má hladiny rovnaké alebo
blížiace sa hladinám matky, pred�asne narodené úmerne nižšie pred�asnosti pôrodu - deti
narodené v 32. gesta�nom týždni, príp. ešte skôr, majú hladiny materského IgG extrémne
nízke. Skuto�nos� priamej závislosti hladiny IgG od gesta�ného veku má klinickú
významnos� – de�om pred�asne narodeným, najmä pod hmotnos� 1,5 kg treba profylakticky
podáva� IgG, aby sa znížila incidencia a závažnos� infekcií novorodencov. V ostatnom �ase
sa zistilo, že u pred�asne narodených detí je ve�mi nízka nielen hladina materského IgG, ale
navyše tieto protilátky majú aj skrátený pol�as rozpadu. Preto sa takýmto de�om odporú�a
podáva� intravenózne vysoké dávky imunoglobulínov v skrátených intervaloch.
Po narodení protilátky získané od matky progresívne klesajú, oby�ajne pretrvávajú do 3. -
6. mesiaca postnatálneho života. Tvorba vlastných protilátok postupne narastá, avšak nie pre
všetky triedy rovnako. Prvé protilátky, ktoré plod tvorí patria do triedy IgM - od 10.- 11.
gesta�ného týžd�a (využíva sa to na orienta�né zis�ovanie, �i plod prekonal intrauterinnú
infekciu - ak sú hladiny IgM v pupo�níkovej krvi zvýšené, sved�í to o prekonaní infekcie;
existujú však aj prípady zvýšenia IgM bez infekcie, preto diagnózu treba podoprie� �alšími
špecifickými vyšetreniami). Hladina IgM aj najrýchlejšie dosahuje hodnotu dospelých -
približne medzi 1.-2. rokom života (obr. 17.2).
Syntéza IgG sa za�ína v 11.-12. gesta�nom týždni, jeho hladina však zostáva po�as celé
obdobie gestácie nízka a stúpa až postnatálne vplyvom stimulácie imunitného systému
exogénnymi antigénmi; hladine dospelých sa vyrovnáva medzi 4. až 6. rokom. Tvorba
jednotlivých podtried IgG nedozrieva rovnako - najskôr za�ína syntéza IgG1 a IgG3, IgG2 sa
tvorí neskôr. Táto skuto�nos� má aj praktický dopad. Ke�že protilátky triedy IgG2 sú zvä�ša
namierené proti antigénom polysacharidovej povahy, kým protilátky triedy IgG1 a IgG3 proti
antigénom proteínovej povahy, nemá sa spo�iatku novorodenec o�kova� vakcínami, v ktorých
prevažnú �as� antigénu tvoria polysacharidy. V súvislosti s o�kovaním treba podotknú�, že aj
pred�asne narodené die�a, u ktorého je pretrvávajúca hypogamaglobulinémia dokázate�ná
ešte v 9 mesiacoch života, je schopné vyvinú� adekvátnu imunitnú odpove� na bežné vakcíny
(tetanus, diftéria). Na základe znížených hladín IgG u nedonosených detí nemožno teda
jednozna�ne usudzova� na zvýšené riziko infekcie; je v skuto�nosti nižšie než by sa z
laboratórnych nálezov dalo o�akáva�.
197
Syntéza IgA sa tiež za�ína už v priebehu fetálneho života, ale je ve�mi malá a hladiny v
pupo�níkovej krvi sú ve�mi nízke. Po narodení hladiny plazmového IgA stúpajú pomaly, s
úrov�ou dospelých sa vyrovnávajú až v puberte. Sekre�ný IgA (sIgA) sa vyvíja nezávisle od
plazmového a o nie�o skôr, už v 7. rokoch, možno zaznamena� hladiny rovnaké ako
dospelých. Faktory prostredia, infekcie, urých�ujú produkciu sekre�ných protilátok. Protilátky
triedy IgA sa nachádzajú aj v materskom mlieku. Pomer protilátok podtried IgA1 a IgA2 má
pomerne ve�ký rozptyl a u každej matky je iný. Ukazuje sa, že niektoré mikroorganizmy skôr
podporujú tvorbu gA1 než IgA2 a naopak. Z h�adiska slizni�nej imunity majú selek�nú
výhodnos� protilátky IgA2, pretože protilátky IgA1 sú pomerne citlivé na pôsobenie
baktériových proteáz, ktoré takto znemož�ujú ich obranné pôsobenie. Zvýšené hladiny IgA2 v
materskom mlieku poskytujú teda ur�itú výhodu takýmto novorodencom oproti
novorodencom matiek, v ktorých mlieku je prevaha protilátok IgA1. Na slizni�nej imunite sa
podie�ajú aj B-lymfocyty v materskom mlieku, ktoré po stretnutí s antigénom v �reve
novorodenca majú schopnos� diferencova� sa na plazmatické bunky produkujúce špecifické
protilátky, prevažne triedy IgM a IgA.
Hladiny IgE v pupo�níkovej krvi sú za fyziologických okolností nižšie ako 0,5 i.u. . mL-1
a postupne stúpajú, dosahujúc úrovne dospelých v 7 rokoch. Zvýšené hladiny IgE v
pupo�níkovej krvi, nad 0,9 i.u. . mL-1, sú indikátorom možného vývoja alergie; podobne
rýchlo stúpajúce hladiny IgE v detstve môžu takisto predpoveda� vývin alergie v neskoršom
veku.
Bunková imunita je sprostredkovaná T-lymfocytmi. Po�et T-lymfocytov u novorodencov
je rovnaký ako u dospelých už aj z dôvodov fyziologickej lymfocytózy. Rozdiely sa pozorujú
vo vzájomnom pomere základných subpopulácií - u novorodenca je nepomer medzi
lymfocytmi CD4+ a CD8+ v neprospech posledných a na úrove� dospelých sa dostáva medzi
5. až 6. rokom života. Percento T-lymfocytov aj CD4+ aj CD8+ stúpa vekom, zatia��o pri B-
lymfocytoch sa pozoruje ich pokles (tab. 10.7) .
Populácia pomocných CD4+-lymfocytov zahr�uje v sebe naivné (panenské) T-lymfocyty,
vyzna�ujúce sa znakmi CD4+CD45RA+ , efektorové a pamä�ové, ktoré už prišli do kontaktu s
antigénom; vyzna�ujú sa diferencia�nými antigénmi CD4+CD45RO+. Zastúpenie týchto
dvoch populácií buniek sa výrazne líši v detskom veku - zastúpenie lymfocytov
CD4+CD45RA+ je u novorodencov výrazne vyššie než lymfocytov CD4+CD45RO+, kým u
dospelých je tomu naopak.
Významnú úlohu v imunitnej odpovedi hrá cytokínový systém, najmä produkcia
interleukínu 2 (IL-2). Schopnos� tvorby IL-2, ako aj schopnos� expresie receptorov pre IL-2
198
po stimulácii antigénmi alebo mitogénmi je u novorodencov rovnaká ako u dospelých, a to
ešte pred expozíciou cudzorodými antigénmi. Výsledky nazna�ujú, že T-bunkový systém je
plne funk�ný a schopný adekvátnej odpovede už od narodenia. IFN-γ je významným
antivírusovým prostriedkom. Jeho tvorba je u novorodencov znížená, �o môže prispieva� k
zvýšenej vnímavosti novorodencov k vírusovým infekciám.
Efektorovú zložku bunkovej imunity predstavujú cytotoxické systémy, reprezentované
cytotoxickými T-lymfocytmi a NK-bunkami. Aktivita oboch systémov je u novorodencov
znížená, �o sa dáva do súvisu s vyššou vnímavos�ou novorodencov na vírusové infekcie,
najmä herpetické. Ur�itý nedostatok aktivity „klasických“ cytotoxických systémov vyrovnáva
aktivita LAK-buniek, ktorá je normálna alebo dokonca zvýšená.
Za orgán imunitného systému môžeme považova� aj mlie�nu ž�azu. Jednozna�ne
pozitívny vplyv materského mlieka na výživu novorodenca a kojenca potvrdzuje nespo�etné
množstvo dôkazov. Materské mlieko má však okrem adekvátnej výživy vitálny význam aj
pre obranný systém, pre adaptáciu na svet „plný mikroorganizmov“. Okrem pasívnej obrany,
ktorá sa zabezpe�uje prechodom matkiných protilátok placentou, �alším významným
zdrojom ochranných faktorov je materské mlieko, ktoré sa uplat�uje v obrane �revného traktu
novorodenca pred infekciou (tab. 17.1).
udské kolostrum a mlieko obsahujú všetky triedy imunoglobulínov, vrátane IgE.
Kvantitatívne a funk�ne sú najvýznamnejšie protilátky triedy IgA, predovšetkým sekre�né
(sIgA). Antibaktériová ú�innos� sIgA sa nezakladá na rozdiel od protilátok IgM, resp. IgG, na
opsonizácii a na baktericídnom pôsobení, ale na agregácii baktérií a na zabránení ich
adherencie na povrch slizníc. Najvyššia koncentrácia IgA sa nachádza v mledzive (kolostrum)
(3g .100 mL-1); po�as 2-3 týžd�ov laktácie hladina klesá na 1/10 pôvodnej koncentrácie a
zotrváva na nej až do konca doj�enia. Kolostrum aj v�asné materské mlieko obsahujú aj nízke
množstvá IgG a IgM, ktoré neskôr úplne zmiznú, pravdepodobne v dôsledku toho, že nemajú
pre obranu novorodenca podstatný význam. Ochranný vplyv protilátok sa uplat�uje iba
lokálne, nepodarilo sa dokáza�, že by dochádzalo k prestupu týchto materských protilátok z
�reva do obehu.
Kolostrum a v�asné mlieko obsahujú ve�ké množstvo leukocytov (okolo 2.106 . mL-1),
prevažne makrofágov - 80 až 90 %, zvyšok tvoria lymfocyty a neutrofily. Makrofágy
exprimujú HLA-molekuly druhej triedy a tak môžu v �reve novorodenca pôsobi� ako
potenciálne bunky prezentujúce antigén. Navyše majú tendenciu usíd�ova� sa v slizni�nom
tkanive �reva, �ím prispievajú k obranným mechanizmom a produkciou kyseliny
199
arachidónovej k motilite �riev. Prenos CD4+-lymfocytov u HIV-pozitívnych matiek môže by�
prí�inou prenosu vírusu z matky na die�a a vývoja AIDS.
Materské mlieko obsahuje aj nezanedbate�né množstvo nešpecifických faktorov.
Nachádzajú sa tu prakticky všetky základné zložky komplementu (C1 až C9, faktor B a D),
avšak funk�ný zmysel ich prítomnosti zostáva zatia� neobjasnený. Vo vysokej koncentrácii sa
tu nachádza lyzozým (30-40 mg . 100 mL-1), �o je podstatný rozdiel oproti kravskému mlieku,
v ktorom sa nevyskytuje. Lyzozým štiepi mukopolysacharidové komplexy najmä
grampozitívnych baktérií a podie�a sa na lýze gramnegatívnych baktérií, ktoré predtým
atakovali protilátky v sú�innosti s komplementom. Laktoferín je �alšia významná
antibaktériová látka, ktorá je prítomná v materskom mlieku. Tým, že odoberá baktériám
železo, ktoré je pre ne nevyhnutným rastovým faktorom, zabra�uje ich množeniu. Laktoferín
prispieva k obrane �reva novorodencov najmä proti infekcii patogénnymi kme�mi
Escherichia coli. Z ostatných antibaktériových látok materského mlieka sa treba zmieni� o
kyseline neuramínovej a laktoperoxidázovom systéme (laktoperoxidáza, peroxid vodíka,
thiocyanát), ktoré inhibujú rast stafylokokov, patogénnych Escherichia coli, príp. iných
baktérií.
Ve�mi významným faktorom, ktorý sa nachádza v materskom mlieku, je predovšetkým
epidermový rastový faktor. Tento cytokín zodpovedá za postnatálne dozrievanie �reva
novorodenca, resp. kojenca. udské mlá�a sa rodí s relatívne poróznym �revom a cudzie
antigény, napr. kravské mlieko, ak sa dostanú do �reva die�a�a ešte v tejto dobe, môžu �ahko
a v nezmenenej podobe prechádza� do cirkulácie a senzibilizova� ho. Pred�asná senzibilizácia
die�a�a týmto mechanizmom je tiež jedným z faktorov, ktoré prispievajú k tomu, že nekojené
deti sú náchylnejšie na vývin alergie v neskoršom veku.
Celkovo možno konštatova�, že význam materského mlieka pre obranné mechanizmy
novorodenca sa prejavuje v bezprostrednej likvidácii mikroorganizmov a v zábrane
vstrebávania potenciálnych alergénov. Takto výživové a obranné vlastnosti materského
mlieka opä� zvýraz�ujú význam doj�enia pre zdravý vývoj detskej populácie.
17.6 Starnutie a imunita
Starnutie a smr� sú základné �rty evolu�ného procesu. Starnutie je zložitý multifaktorový
proces, ktorý je pravdepodobne geneticky zakódovaný a prebieha za presne
naprogramovaných podmienok pod vplyvom vonkajšieho prostredia. Klasifikáciu
kalendárneho veku uvádzame v tabu�ke 17.2. V sú�asnosti je málo známe aké genetické
200
faktory ovplyv�ujú d�žku života. Existujú viaceré teórie, ktoré vysvet�ujú proces starnutia:
teória opotrebovania, somatických mutácií, akumulácie náhodných zmien, biologických
hodín. Imunitný systém sa tiež podie�a na starnutí, aj ke� nie je jasné, �i starne imunita
s nami alebo v dôsledku porúch v imunoregula�ných vz�ahoch starneme my.
S pribúdajúcim vekom klesá výkonnos� imunitného systému, zmeny sa pozorujú najmä v
bunkovej imunite, klesá po�et T-lymfocytov a ich funkcia, predovšetkým supresorová;
znížená je odpove� na mitogény, znížené sú aj reakcie oneskoreného typu precitlivenosti.
Zmeny v bunkovej imunite sa dávajú do súvisu najmä s involúciou týmusu, ktorá sa za�ína už
po puberte. Porucha funkcie supresorových mechanizmov sa prejaví uvo�nením kontroly nad
imunitnými procesmi, �o vedie k vývoju autoimunitných procesov.
Chronická lymfocytová tyreoiditída je prototypom autoimunitných chorôb staršej generácie.
Staršie osoby majú zvýšený po�et B-lymfocytov, zvýšenú hladinu IgG, vo vyššej miere sa
u nich vyskytujú autoprotilátky. S týmito nálezmi však ostro kontrastuje znížená špecifická
protilátková odpove� na niektoré antigény, najmä polysacharidového charakteru. alej, starí
�udia odpovedajú na antigénny stimul pomalšie a aj amplitúda odpovede je menšia -
protilátky sa objavia neskôr a ich titer je nižší. Tieto zmeny sa okrem vývoja autoimunitných
ochorení odrazia najmä v zníženej obranyschopnosti. U starších �udí sa pozoruje zvýšený
výskyt najmä tých infek�ných ochorení, ktoré sú podmienené intracelulárne parazitujúcimi
mikroorganizmami (vírusy, kvasinky, mykobaktérie, brucely, pasteurely a iné) a baktériami,
ktoré indukujú IgG2-protilátkovú imunitnú odpove� (protilátky tejto triedy sa špecializujú na
vyväzovanie polysacharidových antigénov), ako sú pneumokoky a hemofily. Znížená
efektívnos� bunkovej imunity má odraz aj vo zvýšenom po�te malígnych ochorení, ktoré
pozorujeme u �udí s pribúdajúcim vekom.
Histokompatibilné gény sa tak isto podie�ajú na determinácii d�žky života jedinca.
Napríklad myši kme�a C57BL (H-2b; „H-2“ je hlavný histokompatibilný komplex myší) žijú
priemerne 134 týžd�ov, kým myši kme�a B10.AKM (H-2m) žijú priemerne 99 týžd�ov.
Podobne myši C3H.K žijú kratšie ako myši C3H/He, hoci jediný rozdiel medzi nimi je v
antigénoch H-1 (H-1a x H-1b). U �loveka sa až tak jednozna�né nálezy nepozorujú, hoci je
známe, že u starších žien je frekvencia haplotypu HLA-A1, -B8, -DR3 znížená.Vplyv génov
MHC na proces starnutia možno vysvetli� na podklade ich biologického významu - regulácie
imunitnej odpovede. Možno o�akáva�, že tie histokompatibilné gény, ktoré sa zú�ast�ujú na
determinácii vzniku a vývoja chorôb, najmä autoimunitných budú ovplyv�ova� aj procesy
starnutia. Porovnávanie genómu a funkcie zárodo�ných buniek, z ktorých sa vyvíjajú
imunokompetentné bunky, od mladých a starých jedincov neodhalilo nijaké rozdiely.
201
Znamená to, že prekurzorové bunky nie sú vopred predprogramované pre vznik defektov v
imunitnom systéme. Všeobecne sa usudzuje, že „gény pre starnutie“ - gerontogény - ako
gény, ktoré by zodpovedali za d�žku života daného jednotlivca, neexistujú. Pojem
„gerontogén“ možno skôr chápa� orienta�ne ako súhrn génov, ktoré determinujú
homeostatické mechanizmy; možno sem v prvom rade zaradi� gény, ktoré kódujú
antioxida�né procesy, gény ktoré sa podie�ajú na udržiavaní a oprave celulárnych a
subcelulárnych zložiek bunky a iné.
Štatistické údaje potvrdzujú, že so zvyšujúcou sa životnou úrov�ou a zdravotníckou
starostlivos�ou sa predlžuje aj �udský život. Pred�ženie priemernej d�žky života sa však
dosahuje skôr odstránením úmrtnosti v mladosti, likvidácie infek�ných chorôb, ktoré v
minulosti decimovali populácie, zlepšením výživy obyvate�stva, jeho sociálnych,
hygienických pomerov a pod., ako zvýšením hornej hranice �udského veku. Prognózy
nazna�ujú, že odstránením sú�asnej úmrtnosti (srdcovo-cievne a nádorové ochorenia) by bolo
možné zvýši� priemerný vek obyvate�stva zo sú�asných 70 na asi 80 až 90 rokov. Starých
�udí pribúda a odhaduje sa, že v blízkej budúcnosti staršia populácia bude patri� k
dominantnej popula�nej skupine. S touto skuto�nos�ou sa musí vysporiada� celá spolo�nos�,
pretože starnutie je problém nielen zdravotnícky ale aj sociálno-ekonomický.
202
18 IMUNITA A MIKROORGANIZMY
Principiálnou biologickou funkciou imunitného systému je ochrana makroorganizmu pred
potenciálne malígnymi bunkami a infek�nými zárodkami. Obrana proti mikroorganizmom
bola dlho jednou známou funkciou imunitného systému. Dnes úloha imunitného systému
�aleko prekra�uje túto jeho funkciu, napriek tomu však obranyschopnos� proti
mikroorganizmom tvorí neodmyslite�nú sú�as� klinickej imunológie, najmä v sú�asnosti, ke�
sme schopní ove�a lepšie pochopi� a vysvetli� jednotlivé procesy antiinfek�nej imunity.
Vývoj infek�nej choroby je výsledkom interakcie dvoch proti sebe stojacich procesov. V
prvom rade je to snaha napadnutého jedinca zbavi� sa infek�ného pôvodcu choroby a na
druhom mieste je to zápas mikroorganizmov s ú�innými mechanizmami imunity v boji o
svoje prežitie. Sú�asný stav vzájomnej koexistencie obranných mechanizmov makrorganizmu
s mikroorganizmami ozna�ujeme ako vyvážený parazitizmus. Obrana proti
mikroorganizmom sa vyzna�uje niektorými všeobecnými �rtami:
1. Obranu proti mikroorganizmom zabezpe�ujú mechanizmy aj prirodzenej aj špecifickej
imunity. Infekcie poskytujú jednozna�ný dôkaz o úlohe špecifickej imunity ako
nepostrádate�ného pomocníka nešpecifickej imunity pri likvidácii infek�ných zárodkov a
nasmerovaní efektorových mechanizmov do oblastí, kde je to najviac potrebné.
2. Každý mikróbny druh indukuje rozdielne formy imunitných reakcií. Je to podmienené
odlišnos�ami pri ich prieniku do makroorganizmu, rozdielnou kolonizáciou a prirodzene
rozdielmi v imunogénnosti. Ohromná rôznorodos� patogénov si vyžiadala, aby potencionálny
hostite� vyvinul adekvátne obranné mechanizmy. Tieto sa vyzna�ujú dvomi základnými
�rtami. Ponajprv široké spektrum rôznych patogénov si vynútilo vznik špecifických
receptorov rovnakej, ak nie vä�šej rozmanitosti. Po druhé, rozdielny spôsob životného cyklu
mikroorganizmov viedol k vzniku rozdielnych efektorových mechanizmov, ktoré najlepšie
dokážu rozpozna� a eliminova� narušite�a vnútornej celistvosti napadnutého organizmu. Vo
všeobecnosti však možno konštatova�, že extracelulárne parazitujúce mikroorganizmy sa
likvidujú mechanizmami fagocytózy a humorálnym typom špecifickej imunity, kým
intracelulárne parazitujúce mikroorganizmy navodzujú najmä bunkový typ špecifickej
imunitnej odpovede.
3. Prežitie mikroorganizmov v napadnutom makroorganizme a jeho patogénnos� závisí
predovšetkým od ich schopnosti unika� z dosahu imunitného systému alebo vzdorova� jeho
obranným mechanizmom. Ako uvidíme �alej, mikróby vyvinuli dômyselné systémy, len aby
unikli efektorovým mechanizmom imunity.
203
4. Poškodenie tkaniva �i orgánu nie je vždy priamym výsledkom patologického pôsobenia
mikróba, ale v niektorých prípadoch je skôr následkom premrštenej a tým aj negatívne
pôsobiacej imunitnej odpovede. Imunita, podobne ako je to aj pri iných homeostatických
mechanizmoch, je síce nevyhnutná pre prežitie hostite�a, ale sú�asne nesie v sebe potenciál
poškodenia nosite�a.
Mikroorganizmy rozde�ujeme vo všeobecnosti na extracelulárne a intracelulárne
parazitujúce baktérie, na vírusy a parazity (tab 18.1). V nasledujúcich subkapitolách
rozoberieme jednotlivé typy mikrorganizmov z h�adiska ich schopnosti indukova� imunitnú
odpove�, pod�a výsledku ich vzájomného stretu, spôsobov úniku z dosahu výkonných
systémov a z h�adiska nepriaznivých ú�inkov antiinfek�nej imunitnej odpovede pre hostite�a.
18.1 Obrana proti extracelulárne parazitujúcim baktériám
Extracelulárne parazitujúce baktérie sú mikrorganizmy, ktoré sa rozmnožujú mimo buniek
svojho hostite�a, napr. v cirkulácii, v respira�nom, gastrointestinálnom a urogenitálnom
trakte. Patria sem grampozitívne koky (napr. Streptococcus, Stafylococcus, tzv. pyogénne
koky), gramnegatívne koky (napr. Neisseria), grampozitívne bacily (napr. Clostridium) a
gramnegatívne bacily (napr. Escherichia). Svoje patologické pôsobenie uplat�ujú dvomi
základnými mechanizmami - bu� indukujú zápal alebo produkujú toxíny. Zápal spôsobuje
poškodenie tkaniva v mieste svojho pôsobenia; toxíny majú bu� charakter exotoxínov alebo
endotoxínov. Exotoxíny (napr. difterický, tetanový, botulínový) prejavujú svoj ú�inok
rozdielne, každý z nich má svoje charakteristické pôsobenie a vyvoláva typické klinické
príznaky. Endotoxíny sú sú�as�ou bunkovej steny baktérie a mechanizmus ich pôsobenia a
výsledných príznakov je viacmenej rovnaký. Najznámejší endotoxín je lipopolysacharid
(LPS) gramnegatívnych baktérií. LPS je ve�mi silným induktorom produkcie cytokínov a
polyklonovým stimulátorom B-lymfocytov.
Extracelulárne parazitujúce baktérie ve�mi rýchle pohlcujú a usmrcujú fagocyty, t.j.
neutrofilné leukocyty, monocyty a tkanivové makrofágy; predstavujú najvýznamnejšiu
bariéru �alšieho prieniku baktérií. Významnou je aj alternatívna cesta aktivácie
komplementu. LPS bol medzi prvými látkami, pri ktorých sa zistilo, že aktivujú komplement.
Z �alších aktivátorov treba spomenú� niektoré proteíny akútnej fázy zápalu, ktorých syntézu
v pe�eni indukuje IL-6, najmä proteín viažuci manózu (MBP), ktorá je sú�as�ou puzdra
niektorých baktérií. MBP aktivuje lektínovú cestu aktivácie komplementu. Okrem
cytolytického pôsobenia komplementu, ve�kým pomocníkom v obranyschopnosti sú jeho
204
štiepne produkty, najmä iC3b (obr. 18.1). iC3b je ve�mi dobrý opsonín, u�ah�uje proces
pohltenia ním obalenej baktérie (fagocyty vlastnia receptor pre iC3b - CR3).
Endotoxíny stimulujú makrofágy a iné bunky, napr. endotelové, do produkcie cytokínov, z
ktorých sú pre boj s mikróbmi významné najmä faktor nekrotizujúci nádory (TNF) a
interleukíny 1, 6, 8. Tieto imunohormóny pôsobia chemotakticky, v mieste infekcie indukujú
adhéziu neutrofilov a monocytov na endotel ciev s ich následnou migráciou do zápalového
ložiska. Sú�asnou aktiváciou zápalových buniek prispievajú k ú�innejšiemu usmrcovaniu
pohltených baktérií. Cytokíny navodzujú aj horú�ku a syntézu proteínov akútnej fázy, �ím
opä� prispievajú k zvýšenej obranyschopnosti. Sú�asná aktivácia lymfocytov T a B
spôsobuje, že do boja s infek�nými zárodkami sa zapájajú aj mechanizmy špecifickej imunity.
Pôsobenie cytokínov nemusí ma� vždy iba priaznivé ú�inky, v niektorých prípadoch, napr.
pri sepse spôsobenej gramnegatívnymi baktériami, je ich pôsobenie naopak škodlivé, a to až v
takom rozsahu, že ohrozuje život chorého. Tieto cytokíny, najmä TNF, spôsobujú progresívnu
diseminovanú intravaskulárnu koaguláciu (DIK) - tento syndróm je sú�as�ou„septického"
alebo „endotoxínového" šoku.
Špecifická imunitná odpove� má predovšetkým protilátkový charakter. Vzniknuté
protilátky patria k triede IgM, IgG a IgA. Trieda, resp. podtrieda protilátok závisí aj od
povahy antigénu - proti antigénom bielkovinového charakteru vznikajú prevažne protilátky
podtriedy IgG1, proti polysacharidovým antigénom podtriedy IgG2. Najznámejším príkladom
sú protilátky IgG2, ktoré dominujú v imunitnej odpovedi proti Streptococcus pneumoniae.
Protilátky pôsobia proti baktériám týmito základnými mechanizmami.:
1. Protilátky IgG pôsobia ako opsoníny, �ím u�ah�ujú a zvyšujú fagocytózu. Zápalové
bunky (monocyty, makrofágy, neutrofily) vlastnia receptory pre Fc-fragment IgG, takže v
podstate ide o špecifickú interakciu. IgG aj IgM aktivujú komplement a jeho štiepne produkty
�alej potencujú tento proces. Jedinci, ktorým chýba C3 zložka komplementu, sú ve�mi
vnímaví na pyogénne infekcie.
2. Protilátky neutralizujú pôsobenie baktériových exotoxínov. Protilátky jednak bránia
nadviazaniu toxínov na špecifické receptory a jednak väzbou na toxíny sa vytvoria
imunokomplexy, ktoré pohltia a rozložia fagocyty.
3. Protilátky triedy IgM a IgG aktivujú komplement klasickou cestou aktivácie, ktorej
výsledkom je lýza baktériovej bunky. Ukazuje sa však, že tento mechanizmus pôsobí iba proti
niektorým baktériám. Na túto skuto�nos� upozor�ujú pozorovania, že osoby, ktorým chýbajú
terminálne zložky komplementovej kaskády (t.j. C5 až C9, tzv. MAC) sú vo zvýšenej miere
vnímaví na infekcie spôsobované, neissériami, ale nie inými baktériami.
205
4. Adherencia baktérií na epitel slizníc je základným predpokladom prieniku baktérií do
organizmu. V tejto ich snahe o uchytenie im bránia sekre�né protilátky IgA (sIgA). Okrem
sekrétov slizníc respira�ného a gastrointestinálneho traktu (tzv. koproprotilátky) sa sIgA
nachádzajú aj v slzách a slinách. Ak infek�ný zárodok prekoná IgA-bariéru, v jeho �alšom
postupe sa mu snaží zabráni� �alší obranný systém sekre�nej imunity reprezentovaný
protilátkami izotypu IgE. Hoci sa IgE-protilátky nachádzajú na povrchu slizníc len vo ve�mi
nízkej koncentrácii, svojím Fc-fragmentom sa silne viažu na Fc-receptor mastocytov (FcεRI).
Po kontakte antigénu s IgE-protilátami nadviazanými na žírnych bunkách dochádza k ich
degranulácii a uvo�neniu vazoaktívnych (najmä histamínu) a chemotaktických látok.
Histamín zvýšením cievnej permeability spôsobí zvýšenú transdukciu IgG a komplementu,
chemotaktické látky pritiahnu zasa neutrofily a eozinofily. Mechanizmami charakteristickými
pre jednotlivé efektorové systémy sa imunitný systém snaží zbavi� invadujúcich baktérií.
Imunitná odpove� proti baktériám v niektorých prípadoch spôsobí poškodenie hostite�a. K
týmto oneskoreným komplikáciám patrí reumatická horú�ka a postreptokoková
glomerulonefritída. Reumatická horú�ka je výsledkom pôsobenia protilátok, ktoré indukuje
M-proteín Streptococcus hemolyticus. Ke�že sarkolémové proteíny myokardu a myozín majú
podobnú štruktúru ako M-proteín, anti-M-protilátky sa nadväzujú aj na srdcový sval a
vyvolajú zápalový proces - karditídu. Postreptokoková glomerulonefritída je spôsobená
ukladaním imunokomplexov do glomerulov obli�iek s následným vznikom zápalového
procesu. Imunokomplexy pozostávajú zo špecifických protilátok proti tzv. nefritogénnym
kme�om streptokokov. Najlepšia prevencia oboch chorôb spo�íva v správnej lie�be
primárnych infekcií spôsobených ß-hemolytickými streptokokmi.
Spôsobov ako sa extracelulárne parazitujúce baktérie snažia uniknú� efektorovým
mechanizmom imunity je nieko�ko (tab. 18.1). Jedným z nich je tvorba puzdra. Opuzdrené
baktérie sú v porovnaní s neopuzdrenými odolnejšie proti pohlteniu fagocytmi. Mnohé
baktérie obsahujú vo svojej stene �i puzdre látky (napr. kyselinu sialovú), ktoré bránia
aktivácii komplementu alternatívnou cestou. Niektoré gramnegatívne baktérie vytvárajú zase
LPS s dlhým postranným re�azcom, ktorý spôsobuje, že proteíny MAC-komplexu sa z
priestorových dôvodov nedokážu vnori� do bilipidovej dvojvrstvy baktérie, �ím unikajú
lytickému mechanizmu alternatívnej cesty aktivácie komplementu. alším mechanizmom
úniku je geneticky podmienená variabilnos� povrchových antigénov, napr. pri gonokokoch
alebo pri E. coli. Oba mikroorganizmy adherujú na povrch slizníc prostredníctvom výbežkov
- pilov. Základným antigénom pilov je proteín, ozna�ovaný ako pilín. Je determinovaný
jedným alebo dvoma funk�nými génmi. Okrem neho sa však v genóme gonokokov nachádza
206
10 až 20 pilínových pseudogénov. Antigénová variabilnos� vyplýva zo zmeny v štruktúre
funk�ného génu v dôsledku procesu génovej konverzie, kedy �as� genetického materiálu
pseudogénu nahrádza ur�itý úsek funk�ného génu (obr. 18.2). Nakoniec, niektoré baktérie
(napr. N. gonorhoe) produkujú proteolytické enzýmy, schopné štiepi� povrchový IgA.
Pseudomonas aeruginosa produkuje elastázu, ktorá inaktivuje C3a a C5a, výsledkom �oho je,
že sa vyvíja len minimálna zápalová reakcia.
Nedávno sa pozorovalo, že niektoré toxíny baktérií majú schopnos� nešpecificky stimulova�
ve�ký po�et T-lymfocytov; ozna�ujú sa ako superantigény (obr. 12.9). K známym
superantigénom baktérií s priamym nepriaznivým dopadom na organizmus chorého patria:
stafylokokový enterotoxín (SE), toxín syndrómu toxického šoku (produkovaný
Staphylococcus pyogenes), pyrogénne exotoxíny Streptococcus pneumoniae, Yersinia
enterocolitica, Clostridium perfringens a Pseudomonas aeruginosa; v ostatnej dobe k
superantigénom pribudli aj niektoré štruktúrne proteíny vírusov (napr. gp120 vírusu HIV) a
exotoxíny mykoplaziem.
Sú�asnou aktiváciou ve�kého po�tu T-lymfocytov a makrofágov sa masívne produkujú a
uvo��ujú po�etné cytokíny. Asi 1 hodinu po podaní superantigénov (SA) experimentálnym
zvieratám stúpa hladina TNF, za dve hodiny IL-2; hladiny IL-1 a IL-6 kulminujú asi za 4
hodiny, kým IFN-γ až za 8 hodín. Klinické príznaky vyvoláva predovšetkým TNF v
synergickom ú�inku s ostatnými cytokínmi, najmä však s IL-1 a IL-6. Ukazuje sa, že okrem
svojich bezprostredných ú�inkov na organizmus sa tieto cytokíny podie�ajú na vývoji šoku aj
nepriamo prostredníctvom stimulácie tvorby reaktívnych dusíkových intermediátov, najmä
oxidu dusnatého v makrofágoch a endotelových bunkách. Oxid dusnatý je silným
vazodilatátorom a regulátorom krvného tlaku. Klinické príznaky sú ve�mi podobné
endotoxínovému šoku (horú�ka, exfoliácia kože, konjuktivitída, gastrointestinálne potiaže,
zlyhávanie funkcie p�úc, srdca, diseminovaná intravaskulárna koagulácia; môže dôjs� k
smrti).
Pôsobenie SA vä�šinou nemá tak dramatický ú�inok. Biologický význam existencie SA
spo�íva skôr v zabezpe�ení „nerušeného“ pôsobenia mikroorganizmov v napadnutom
organizme. SA majú totiž schopnos� potla�i� funkciu imunitného systému svojho hostite�a.
Polyklonová aktivácia lymfocytov spôsobí imunosupresiu, pretože zabráni aktivovaným
lymfocytom zú�ast�ova� sa fyziologickej, kontrolovanej imunitnej odpovede. Navyše SA
môže navodi� anergiu a smr� bunky apoptotickým mechanizmom. Je tiež možné, že
207
aktivované CD8+-lymfocyty zni�ia bunky prezentujúce antigén alebo B-lymfocyty a tak
zablokujú vývoj adekvátnej imunitnej odpovede.
18.2 Obrana proti intracelulárne parazitujúcim baktériám
Intracelulárne parazitujúce baktérie sú mikroorganizmy, ktoré prežívajú a množia sa vnútri
infikovaných buniek. Patria sem po�etné patogény, z ktorých niektoré predstavujú vážny
nielen medicínsky, ale aj sociálno-ekonomický problém. Infekcie vyvolané Mycobacterium
tuberculosis, Mycobacterium leprae, Salmonella typhi a Chlamydia trachomatis v sú�asnosti
postihujú viac než 600 miliónov osôb.
Infekcia intracelulárne parazitujúcimi baktériami má nieko�ko odlišných ��t od infekcie
extracelulárne parazitujúcimi baktériami. V stru�nosti ich možno zhrnú� nasledovne:
1. Intracelulárne parazitujúce baktérie žijú vnútri hostite�skej bunky vä�šinu svojho života.
2. Ústredné bunky v obranných mechanizmoch, ktoré sa zú�ast�ujú boja proti
intracelulárne parazitujúcim baktériám sú T-lymfocyty. Tieto nereagujú s baktériami priamo,
ale skôr rozpoznávajú infikované bunky, deštruujú ich alebo aktiváciou baktericídnych
mechanizmov v napadnutej bunke ni�ia baktérie, ktoré sa v nich nachádzajú. To je zásadný
rozdiel oproti imunitným reakciám proti extracelulárne parazitujúcim baktériám, kde
primárnu úlohu majú protilátky.
3. Intracelulárne parazitujúce baktérie majú len nepatrnú toxickos� a patologický proces je
skôr spôsobený imunitnými reakciami, ako samotnými baktériami. Pri extracelulárne
parazitujúcich baktériách sa naopak stretávame s produkciou po�etných toxínov a enzýmov,
ktoré priamo zodpovedajú za poškodenie tkaniva.
4. Intracelulárne parazitujúce baktérie zaprí�i�ujú chronické infekcie, �o je v kontraste s
akútnymi infekciami, vyvolávanými extracelulárne parazitujúcimi baktériami.
5. Odpove� tkaniva, v ktorom sa infekcia intracelulárne parazitujúcimi baktériami
odohráva, má granulomatózny charakter. Pre extracelulárne parazitujúce baktérie je
charakteristický skôr purulentný typ reakcie tkaniva na infekciu - dochádza k tvorbe abscesov
alebo systémových reakcií.
6. Infekcie intracelulárne parazitujúcimi baktériami sprevádza oneskorený typ
precitlivenosti.
Intracelulárne parazitujúce baktérie pod�a svojho preferen�ného hostite�a delíme na dve
podskupiny. K prvej patria baktérie, ktoré síce dávajú prednos� prebývaniu v
mononukleárnych fagocytoch, ale sú�asne môžu infikova� aj iné bunky. Napr.
208
Mycobacterium (M.) leprae infikuje rôzne bunky, najmä Schwanove, Listeria (L.)
monocytogenes zase hepatocyty a pod. Druhú podskupinu tvoria baktérie, pre ktorých
hlavným biotopom sú neprofesionálne fagocyty, najmä endotelové a epitelové bunky. Na
rozdiel od prvej podskupiny, ktorej replika�ný cyklus prebieha v intracelulárnych granulách,
baktérie druhej podskupiny sa množia vo�ne v cytoplazme. Predstavite�mi prvej podskupiny
sú M. tuberculosis, M. bovis, M. leprae, Salmonella (S.) typhi, S. paratyphi, L.
monocytogenes, Brucella species, Yersinia pestis, Legionella pneumophila a iné. K druhej
podskupine zara�ujeme chlamýdie a rickettsie.
Fagocyty, najmä polymorfonukleárne leukocyty, zohrávajú principiálnu úlohu v obrane
proti extracelulárne parazitujúcim baktériám. Ich význam v boji proti intracelulárne
parazitujúcim baktériám je naproti tomu nepatrný, najdôležitejšia je tu špecifická bunková
imunita.
Mechanizmus zabránenia replikácie intracelulárne parazitujúcich baktérií je v podstate
dvojaký, bu� prostredníctvom cytotoxických lymfocytov alebo aktiváciou cídnych
mechanizmov makrofágov.
Intracelulárne parazitujúce baktérie, ktoré sa množia v iných bunkách ako sú makrofágy, sa
ni�ia nepriamo, a to zabránením kompletizácie svojho replika�ného cyklu v hostite�skej
bunke tak, že sa táto usmrtí. Baktérie pri svojej replikácii syntetizujú o.i. aj vlastné proteíny.
Tieto proteíny má bunka možnos� „zachyti�“ a spracova� v útvare, ktorý ozna�ujeme ako
proteazóm, do imunogénnych fragmentov a nadviaza� na vlastné HLA-molekuly triedy I,
ktoré následne tento mikróbny peptid prezentujú cytotoxickým T-lymfocytom (CTL). CTL
svojim špecifickým receptorom rozpoznávajú prezentovaný cudzorodý peptid a cytotoxickým
mechanizmom usmrtia bunku, v ktorej sa nachádza infek�ný agens (pozri endogénnu cestu
prezentácie proteínových antigénov).
Makrofágy sú primárnym biotopom druhej podskupiny intracelulárne parazitujúcich
baktérií. Je prízna�né, že pokia� sú makrofágy v pokojnom (neaktivovanom) štádiu nedokážu
pohltené baktérie usmrti�. K tomu, aby sa spustili cídne mechanizmy, sa musia aktivova�.
Aktiváciu makrofágov zabezpe�ujú cytokíny. Pohtené mikroorganizmy indukujú v
napadnutých makrofágoch produkciu TNF, ktorý následne aktivuje syntézu IFN-γ v NK-
bunkách. Tento aktivuje bunky imunitného systému, teda aj makrofágy, vrátane tých, ktoré sú
infikované. IFN-γ aktivuje tvorbu reaktívnych kyslíkových a dusíkových intermediálnych
produktov, ktoré majú významné antimikróbne aktivity, �o sa prejaví vo zvýšenom
usmrcovaní pohltených baktérií. Výsledkom je drastické zníženie alebo úplná eradikácia
infek�ných zárodkov. Aktivácia cídnej schopnosti makrofágov je nielen špecifická, ale na
209
prechodnú dobu aj nešpecifická. Z pokusov na experimentálnych zvieratách je známe, že ak
zvieratá prekonajú infekciu M. tuberculosis, vo�i �alšej reinfekcii týmto mikróbom sa stávajú
odolné. Pozoruhodné však je, že ak sa neskôr zvieratá sú�asne infikujú nepríbuzným
mikróbom, napr. listériami a pôvodným M. tuberculosis, zvieratá listériovú infekciu
prekonajú; bez predchádzajúcej imunity k M. tuberculosis by zvieratá listériovej infekcii
pod�ahli. Makrofágy teda získali schopnos� na prechodný �as usmrcova� aj nepríbuzné
mikroorganizmy s podobnými biologickými vlastnos�ami.
Po�etné baktérie si vyvinuli mechanizmy, ktoré im umož�ujú odoláva� baktericídnym
ú�inkom makrofágov a tak prežíva� vnútri buniek. Pretrvávajúca stimulácia T-lymfocytov
vedie k zvýšenej produkcii cytokínov, najmä IFN-γ a IL-1, ktoré následne aktivujú �alšie
lymfocyty a makrofágy. Výsledkom tohto procesu je, že v ložisku dochádza k nahromadeniu
makrofágov, ktoré sú natla�ené tesne ved�a seba a pritom menia svoj tvar na epiteloidné
bunky. Niektoré z nich spolu splývajú a vytvárajú obrovské mnohojadrové bunky. Aktivované
makrofágy uvo��ujú do zápalového ložiska proteolytické enzýmy, ktoré rozkladajú tkanivo.
Sú�asne produkujú aj IL-1, ktorý stimuluje proliferáciu fibroblastov a syntézu kolagénu. Celé
ložisko sa takto obklopí väzivovým obalom a oddelí od okolia; vzniká útvar ozna�ovaný ako
granulóm (obr. 13.6). Výsledkom celého zápalového procesu je nekróza a extenzívna fibróza,
�o pri vä�šom rozsahu spôsobí poškodenie orgánu a jeho funkciu. Imunitná odpove� je v
tomto prípade dvojse�ná zbra� - na jednej strane síce zabráni �alšiemu šíreniu infekcie, ale na
druhej strane poškodzuje organizmus; zara�uje sa preto medzi tzv. hypersenzitívne reakcie
oneskoreného typu.
Mechanizmy úniku intracrelulárne parazitujúcich baktérií pred obrannými mechanizmami
hostite�a spo�ívajú v ich schopnosti odoláva� degrada�ným procesom. Mykobaktérie a
Legionella pneumophila (pôvodca legionárskej choroby) bránia napr. fúzii fagozómov s
lyzozómami, pravdepodobne interferenciou s pohybom lyzozómových vakuol v cytoplazme
makrofágov. L. monocytogenes zase produkuje proteín, ktorý vytvára póry v membráne
fagozómu, �ím umož�uje uniknutie baktérie do cytoplazmy a zabra�uje jej degradácii vo
fagolyzozóme.
Klinický výsledok stretu imunitného systému jedinca s intracelulárnymi baktériami závisí aj
od genetickej determinácie typu imunitnej odpovede. Jednozna�ne to dokazuje príklad
tragédie v Lübecku v r. 1927, kedy sa neštastným omylom zao�kovalo 251 detí namiesto
BCG vakcínou živým kme�om M. tuberculosis. Na konci šes�ro�ného pozorovania 6 detí (2
%) ešte stálo malo tuberkulózu, 129 detí (51 %) síce ochorelo, ale sa vylie�ilo, 77 (31 %)
210
zomrelo a 39 detí (16 %) nikdy nevyvinulo klinické príznaky infekcie. Genetická
determinácia vnímavosti hostite�a na ur�itý patogén má minimálne tri úrovne vz�ahov:
1. Genetické faktory rozhodujú o tom, �i sa jedinec vôbec infikuje alebo nie. Presved�ujúce
experimentálne dôkazy na genetickú kontrolu tejto úrovne zatia� chýbajú.
2. Genetické faktory zodpovedajú za to, �i sa infikovanie jedinca klinicky prejaví alebo nie,
t.j. �i sa vyvinie infek�ná choroba. Táto genetická determinácia sa prejavuje ako „vnímavos�“
alebo „odolnos�“ jednotlivca vo�i príslušnému pôvodcovi choroby. Pre tento typ genetickej
determinácie vnímavosti na infek�né choroby je dostatok experimentálnych aj klinických
dôkazov. Najlepšie je dokladovaný ú�inok génu Bcg. Ide o dominantný autozomálny gén,
ktorý zodpovedá za vnímavos� �i rezistenciu proti BCG („Bacillus Calmette – Guérin“), M.
tuberculosis, M. leprae murium, M. avium a M. intracellularae.Vyskytuje sa pri viacerých
živo�íšnych druhoch, vrátane �loveka, u ktorého sa ozna�uje ako NRAMP-1. Kóduje
polypeptid, ktorý sa nachádza v lyzozómových vakuolách bunky a pôsobí ako transportér
Fe2+. Pri procese fagocytózy sa do lyzozómových vakuol dostávajú baktérie. NRAMP-1 tým,
že z nich aktívne odstra�uje železo, bráni replikácii baktérií, pretože Fe2+ je pre ne rastovým
faktorom. Iná jeho úloha by mohla spo�íva� v spoluú�asti pri tvorbe reaktívnych
intermediálnych produktov kyslíka a dusíka a tak prispieva� k baktericídnej aktivite
makrofágov.
3. Vážnos� a forma infek�nej choroby je taktiež geneticky determinovaná. Za tento typ
genetickej determinácie zodpovedajú MHC-gény príslušného živo�íšneho druhu. Príkladom
môže slúži� infekcia spôsobená M. leprae. Lepra sa v klasických „�istých“ príznakoch
prejavuje v dvoch formách - lepromatóznej (LL) a tuberkuloidnej (TL). Pri LL majú chorí
vysoké titre špecifických protilátok, ale slabú bunkovú imunitu, v dôsledku �oho
mykobaktérie prežívajú a rozmnožujú sa v makrofágoch. Rast baktérií a aktivácia makrofágov
sú priamou prí�inou lézií kože a kostí. Pri TL je situácia opa�ná, u chorých sa zistia nízke titre
špecifických protilátok, ale bunková imunita je zachovaná. Výsledkom interakcie medzi
imunitnou reakciou a mykobaktériami je tvorba granulómov. Granulómy sa tvoria v okolí
periférnych nervov, tla�ia na ne, príp. ich prerušia. Klinické prejavy sú v tomto prípade
sekundárnym následkom straty inervácie príslušnej oblasti. Prí�iny týchto rozdielov medzi
oboma formami lepry nie je možné ešte presne definova�, v sú�asnosti však už vieme, že
chorí s LL produkujú menej IL-2 a IFN-γ než chorí s TL, teda že prí�ina bude v rozdielnej
stimulácií klonov TH-lymfocytov - za produkciu uvedených lymfokínov zodpovedajú
prevažne TH1-lymfocyty. Rozdielna stimulácia TH1 a TH2 klonov pravdepodobne súvisí s
211
odlišnos�ami v prezentácii antigénov, pretože LL forma je asociovaná s HLA-DQ1, kým TL
forma s HLA-DR3.
18.3 Obrana proti vírusom
Vírusy sú obligatórne intracelulárne parazitujúce mikroorganizmy, ktoré sa rozmnožujú
vnútri napadnutej bunky a využívajú jej aparát na vlastnú replikáciu. Mnohé vírusy vstupujú
do bunky po väzbe na molekuly, ktoré sú fyziologickou sú�as�ou bunkovej membrány.
Najznámejšie príklady sú: 1., vírus imunitnej nedostato�nosti (HIV-1, HIV-2) sa viaže na
diferencia�ný antigén T-lymfocytov CD4. 2., Vírus Epsteina a Barrovej (EBV) sa viaže na
molekulu CR2, �o je receptor pre degrada�né fragmenty vznikajúce pri aktivácii
komplementu - iC3b, C3d a slabo aj C3b. 3., Rhinovírusy sa viažu na intercelulárnu
adhezívnu molekulu ICAM-1, prítomnú na ve�kom po�te rôznych buniek, vrátane epitelových
buniek dýchacích ciest. Po vstupe do bunky môžu vírusy spôsobi� poškodenie tkaniva a
vyvola� chorobu rôznymi mechanizmami. Cytopatické vírusy svojou replikáciou interferujú
so syntézou a funkciou vlastných zložiek napadnutej bunky, poškodzujú ju, až napokon
spôsobia jej lýzu. Cytolytické vírusy, ktoré sa uvo��ujú z bunky, ktorú práve usmrtili, blokujú
v �alšom šírení protilátky. Protilátky však oby�ajne nesta�ia kontrolova� tie vírusy, ktoré sa
uvo��ujú z bunky pu�aním, lebo tie infikujú susedné bunky bez toho, že by prišli do kontaktu
s protilátkami. Do tejto skupiny patria po�etné vírusy: oncorna, orthomyxo (chrípka),
paramyxo (osýpky, mumps), toga (dengue), rhabdo (besnota), arena (lymfocytová
choriomeningitída), adeno, herpes (simplex, zoster, varicella, CMV, EBV), pox (variola,
vakcínia), papova (SV40, polyoma) a vírus rubeoly. Bunka infikovaná uvedenými vírusmi
produkuje vírusové proteíny, ktoré prezentuje prostredníctvom svojich HLA-molekúl prvej
triedy cytotoxickým T-lymfocytom. Výsledkom celého procesu je, že takto pozmenenú bunku
rozpoznajú cytotoxické T-lymfocyty (CTL) ako cudziu a usmrtia ju. V týchto prípadoch je
poškodenie tkaniva výsledkom fyziologickej imunitnej odpovede proti vírusu.
Prirodzená imunita proti vírusom je zabezpe�ovaná dvomi efektorými mechanizmami -
interferónmi a NK-bunkami. Vírusy po vniknutí do bunky priamo stimulujú tvorbu
interferónov prvého typu, t.j. IFN-α a IFN-ß. Interferóny indukujú syntézu viacerých
enzýmov, ktoré interferujú so syntézou vírusovej DNA alebo RNA a bránia tak replikácii
vírusu. Rozsah pôsobenia IFN je parakrinný, infikovaná bunka produkuje IFN, aby chránila
okolné, ešte neinfikované bunky, ktoré sa takto nachádzajú v tzv. antivírusovom stave. IFN sa
na antivírusovom pôsobení podie�ajú aj nepriamo, zvyšovaním expresivity HLA-molekúl
212
prvej triedy a tým zvýšením ú�innosti antivírusového pôsobenia CTL a zvyšovaním lytického
potenciálu NK-buniek. NK-bunky môžu nešpecificky usmrcova� po�etné vírusom infikované
bunky a v obrane sú dôležité najmä v jej po�iato�ných fázach, kým sa ešte špecifická
imunitná odpove� nesta�ila vytvori�.
Špecifická imunita proti vírusom predstavuje kombináciu protilátkových a bunkových
efektorových mechanizmov. Špecifické protilátky sú dôležité vo v�asných fázach vírusovej
infekcie. Protilátky neutralizujúce vírus sa nadväzujú na obalové alebo kapsidové proteíny
vírusu �ím zabra�ujú uchyteniu sa vírusu a jeho prieniku do bunky. Významné je pôsobenie
protilátok IgA v slizni�ných sekrétoch, ktoré blokujú uchytenie vírusu na epitel slizníc. Napr.
vakcína proti poliomyelitíde je významná tým, že indukuje produkciu slizni�ného IgA, ktoré
ú�inne bráni prichyteniu poliovírusov na epitelové bunky gastrointestinálneho traktu.
Opsoniza�né protilátky u�ah�ujú fagocytózu niektorých ve�kých vírusov a napokon
protilátky viažúce komplement ni�ia vírusy, ktoré sú obalené bilipidovou dvojvrstvou. Aj ke�
sú protilátky v patogenéze niektorých chorôb (poliomyelitída, infekcie spôsobené Coxackie
vírusmi) ve�mi dôležité, lebo zabra�ujú šíreniu vírusu z miesta primárnej infekcie na miesta,
ktoré sú na ich pôsobenie preferen�ne citlivé (CNS, srdce), vo všeobecnosti ich pôsobenie nie
je na elimináciu vírusov z organizmu posta�ujúce. Hlavná �archa boja zostáva na
cytotoxických T-lymfocytoch. Vä�šina CTL patrí k subpolulácii CD8+-lymfocytov, ktoré
rozpoznávajú vírusové antigény prezentované HLA-molekulami prvej triedy (obr. 18.3).
O spolupôsobení protilátkovej a bunkovej imunity sa môžeme presved�i� pri imunitnej
odpovedi proti vírusu chrípky. Kým protilátky sú namierené proti obalovým antigénom
(hemaglutinín a neuraminidáza) a snažia sa zabráni� prieniku vírusu do bunky, CTL
špecificky rozpoznávajú peptidy pochádzajúce z vnútorných proteínov (nukleoproteín a
matrixové proteíny) a inhibujú replikáciu vírusu v už infikovaných bunkách. Protilátky sú
kme�ovo špecifické, vrchol hladín sa dosahuje o nieko�ko dní po za�atí infekcie, potom
hladina postupne do 6. mesiaca klesá a �alej sa udržuje na rovnakej hladine viac rokov.
Protilátky však nie sú nevyhnutné na uzdravenie, aj agamaglobulinemickí chorí sa z chrípky
zotavia. Protilátky chránia jedinca iba pred reinfekciou tým istým kme�om vírusu. CTL sa
vyvíjajú asi na 4. de� po infekcii, dosahujú vrchol za osem dní a potom okolo 20. d�a sa ich
aktivita stráca. Na rozdiel od humorálnej imunity však aktivita CTL nie je tak prísne
špecifická, ale naopak, CTL krížovo reagujú; v niektorých prípadoch sa v experimente
podarilo indukova� CTL, ktoré rozpoznali a usmrtili syngénne bunky infikované
ktorýmko�vek subtypom vírusu. Tento poznatok je dôležitý z h�adiska vývoja ú�innej
213
vakcíny, ktorá by mala pozostáva� zo živého vírusu schopného indukova� tento typ
krížovoreagujúcich cytotoxických buniek.
Vírusy po�as svojej koexistencie s makroroganizmom prirodzene vyvinuli aj spôsoby, ako
uniknú� imunitnej odpovedi hostite�a. Niektoré spôsoby tohto úniku sú už známe:
1. Mnohé vírusy sú schopné meni� štruktúru svojich antigénov. Stretávame sa s dvoma
mechanizmami tejto antigénovej variabilnosti − antigénovou odchýlkou a antigénovým
posunom. Antigénová odchýlka (antigenic drift) je spôsobovaná bodovými mutáciami v géne,
ktorý determinuje príslušný antigén. Bodové mutácie vedú len k nepatrným odchýlkam v
štruktúre originálneho antigénu. Antigénový posun (antigenic shift) je náhla zmena v štruktúre
génu a tým antigén, ktorý determinuje, je úplne odlišný od predchádzajúceho. Naj�astejšie sa
s antigénovou variabilnos�ou stretávame pri rhinovírusoch, víruse chrípky, SARS a víruse
humánnej imunodeficiencie (HIV).
Vírus chrípky napáda epitel horných dýchacích ciest �loveka, koní, vtákov, ošípaných a
dokonca aj tule�ov. Bol zodpovedný za najhoršiu pandémiu v doterajšej histórii �udstva - v r.
1919-1920 usmrtil viac než 20 miliónov �udí, �o je viac ako po�et obetí prvej svetovej vojny.
Virióny majú sférický alebo ovoidný tvar, s priemerom 90-100 nm. Sú obklopené bilipidovou
dvojvrstvou, ktorú získali z infikovanej hostite�skej bunky po�as procesu pu�ania. Do tejto
membrány vírus inkorporuje dva svoje významné glykoproteíny - hemaglutinín (HA) a
neuraminidázu (NA). HA zodpovedá za prichytenie vírusu na hostite�skú bunku (receptorom
je kyselina sialová membránových glykoproteínov), NA pomáha vírusu pri uvo��ovaní sa z
membrány infikovanej bunky. Jadro viriónu tvorí 8 rozdielnych dvojvláknových RNA
asociovaných s proteínom a RNA polymerázou. Každá RNA kóduje rozdielny proteín.
Nukleoproteín je ešte obalený �alším proteínovým obalom - matrixom.
Na podklade rozdielnych nukleoproteínových a matrixových antigénov sa rozlišujú tri
základné typy vírusu chrípky - A, B, C. Naj�astejším vírusom, ktorý zodpovedá za minulé a
sú�asné epidémie a pandémie je typ A, ktorý na podklade rôznych antigénov HA a NA možno
�alej rozdeli� na subtypy. Prvý vírus bol izolovaný r. 1934 a dostal ozna�enie H0N1. Tento
subtyp existoval až do r. 1947, kedy antigénovým posunom vznikol subtyp H1N1, ktorý sa
stal prevalentným na celom svete až do roku 1957, kedy sa objavil subtyp H2N2; r. 1968 ho
vystriedal H3N2. Zatia� posledný antigénový posun nastal r. 1977, ktorý nastolil "nadvládu"
staronového subtypu H1N1. Za antigénový posun zodpovedá nová kombinácia RNA
re�azcov, ktorá vzniká z „premiešania“ RNA re�azcov vírusu infikujúceho �loveka s RNA
re�azcami vírusu infikujúcich zvieratá, �o je umožnené spolužitím �loveka a zvierat, najmä na
214
hospodárske ú�ely. Dokázalo sa, že ak sa napr. ošípané sú�asne infikovali humánnym
vírusom H3N2 Hong Kong a prasa�ím vírusom H1N1, vznikli nové virióny H3N1.
Medzi pandémiami sa vírus chrípky mení antigénovou odchýlkou. Jedinec infikovaný
ur�itým kme�om vírusu odpovedá imunitnou odpove�ou a vírus sa postupne likviduje. Avšak
akumulácia bodových mutácií pri niektorých vírusoch im umožní uniknú� z dosahu protilátok
viažúcich komplement. Takéto varianty sa stávajú novými kme�mi schopnými vyvoláva�
menšie lokálne epidémie, �o spôsobuje, že prakticky každý rok sa v praxi stretávame s
epidémiami chrípky, spôsobenými novým kme�om vírusu, proti ktorému je imunita získaná
pri predchádzajúcej infekcii neú�inná.
2. Niektoré vírusy potlá�ajú imunitnú odpove�. Dobre je známe pôsobenie HIV-1 a HIV-2,
ktoré napádajú CD4+-lymfocyty a tým spôsobujú zrútenie celej imunity (pozri AIDS). EBV
produkuje proteín, ktorý je svojimi funk�nými vlastnos�ami homológny s ú�inkami IL-10
(takéto molekuly sa uzna�ujú ako virokíny a ich partnerské molekuly na hostite�skej bunke
ako viroreceptory). Tento vírusový IL-10 ihibuje syntézu cytokínov produkovaných TH1-
lymfocytmi a spôsobuje tak zníženie hladín IL-2 a IFN-γ , ktoré sú v antivírusovej
obranyschopnosti ve�mi dôležité. Cytomegalovírus produkuje proteín, ktorý viaže ß2-
mikroglobulín. Tento sa potom nemôže viaza� s α-re�azcom HLA-molekúl triedy I a
výsledkom je nedostato�ná expresia HLA-molekúl v membráne bunky. Tým sa znižuje ich
antigénovo prezenta�ná kapacita a následne aj aktivácia CTL. Podobne pôsobí aj proteín
(BZLF2) EBV, ktorý sa viaže na β-re�azec HLA antigénov triedy II a blokuje jeho spojenie s
α-re�azcom, �ím sa znižuje expresia týchto molekúl na povrchu APC. Následne viazne ich
antigénovo prezenta�ná schopnos� a protilátková imunitná odpove�.
Herpesvírusy unikajú svojmu rozpoznaniu CTL tým mechanizmom, že pri procesoch
spojených s prezentáciou proteínov, peptid, ktorý z nich pochádza, zablokuje lúmen TAP
molekúl, �ím sa zabráni jeho expresii na povrchu infikovanej bunky v dôsledku �oho potom
CTL nemajú �o rozpoznáva�.
18.4 Obrana proti vyvolávate�om parazitových ochorení
Pôvodcov parazitových ochorení delíme na protozoá, helminty a na ektoparazity (kliešte,
rozto�e). Parazity, aj ke� si to vonkoncom neuvedomujeme, v sú�asnosti zodpovedajú za
najvä�šiu morbiditu a mortalitu v rámci infek�ných chorôb. Odhaduje sa, že až 30 %
populácie sveta trpí na infestáciu parazitmi. Len samotná malária postihuje 300 miliónov �udí
na celom svete a s po�tom úmrtí dosahuje skoro 1 milión ro�ne.
215
Vä�šina parazitov prechádza komplexným životným cyklom, ktorého �as� prebieha u
�loveka a �as� v intermediálnom hostite�ovi, ako sú muchy, kliešte a slimáky. udia sú
oby�ajne infikovaní uštipnutím infikovaného intermediálneho hostite�a alebo prenosom pri
využívaní spolo�ného životného priestoru. Napr. malária a trypanozomiáza sa prenášajú
uštipnutím, kým schistozomiáza sa prenáša kontaktom s vodou, v ktorej sa nachádzajú
infikované slimáky.
Základná �rta vä�šiny parazitových ochorení je ich chronickos�. Prí�ina spo�íva jednak v
schopnosti parazitov odoláva� efektorovým mechanizmom prirodzenej aj špecifickej imunity,
a jednak v skuto�nosti, že vä�šinou sa parazitové infekcie vyskytujú v rozvojových krajinách,
kde nie je dostatok finan�ných prostriedkov na zabezpe�enie opakovanej chemoterapie a
všeobecne dostupnej sanitárnej hygieny.
Prirodzená imunita proti protozoám a helmintom je zvä�ša neú�inná. Makrofágy síce majú
schopnos� pohlti� protozoá, ale mnohé z nich odolávajú intracelulárnemu usmrteniu, ba
niektoré sa v makrofágoch môžu aj množi�. Parazity sú oby�ajne rezistentné aj vo�i
cytolytickému pôsobeniu komplementu. Obal helmintov je zasa nato�ko pevný, že odoláva
cytocídnym mechanizmom neutrofilov a makrofágov.
Protozoá a helminty sa zna�ne od seba líšia v antigénovej štruktúre a biochemických
vlastnostiach. Nie je preto prekvapujúce, že rozdielne parazity indukujú úplne odlišné reakcie
špecifickej imunity, z ktorých niektoré sa líšia aj od imunitných mechanizmov, ktoré
pozorujeme v obrane proti vírusom �i baktériám.
1. Cytotoxicita sprostredkovaná bunkami závislá od protilátky (ADCC; obr. 11.3). Pri
infekciách spôsobovaných helmintami, ako sú schistozómy, filárie, nippostrongyly, sa
pozoruje zvýšenie hladín IgE. Súvisí to so schopnos�ou helmintov stimulova� TH2 - klony
lymfocytov, ktoré produkujú IL-4 a IL-5 (IL-4 podporuje syntézu IgE - protilátok, IL-5 je
rastový a diferencia�ný faktor eozinofilov). IgE protilátky sa viažu na antigény helmintov a na
takto obalené parazity sa viažu eozinofily, ktoré majú špecifický receptor pre Fc-fragment IgE
(FcεRI a FcεRII). Po aktivácii eozinofily uvo��ujú zo svojich granúl do vonkajšieho
prostredia cytolytické látky, z ktorých najú�innejší je hlavný bázický proteín, poškodzujúci
ter�ové bunky - helminty.
2. Niektoré parazity indukujú granulomatóznu odpove� so sú�asnou fibrózou. Vají�ka
Schistosoma mansoni, ktoré sa nachádzajú v pe�eni, stimulujú CD4+-T-bunky, ktoré následne
aktivujú makrofágy ako pri DTH-odpovedi. Výsledkom je vytvorenie granulómu v okolí
vají�ka, �ím sa síce blokujú �alšie vývojové štádiá parazita, avšak zna�ná fibróza, ktorá je
216
spojená s týmto procesom vedie k prekážkam vo venóznom prietoku krvi pe�e�ou, k portálnej
hypertenzii a k cirhóze.
3. Cytotoxické T-lymfocyty predstavujú �alší obranný mechanizmus v boji s parazitmi. CTL
pôsobia najmä proti tým pôvodcom, ktoré sa replikujú vnútri infikovaných buniek. Infekcia
Plasmodium malariae sa za�ína po poštípaní �loveka sami�kou komára Anopheles (sam�ek sa
živí š�avou rastlín); sporozoity P. malariae sa dostávajú do krvi a za 30 minút sa dostanú do
pe�ene, kde infikujú hepatocyty. Pe�e�ová fáza životného cyklu pôvodcu malárie sa
vyzna�uje extenzívnym množením a transformáciou na �alšiu vývojovú formu - merozoit. A
práve v období množenia sa parazita v pe�eni majú CTL možnos� pozitívne zasiahnu� a
zastavi� alebo obmedzi� �alší proces. Hlavný antigén, ktorý CTL rozpoznávajú, je
cirkumsporozoitový (CS) antigén.
4. Pre rozvoj parazitovej infekcie sa ukazuje by� dôležitý aj vzájomný pomer medzi cytokínmi.
Zistilo sa, že napr. pri malárii vysoká koncentrácia prozápalových cytokínov (TNF, IL-1, IL-
6) má nepriaznivý vplyv na priebeh infekcie, kým nízke hladiny u�ah�ujú clearence parazitov.
Podobne pri myšiach infikovaných parazitom Leishmania major infekciu vyvinú tie, ktorých
imunokompetentné bunky po kontakte s leishmániovým antigénom produkujú prevažne IL-4
a IL-10 (TH2 subpopulácia), kým myši s prevahou produkcie IFN-γ a IL-2 (TH1
subpopulácia) infekciu nevyvinú alebo len miernu.
Parazity vyvinuli po�as dlhého evolu�ného spolužitia so stavovcami celý rad adapta�ných
mechanizmov, ktoré im umož�ujú vyhnú� sa svojmu nepriate�ovi - imunitnej odpovedi.
Naj�astejšie sa stretávame s mechanizmami:
1. Anatomická sekvestrácia. Niektoré parazity, napr. Toxoplazma, prežívajú a množia sa
vnútri infikovaných buniek, iné, napr. Entamoeba a Trichinella, vyvíjajú cysty, �ím sa stávajú
neprístupné pre efektorové systémy imunity. Anatomická sekvestrácia je však iba do�asným a
�iasto�ne ú�inným mechanizmom, do hry parazity vkladajú �alšie, „prefíkanejšie“ únikové
mechanizmy.
2. Maskovanie antigénmi hostite�a. Larvy S. mansoni sa dostávajú do kože, odtia� do p�úc a
potom do cirkulácie. Po�as ich putovania z kože do p�úc sa oba�ujú ABO a HLA-molekulami
svojho hostite�a, �ím unikajú rozpoznávacím mechanizmom jeho imunitného systému.
Podobne pôsobí fenomén molekulového mimikri, kedy antigén parazita (Ascaris) je
homológny s antigénom v �udskom organizme (kolagén).
3. Parazity sa stávajú rezistentnými na efektorové mechanizmy imunity po�as ich
pobytu v hostite�ovi. Fagocytmi pohltená T. cruzi lyzuje membránu fagozómu a dostáva sa
217
do cytoplazmny ešte pred fúziou s lyzozómom. Tento parazit je schopný syntetizova� aj
membránové glykoproteíny, ktoré majú podobnú funkciu ako regula�ný proteín
komplementového systému DAF, ktorý inhibuje aktiváciu komplementu. Promastigoty
parazita Leishmania major sú schopné zbavova� sa komplexu atakujúceho membrány (MAC)
komplementového systému a tak zabra�ova� svojej lýze.
4. Antigénová variabilnos� po�as vývojového cyklu parazita vo svojom hostite�ovi.
Poznáme dve formy antigénovej variabilnosti:
a, Antigénová zmena variabilnosti dôsledku prechodu z jednej vývojovej formy parazita do
druhej; napr. pri malárii sa antigénová štruktúra sporozoitov líši od antigénovej skladby
merozoitov. Kým imunitný systém za�ne odpoveda� na jednu antigénovú formu, dovtedy sa
vyvinie druhá vývojová forma parazita, antigénovo odlišná od prvej, a tým nezasiahnute�ná
predtým vytvorenými protilátkami.
b) Najpozoruhodnejšiu zmenu v štruktúre antigénov predstavuje kontinuálna variabilnos�
hlavných povrchových antigénov (HPA); pozorujeme ju napr. pri afrických trypanozómach -
Trypanosoma brucei a Trypanosoma rhodesiense (pôvodcovia spavej choroby). HPA je
glykoproteín determinovaný génom VSG. Trypanozómy vlastnia viac než 1000 VSG génov,
ktoré sa od seba líšia sekvenciou nukleotidov, teda každý z nich je schopný determinova�
rozdielny antigén. Podstata variabilnosti spo�íva v tom, že zo všetkých VSG génov je pri
ur�itom parazite v danom �ase aktívny len jeden jediný. Imunitný systém chorého postupne
odpovedá na antigénovú zá�až tvorbou protilátok, ktoré eliminujú vä�šinu parazitov z krvi.
�as� parazitov, asi 1 %, však náhle zmení svoju experesiu VSG-génov, �ím za�nú
exprimova� iný VSG-antigén, a existujúce protilátky nie sú schopné ho zachyti�. Prežívajúci
parazit sa takto môže �alej množi�, vyvolá novú vlnu parazitémie a celý proces sa opakuje.
5. Parazity uvo��ujú svoje povrchové antigény. Cirkulujúce antigény viažu špecifické
protilátky, takže sa nemôžu viaza� na parazita, ktorý sa takto na útok efektorových
mechanizmov imunity stáva relatívne rezistentný. Tento jav sa pozoruje napr. pri E.
histolytica, pri larvách schistozóm a pri trypanozómach.
6. Parazity navodia celkový útlm imunitnej odpovede. Tento spôsob úniku sa pozoruje pri
infekciách spôsobených parazitom Trypanosoma cruzi (pôvodca Chagasovej choroby). T.
cruzi spôsobuje zatia� ešte nie presne známym mechanizmom potla�enie expresie α-re�azca
receptora pre IL-2. Tento je nevyhnutný pre výstavbu vysokoafinitného receptora pre IL-2.
Znížením po�tu takýchto receptorov na povrchu T-lymfocytov sa môže na lymfocyt viaza�
len málo molekúl IL-2, následkom �oho nedôjde ku klonovej expanzii antigénovo
špecifických T-lymfocytov a imunitná odpove� sa utlmí.
218
7. Nízka antigénová zá�až hostite�a sa pozoruje pri helmintoch. Hostite� je infikovaný iba
nieko�kými �ervami, ktoré sa navyše v �om ani nerozmnožujú. Expozícia imunitného
systému antigénmi parazita je preto malá a následne nemôže vzniknú� ani dostato�ne silná
imunitná odpove�, t.j. taká, ktorá by posta�ovala na vypudenie parazita.
219
19 IMUNODEFICIENTNÉ STAVY
Hlavnou funkciou imunitného systému je ochrana organizmu pred infek�nými zárodkami
(baktérie, vírusy, kvasinky, plesne, parazity) a nereplikujúcimi agensmi (toxíny), ktoré môžu
vyvola� infekciu a chorobu. Obranné reakcie didakticky rozde�ujeme na mechanizmy
nešpecifickej a špecifickej imunity, ktoré sprostredkovávajú bu� protilátky, alebo bunky.
Každý systém môže pôsobi� samostatne. Naj�astejšie je však imunitná odpove� komplexná,
podie�ajú sa na nej viaceré zložky imunitného systému. Porucha niektorej z nich má vážne
následky pre postihnutý organizmus. Imunodeficiencie definujeme ako stavy, ke� je
niektorá zložka imunitného systému porušená a to v zmysle jej chýbania, zníženia alebo
alterácie. Delíme ich na primárne a sekundárne. Primárne imunodeficiencie vznikajú v
dôsledku poruchy embryového vývoja, enzýmového defektu, alebo majú neznámu prí�inu.
Sekundárne imunodeficiencie vznikajú u jedincov, ktorých imunitný systém bol spo�iatku
plne funk�ný, ale v dôsledku choroby, prípadne inej noxy, ako je nap. ožiarenie, dôjde k jeho
poškodeniu.
Primárne imunodeficiencie nepostihujú jednotlivé zložky imunitného systému rovnako
�asto. Je tu spojitos� medzi fylogenetickým vývojom a frekvenciou vzniku imunodeficiencií
jednotlivých zložiek imunitného systému. Najstaršou zložkou je nešpecifická imunita a jej
poruchy sú aj najmenej �asté - predstavujú asi 15-18 % všetkých imunodeficiencií.
Najmladším systémom je protilátková imunita a jej poruchy sú aj naj�astejšie - až v 50-70 %.
Medzi nimi uprostred sa nachádzajú poruchy T-bunkovej imunity. Kombinované
imunodeficiencie, pri ktorých je postihnutá T aj B-bunková zložka, predstavujú 10-20 %.
Primárne imunodeficiencie nie sú až tak vzácnymi ochoreniami ako sa oby�ajne považujú.
Vyskytujú sa rovnako �asto ako leukémie a lymfogranulómy dokopy, to znamená, výskyt
jednej primárnej imunodeficiencie na 100 000 obyvate�ov.
Symptomatológia imunodeficientnych stavov závisí od stup�a poruchy a od zložky
imunitného systému, ktorá je postihnutá. Napriek tomu existujú niektoré všeobecné �rty, ktoré
upozor�ujú lekára na možnú imunodeficientnu chorobu. Vo všeobecnosti možno poveda�, že
chorí trpiaci na imunodeficientne stavy sa vyzna�ujú zvýšenou vnímavos�ou na infek�né
zárodky, �astejšie trpia na alergické, autoimunitné a malígne choroby. Zvýšená
pravdepodobnos� malígneho procesu u imunodeficientnych osôb sa vysvet�uje bu� ako odraz
zvýšenej vnímavosti na onkogénne vírusy alebo ako porucha imunitného doh�adu nad
diferencia�ným a prolifera�ným procesom v organizme. Príznaky poukazujúce na možný
imunodeficientny stav zara�ujeme do troch kategórií (tab. 19.1).:
220
• Príznaky takmer vždy prítomné pri imunodeficientných chorobách; ich výskyt je zna�ne
suspektný pre prítomnos� imunodeficiencie.
• Príznaky �asto prítomné; ich výskyt robí diagnózu imuodeficiencie pravdepodobnou.
• Príznaky asociované so špecifickými imunodeficientnymi stavmi.
V nasledujúcich subkapitolách uvádzame niektoré najvýznamnejšie imunodeficientné
choroby.
19.1 Primárne špecifické imunodeficiencie
19.1.1 Kombinované imunodeficiencie
Kombinované imunodeficientne stavy zahr�ujú poruchu na úrovni lymfocytov aj T aj B.
Defekt môže by� kompletný alebo �iasto�ný. Ochorenie sa prejaví pomerne zav�asu, v
rannom detstve. Deti sú vnímavé na celé spektrum rôznych mikroorganizmov, imunoterapia
je �asto �ažká, alebo ani neexistuje.
ažká kombinovaná imunodeficiencia (SCID) predstavuje heterogénnu skupinu chorôb.
Pri SCID s autozomálno-recesívnym typom dedi�nosti je porucha na úrovni vývoja
kme�ových buniek lymfoidného radu, takže postihnutému die�a�u chýbajú aj lymfocyty T aj
B. Pri SCID viazanej na pohlavie (XSCID) dochádza k mutácii génu pre gama-re�azec
receptora pre IL-2, ktorý sa nachádza na X-chromozóme, a tým k poruche výstavby
vysokoafinitného receptora (obr. 19.1). Postihnutým chlapcom chýbajú alebo sú ve�mi
znížené T-lymfocyty, B-lymfocyty môžu by� v normálnom po�te alebo aj zvýšené; sú však
nefunk�né. Nefunk�nos� B-lymfocytov sa dáva do súvisu jednak s nedostato�nou pomocou
zo strany T-lymfocytov a jednak chýbaním gama-re�azca , ktorý je sú�as�ou nielen vyššie
uvedeného receptora pre IL-2, ale aj sú�as�ou receptorov pre IL-4, IL-7, IL-9 a IL-15. Všetky
alebo vä�šinu cirkulujúcich lymfocytov u niektorých chorých so SCID tvoria ve�ké
granulované lymfocyty s NK-fenotypom a funkciou, u iných však môžu tieto bunky takisto
úplne chýba�. Typické pre deti so SCID je, že majú ve�mi malý týmus (menej než 1 g, norma
približne 70 g). Kortikálne a parakortikálne oblasti lymfatických uzlín sú pozbavené svojich
obyvate�ov, tonzily, adenoidné vegetácie a Peyerove plaky sú neprítomné alebo ve�mi
podvyvinuté.
SCID predstavuje vážnu poruchu bunkovej a protilátkovej imunity s extrémnou
vnímavos�ou na mikroorganizmy; vä�šina postihnutých detí zomiera do jedného roka života.
Chorí trpia na soor, pneumóniu, chronický zápal stredného ucha, chronické hna�ky, sepsy. Ak
sa deti zao�kujú proti variole, ochorejú na generalizovanú vakcíniu; po o�kovaní proti detskej
221
obrne atenuovanými vírusmi vznikne progresívna poliomyelitída. O�kovanie týchto detí,
živými, aj ke� atenuovanými, kme�mi, je preto kontraindikované. Transfúzie krvi vyvolajú
reakciu GvH. Lie�ba spo�íva v transplantácii kostnej drene, možná je i transplantácia fetálnej
pe�ene alebo fetálneho týmusu. Prognóza je nepriaznivá a možno konštatova�, že SCID je
ochorenie, ktoré nie je zlu�ite�né so životom.
Pod pojem SCID sa zahr�ujú aj �alšie primárne imunodefieciencie - deficiencia ADA,
PNP, syndróm nahých lymfocytov, deficiencia kinázy Zap70, kinázy Jak3, retikulárna
dysgenéza a �alšie primárne imunodeficiencie.
Deficiencia adenozíndeaminázy (ADA). ADA je enzým nevyhnutný pre normálny
katabolizmus purínov. Deficiencia ADA je autozomálno-recesívne ochorenie. Spektrum
defektov sa pohybuje od úplnej poruchy protilátkovej a celulárnej imunity, podobne ako pri
SCID, až po miernejšie formy.
Úspešná lie�ba ADA sa zaznamenala po TKD; niektorí chorí dobre reagovali na opakované
transfúzie ožiarených erytrocytov ako zdroja enzýmu.
Deficiencia purínnukleozidfosforylázy (PNP). PNP je enzým nevyhnutný pre syntézu
DNA. Jeho aktivitu možno dokáza� predovšetkým v T-lymfocytoch a tymocytoch, �o
vysvet�uje, pre�o deficiencia PNP postihuje najmä bunkovú imunitu, kým protilátková
odpove� je zachovaná. Ide o autozomálno- recesívnu chorobu. Úspešná terapia spo�íva v
TKD.
Syndróm nahých lymfocytov je autozomálno-recesívne ochorenie, pri ktorom nedochádza
k expresii HLA-molekúl druhej triedy. Prí�ina nie je v štruktúrnych génoch pre HLA-
molekuly, ale v génoch, ktoré kódujú transkrip�né faktory. K syndrómu nahých lymfocytov sa
zara�uje aj chýbanie HLA-molekúl prvej triedy. Porucha je komplexnejšia, môže ju spôsobi�
chyba pri transkripcii génov, chýbanie β2-mikroglobulínu alebo mutácia v génoch kódujúcich
transportné molekuly TAP.
HLA-molekuly sú nevyhnutné pre prezentáciu antigénu a pre správnu kooperáciu
imunokompetentných buniek, preto sa choroba prejavuje poruchami bunkovej aj protilátkovej
imunitnej odpovede. Prognóza je nepriaznivá, vä�šina zomiera do tretieho roka života.
Retikulárna dysgenéza je vzácna autozomálno-recesívna choroba, ktorej prí�ina leží v
poruche dozrievania lymfoidných aj myeloidných prekurzorových buniek. Je
charakterizovaná nielen nápadnou lymfopéniou, ale aj �ažkou granulocytopéniou a
trombocytopéniou. Ochorenie nie je zlu�ite�né so životom, deti zomierajú na �ažké infekcie
skoro po narodení.Imunodeficiencie s prevahou porúch tvorby protilátok
222
Imunodeficiencie týkajúce sa protilátok sa pohybujú od chýbania všetkých tried
imunoglobulínov po selektívnu absenciu len niektorej triedy.
Vrodená detská hypogamaglobulinémia je defekt imunity, ktorý po prvý raz opísal O.
Bruton r. 1952 ako prvú známu imunodeficienciu. Prí�ina poruchy je zablokovanie maturácie
B-lymfocytov v dôsledku intragénových delécií alebo bodových mutácií génu btk. Gén sa
nachádza na X-chromozóme a determinuje enzým, tyrozínkinázu btk, ktorá sa nadväzuje na
imunoglobulínový receptor B-lymfocytov a podie�a sa na prenose signálu do vnútra bunky.
Postihnutým chlapcom chýbajú periférne B-lymfocyty a plazmocyty, hoci v kostnej dreni
nájdeme normálny po�et v�asných vývojových foriem B-buniek. Koncentrácia
imunoglobulínov v sére je nižšia než 2,5 g . L-1; hladina IgG je oby�ajne pod 2,0 g . L-1, zatia�
�o hladiny IgM, IgA, IgD a IgE sú extrémne nízke, príp. nulové. Týmus je vyvinutý
normálne, po�et T-lymfocytov v periférnej krvi dosahuje fyziologické hodnoty. Ochorenie sa
prejaví oby�ajne v 5. až 6. mesiaci života, ke� pasívne získané protilátky od matky sú už vo
ve�mi nízkej koncentrácii a nesta�ia chráni� die�a pred expozíciou patogénnymi
mikroorganizmami. Deti trpia rekurentnými baktériovými infekciami, nebezpe�né sú najmä
meningitídy a pneumónie. Naproti tomu postihnutí nie sú zvýšene vnímaví na vírusové
infekcie. Prognóza nie je ve�mi priaznivá, chorí sa môžu doži� druhého, prípadne tretieho
decénia.
Imunodeficiencia asociovaná s hyper-IgM (HIM) je charakterizovaná normálnou alebo
zvýšenou hladinou IgM, ktorá sa pohybuje od 1,5 g.L-1 do 10 g.L-1, pri sú�asnom chýbaní
IgG, IgA a IgE. V periférnej krvi sa nachádza normálny po�et B-lymfocytov, avšak v
lymfatických uzlinách chýbajú zárodo�né centrá. HIM je zriedkavé ochorenie, ktorého prí�ina
spo�íva v mutácii génu, ktorý determinuje diferencia�ný antigén CD40L. Gén pre CD40L sa
nachádza na X-chromozóme. Molekula CD40L sa pri imunitnej odpovedi exprimuje na
aktivovaných T-lymfocytoch a pri priamej (príbuzenskej) kooperácii interaguje s molekulou
CD40 na B-lymfocytoch.
Aktivácia naivných (panenských, IgM+) B-lymfocytov vedie k IgM odpovedi a neskôr k
prepnutiu na syntézu �ažkých re�azcov iných izotypov. Ak B-lymfocyt rozpoznáva a viaže
antigén prezentovaný folikulovými dendritovými bunkami a v �alšom vývoji interaguje s T-
lymfocytom exprimujúcim CD40L, dôjde k prepnutiu syntézy z IgM na iný izotyp (IgG, IgA,
IgE) a bunka sa �alej diferencuje na plazmatickú alebo pamä�ovú bunku. V opa�nom prípade
chýbanie signálu sprostredkovaného interakciou CD40 - CD40L, navodí v B-bunke proces
apoptózy a bunka hynie.
223
Molekula CD40 sa nachádza aj na epitelelových bunkách týmusu, �o nazna�uje na ur�itú
úlohu CD40L pri diferenciácii T-lymfocytov. Porucha vývoja T-lymfocytov pri HIM by
mohla vysvetli� vysokú incidenciu autoimunitných chorôb pri tejto chorobe.
Selektívna deficiencia podtried IgG je charakterizovaná rôznymi kombináciami chýbania
niektorej podtriedy IgG. Oby�ajne sa pozoruje deficiencia IgG1 spolu s IgG3 a IgG2 spolu s
IgG4. Celková hladina IgG môže by� pritom normálna, podobne aj hladiny IgM a IgA.
Pacienti trpia na opakované sinopulmonálne infekcie, lie�ba je substitu�ná, prognóza
priaznivá.
Selektívna deficiencia IgM je zriedkavé ochorenie, postihuje aj chlapcov aj diev�atá. Je
charakterizované chýbaním sérového IgM, hoci B-lymfocyty s membránovým IgM sa
vyskytujú v normálnych hodnotách, podobne aj hladiny ostatných imnoglobulínov. Bunková
imunita je zachovaná. Chorí sú vnímaví na infekcie vyvolávané opuzdrenými
mikroorganizmami; nápadné sú epizódy septikémií vyvolávané najmä gramnegatívnymi
baktériami.
Bežná variabilná imunodeficiencia (CVID) sa objavuje po období normálnej funkcie
imunitného systému, oby�ajne medzi 15.až 35. rokom života. V niektorých rodinách sa
dokázal autozomálno- recesívny typ dedi�nosti, avšak vo vä�šine prípadov sa jednozna�ný
dedi�ný základ choroby nepreukázal. Prí�ina poruchy zostáva ešte nejasná. Ide o heterogénnu
skupinu syndrómov, ktorých charakteristikou je defektná protilátková odpove�; bunková
imunita je neporušená. Chorí trpia na rekurentné sinopulmonálne infekcie. Prognóza je
pomerne dobrá, chorí sa môžu doži� až 7.-8. decénia.
Selektívna deficiencia IgA je naj�astejšia zo všetkých imunodeficiencií. Incidencia v
normálnej populácii sa pohybuje od 1:500 do 1:700. Dedi�nos� je autozomálno-recesívna
alebo autozomálno-dominantná, asociovaná s antigénom HLA-DR3. �astejšie sa vyskytuje v
rodinách, v ktorých sa vyskytujú aj iné imunodeficiencie.
Klinicky sa deficiencia nemusí vôbec prejavi� (až v 50 %). V pípade, že sa choroba klinicky
manifestuje, mozaika príznakov býva pestrá. Pacienti trpia na rekurentné respira�né infekcie,
ochorenia GIT (regionálna enteritída, ulceratívna kolitída), malígne a najmä autoimunitné
ochorenia. Zvláš� významná je spojitos� medzi alergiami a deficienciou IgA (výskyt 1:200 až
1:400). Laboratórnymi vyšetreniami sa zistí zníženie hladiny IgA. Po�et cirkulujúcich B-
lymfocytov je normálny.
Chorí so selektívnou deficienciou IgA sa nesmú lie�i� podávaním gamaglobulínových
prípravkov. Deficientni pacienti majú totiž schopnos� vyvinú� normálnu imunitnú odpove�
a podanie takéhoto prípravku by ich senzibilizovalo na cudzorodý IgA. Aplikácia
224
vyvolávajúcej dávky by potom mohla kon�i� aj anafylaktickým šokom. Neexistuje žiadny
spôsob ako pacientovi bez ujmy na zdraví doda� chýbajúci IgA. Navyše je málo
pravdepodobné, že by sa podaný IgA dostal na slizni�né membrány, pretože sekrécia IgA je
aktívny proces, ktorý zah��a iba endogénne sa tvoriaci lokálny IgA. Tak isto sa musí dáva�
pozor na transfúzie krvi a pacientom sa v prípade potreby podáva trikrát prepraná erytromasa
(t.j. len �ervené krvinky). Ostatná lie�ba sa riadi klinickými príznakmi. Prognóza je relatívne
priaznivá, u 50 % pacientov sa upraví do 14. roku života, príp. s menšími problémami sa chorí
môžu doži� 6. alebo i 7. decénia. �ažka imunodeficiencia IgA je oby�ajne ireverzibilná,
prechádza do CVID.
Prechodná hypogamaglobulinémia u detí. Prakticky všetky deti prechádzajú obdobím
hypogamaglobulinémie, oby�ajne v 5.-6. mesiaci svojho života. Za fyziologických okolností
dochádza od 16. gesta�ného týžd�a k pasívnemu prechodu matkiných protilátok izotypu IgG
do krvného obehu plodu a v �ase pôrodu sú hladiny IgG u die�a�a oby�ajne vyššie než
u matky (obr. 17.2). Protilátky izotypov IgA, IgM, IgD a IgE placentou neprechádzajú. Po�as
prvých 4-5 mesiacov života postupne klesá hladina matkiných IgG; v 5.-6. mesiaci hladina
IgG dosiahne najnižšie hodnoty, približne 2,5 g.L-1, �o môže by� spojené s rekurentnými
respira�nými infekciami. Hypogamaglobulinémia môže niekedy pretrváva� až dva roky.
Substitu�ná lie�ba preparátmi gamaglobulínu oby�ajne nie je potrebná.
19.1.2 Imunodeficiencie asociované s inými ve�kými defektmi
Ochorenia, ktoré zara�ujeme do tejto skupiny sa vyzna�ujú tým, že imunodeficiencia je síce
ich výraznou, ale nie jedinou �rtou. Aj ke� v popredí klinického obrazu dominujú príznaky z
poruchy imunitného systému, predsa len sa modifikuje alebo dop��a aj symptómami z
�alšieho pridruženého defektu.
Wiskottov-Aldrichov syndróm (WAS) je recesívno-dedi�né ochorenie viazané na
pohlavie (Xp11). Charakterizuje ho �ažká trombocytopénia a rekurentné infekcie. Krvácanie,
v dôsledku ve�kého zníženia po�tu trombocytov (5-10.109 . L-1), sa zjavuje ve�mi skoro po
narodení. Rekurentné infekcie nastupujú okolo 6. mesiaca, ekzém sa vytvorí približne v
období, ke� die�a dosiahne prvý rok života. Ochorenie je progresívne, �asté sú malignity
(lymforetikulárny karcinóm, najmä v CNS; myeloidná leukémia), �alej hemolytická anémia a
chronická polyartritída. Laboratórnym vyšetrením sa zistí normálna hladina IgG, znížená
hladina IgM a zvýšená hladina IgA a IgE. Izohemaglutiníny chýbajú, pacienti nereagujú na
polysacharidové antigény. B-lymfocyty sú prítomné v normálnom po�te. Bunková imunita je
spo�iatku plne funk�ná, postupne s pribúdajúcim vekom sa jej stav zhoršuje, �o sa prejavuje
225
rozšírením spektra vnímavosti z pôvodných len opuzdrených aj na neopuzdrené baktérie a na
vírusy. Pri lie�be WAS sa okrem antibiotík podáva gamaglobulín, a to intravenózne
(intramuskulárne sa poda� nesmie, pretože sa môže vytvori� hematóm); odporú�a sa TKB.
Prognóza je nepriaznivá.
Imunodeficiencia asociovaná s ataxia-telangiectasia (AT; syndróm Louisovej - Barrovej)
je autozomálno-recesívne ochorenie. Choroba za�ína v 9. až 12. mesiaci života progresívnou
cerebrálnou ataxiou. Telangiektázia sa objavuje v druhom roku na bulbárnej spojovke, na
slizniciach a koži. Príznaky zo sú�asného postihnutia imunitného systému sa prejavujú
rekurentnými sinopulmonálnymi infekciami a vysokou incidenciou malignít. Príznaky sa
objavia bu� už v rannom detstve, alebo až po 10. roku života.
Laboratórnym vyšetrením zistíme rôzny stupe� poškodenej T-, resp. B-bunkovej imunity.
Oby�ajne sa pozoruje zníženie po�tu T-lymfocytov a znížená odpove� na mitogénny stimul.
Aktivita NK-buniek je normálna, tak isto po�et B-lymfocytov. U 50 až 80 % chorých sa
pozoruje selektívna deficiencia IgA, u niektorých aj deficiencia IgG2 a IgG4. Špecifická
protilátková odpove� na antigén je znížená. Konštantným nálezom je zvýšená hladina α-
fetoproteínu. Týmus je hypoplastický, jeho histologická organizácia je porušená, chýbajú
Hassalove telieska. Pacienti zomierajú medzi 12. a 20. rokom života. Ženy, ktoré sú
heterozygótne pre gén ataxie-telangiektázie (t.j choroba sa nemanifestuje), majú vyššiu
pravdepodobnos� vyvinú� rakovinu prsníka.
DiGeorgeov syndróm. Ide o kongenitálnu hypopláziu, alebo apláziu týmusu asociovanú s
hypoparatyreoidizmom a kongenitálnymi malformáciami srdca. Dochádza k nemu v dôsledku
abnormálnej embryogenézy. Týmus a prištítné telieska sa vyvíjajú z 3. a 4. faryngeálneho
oblúka. K poruche vývoja pravdepodobne dochádza v 12. gesta�nom týždni. Naj�astejším
príznakom u detí s DiGeorgeovým syndrómom je hypokalcémia, ktorá sa objavuje už po�as
prvých 24 hod. života a ktorá sa nedá zvládnu� štandardnou lie�bou. alej je prítomná
niektorá forma z kongenitálnych malformácií srdca a niektorí pacienti majú aj
charakteristický vzh�ad: mikrognátiu, ústa v tvare ryby, nízko umiestnené uši,
hypertelorizmus, malformované ušné boltce, mongoloidné postavenie o�í. Chorí, ktorí
prežívajú bezprostredné neonatálne obdobie, prekonávajú rôzne chronické infekcie, �asté sú
najmä pneumónie, hna�ky. Lie�ba sa zakladá na transplantácii fetálneho týmusu nie staršieho
ako 14 gesta�ných týžd�ov. Tymocyty takéhoto týmusu nevyvolávajú reakciu GvH a vyvíjajú
sa do funk�ných T-lymfocytov. Hypokalcémia sa lie�i podávaním Ca2+, spolu s vitamínom
226
D, alebo paratyreoidálnym hormónom. �asto je potrebný chirurgický zákrok na nápravu
kongenitálnych malformácií srdca. Prognóza je nepriaznivá.
19.1.3 Iné imunodeficiencie
Chronická mukokutánna kandidóza je autozomálno-recesívne ochorenie vyzna�ujúce sa
selektívnym defektom bunkovej imunity. Pacienti nemajú schopnos� vyvinú� imunitnú
odpove� proti C. albicans mediovanú T-lymfocytmi, hoci protilátková odpove� je
zachovaná. Ochorenie sa prejaví bu� už v prvom roku života, alebo sa objaví i neskôr,
niekedy až v druhom decéniu. Môže by� sprevádzané endokrinopatiami, ktoré v niektorých
prípadoch predchádzajú príznaky kandidovej infekcie. Naj�astejšie sa vyskytuje
hypoparatyreoidizmus a Addisonova choroba. Najcharakteristickejším príznakom však
zostáva mukokutánna kandidóza, ktorá postihuje sliznice, kožu, nechty. Systémové kandidové
infekcie sa oby�ajne nevyskytujú, tak isto ako aj infekcia inými ples�ami. Špecifická lie�ba
neexistuje, lie�ba sa zameriava na zvládnutie kandidových infekcií antifugálnymi
antibiotikami a na zvládnutie endokrinopatií. Chorí sa môžu doži� druhej, niekedy i tretej
dekády života.
Syndróm hyper-IgE (Buckleyovej syndróm) je pomerne zriedkavá imunodeficiencia.
Charakterizujú ju najmä výrazne zvýšené hladiny IgE, ktoré presahujú 500 u.i..mL-1 (norma v
dospelosti je 29 až 80 i.u. .mL-1; deti dvoj- až pä�mesa�né 9 i.u. .mL-1; jedno- až trojro�né 32
i.u. .mL-1; 1 i.u. = 2,3 ng IgE). Zvýšená je aj hladina IgD, hladiny IgG, IgA a IgM sú oby�ajne
normálne. Opakované podanie toho istého antigénu vyvolá len nepatrnú anamnestickú
odpove�, �o je v súlade s nálezom zníženého po�tu T-pamä�ových lymfocytov. Celkový
po�et T-lymfocytov je však normálny, podobne ako je zachovaná funkcia fagocytov a
komplementového systému. V krvi a v spúte sa pozoruje nápadná eozinofília.
Chorí, chlapci aj diev�atá, trpia na rekurentné infekcie (naj�astejšie stafylokokové abscesy)
a ekzémy. Sú ve�mi vnímaví aj na iné infekcie, najmä pneumokokové, ktoré majú tendenciu
prejs� do septického stavu. Pozoruje sa tiež zvýšená vnímavos� k intracelulárnym parazitom
(napr. malárii) a niektorým vírusom. �astá je dermatitída, ktorá nepredstavuje typický
atopický ekzém, respira�né alergózy sú oby�ajne neprítomné. Dedi�nos� je autozomálno-
dominantná s neúplnou penetranciou, lie�ba je antibiotická, prognóza nepriaznivá.
Imunodeficiencia asociovaná s infekciou vírusom Epsteina a Barrovej (syndróm
XPL). Pri tejto chorobe klinicky zjavne zdravé deti po prvej infekcii EBV vyvinú devastujúcu
mononukleózu. Majú abnormálne hladiny imunoglobulínov, chýbajú im NKT-bunky a trpia
na lymfoprolifera�né choroby (naj�astejšie malígny B-lymfocytový lymfóm). Prí�ina je
227
mutácia v géne pre adaptorý proteín podie�ajúci sa na prenose signálu pri aktivácii NKT-
buniek.
19.2 Deficiencie zložiek komplementu
Zložky komplementu a ich fragmenty sú nevyhnutné na opsonizáciu mikroorganizmov, ich
usmrcovanie a pôsobia ako chemotaktické faktory pre polymorfonukleárne leukocyty a
monocyty. Chýba� môžu zložky aj klasickej aj alternatívnej cesty aktivácie, prakticky môže
chýba� ktoráko�vek z nich (tab. 19.2). Dedi�nos� je autozomálno-recesívna.
Deficiencia C1q sa prejaví mesangioprolifera�nou glomerulonefritídou, kožnými léziami
a deti trpia na syndróm podobný SLE, podobne ako deti, ktorým chýba C1r �i C1s.
Deficiencia C2 je naj�astejšiou poruchou komplementového systému. Prejavuje sa
autoimunitnými chorobami, naj�astejšie syndrómom, ktorý sa podobá SLE.
Deficiencia C4 je ve�mi vzácna, pretože C4-zložka je determinovaná dvoma génmi - C4A a
C4B z HLA genetickej oblasti, takže pravdepodobnos� výskytu nulových aiel na oboch C4-
lokusoch je ve�mi malá. Skôr sa pozoruje defekt expresie niektorého z C4 génov. Klinicky je
významná deficiencia C4A - chorí trpia naj�astejšie na syndróm, ktorý sa podobá SLE.
Deficiencia C3 je oby�ajne sprevádzaná �ažkými poruchami imunity a zvýraz�uje tak
centrálnu úlohu tejto zložky komplementového systému vo všetkých troch cestách aktivácie
komplementu. Rekurentné infekcie pyogénnymi grampozitívnymi ako aj gramnegatívnymi
baktériami spôsobujú �ažké furunkulózy, pneumónie, meningitídy a septické artritídy. Okrem
vnímavosti k infekciám trpia pacienti aj na syndrómpodobný SLE, glomerulonefritídu,
vaskulitídu a lipodystrofiu.
Charakteristickou �rtou chýbania zložiek C1, C2, C3 a C4 je predispozícia k
imunokomplexovým chorobám. Súvisí so schopnos�ou komplementu zabra�ova� precipitácii
imunokomplexov alebo v solubilizácii tých, ktoré už precipitovali.
Deficiencia C5 sa výnimo�ne pozoruje u detí trpiacich na SLE-podobný syndróm. �astejšie
ako úplná deficiencia C5 sa zachytia deti, u ktorých sa nachádza nefunk�ná molekula C5.
Napriek jej normálnym hladinám sa zis�uje, že stratila chemotaktickú aktivitu; deti trpeli na
poruchy rastu a vývoja, mali chronické hna�ky, seboroickú dermatitídu a prekonávali po�etné
baktériové infekcie.
Deficiencie C6, C7 alebo C8 charakterizuje, že deti trpia na rekurentné infekcie spôsobené
Neisseria meningitidis, najmä meningitídy.
Deficiencia C9 sa zistila u viacerých osôb bez zjavných klinických prejavov.
228
Deficiencie zložiek alternatívnej cesty aktivácie komplementu sú ve�mi vzácne. Naproti
tomu sú defekty inhibítorov komplementového systému ove�a �astejšie.
Deficiencia inhibítora C1 spôsobuje ochorenie hereditárny angioneurotický edém. Je to
autozomálno-dominantné ochorenie, ktoré sa vyskytuje v dvoch formách: pri prvej má 85 %
pacientov zníženú hladinu inhibítora, pri druhej forme (zostávajúcich 15 %) je hladina
inhibítora síce normálna, ale je nefunk�ný. Chýbanie inhíbítora C1 spôsobuje nekontrolované
štiepenie C4, resp. C2 a tým vznik ve�kého množstva vazoaktívnych peptidov (C4a, C2b). Tie
spôsobujú zvýšenú cievnu permeabilitu, výsledkom ktorej sú edémy - objavujú sa opuchy
kože, gastrointestinálneho, urogenitálneho a respira�ného ústrojenstva. Život ohrozujúce sú
najmä opuchy hrtana, ktoré môžu kon�i� zadusením. Urtikária sa nevyskytuje. Vyvolávajúcim
podnetom môže by� malé poranenie, ale �asto vzniká spontánne. Terapeuticky sa podáva
epsilon-aminokaprónová kyselina, ktorá pravdepodobne tlmí vznik kinínov.Ú�inné sú
preparáty androgénov (Danol, Danazol), ktoré nielen zabra�ujú ataku, ale aj signifikantne
zvyšujú sérové koncentrácie inhibítora C1 a C4. Pri laryngeálnom edéme niekedy treba urobi�
tracheotómiu.
Deficiencia faktora DAF spôsobuje paroxyzmálnu no�nú hemoglobinúriu. Gén pre DAF,
spolu s �alšími génmi, ktoré determinujú syntézu regulátorov komplementu, CR1, CR2,
C4BP, MPC a faktor H, sa nachádza na prvom chromozóme (1q32).
19.3 Poruchy fagocytózy K poruchám fagocytózy patria po�etné syndrómy, z nich najznámejšie sú chronická
granulomatózna choroba, LAD - syndróm, deficiencie glukózo - 6 - fosfát dehydrogenázy
(G6PD), myeloperoxidázy, sekundárnych granúl, tuftsínu a syndróm lenivých lekocytov.
Chronická granulomatózna choroba (CGD) je dedi�né ochorenie viazané bu� na
pohlavie alebo je autozomálno-recesívne. Prí�ina je v poruche syntézy v jednej z
proteínových podjednotiek NADPH-oxidázy. Porucha funkcie NADPH-oxidázy spôsobí
zníženú produkciu superoxidu a �alších radikálov kyslíka, �oho následkom je znížené
intracelulárne usmrcovanie pohltených katalázu-pozitívnych baktérií ako sú styfylokyky,
enterobaktérie, pseudomonas, kandida, aspergillus a iné. Baktérie, ktoré katalázu netvoria, sa
zabíjajú vlastným H2O2, ktorý sa nahromadí vo fagozóme.
Klinicky sa choroba manifestuje v prvých dvoch rokoch života. Prejavuje sa hnisavými a
granulomatóznymi procesmi na koži a vo vnútorných orgánoch, ktoré pripomínajú
tuberkulózne granulómy. Objavuje sa zvä�šenie sleziny, pe�ene, zdurenie lymfatických uzlín
a aspo� jedna epizóda pneumónie. Lie�ba je antibiotická; v ostatnom �ase sa uvádza aj
229
priaznivý efekt podávania IFN-γ, ktorý stimuluje transkripciu defektných génov. Celkovo je
prognóza nepriaznivá, deti sa iba výnimo�ne dožívajú druhej dekády.
Syndróm LAD1 je autozomálno-recesívne ochorenie, spôsobené mutáciou génu, ktorý
determinuje β-re�azec (CD18) adhezívnych dimérových molekúl, ktoré patria k integrínom:
LFA-1 (CD11aCD18), Mac-1 (CD11bCD18) a CR4 (CD11cCD18). Ide pritom o sú�asné
chýbanie všetkých troch adhezínov, zatia� nie je známa �isto selektívna deficiencia len
niektorého z nich. Vä�šina klinických príznakov je výsledkom poruchy adhezívnych funkcií
polymorfonukleárnych leukocytov a ich následnej nedostato�nej migrácie do zápalového
ložiska.
Choroba je charakterizovaná oneskoreným oddelením pupo�níkovej šnúry, rekurentnými
kožnými infekciami, opakovanými zápalmi stredného ucha, pneumóniami, peritonitídami,
perianálnymi abscesmi a zlým hojením rán. Rozlišujú sa dve formy LAD - mierna s obsahom
5 až 10 % z pôvodného množstva molekúl a �ažká s menej než 1 % adhezívnych molekúl.
Zníženiu po�tu týchto molekúl zodpovedá i vážnos� choroby, len málo pacientov prežíva
adolescenciu.
LAD2-syndróm sa podobá syndrómu LAD1. Ide o poruchu expresie adhezívnych molekúl
CD15 a CD15s, �o spôsobuje, že neutrofily nemôžu interagova� so svojimi prirodzenými
partnerskými adhezívnymi molekulami v membránach endotelových buniek - selektínom E a
selektínom P.
Deficiencia glukózo-6-fosfát dehydrogenázy (G6PD). Chýbanie G6PD spôsobí
nedostatok NADPH a výsledkom je choroba s klinickým obrazom podobným ako pri CGD.
Na rozdiel od nej za�ína neskôr a sprevádza ju hemolytická anémia. Dedi�nos� je
autozomálno-recesívna, lie�ba ako pri CGD, prognóza lepšia.
Deficiencia myeloperoxidázy (MPO) je autozomálno-recesívne ochorenie podmienené
chýbaním enzýmu nevyhnutného pre intracelulárne usmrcovanie niektorých
mikroorganizmov. Chorí sú náchylní najmä na stafylokokové a kandidové infekcie. V
porovnaní s inými primárnymi imunodeficienciami má deficit MPO miernejšie následky v
dôsledku normálnej funkcie ostatných mikrobicídnych mechanizmov, ktoré defekt do ur�itej
miery kompenzujú. Iná lie�ba ako antibiotická nie je známa.
Deficiencia sekundárnych granúl. Granuly �udských neutrofilov sa rozde�ujú na dva typy
- primárne (azurofilné) a sekundárne (špecifické). Sekundárne granuly obsahujú o.i. aj
laktoferín, �o je proteín viažúci železo. Pôsobí bakteriostaticky tým, že vychytáva z prostredia
ióny železa, ktoré sú nevyhnutným rastovým faktorom pre mnohé baktérie. Navyše katalyzuje
vznik hydroxylových radikálov a podporuje adherenciu neutrofilov. Deficiencia sa prejaví
230
nápadne zníženou pohyblivos�ou neutrofilov; znížená je aj ich baktericídna schopnos�. alej
sa pozoruje porucha v tvorbe chemotaktických faktorov a mediátorov zápalu. Klinicky sa
choroba prejavuje infekciami kože a progresívnymi chorobami p�úc.
Syndróm lenivých lekocytov. Porucha spo�íva v obmedzenej migra�nej schopnosti
neutrofilných leukocytov, ktorých po�et je znížený. Leukocyty nielenže nedokážu preniknú� z
kostnej drene a zásobární leukocytov do krvi, ale v dôsledku straty schopnosti odpoveda� na
chemotaktické podnety sa nedostávajú ani do zápalového ložiska. Pacienti sú náchylní na
�ažké baktériové infekcie. Lie�ba je antibiotická.
Diagnostika imunodeficientnych stavov je pri sú�asnej palete metód, ktorými dnes
disponuje klinická imunológia pomerne dobrá, ale nákladná. Vzh�adom na to, že po�et
suspektných imunodeficiencií zna�ne prevyšuje skuto�ne diagnostikované, treba používa�
najprv skríningové, finan�ne menej náro�né metódy. Na typ imunodeficiencie upozor�uje
predovšetkým charakter infek�ných komplikácií. Podobne na poruchu imunity upozor�ujú aj
zmeny v hemograme, a preto je potrebné urobi� kompletný krvný obraz a sedimentáciu krvi.
Ak je sedimentácia normálna, prítomnos� chronickej baktériovej infekcie je málo
pravdepodobná. Pri protilátkových imunodeficienciách však nízka sedimentácia krvi
nevylu�uje ani �ažkú baktériovú infekciu. Pri normálnom po�te neutrofilov, vylu�ujeme
prítomnos� neutropénie a poruchy chemotaxie; podobne pri fyziologických hodnotách po�tu
lymfocytov chorý pravdepodobne nemá �ažký defekt T-bunkovej imunity. Ak je po�et
trombocytov normálny, je vylú�ený Wiskottov-Aldrichov syndróm. Funkciu B-
lymfocytového systému si lacnejšie než ur�ením koncentrácie imunoglobulínov otestujeme
stanovením hladín prirodzených izohemaglutinínov anti-A, anti-B, ktoré sú izotypu IgM.
Pretože vä�šina populácie je zao�kovaná vakcínou DiTePer, môžeme suspektnému
imunodeficientnemu pacientovi poda� tieto antigény znovu (booster vakcína) a porovna�
hladinu protilátok proti difterickému alebo tetanovému toxoidu pred podaním a dva týžne po
podaní vakcíny; takto otestujeme schopnos� organizmu reagova� na proteínové antigény IgG-
protilátkovou odpove�ou. Podobne ur�íme schopnos� odpoveda� na polysacharidové
antigény, a to stanovením hladiny protilátok pred a tri týždne po aplikácii vakcíny proti
Haemophilus influenzae. V prípade neporušenej imunitnej odpovede IgG a IgM charakteru,
stále ešte zostáva možnos� selektívnej imunodeficiencie IgA. Hladiny IgA zistíme
imunodifúznou metódou, ktorá však nepatrí medzi nákladné techniky. Najlacnejší test na
otestovanie stavu bunkovej imunity je kandidový kožný test. Ak je test pozitívny, t.j. po 48
hodinách je prítomný erytém a indurácia 10 mm a viac, skuto�ne všetky primárne T-bunkové
defekty sú vylú�ené. Funkcia fagocytov sa najjednoduchšie preverí testom redukcie
231
tetrazóliovej modrej a o funkcii komplementového systému sa najefektívnejšie presved�íme
stanovením CH50 a AH50. Ak výsledky niektorého z testov nie sú dobré, alebo aj v prípade,
že síce uvedenými postupmi sa ni� abnormálneho neodhalí, ale klinické príznaky jednozna�ne
poukazujú na možnú deficienciu, treba urobi� kompletný imunitný profil chorého v
laboratóriách klinickej imunológie, ktoré disponujú patri�nými metódami.
19.4 Získané imunodeficientné stavy
Získané imunodeficientné stavy sa vyzna�ujú tým, že imunitný systém je poškodený po
predchádzajúcom období svojej plnej funk�nosti. Porucha imunitného systému nastáva
následkom iného základného ochorenia alebo sa imunitný systém sám stáva objektom
patologického pôsobenia. Z uvedeného vyplýva, že niektoré získané imunodeficiencie sú
prechodné a po vylie�ení základnej choroby (napr. tbc, lepra, odstránenie porúch výživy a
pod.; tab. 19.3) sa funkcia imunitného systému obnovuje. Na druhej strane niektoré noxy
poškodia imunitný systém nato�ko, že jeho porucha je nenávratná a môže zaprí�ini� smr�
pacienta (napr. AIDS). Dôležité je, že lekár si musí uvedomi� možnos� vývinu
imunodeficiencie po�as iného primárneho ochorenia a adekvátne na tento stav reagova�.
Preh�ad získaných imunodeficientnych stavov uvádzame v tab. 6.6; pre svoju dôležitos� sa
bližšie zaoberáme modernou pliagou �udstva - AIDS.
19.4.1 AIDS - syndróm získanej imunitnej nedostato�nosti
V lete 1981 Centrum pre kontrolu infek�ných chorôb v USA (CDC) zachytilo prípady
pneumónií spôsobených mikroorganizmom Pneumocystis carinii u homosexuálnych mužov.
O tomto mikróbe bolo známe, že je síce rozšírený, ale vo všeobecnosti prakticky
nepatogénny. Ak spôsoboval zápaly p�úc, bolo to u osôb s oslabenou imunitou, ako sú
imunodeficientne deti, u transplantovaných pacientov dostávajúcich imunosupresívnu lie�bu
alebo u chorých s malignitami, ktorí boli lie�ení chemoterapeutikami, ale nikdy nie u
mladých, predtým zdravých mužov, bez zjavnej prí�iny, ktorá by poškodzovala ich imunitný
systém. V decembri 1981 sa potvrdilo, že pneumónia sa u zachytených homosexuálov
rozvinula na pozadí zníženého po�tu T-lymfocytov. Za�iatkom r. 1982 CDC navrhlo
ozna�ova� túto novú chorobu ako syndróm získanej imunitnej nedostato�nosti (acquired
immunodeficiency syndrome - AIDS).
AIDS sa pôvodne zachytil len u 5 homosexuálov z Los Angeles; ve�mi skoro sa potom zistil
aj u �alších, a to nielen u homosexuálov, ale postupne aj u narkomanov, hemofilikov,
232
príjemcov transfúzií krvi, sexuálnych partnerov chorých na AIDS a napokon u detí matiek s
touto chorobou. Tieto skuto�nosti nazna�ovali, že AIDS je prenosný. To, �o pôvodne za�alo u
5 homosexuálov, sa rozrástlo do ve�kých rozmerov a ak sa nenájde ú�inné protiopatrenie,
môže v ur�itých oblastiach spôsobi� ekonomickú a sociálnu katastrofu. Hrozba takéhoto
vývoja situácie spôsobila, že sa na výskum AIDS sústredili zna�né prostriedky a výskumným
pracovníkom sa podarilo vo ve�mi krátkom �ase vírus nielen izolova�, ale aj podrobne
charakterizova� jeho štruktúru a funkciu, takže v sú�asnosti patrí vírus AIDS k najlepšie
preskúmaným mikroorganizmom.
Etiologickým agensom AIDS je vírus patriaci do �e�ade retrovírusov (rod Lentivírusy),
ktorý nesie názov HIV (human immunodeficiency virus). Poznáme dva typy vírusu: HIV-1 a
HIV-2. Sú príbuzné opi�iemu vírusu STLV-III (SIV) a predpokladá sa, že STLV-III sa dostal
do �udskej populácie (vlas�ou je centrálna Afrika) a sériou mutácií sa vyvinul cez HIV-2, až
po „zúrivý“ HIV-1. Medzidruhová bariéra sa pravdepodobne prelomila kontaktom �udí
s krvou šimpanzov, príp. pojedaním mäsa ulovených šimpanzov, �o nie je výnimka ani dnes
a predstavuje riziko vzniku nových kme�ov HIV.
Jadro vírusu obsahuje dva identické re�azce RNA, �alej enzýmy reverznú transkriptázu,
integrázu, ribonukleázu, proteázu a jadrové proteíny p7 a p9. Kapsidu tvorí proteín p24 a celý
útvar obklopuje obal (matrix) tvorený proteínom p17. Nakoniec celý útvar ešte oba�uje
lipidová dvojvrstva, ktorá pochádza z napadnutej bunky. V nej sa nachádzajú glykoproteíny
gp120 a gp41, ktoré však kóduje genóm vírusu a majú rozhodujúcu úlohu pri infikovaní
ter�ových buniek. V bilipidovej vrstve môžu by� aj proteíny pochádzajúce takisto z
infikovanej bunky, napr. HLA-molekuly (obr. 19.2).
Poznáme aj jednotlivé gény vírusu a vä�šinou aj ich funkcie (obr. 19.3). K základným
génom patria env, pol a gag. Gén pol kóduje ve�kú proteínovú molekulu, ktorá sa štiepi na tri
samostatné enzýmy - reverznú transkriptázu, integrázu a proteázu. Gén gag determinuje
takisto polyproteín, z ktorého štiepením pol-proteázou vznikajú molekuly p24, p17, p7 a p9.
Gén env determinuje glykozylovaný proteín gp160, ktorý pol-proteáza štiepi na gp120 a
gp41. Gény tat, rev a nef determinujú regula�né proteíny, ktoré kontrolujú expresiu
štruktúrnych génov gag, pol a env. Gény vif a vpu kódujú proteíny, ktoré sú potrebné pri
vyzrievaní viriónov. Na oboch koncoch genómu sa nachádza sekvencia nukleotidov,
ozna�ovaná LTR , ktorá má dôležitú úlohu pri aktivácii vírusu (pozri �alej).
HIV charakterizuje ve�ká genetická variabilita. Neexistujú dvaja chorí na AIDS, od ktorých
by sa izoloval rovnaký vírus; dokonca vírus izolovaný od toho istého jedinca po ur�itom
�asovom odstupe má už rozdielnu štruktúru. Prí�inou je chybný prepis z RNA na DNA -
233
reverzná transkriptáza „sa pomýli“ približne raz na 2000 inkorporovaných nukleotidov. Táto
ohromná variabilita zna�ne komplikuje vývoj ú�innej vakcíny. Zo všetkých proteínov vírusu
najvä�šiu rozmanitos� možno pozorova� v gp41 a predovšetkým v gp120. Porovnávanie
molekúl získaných z rôznych kme�ov vírusu odhalilo, že v štruktúre oboch glykoproteínov
existujú konštantné a hypervariabilné úseky. Konštatná oblas� gp120 je predovšetkým úsek
molekuly (pozícia 397-439), ktorý sa viaže s molekulou CD4 na ter�ovej bunke; konštantnou
oblas�ou gp41 je fuzogénna doména (pozri �alej). Hypervariabilných oblastí v molekule
gp120 je 5 (V1 až V5) a z nich najviac zmien sa pozoruje v oblasti V1, V2 a najmä V3 (obr.
19.4). Jednotlivé izoláty HIV-1 sa môžu od seba líši� v doméne V3 až 50 % výmenou
aminokyselinových jednotiek.Ukazuje sa, že popri konzervatívnej sekvencii 397-439, ktorá je
dôležitá pri interakcii s ter�ovou molekulou CD4, je to práve V3-doména, ktorá je nevyhnutná
pre penetráciu vírusu do bunky. Aby vírus prenikol do ter�ovej bunky, potrebuje sa totiž
nadviaza� nielen na molekulu CD4, ale aj na pomocné receptory. Sú to receptory pre
chemokíny − CCR5 (fyziologicky viaže chemokíny RANTES, MIP1α a MIP1ß) a CXCR4
(fyziologicky viaže chemokín SDF1) a práve túto schopnos� zabezpe�uje V3-slu�ka molekuly
gp120.
Po vniknutí do organizmu vírus napáda bunky, ktoré majú v membráne antigén CD4,
predovšetkým pomocné T-lymfocyty (lymotropný vírus; L-tropný HIV, ako pomocný
receptor využíva CXCR4, a preto sa tieto kmene ozna�ujú aj ako X4-vírusy) a makrofágy
(makrofágotropný, M, vírus; ako pomocný receptor využíva CCR5, R5-vírusy ).
Infikovanie a následné ni�enie CD4-pomocných T-lymfocytov je principiálnym
imunopatologickým fenoménom AIDS. Zistilo sa však, že pre svoju zna�nú migra�nú
schopnos� významnejšiu úlohu v rozseve HIV po celom organizme zohrávajú dendritové
bunky (DC). HIV sa viaže na ich membránový proteín DC-SIGN (CD209). DC sú
najdôležitejšími bunkami, ktoré prezentujú antigén, pri stretnutí s T-lymfocytmi ichaktivujú,
a tak ich pri svojej vzájomnej fyziologickej kooperácii vlastne infikujú. Prirodzeným
ligandom DC-SIGN je adhezívna molekula ICAM-3, menej ICAM-2, �o umožnuje DC
transmigráciu cez vaskulárne endotélium do tkanív.
Interakcia HIV s ter�ovými bunkami má svoju charkteristickú dynamiku. Najprv sa vírus
svojimi molekulami gp120 prichytí na ter�ových molekulách, receptoroch pre HIV, CD4,
resp. DC-SIGN. Konforma�ná zmena, ktorá sa odohrá vo V3-oblasti gp120 jej umožní
nadviaza� sa na koreceptor, bu� CCR5 alebo CXCR4; v prvých mesiacoch a rokoch prevláda
infekcia makrofágotropnými R5-vírusmi, v neskorších rokoch infekcia lymfotropnými X4-
vírusmi. Akonáhle sa vírus prostredníctvom gp120 pevne prichytil na povrchu ter�ovej bunky,
234
za�ne sa fuzogénna doména gp41 vnára� do membrány ter�ovej bunky (obr. 19.5); vonkajší
bilipidový obal vírusu splýva s bilipidovou membránou napadnutej bunky. Po fúzii dochádza
k internalizácii nukleokapsidu vírusu, jadrový materiál sa zbavuje obalov a do cytoplazmy
ter�ovej bunky sa dostáva vírusová RNA spolu s enzýmami, ktoré spolu s �ou vytvárajú
nukleoproteínový komplex, t.j. reverzná transkriptáza, integráza a proteáza. Reverzná
transkriptáza prepíše RNA do dvojvláknovej DNA a enzým integráza následne katalyzuje jej
zabudovanie do genómu infikovanej bunky. Integrovaná DNA-forma vírusu HIV sa ozna�uje
provírus; zostáva transkrip�ne inaktívny mnoho mesiacov až rokov a pri delení sa prenáša na
dcérske bunky.
Iniciácia transkripcie HIV-génov sa pravdepodobne viaže na fyziologickú aktiváciu T-
lymfocytov antigénom alebo cytokínmi. Dokázalo sa, že LTR-sekvencia vírusu je do ur�itej
miery homológna s génmi, ktoré sa podie�ajú na aktivácii T- lymfocytov. Transkrip�né
faktory NFAT-1 a NF-kB, ktoré sa viažu na promótorovú oblas� IL-2 a IL-2R, sa viažu aj na
LTR vírusu, �ím prepájajú aktiváciu T-lymfocytu s aktiváciou HIV. Po transkripcii génov
vírusu sa syntetizujú jednotlivé proteíny a novovytvorený nukleoproteínový komplex sa
presúva do membrány hostite�skej bunky, z ktorej sa uvo��uje pu�aním. Porušenie integrity
membrány a zvýšenie jej permeability vyvolá influx iónov a vody z extracelulárneho do
intracelulárneho priestoru, a tým osmotickú lýzu bunky. Vzh�adom na to, že napadnuté bunky
predstavujú menej ako 0,001 % z CD4+-populácie T-lymfocytov (len jedna bunka z 105 až 106
je v skuto�nosti infikovaná), týmto mechanizmom hynie len malá �as� CD4+- pozitívnych
lymfocytov. H�adali sa preto aj iné mechanizmy, ktoré sa môžu zú�ast�ova� na ich deštrukcii.
Do úvahy prichádza predovšetkým tvorba mnohojadrových obrovských buniek - syncýcií.
Uskuto��uje sa v dôsledku fúzie infikovaných buniek s neinfikovanými - gp120 na
infikovanej bunke sa viaže s CD4+- molekulami na neinfikovanej bunke. Jedna infikovaná
bunka môže viaza� až 50 neinfikovaných lymfocytov. D�žka života týchto gigantických
útvarov je krátka, lyzujú sa do 24 hodín po svojom vytvorení. Usmrcovanie CD4+-lymfocytov
sa �alej uskuto��uje mechanizmom apoptózy, ktorú indukuje bu� gp120 alebo zmenený
cytokínový profil. Gp120 blokuje fyziologické procesy aktivácie T- lymfocytu; pri kooperácii
medzi T-lymfocytom a makrofágom, ktorý prezentuje antigén nemôže dôjs� k fyziologickej
interakcii medzi HLA-molekulami triedy II a CD4-molekulami, pretože sú pozmenené
nadviazaným gp120, �o spôsobí poruchu v prenose aktiva�ných signálov a bunka sa vydá
cestou vlastnej záhuby, t.j. programovanej smrti. Apoptózu zaprí�i�uje aj zmenený
cytokínový profil. Infekcia makrofágov sa prejaví aj tým, že prestávajú tvori� IL-1 a
produkujú TNF. Obidva tieto faktory navodia procesy spojené s programovanou smr�ou
235
bunky. Napokon úbytok CD4+-lymfocytov zaprí�i�uje aj imunitná odpove� na pozmenené
vlastné antigény. Ide aj o protilátkovú odpove� (špecifické protilátky spôsobia lýzu ter�ových
buniek aktiváciou komplementu alebo aktiváciou K-buniek) aj o pôsobenie cytotoxických
lymfocytov (CTL). Gp41 sa štruktúrne podobá histokompatibilným antigénom (ß1-doméne
HLA-molekúl druhej triedy). Vzniknuté CTL anti-gp41 následne môžu teda pôsobi� aj proti
vlastným bunkám a ni�i� ich. Výsledkom týchto procesov je postupné znižovanie absolútneho
po�tu CD4+-lymfocytov. Celý tento proces sa odohráva najmä v lymfatických uzlinách, v krvi
sa dlho nezistí nijaká zmena. Ak ale po�et CD4+-lymfocytov v krvi klesne na 200/mm3
(ro�ný úbytok sa odhaduje na 60/mm3) prejaví sa to už aj klinicky v podobe infekcií a
malígnych procesov; od tejto doby už nehovoríme o infekcii, ale o AIDS. Úbytku pomocných
T-lymfocytov prispieva aj nedostato�ný prísun nových zrelých lymfocytov z týmusu, pretože
HIV infikuje aj CD4+-pozitívne tymocyty.
Nemenej dôležité ako celkový úbytok CD4+-lymfocytov je aj zmena v zastúpení ich
podtried. Postupom �asu sa pozoruje posun od subpopulácie TH1 k TH2, sná� pre preferen�nú
stratu TH1-buniek. Výsledkom je zmena cytokínového profilu - znižuje sa produkcia IL-2,
IFN-γ a naopak, zvyšuje sa syntéza Il-4, IL-5, IL-10. Zastúpenie týchto cytokínov pri
fyziologických okolnostiach je jemne vyvážené, akáko�vek prevaha jedných nad druhými
spôsobuje poruchy imunitnej odpovede. Pozorovaná zmena cytokínového profilu u chorých s
AIDS spôsobuje útlm aktivity cytotoxických buniek (CTL, NK). Prí�ina je v tom, že IL-2 a
IFN-γ sú nevyhnutné pre ich aktiváciu a IL-10 priamo inhibuje aktivitu CTL.
alšie bunky, ktoré vírus napáda, sú makrofágy (tab. 19.4). Pravdepodobne pre nižšiu
denzitu CD4-molekúl v porovnaní s TH-lymfocytmi, sú makrofágy zvä�ša iba infikované, ich
lýza nevzniká; pre túto skuto�nos� sú však hlavným rezervoárom infekcie. Prítomnos� vírusu
v bunke sa prejaví poškodením jej funkcie - makrofágy majú zníženú chemotaxiu, porušenú
schopnos� usmrcova� pohltené mikroorganizmy, produkujú menej IL-1, znížená je ich
antigénovo-prezenta�ná funkcia, resp. vírus navodzuje skôr procesy apoptózy než aktivácie.
Humorálna odpove� je takisto znížená, pravdepodobne pre porušené koopera�né procesy
medzi imunokompetentnými bunkami, ktoré sú nevyhnutné pre diferenciáciu B-lymfocytov.
Paradoxne, chorí s AIDS majú zvýšené hladiny imunoglobulínov, ktoré sú podmienené
polyklonovou aktiváciou B-lymfocytov. Zaprí�i�uje ju bu� sám gp120, alebo aktivované
endogénne vírusy EBV, resp. CMV.
Všetky uvedené poruchy v imunitnom systéme v kone�nom dôsledku vedú k jeho zrúteniu,
�o sa prejaví najmä zvýšenou vnímavos�ou infikovaných jedincov na infekcie a vznikom
nádorov.
236
Vírus napáda aj CNS. Receptorom pre HIV tu nie je antigén CD4, ale galaktozyl-ceramid
(táto molekula je receptorom pre HIV aj na bunkách �reva). Proces poškodzovania neurónov
nie je celkom presne známy. Možno infikované makrofágy CNS (mikroglia) produkujú
cytokíny, ktoré sú toxické pre neuróny alebo HIV interferuje s neurotropnými peptidmi, alebo
neurotransmitermi. Príznaky zo strany CNS môžu predchádza� príznaky imunodeficiencie.
Zdrojom vírusu je �lovek. Po�etné štúdie ukázali, že vírus sa primárne prenáša
infikovanými bunkami (dendritovými bunkami, makrofágmi, lymfocytmi) a len minimálne,
alebo vôbec nie, vo�ným vírusom nachádzajúcom sa v telesných tekutinách. Vírus je totiž
prítomný v krvnej plazme, v seminálnej plazme a vaginálnej tekutine je len v nepatrnom po�te
a v ešte nižšom množstve v �alších telesných tekutinách - mo�i, slinách a slzách. K infekcii
dochádza priamym prenosom: sexuálnym stykom (homosexuálnym aj heterosexuálnym),
infikovanými injek�nými ihlami, transfúziami infikovanej krvi, aplikáciou infikovaných
krvných derivátov, transplacentovou cestou, transplantovanými orgánmi. Možný je aj prenos
materským mliekom; infikovanie sa kontaktom, predmetmi osobnej potreby, alebo hmyzom
(komármi, muchami) sa nepozorovalo. Ohrození sú najmä homosexuáli, narkomani a
hemofilici.
Infekcia vírusom HIV má charakteristický priebeh. Po infikovaní sa objavia nešpecifické
prejavy – zvýšenie teploty, potenie, malátnos�, bolesti k�bov a svalov, bolesti hlavy, nauzea a
pod. Príznaky trvajú 3 až 14 dní a spontánne vymiznú. U niektorých infikovaných toto
štádium môže prebehnú� aj bez akýchko�vek klinických príznakov. V obidvoch prípadoch je
však prítomná virémia (v krvi sa nachádza až do 5 000 vírusových �astíc na 1 mL), ktorá
spôsobuje disemináciu vírusu v organizme. Po tomto období nasleduje dlhá asymptomatická
fáza, ktorá trvá nieko�ko rokov. Charakterizuje ju prítomnos� protilátok proti antigénom
HIV, pri�om vírus z krvi takmer vymizne (menej ako jeden vírus na 1mL) a presúva sa do
periférnych lymfatických orgánov a tkanív. Po tomto období sa objavia klinické príznaky s
rýchlym progresom ochorenia. Chorí bez lie�by oby�ajne zomierajú za 6 až 30 mesiacov.
Klinický obraz charakterizujú predovšetkým infekcie oportunistickými
mikroorganizmami, vyvolávané najmä Pneumocystis carinii. Pneumónia vyvolaná týmto
mikroorganizmom je naj�astejšou infek�nou komplikáciou - vyskytuje sa u viac ako 50 %
chorých a aj naj�astejšie zaprí�i�uje smr�. Z baktérií sa naj�astejšie stretávame s infekciami
spôsobenými Mycobacterium (M.) tuberculosis, M. avium, Nocardia a Salmonella.
Kvasinkové a ples�ové ochorenia zaprí�i�ujú Candida albicans, Cryptococcus neoformans,
Coccidioides immitis a Histoplasma capsulatum. Vírusové infekcie sú zastúpené pôsobením
EBV, CMV, herpes simplex a herpes zoster. Zápalový proces vyvolaný uvedenými
237
infek�nými zárodkami sa �asto odlišuje od podobného procesu u imunokompetentných
jedincov. Napríklad typické granulómy pri mykobaktériových a fungálnych infekciách sa
u pacientov s AIDS nepozorujú. Tento efekt ide pravdepodobne na ú�et neadekvátnej syntézy
zápalových cytokínov.
Druhým charakteristickým ochorením je Kaposiho sarkóm – až 30 % chorých vyvinie
tento malígny proces. Je to mezenchýmový nádor tvorený malígnymi vretenovitými bunkami.
Oproti sporadickej forme, je Kaposiho sarkóm u chorých s AIDS vysoko agresívny a
diseminovaný. Metastázy sa nachádzajú v koži, na slizniciach, lymfatických uzlinách a
v rôznych viscerálnych orgánoch. Môžu sa vytvori� aj iné nádory, z nich sa najviac vyskytuje
skvamózny karcinóm ústnej dutiny, karcinóm kone�níka a non-Hodgkinove lymfómy.
66 % chorých trpí na ur�itú formu demencie, charakterizovanú stratou pamäti a �alšími
nešpecifickými neuropsychickými poruchami.
Deficiencia T-lymfocytov u predtým zdravých osôb, oportunistické infekcie a Kaposiho
sarkóm tvoria základnú trojicu, ktorou sa definoval AIDS. Táto za�iato�ná definícia sa
postupne ukázala ako príliš obmedzujúca, pretože sa objavili aj �alšie príznaky, ktoré patria
do klinického obrazu AIDS. Patrí k nim predovšetkým lymfadenopatický syndróm, ktorý sa
vyzna�uje lymfadenopatiou, splenomegáliou, subfebrilitami, chronickými hna�kami a
poklesom hmotnosti. Lymfatické uzliny sa spontánne zvä�šujú alebo zmenšujú, biopsiou sa
zistí reaktívna hyperplázia, niekedy aj malígne bunky.
U niektorých pacientov sa nevyvinie typický obraz AIDS, ale syndróm, ktorý sa ozna�uje
pojmom ARC (AIDS related complex). Charakterizuje ho zvýšená teplota, úbytok hmotnosti,
hna�ky a adenopatia; na rozdiel od AIDS chýbajú infek�né a malígne komplikácie. ARC
môže, ale nemusí vyústi� do plne rozvinutého obrazu AIDS.
V sú�asnosti sa presadzuje jednotná klasifikácia jednotlivých štádií AIDS, ktorú
vypracovalo Centrum pre kontrolu infek�ných chorôb v USA (CDC). Rozlišuje štyri skupiny
- I až IV, pri�om 4. skupina sa rozde�uje na �alších 6 podskupín (tab. 19.5). Ke�že klinické
príznaky nie vždy korelujú s po�tom CD4+-lymfocytov, revidovaná klasifikácia sa snaží
odráža� túto skuto�nos� (tab. 19.6).
Rozvoj plne rozvinutého obrazu AIDS závisí aj od genetického pozadia jednotlivca. Jedinci
s HLA-B35 majú rýchly priebeh choroby, patria k tzv. rýchlym progresorom, kon�iaci svoj
život oby�ajne do 5 rokov od infekcie. Naopak infikovaní s molekulami HLA-B27 aHLA-
B57 patria k pomalým progresorom, infekcia prebieha pomaly, zomierajú až po 10 rokoch od
infikovania sa. Tí, ktorí vlastnia molekulu HLA-DR5 majú tendenciu vyvinú� Kaposiho
238
sarkóm. Napok jedinci, ktorí majú mutáciu v géne pre CCR5 v homozygótnom stave ( t.j.
CCR5-, CCR5-) sa vírusom HIV nenainfikujú, sú vo�i tejto infekcii rezistentní.
De�om s PAIDS (pediatrický AIDS), sa v prvých mesiacoch života darí dobre. Po uplynutí
inkuba�ného obdobia (6 až 8mesiacov) sa objavia príznaky typické pre AIDS dospelých -
rekurentné infekcie, chronická intersticiálna pneumónia, chronické hna�ky, lymfadenopatia,
hepatosplenomegália. �asté sú ekzémové zmeny na koži a orálna kandidóza. Spomalí sa ich
rast a vývoj. Na rozdiel od AIDS dospelých, pri PAIDS sa �asto vyskytuje parotitída
neznámeho pôvodu.
Pri laboratórnom vyšetrení sa zistí výrazná lymfopénia (< 600/mm3), spôsobená
predovšetkým redukciou CD4+-lymfocytov (< 30 %). Pomer lymfocytov CD4+ k CD8+ je
oby�ajne pod 0,5 (norma 1,5 až 2,0). Odpove� T-lymfocytov na mitogénny a alogénny stimul
je znížená, alebo chýba. Jedna z najv�asnejších abnormalít u chorých s AIDS je neschopnos�
proliferácie T-lymfocytov pri odpovedi na špecifický antigén. Mnohí HIV-infikovaní jedinci
môžu produkova� rôzne protilátky proti obalovým glykoproteínom (gp160, gp41, gp120) a
proti proteínom jadra vírusu (p53, p17, p24). Žia�, tieto protilátky nemajú protektívny
charakter, pravdepodobne pre �astý antigénový posun (shift) pri HIV. Špecifické anti-HIV
protilátky môžu niekedy pôsobi� aj negatívne - tým, že viažu vírus a sú�asne svojim Fc-
fragmentom sa viažu na Fcγ-receptory na makrofágoch, môžu sa endocytózou dosta� do
vnútra bunky a infikova� ju. Postupne ako AIDS progreduje, pre nedostato�nú pomoc zo
strany TH-buniek stávajú sa nefunk�nými aj B-lymfocyty. Prejaví sa to neschopnos�ou
odpoveda� na antigén špecifickou protilátkovou odpove�ou. V kontraste s tým je zvýšená
hladina imunoglobulínov všetkých piatich tried. V sérach od pacientov sa nachádzajú aj
cirkulujúce imunokomplexy, �alej autoprotilátky a protilátky proti viacerým infek�ným
agensom.
Aktivita NK-buniek a cytotoxických T-lymfocytov je znížená, takisto aj produkcia IL-2.
Naproti tomu sa pozorujú zvýšené hladiny IL-4, IL-6, GM-CSF, TNF, acidolabilného IFN-α,
α1-tymozínu a ß2-mikroglobulínu. Hladina zložiek komplementu je normálna, fagocytóza
zostáva neporušená.
V praxi sa najviac využíva sledovanie protilátok proti antigénom HIV a ur�ovanie hladiny
antigénu p24 v sére, prípadne v slinách. U osoby infikovanej HIV sa v plazme najprv objaví
antigén p24, ktorého hladina neskôr klesá až vymizne. Vystriedajú ho protilátky anti-p24; táto
zmena sa ozna�uje ako sérokonverzia. �asové obdobie od infekcie po sérokonverziu trvá
zvä�ša 6 týžd�ov, ale u niektorých chorých táto lag-fáza môže trva� viac ako tri roky.
239
Nieko�ko týžd�ov od sérokonverzie sa pozoruje prepnutie syntézy z IgM anti-p24 na IgG
anti-p24 a objavenie sa protilátok triedy IgG aj proti iným antigénom HIV. S rozvojom
choroby hladina anti-p24 klesá a v sére sa znova objaví antigén p24 (obr. 19.6). Táto zmena je
nepriaznivým znakom, oby�ajne viac ako 50 % chorých v priebehu nasledujúcich nieko�kých
mesiacov vyvinie príznaky typického AIDS. Meranie hladín p24 má význam aj ako indikátor
ú�innosti lie�by - ak je ú�inná, hladiny p24 klesajú.
Štandardná skríningová metóda na dôkaz protilátok a antigénov pri infekcii HIV je ELISA.
V pozitívnom prípade sa odporú�a ELISA-test zopakova� (robí sa dvojmo, dvoma súpravami
od dvoch rôznych firiem) a ešte overi� citlivejšou metódou - imunopijakovaním (western
blot). Od �asu infekcie po objavenie sa protilátok v sére je �asový interval, v ktorom
prítomno� HIV v organizme nezistíme ani jednou z týchto techník (lag fáza alebo
imunologické okno). Tento nedostatok odstra�uje metóda PCR, ktorá je citlivejšia ako obe
zmienené techniky; zachytáva sa �ou provírusová DNA a v sú�asnosti sa využíva na
kvantifikovanie prítomnosti vírusu v krvi, zis�uje sa tzv. vírusová zá�až .
Lie�ba, ktorou by bolo možné zvráti� ochorenie, doteraz neexistuje. Najšpecifickejšie sú tie
prípravky, ktoré inhibujú aktivitu reverznej transkriptázy vírusu, pretože tá zabezpe�uje jeho
replikáciu. Sú známe viaceré preparáty, nukleozidové aj nenukleoizidové (tab. 19.7). K nim sa
prira�ujú inhibítory proteinázy, ktoré inhibujú štiepenie prekurzorových proteínových
molekúl vírusu, ktoré vznikajú pri jeho replikácii, na menšie, už funk�né podjednotky (napr.
z pôvodne syntetizovanej molekuly gp160 vznikajú dve podjednotky – gp120 a gp41).
Problémom lie�by je vysoká adaptívnos� HIV, v priebehu nieko�kých mesiacov vzniká
nový variant vírusu. Preto sa v ostatnom �ase za�alo s používaním lie�by, ktorá je odpove�ou
na tútu variabilnos� vírusu a pôsobí aj proti novovzniknutým variantom. Ide o lie�bu, ktorá
spo�íva v sú�asnom podávaní aj inhibítorov reverznej transkriptázy aj inhibítorov proteinázy.
Odporú�a sa podáva� dva preparáty zo skupiny inhibítorov reverznej transkriptázy s jedným
prípravkom zo skupiny inhibítorov proteinázy. Pre lie�bu sa zaužívala skratka HAART
(highly active antiretroviral therapy). Takýto prístup umožnil pred�ženie života infikovaným
jedincom až o nieko�ko rokov (lie�bou sa predlžuje asymptomatické obdobie,
antiretrovírusová lie�ba v štádiu rozvinutých klinických príznakov nie je ú�inná). Problémom
je cena lie�by, náklady na lie�bu spolu s nevyhnutným laboratórnym vyšetrovaním sa
pohybuje od 13 000 do 18 000 US-dolárov ro�ne, �o si môžu dovoli� vyspelé, ekonomicky
silné krajiny, ale nie rozvojové krajiny. Stále najú�innejšia je prevencia, používanie
prezervatívov a najmä poznanie sexuálneho partnera.
240
AIDS je celosvetovým problémom, pretože má charakter pandémie. Najviac postihnutými
sú krajiny subsaharskej Afriky (aktuálny stav možno zisti� na internetovej adrese
www.unaids.org). Zabráni� �alšiemu šíreniu infekcie možno iba vyvinutím úspešnej vakcíny.
Jej prípravu ve�mi komplikuje ve�ká variabilita vírusu (pre porovnanie a lepšiu predstavivos�
- muta�ná rýchlos� je 65-krát vä�šia než pri víruse chrípky, ktorý každoro�ne spôsobuje
vä�šie �i menšie epidémie) a skuto�nos�, že vírusové antigény, ktoré indukujú protilátkovú
odpove� sú v prevencii choroby neú�inné. Pravdepodobne vývoj vakcíny bude úspešný, ak sa
spoznajú tie epitopy vírusu, ktoré ú�inne indukujú bunkami sprostredkovanú odpove�.
Exisuje aj možnos� aplikácie solubilného antigénu CD4. Vychádza sa zo skuto�nosti, že
gp120 sa viaže s CD4 a ak sa podá solubilný CD4, vyviaže sa vírus, �ím sa zabráni jeho
väzbe na bunky hostite�a. Najvä�ším problémom aplikácie „vakcíny CD4“ je krátky
biologický pol�as života molekuly CD4 (30 až 120 minút), �o by si vyžadovalo �astú
aplikáciu. Táto nevýhoda sa obchádza vytvorením hybridnej molekuly - CD4 sa nadviaže na
konštantnú �as� humánneho IgG1. Takýto imunoadhezín si ponecháva schopnos�
vysokoafinitnej väzby s gp120, ale sú�asne sa pred�ži jeho biologický pol�as rozpadu na 1-2
dni. Preparát sa využíva v prevencii infikovania plodov HIV-pozitívnych matiek.
AIDS sa pokladá za modernú „pliagu“ �udstva. Zo všetkých novovzniknutých infek�ných
ochorení (napr. legionárska, lymská choroba, SARS a iné) je rozhodne najzhubnejšia. Sú�asne
je však materiálnym svedectvom toho, že prírodu nemožno pokori� a slovo „pokorenie“ v
tomto význame je ve�mi zlou metaforou vyjadrujúcou náš vz�ah k prírode.
241
20 IMUNOTERAPIA
Imunoterapia predstavuje súbor prostriedkov používaných na ovplyvnenie stavu imunity v
snahe zvýši� alebo zníži� imunitné reakcie. Celý rad chorobných stavov je zaprí�inený
poruchami funkcií imunitného systému. Úprava porušených imunitných procesov môže u
�asti pacientov zlepši� ich klinický stav. Lie�ba, ktorá zasahuje do funkcie imunitného
systému, sa nazýva imunomodula�ná a v zásade ju možno rozdeli� na imunosupresívnu
a imunostimula�nú (tab. 20.1). Imunosupresívna lie�ba sa zakladá na potlá�aní imunitných
reakcií, imunopotencia�ná lie�ba zase zahr�uje lie�ebné postupy zvyšujúce úrove�
imunitnej odpovede. Uvedené delenie imunomodula�ných látok na prípravky
imunosupresívne alebo imunopotencia�né však nemožno chápa� absolútne, pretože jedna a tá
istá látka môže raz pôsobi� stimula�ne a raz inhibi�ne, v závislosti od dávky, �asu podania a
pod. Napr. cyklofosfamid v stredných dávkach imunitnú odpove� potlá�a, kým v nízkych
dávkach vedie k zvýšenej produkcii protilátok.
20.1 Imunopotencia�né látky
Imunostimula�né látky stimulujú imunitnú odpove� organizmu, najmä oslabenú, bunkami
sprostredkovanú imunitu (špecifickú aj nešpecifickú). Pod�a ich pôvodu ich rozde�ujeme do
troch kategórií: imunostimulátory chemického, baktériového a biologického pôvodu. Vo
všeobecnosti imunostimulátory chemického a baktériového pôvodu sa používajú pri
„bežných“ patologických stavoch, kým imunomodulátory biologického pôvodu sa indikujú
najmä pri malígnych procesoch a �ažkých imunodeficienciách.
20.1.1 Chemické a biologické imunopotencia�né látky
Predstavite�mi chemických imunopotencia�ných látok sú levamizol a izoprinozín.
Izoprinozín je najznámejší a najpoužívanejší z imunostimulátorov chemického pôvodu.
Izoprinozín stimuluje aktivitu T-lymfocytov a makrofágov. Dobré lie�ebné ú�inky
izoprinozínu sa pozorovali pri subakútnej sklerotizujúcej panencefalitíde,
cytomegalovírusovej infekcii, aftóznej stomatitíde, herpes zoster, herpes simplex, varicelle,
vírusovej hepatitíde A a B a reumatoidnej artritíde. Izoprinozín sa s úspechom za�ína
používa� v prevencii poopera�ných septických stavov. Po aplikácii 14 dní pred o�akávaným
chirurgickým zákrokom sa podstatne znížili uvedené komplikácie. Podobné priaznivé
pôsobenie izoprinozínu sa pozoruje aj a u pacientov s rôznymi formami malígnych nádorov
po rádioterapii alebo chemoterapii. Terapeutický úspech izoprinozínu sa dokázal aj pri
242
poruchách imunity v priebehu fyziologického starnutia. Dochádza k podstatnému obmedzeniu
infekcií horných dýchacích ciest a urogenitálneho traktu.
Levamizol je syntetická látka, ú�inný je produkt jej hydrolýzy. Pôsobí ako
antihelmintikum, má však aj imunomodula�né vlastnosti. Stimuluje T-lymfocyty, na B-
lymfocyty nemá priamy vplyv. V sú�asnosti sa najviac používa ako adjuvantný preparát k 5-
fluorouracilu pri lie�be rakoviny �reva, ak sú regionálne uzliny postihnuté metastatickým
procesom. Z ved�ajších nepriaznivých ú�inkov je najzávažnejšou komplikáciou
agranulocytóza, najmä u osôb, ktoré majú HLA-B27.
Imunostimula�né lie�ebné prostriedky baktériového pôvodu rozde�ujeme do štyroch
skupín (tab. 20.2).:
1. Imunostimula�né vlastnosti niektorých baktérií, najmä atenuovaný kme� Mycobacterium
tuberculosis - BCG a Corynebacterium parvum.
2. Baktériové lyzáty pripravené z jedného druhu alebo nieko�kých druhov baktérií.
3. Imunostimula�né membránové frakcie.
4. Baktériové ribozómy a membránové frakcie.
Nešpecifická imunostimulácia vychádza zo skúsenosti, že v priebehu imunitnej reakcie sa
proti niektorým mikroorganizmom nešpecificky zvyšuje imunita. V praxi sa osved�ilo iba
podávanie BCG a C. parvum, aj to iba v protinádorovej imunite a len s �iastkovým úspechom.
BCG nešpecifickým spôsobom stimuluje bunkovú imunitu, najmä cytotoxickú aktivitu
makrofágov, �o sa využíva na lokálnu lie�bu niektorých nádorov (malígny melanóm, rakovina
prsníka, rakovina kr�ku maternice, rakovina mo�ového mechúra a žl�níka). Aj ke� sa
imunitná odpove� po aplikácii BCG výrazne zvýši, táto potenciácia nie je posta�ujúca na
elimináciu nádora. Vakcína z C. parvum stimuluje kostnú dre� k zvýšenej produkcii
monocytov a neutrofilov. Oba typy buniek sa aktivujú a zvyšuje sa tiež protinádorová
imunita. Oblas� využitia v klinickej medicíne je ako pri BCG, aj ke� presved�ivého úspechu
v lie�be malignít sa nedosiahlo.
Baktériové lyzáty sú prvými predstavite�mi imunostimulátorov baktériového pôvodu.
Pripravujú sa z jedného alebo z viacerých druhov baktérií. Pri preparáte Urovaxom ide o
extrakt z Escherichia coli, v preparáte Bronchovaxom je zastúpenie baktérií po�etnejšie:
Haemophilus influenzae, Diplococcus pneumoniae, Streptococcus pyogenes a viridans a
Neisseria catharalis. Najvä�ší po�et lyzovaných baktérií obsahuje preparát Imudon.
Pretože baktériové lyzáty sa aplikujú na sliznice, zvyšuje slizni�ná imunita. Baktériové
lyzáty stimulujú najmä makrofágy, zvyšujú ich fagocytovú, antigénovo-prezenta�nú
schopnos� a syntézu cytokínov (IL-1 a CSF); stimuláciou B-lymfocytov sa zvýši produkcia
243
sekre�ných IgA-protilátok. Bronchovaxom sa indikuje ako adjuvantná lie�ba pri infekciách
horných dýchacích ciest, najmä chronických. Urovaxom sa odporú�a podáva� pri
chronických infekciách urogenitálneho traktu bez oh�adu na to, akým mikroorganizmom je
infekcia vyvolaná. Imudon je vyhradený na terapiu a prevenciu zápalových a infek�ných
procesov v ústnej dutine.
Imunostimula�né membránové frakcie v imunomudula�nej lie�be sú zastúpené preparátom
Biostim. Imunostimula�nú zložku predstavuje glykoproteínový extrakt Klebsiella
pneumoniae. Mechanizmus ú�inku sa prejavuje na troch úrovniach - aktivuje nešpecifickú
imunitu (makrofágy, polymorfonukleárne leukocyty), stimuluje sekréciu protilátok a
stimuluje aj T-lymfocyty a NK-bunky. Indikácia podávania Biostimu je adjuvantná a
profylaktická lie�ba chronických, recidivujúcich infekcií respira�ného traktu.
Do klinickej praxe sa zavádzajú aj polysacharidy kvasiniek a húb, z nich najmä manany,
glukany, lentinan a ich synteticky modifikované preparáty. Glukany majú protinádorový aj
protiinfek�ný efekt, výrazne zvyšujú mikrobicídne vlastnosti makrofágov za sú�asného
uvo�nenia IL-1, TNF, CSF. Z možného indika�ného po�a prichádzajú do úvahy najmä
nádorové ochorenia. Problémom zavedenia do rutinnej praxe je štandardizácia prípravkov.
Imunostimula�né vlastnosti zárove� špecifické aj nešpecifické zahr�uje v sebe
Ribomunyl. Špecifickú zložku v preparáte zabezpe�ujú ribozómy, ktoré pochádzajú z
patogénnych baktérií dýchacích ciest: Streptococcus (S.) pneumoniae,S. pyogenes
Haemophilus influenzae, Klebsiella pneumoniae. Imunogénny ú�inok ribozómov je posilnený
vo forme membránových proteoglykanov K. pneumoniae (PGM-KP). PGM-KP majú, okrem
svojej adjuvantnej schopnosti, aj ve�mi ú�inné nešpecifické imunostimula�né vlastnosti.
Podávanie Ribomunylu zvyšuje produkciu špecifických protilátok, stimuluje nešpecifickú
imunitu (zvyšuje fagocytózu a aktivitu makrofágov), indukuje syntézu cytokínov (IL-1, IL-6 a
IFN-γ), zvyšuje aktivitu T-lymfocytov a NK-buniek. Indikácie podávania sú recidivujúce
respira�né infekcie, prevencia infek�ných komplikácií u chronických pacientov.
Imunomodula�né vlastnosti majú aj fytofarmaká. Preparát Echinacín je vý�ažok z rastliny
rudbekia (Echinacea purpurea). Z ú�inných látok sú v prípravku alkamid, polysacharidy,
glykoproteíny a arabinogalaktán. Alkamid blokuje cyklooxygenázu a lipooxygenázu a pôsobí
tak protizápalovo. alšie tri látky stimulujú predovšetkým makrofágy a zvyšujú v nich
produkciu cytokínov (IFN-γ, IL-1, TNF). Echinacín sa odporú�a najmä pri recidívach infekcií
horných dýchacích ciest a urogenitálneho traktu. Druhým známym preparátom je Esberitox.
Obsahuje vý�ažok z troch rastlín: Baptisia tinctoria, Echinacea purpurea a Thuja
occidentalis. Ú�inné látky sú polysacharidy a glykoproteíny, ktoré stimulujú fagocytózu,
244
makrofágy, lymfocyty T aj B a zvyšujú produkciu cytokínov (IL-1, IL-2, IFN-γ). Odporú�a sa
najmä pri vírusových infekciách a ako prevencia infek�ných ochorení pri možnom vývoji
sekundárnych imunodeficientnych stavov.
Imunostimula�né prípravky biologického pôvodu zahr�ujú prenosový faktor, týmusové
hormóny, niektoré baktérie a cytokíny. Pre významnos� a zna�nú perspektívu terapeutického
využitia cytokínov im venujem samostatnú podkapitolu.
Prenosný faktor (transfer factor - TF) indukuje v príjemcovi, ktorý sa ešte nestretol s
antigénom stav, kedy pri skuto�nom stretnutí sa s týmto antigénom reaguje ako by už bol
senzibilizovaný. Príjemca sa dostáva do stavu ako keby bol prekonal primárnu imunitnú
odpove�, �o znamená, že po skuto�nej expozícii antigénom reaguje sekundárnou imunitnou
odpove�ou. TF je polypeptid s Mr ∼ 5000. V�aka svojej malej molekule nie je antigénny, v
príjemcovi nevyvoláva proti sebe imunitnú odpove�. Vyrába sa utrafiltráciou homogenátu
leukocytov (preto sa ozna�uje aj ako dialyzovate�ný leukocytový extrakt - DLE) od ve�kého
množstva darcov (cez 1000), takže vlastne ide o zmes viacerých transferových faktorov.
DLE normalizuje po�et lymfocytov v periférnej krvi, prevažne T-lymfocytov, prenáša
precitlivenos� bunkového typu na príjemcu a normalizuje fagocytovú aktivitu. Mechanizmus
ú�inku nie je ešte presne známy, na celkovej aktivite DLE sa však okrem TF podie�ajú aj iné,
sprievodné látky obsiahnuté v preparáte. Ukazuje sa, že tieto látky majú niekedy podstatnejší
význam pre klinický stav pacienta ako je vlastný prenos špecifickej bunkovej imunity.
Indikácie podávania DLE predstavujú primárne a sekundárne imunodeficiencie a niektoré
nádory.
Týmusové hormóny (tymozín, tymulín, tymopentín, tymostimulín, tymomodulín a iné),
predstavujú �alšiu možnos� imunoterapie. Týmusové hormóny majú výraznú
imunomodula�nú aktivitu, pri�om nežiadúce ú�inky sú ve�mi malé. Ich použitie má zmysel
pri lie�be hepatitídy B, infekcií herpes zoster a herpes labialis, pri lie�be DiGeorgeovho
syndrómu a ataxia telangiectasia, pri lie�be karcinómu p�úc a uvádza sa aj priaznivé
pôsobenie tymulínu a tymopentínu v lie�be reumatoidnej artritídy.
Z uvedeného preh�adu vyplýva, že je k dispozícii pomerne široká paleta imunostimula�ných
látok; navyše je aj pomerne �ahká dostupnos� niektorých z nich. V tejto súvislosti však treba
upozorni� na možnos� ich zneužívania, �o môže užívate�a potenciálne ohrozi� aktiváciou
autoimunitných procesov. Ako uvádzame, prakticky každý z nás má v sebe autoreaktívne
lymfocty T aj B a pri súbehu viacerých faktorov sa tieto môžu aktivova� a spusti�
imunopatologické pochody. Tohto by si mali by� vedomí aj lekári predpisujúci �i
245
doporu�ujúci imunostimula�né látky a takýto liek by mali predpísa� �i doporu�i� iba vtedy,
ke� klinické a laboratórne nálezy ozaj opráv�ujú siahnu� po takejto lie�be. Podobne by sa
malo pristupova� aj v rámci zdravotníckej osvety .
20.1.2 Imunoterapeutické využitie ú�inkov niektorých cytokínov
Imunitná odpove� je komplexný proces, na ktorom sa zú�ast�ujú rôzni hrá�i, medzi ktorými
ve�mi významnú úlohu majú cytokíny. Sú to informa�né molekuly, ktoré regulujú jednotlivé
stupne aktivácie imunitného procesu, jeho rozvoja a aj ukon�enia. Možnos� prípravy
rekombinantných molekúl jednotlivých cytokínov umožnila lekárom využi� ich v
imunomodula�nej terapii. V klinickej praxi sa v sú�asnosti využívajú najmä interferóny, IL-2
a hematopoetické rastové faktory (tab. 20.3), �alšie sú v štádiu klinických skúšok.
Interferóny (IFN) sa na základe rozdielnej biochemickej štruktúry a funkcie delia na dve
skupiny; k prvej patria IFN-α a IFN-β, k druhej IFN-γ. Ú�inkok IFN-α a IFN-β spo�íva
predovšetkým v inhibícii replikácie vírusov, inhibícii proliferácie buniek a potenciácii aktivity
NK-buniek. IFN-γ má okrem týchto vlastností ešte aj schopnos� ovplyv�ova� stav a funkciu
imunokompetentných buniek (napr. aktiváciu makrofágov do tumoricídnej a fagocytovej
aktivity, aktiváciu neutrofilov, potenciáciu diferenciácie lymfocytov T a B, zvyšovanie
expresie HLA-molekúl oboch tried a iné). Tieto vlastnosti interferónov núkali ich využitie v
klinickej praxi, najmä pri lie�be leukémií. Aj ke� sa nesplnili všetky nádeje, predsa len
terapia interferónmi sa ujala najmä pri lie�be niektorých malignít. Aplikuje sa naj�astejšie
interferón alfa a to pri lie�be leukémie z vlasatých buniek, renálnom karcinóme a pri
chronickej myeloidnej leukémii (CML). Okrem antiprolifera�ného ú�inku sa pri CML
uplat�uje aj schopnos� IFN-α posunú� nezrelé diferencia�né formy leukemických buniek do
zrelších fáz vývoja, ktoré sú citlivejšie na cytostatiká (napr. na ARA-C). Z nemalígnych
ochorení sa pozitívny ú�inok IFN-α osved�uje pri lie�be hepatitídy non-A non-B, hepatitídy
B, hepatitídy delta a pri Condylomata acuminata. Interferón gama sa indikuje najmä u tých
chorôb, kde je porušená funkcia makrofágov, napr. lepromatóznej lepre, leishmanióze a najmä
pri chronickej granulomatóznej chorobe. Interferón beta sa zatia� v terapii využíva menej,
naj�astejšie pri sclerosis multiplex.
Interleukín 2 je rastovým faktorom T-lymfocytov, podporuje expanziu klonov pomocných
a cytotoxických T-lymfocytov, stimuluje NK-bunky a pôsobí aj na B-lymfocyty.
Terapeuticky sa podáva lokálne alebo systémovo. Pri lokálnom použití sa najlepšie výsledky
dosiahli pri lie�be rakoviny mo�ového mechúra. Systémové podávanie IL-2 sa indikuje najmä
246
pri lie�be metastazujúceho adenokarcinómu obli�iek. K lie�be sú vhodní najmä chorí
s metastázami iba v jednom orgáne (mimo CNS) a v pomerne dobrom celkovom stave. Pre
ve�mi rýchly katabolizmus treba podáva� vysoké dávky, ktoré však už spôsobujú nepriaznivé
ved�ajšie ú�inky, ako sú vysoké horú�ky, triašky, nevo�nos�, zvracanie, myalgia, atralgia,
hna�ky. Najnebezpe�nejšou komplikáciou je retencia vody, p�úcny edém s �ažkou dušnos�ou
(ARDS), hypotenzia a neuropsychické symptómy (parestézie, poruchy zraku, zmeny nálady,
halucinácia, dezorientácia až kóma), ktoré sú pravdepodobne odrazom edému mozgu. Tento
komplex príznakov ozna�ujeme ako únikový cievny syndróm a vyvolávajú ho mediátory
cievnej permeability - IL-1, IL-6, TNF a IFN-γ (najdôležitejší z nich je TNF), ktoré produkujú
T-lymfocyty, monocyty a makrofágy po svojej aktivácii IL-2. V snahe zmenši� nepriaznivé
ú�inky IL-2, odporú�a sa kombinova� IL-2 s inými cytokínmi (IFN-α, IL-12, IL-15), �o
umožní zníži� množstvo podávaného IL-2. Schopnos� IL-2 aktivova� NK-bunky
(transformujú sa na bunky s LAK-aktivitou) viedla k lie�be, pri ktorej sa sú�asne podáva IL-2
s autológnymi LAK-bunkami. Táto kombinácia sa odporú�a najmä pri lie�be malígneho
melanómu.
Hematopoetické rastové faktory sú imunohormóny, ktoré podporujú proliferáciu a
diferenciáciu hematopoetických buniek a regulujú funkciu už zrelých foriem. Ozna�ujú sa ako
kolónie stimulujúce faktory - CSF, pretože in vitro vedú k tvorbe kolónií buniek
pochádzajúcich z izolovaných buniek kostnej drene. Patria sem erytropoetín, multi-CSF (t.j.
IL-3), GM-CSF, G-CSF a M-CSF. GM-CSF pôsobí prevažne, ale nie výlu�ne na myeloidný
rad, podporuje produkciu granulocytov aj makrofágov. Blokuje migráciu neutrofilov a vedie k
ich nahromadeniu a udržaniu v zápalovom ložisku. G-CSF ve�mi ú�inne zmnožuje po�et
neutrofilov v periférnej krvi, zvyšuje ich aktivitu a predlžuje d�žku života. M-CSF podporuje
diferenciáciu monocytov na makrofágy a stimuluje ich k produkcii IL-1 a TNF. IL-3 pôsobí
na v�asné vývojové štádiá diferenciácie pluripotentných kme�ových buniek. Klinicky sa
využívajú najmä GM-CSF a G-CSF.
GM-CSF sa podáva pri transplantácii kostnej drene v prípravnom období k zvýšeniu
vý�ažnosti hematopoetických buniek a po transplantácii na urýchlenie obnovy krvotvorby.
S ur�itou opatrnos�ou ho možno podáva� aj pri myelodysplastickom syndróme a akútnych
leukémiách, pretože leukemické bunky môžu ma� receptory pre tento cytokín a môžu by� ním
stimulované; kombinuje sa preto s cytostatikami. alšou indikáciou GM-CSF je idiopatická a
cyklická neutropénia a neutropénia vznikajúca ako nepriaznivý ú�inok lie�by AIDS
azidotymidínom. G-CSF sa indikuje najmä pre neutropénie vzniknuté po chemoterapii
nemyeloidných malígnych ochorení, �alej sú to kongenitálna agranulocytóza, cyklická
247
neutropénia, neutropénia u chorých s AIDS, ktorí ju vyvíjajú ako nepriaznivý ved�ajší ú�inok
po lie�be azidotymidínom a napokon neutropénia po transplantácii kostnej drene, najmä
autológnej. Erytropoetín (EPO) má už tiež svoje pevné miesto v lie�be anémií. Indikácia
lie�by EPO je najmä anémia pri chronickej renálnej insuficiencii. EPO sa však neindikuje u
chorých s renálnym ochorením pri sú�asnej anémii z iných prí�in, napr. z nedostatku železa, z
hemolýzy alebo krvácania do GIT. Lie�ba EPO sa �alej odporú�a pre chorých
s mnohopo�etným myelómom, non-Hodgkinovými lymfómami, chronickou myeloidnou
leukémiou, myelodysplastickým syndrómom a u pacientov s niektorými solídnymi nádormi
(karcinóm p�úc, nádory v ORL oblasti a gynekologické nádory, ktoré sa lie�ia derivátmi
platiny). EPO sa využíva aj po transplantácii kostnej drene, kde anémia pretrváva 6 a viac
mesiacov a pri lie�be anémií vznikajúcich ako ved�ajší nepriaznivý ú�inok lie�by
azidotymidínom u HIV-infikovaných osôb.
Trombopoetín (TPO) sa produkuje najmä v pe�eni, obli�kách a hladkom svalstve, menej
v slezine a v kostnej dreni. Stimuluje proliferáciu a diferenciáciu progenitorových buniek
megakaryocytovej rady a dozrievanie megakaryocytov. V kombinácii s erytropoetínom a IL-3
podporuje aj proliferáciu progenitorových buniek erytroidnej rady a v kombinácii s IL-3 a
SCF (stem cell factor) aj rast pluripotentných kme�ových buniek. Identifikácia génu pre
trombopoetín (TPO) na dlhom ramene 3. chromozómu a jeho následná rekombinantná
príprava otvorili cestu využitia tohto cytokínu v medicínskej praxi pri lie�be trombocytopénie,
ktorá je �asto limitujúcim faktorom intenzívnej chemoterapie.
Cytokíny sa zú�ast�ujú nielen na fyziologických imunoregula�ných reakciách, v niektorých
prípadoch sa spolupodie�ajú aj na rozvoji patologického procesu. Je preto prirodzené, že sa
proti ich pôsobeniu vyvinula protizbra� v podobe inhibítorov. Inhibítory cytokínov sú bu�
špecifické anticytokínové monoklonové protilátky (napr. anti-IL-6 pri terapii
mnohopo�etného myelómu /MM/, anti-TNF pri lie�be reumatoidnej artritídy /RA/ a
Crohnovej choroby), monoklonové protilátky proti cytokínovým receptorom (napr. anti-CD25
/IL-2Rα/ pri lie�be rejekcií), solubilné cytokínové receptory (sr; napr. TNFsr pri lie�be RA,
IL-4sr pri lie�be alergií), antagonisti receptorov (napr. IL-1ra pri lie�be RA) alebo lie�ivá
(napr. thalidomid tlmí syntézu TNF, IL-1, IL-6 a VEGF /vaskulárny endotelový rastový
faktor/; v sú�asnosti sa najviac používa pri lie�be MM. V sú�asnosti sa v medicínskej praxi
najviac využívajú monoklonové protilátky anti-TNF, inhibítory IL-1 a anti-IL-6.
V oblasti imunoterapie cytokínmi môžeme v budúcnosti po�íta� so zavádzaním do praxe aj
�alších biologicky významných molekúl. Bude to súvisie� jednak s lepším poznaním ich
248
fyziologickej funkcie a jednak s možnos�ou ich biotechnologickej produkcie umož�ujúcej ich
syntézu v množstve dostato�nom pre ú�innú terapiu.
20.2 Imunosupresia a imunosupresívne látky
Imunusupresíva sú látky, ktoré potlá�ajú imunitnú odpove�. Používajú sa najmä pri lie�be
autoimunitných chorôb a pri zvládaní rejek�ných kríz po transplantáciách. Ke�že každý
jedinec má rôzny stupe� schopnosti odpoveda� imunitnou odpove�ou ako aj rôznu
vnímavos� na ved�ajšie nepriaznivé ú�inky, spektrum imunosupresív musí by� dos�
rôznorodé, aby sa ich použitie mohlo prispôsobi� jeho aktuálnym potrebám. Okrem lie�iv,
žiarenia a plazmaferézy sa na imunosupresiu za�ali v ostatnom �ase �oraz viac používa� aj
monoklonové protilátky.
20.2.1 Chemoterapeutiká s imunosupresívnym ú�inkom
Alkohol je najznámejšie imunosupresívum v �udských dejinách. V sú�asnosti prirodzene
nepoužívame alkohol ako pravé imunosupresívum, skôr sa do popredia dostáva jeho
nepriaznivé pôsobenie pri dlhodobom požívaní. Chronické užívanie alkoholu vedie
k výrazným zmenám v imunite. Výrazne je znížená fagocytóza, funkcia aj po�ty T-
lymfocytov, znížená je aj aktivta NK-buniek. Etanol potlá�a aktivitu NF-κB, �o je významný
transkrip�ný faktor pre mnohé cytokíny a adhezívne molekuly. Odrazom týchto zmien je
zvýšená náchylnos� alkoholikov na infekcie spôsobované najmä gramnegatívnymi (najmä
Klebsiela pneumoniae a Pseudomonas aeruginosa) a intracelulárne parazitujúcimi baktériami
(najmä Listeria monocytogenes a Mycobaterium tuberculosis).
Kortikosteroidy sú najznámejšie látky, ktoré výrazne ovplyv�ujú bunky imunitného
systému (IS). V praxi sa používa najmä prednizon, prednizolon, triamcinolon a dexametazon,
�o sú deriváty endogénnych glukokortikoidov, kortizolu a kortizonu, a to pre ich vyššiu
ú�innos� vyplývajúcu z dlhšieho biologického pol�asu (200 až 300 minút oproti 80-120
minútam). Jeden z hlavných ú�inkov kortikosteroidov je ich protizápalový efekt. Takýmto
spôsobom glukokortikoidy inhibujú syntézu po�etných cytokínov (IL-1, IL-2, IL-4, IL-6,
TNF, IFN-γ, IL-8, RANTES), receptorov pre cytokíny (IL-2R), adhezívnych molekúl (ICAM-
1), rastových faktorov (insulin-like growth factor-1) a enzýmov (kolagenáza, elastáza).
Kortikosteroidy indukujú aj syntézu lipokortínu, ktorý blokuje tvorbu metabolitov kyseliny
arachidónovej, t.j. prostaglandínov a leukotriénov, inhibujú proliferáciu fibroblastov,
249
obmedzujú depozíciu kolagénu a potlá�ajú novotvorbu ciev, �ím sa ich antiinflama�ný ú�inok
ešte viac zosi��uje.
Okrem potlá�ania zápalu pôsobia kortikosteroidy aj imunosupresívne, �iasto�ne aj preto, že
indukujú syntézu imunosupresívnych cytokínov TGF-β a IL-10. Glukokortikoidy vedú aj k
lymfopénii spôsobenej redistribúciou lymfocytov, najmä pomocných T-lymfocytov, mimo
cirkulácie, nahromadením v iných �astiach tela, najmä v kostnej dreni. Lymfopénia vymizne
do 24 hodín. Kortikosteroidy inhibujú syntézu IL-2, �o vysvet�uje ich výborné pôsobenie pri
zvládaní rejek�ných kríz (IL-2 je potrebný na aktiváciu cytotoxických T-lymfocytov).
Výrazne ovplyv�ujú aj pokojné makrofágy (aktivované sú rezistentné). Znížená antigénovo-
prezenta�ná funkcia makrofágov a znížená produkcia cytokínov vysvet�uje ich vplyv na útlm
primárnej imunitnej odpovede (sekundárna nie je ovplyvnená). Kortikosteroidy ako
všeobecné inhibítory proteosyntézy potlá�ajú tak isto tvorbu protilátok.
Kortikosteroidy majú zna�né nepriaznivé ved�ajšie klinické ú�inky ako je osteoporóza,
diabetes mellitus, kardiovaskulárne komplikácie, psychické poruchy a predovšetkým
vnímavos� na infekcie. Zvýšenú vnímavos� k vzniku infek�ných komplikácií možno vysvetli�
nedostato�ným prísunom neutrofilov do tkanív a zníženou funkciou makrofágov.
Cyklosporín A (CsA) je ve�mi ú�inné imunosupresívum, ktoré umožnilo ve�ký rozmach
transplantácií; od za�iatku jeho užívania v klinickej praxi (prvé použitie v Cambridge r. 1978)
hovoríme o cyklosporínovej ére. CsA je prirodzene sa vyskytujúci produkt, izoluje sa z
plesne Tolypocladium inflatum (obr. 20.1). Na rozdiel od iných imunosupresív, CsA
neinterferuje so syntézou ani nukleových kyselín ani proteínov. V bunkách, z ktorých
najcitlivejšie sú T-lymfocyty, inhibuje syntézu IL-2 a tým aj aktiváciu T-lymfocytov. CsA,
okrem inhibície aktivity T-lymfocytov tlmí aj aktiváciu B-lymfocytov. Naopak CsA zvyšuje
syntézu TGFß1, �o síce prispieva k jeho celkovej imunosupresívnej aktivite, ale sú�asne aj
k jeho nepriaznivým ú�inkom, najmä renálnej fibróze.
CsA má aj zna�né nepriaznivé ú�inky. Okrem nefrotoxicity je CsA hepatoxický, zvyšuje
krvný tlak, podporuje hyperlipidémiu a oxidáciu nízkodenzitných lipoproteínov (LDL), �ím
prispieva k svojej �alšej nepriaznivej, v tomto prípade aterogénnej, aktivite. Z �alších
nepriaznivých ú�inkov sa pozoruje hirsutizmus a hyperplázia gingívy. Najnepriaznivejším
ved�ajším ú�inkom CsA je indukcia lymfómov.
Indikácie terapie CsA sú predovšetkým potransplanta�né odvrhovacie reakcie. Nehodí sa na
potlá�anie akútnych rejek�ných kríz, používa sa ako udržiavacia imunosupresívna terapia,
bu� samostatne alebo v kombinácii �alšími imunosupresívami.
250
Tacrolimus (FK506) je �alšie imunosupresívum špecificky tlmiace aktivitu T-lymfocytov.
Okrem inhibície syntézy IL-2, inhibuje aj syntézu IFN-γ, IL-3, IL-4 a IL-5, �ím blokuje
v�asnú aktiváciu CD4+-lymfocytov. FK506 pôsobí teda rovnako ako CsA, ale jeho ú�inok je
10 až 100-krát vyšší ako pri CsA. Využíva sa v transplanta�nej praxi, najmä pri transplantácii
pe�ene. Toxické ú�inky FK506 sú podobné ako pri CsA.
Rapamycín, resp. jeho hydrofilný analóg everolimus, je makrolidové antibiotikum
izolované z plesne Streptomyces hygroscopicus. Rapamycín potlá�a proliferáciu buniek
indukovanú IL-2. Mechanizmus ú�inku spo�íva v zásahu do bunkového delenia. Rozdielny
mechanizmus zásahu do aktiva�ných procesov T-lymfocytu umož�uje kombináciu
rapamycínu s CsA, resp. FK506. Používanie Everolimu má oproti CSA výhodu menšieho
výskytu komplikácií v podobe infekcií spôsobovaných CMV.
Azathioprin (Imuran) umožnil v 60.rokoch 20. storo�ia prvé úspešné transplantácie
obli�iek. V kombinácii s prednizolonom sa stal až do doby zavedenia CsA do praxe
štandardnou kombináciou udržiavacej imunosupresívnej lie�by a aj dnes ho mnohé
transplanta�né centrá používajú jako sú�as� trojkombinácie (CsA/prednizolon/Aza). Pre svoju
hepatotoxickos�, ktorú má aj CsA, ho však z tejto trojkombinácie vytlá�a mykofenolát mofetil
(pozri �alej).
Azathioprin je neaktívny až dovtedy, kým sa nemetabolizuje v pe�eni. Jeho metabolity
ovplyv�ujú všetky deliace sa bunky inhibíciou DNA syntézy. Hlavný ú�inok na bunky
imunitného systému sa prejavuje najmä inhibíciou aktivity NK-buniek, menej T-lymfocytov,
B-lymfocyty ovplyv�uje málo. Supresia DNA syntézy vysvet�uje aj jeho zna�nú toxickos� na
bunky kostnej drene - chorí pri dlhodobej lie�be sú ohrozovaní granulocytopéniou a
trombocytopéniou a niektorí aj anémiou. Využíva sa najmä na potlá�anie rejek�ných kríz.
Azathioprin zostáva preferovaným imunosupresívom po�as gravidity, pretože nepoškodzuje
vyvíjajúci sa fétus.
Mykofenolát mofetil (MMF) je ú�inný nekompetitívny inhibítor inozín-monofosfátovej
dehydrogenázy, ktorá je k�ú�ovým enzýmom pri de novo syntéze purínových nukleotidov.
Chýbanie nukleotidov inhibuje syntézu DNA a zablokuje bunkový
cyklus. Selektívnos� pôsobenia MMF spo�íva v absolútnej závislosti lymfocytov na de novo
syntéze purínov, ktoré v porovnaní s inými jadrovými bunkami nemajú záchrannú
biochemickú dráhu ich syntézy. Okrem inhibície aktivity T-lymfocytov, aj pomocných aj
cytotoxických, MMF potlá�a tiež syntézu protilátok. Nie je nefro- a hepatotoxický.
Z nepriaznivých ú�inkov sa pozorujú gastrointestinálne obtiaže, obzvláš� pri vyšších dávkach.
251
Cyklofosfamid je podobne ako azatioprin neú�inný až kým sa v pe�eni nevytvoria jeho
ú�inné metabolity. Aktívne metabolity sa viažu na nukleotidy a indukujú ich alkyláciu, �o
spôsobí poruchy pri �ítaní kódu, prerušenie re�azca, príp. zastavenie transkripcie. Je to tak
isto ve�mi u�inné imunosupresívum, potlá�a najmä produkciu protilátok, menej pôsobí na
bunkovú imunitu. V nízkych dávkach spôsobí pokles CD8+-lymfocytov, vo vyšších dávkach
klesajú aj CD4+-lymfocyty. Po prerušení aplikácie návrat k pôvodným hodnotám trvá týždne,
ak lie�ba bola krátkodobá, resp. mesiace ak lie�ba bola dlhodobá s vyšším dávkovaním.
Využíva sa pri lie�be agresívnych autoimunitných chorôb, napr. pri agresívnych formách
SLE, pri Wegenerovej granulomatóze alebo �ažkej vaskulitíde. Pre jeho pomerne zna�nú
toxickos� (aplázia kostnej drene, hemoragická cystitída, alopécia a sterilita) treba lie�bu
starostlivo monitorova�, aby sa predišlo komplikáciám.
Methotrexát je analógom kyseliny listovej a ovplyv�uje syntézu DNA, následne aj syntézu
RNA a dôležitých enzýmov. Okrem využitia v lie�be malignít, indikuje sa aj pri lie�be
po�etných autoimunitných a zápalových chorôb, ako sú reumatoidná a psoriatická artritída,
vaskulitída, SLE, astma a pod.
Leflunomid je ú�inným inhibítorom de novo syntézy prekurzorov nukleových kyselín,
najmä pyrimidínov predovšetkým v aktivovaných B-lymfocytoch, menej v T-lymfocytoch.
Neovplyv�uje aktivitu makrofágov a NK-buniek, �ím sa vysvet�uje, že pri lie�be týmto
prípravkom sa nepozorujú nepriaznivé infek�né komplikácie. Leflunomid sa stal významným
prostriedkom pri lie�be viacerých autoimunitných chorôb a supresii potransplanta�ných
reakcií. Pôsobí synergicky s cyklosporínom A.
Lie�ba imunosupresívami má viaceré nežiadúce ú�inky, najmä však zvýšenú vnímavos� na
infekcie. Je zaujímavé, že niektoré imunosupresíva selektívne podporujú vnímavos� vo�i
ur�itým mikroroorganizmom, napr. takrolimus zvyšuje vnímavos� vo�i polyoma-vírusu,
mykofenolát mofetil vo�i cytomegalovému vírusu a sirolimus vo�i Pneumocystis carinii.
Tieto pozorovania majú aj praktický dopad v možnej prevencii.
20.2.2 Biologická imunosupresívna terapia
Okrem chemoterapeutík sa na potlá�anie imunitnej odpovede v klinickej praxi využívajú aj
biologické prostriedky a to v podobe intravenóznych imunoglobulínov, polyklonových alebo
monoklonových protilátok.
Intravenózne imunoglobulínové prípravky (IVIG) sa pôvodne využívali a aj dnes
využívajú predovšetkým ako substitu�ná terapia pri lie�be protilátkových imunodeficiencií.
252
Okrem toho sa indikujú ako podporná terapia pri zvládaní infek�ných chorôb a dnes sa ich
indika�né pole rozšírilo aj do oblasti lie�by autoimunitných chorôb (tab. 20.4).
Mechanizmus ú�inku IVIG je komplexný (obr. 20.2). Predpokladá sa, že IgG blokujú Fc-
receptory na fagocytujúcich bunkách, �ím im bránia pohlti� a deštruova� vlastné krvné
elementy obalené autoprotilátkami. Okrem tohto mechanizmu, IVIG zvyšujú expresiu
receptora FcγγγγRIIb. Tento sa exprimuje v membránach monocytov, makrofágov a B-
lymfocytov. Jeho intracelulový karboxylový koniec obsahuje inhibi�ný úsek (ITIM), na ktorý
sa pripája fosfatáza SHIP. Táto inhibuje aktiva�né signály, ktoré B-lymfocyty získavajú cez
antigénové receptory. Navyše IVIG podporujú syntézu protizápalového IL-1Ra
(antagonista receptora pre IL-1), utlmujú syntézu IL-2, a znižujú expresiu adhezívnych
molekúl, �o všetko prispieva k utlmeniu autoimunitných procesov. alej IVIG bránia tiež
vytváraniu C5b-C9 membranolytického komplexu (MAC) tým, že vychytávajú C3b a tak
inhibujú vytváranie C5-konvertázy. Obsahujú aj protilátky, ktoré neutralizujú prozápalové
cytokíny IL-1, TNF a IL-8 a naviac obsahujú aj imunosupresívny cytokín TGF-ß. IVIG
majú aj antidiotopovú aktivitu a samozrejme môžu priamo reagova� s antigénmi
a neutralizova� ich.
IVIG sa používajú pri lie�be celého radu autoimunitných chorôb, i ke� ich širšej aplikácii
bráni pomerne vysoká nákladnos� lie�by.
Aplikáciu intravenóznych imunoglobulínov môžu niekedy sprevádza� nežiadúce ved�ajšie
príznaky. Mierna reakcia nastáva zhruba do 30 minút od za�iatku infúzie a prejaví sa
boles�ami hlavy, svalov a svrbením. Niekedy sa objaví bronchospazmus a zvracanie, �o
spôsobí prerušenie infúzie. Vzácne sa vyvinú vážnejšie komplikácie ako je zlyhanie obli�iek,
trombóza �i infarkt myokardu, oby�ajne u chorých, ktorí už trpia nedostato�nos�ou srdca �i
obli�iek. Treba po�íta� aj s možnos�ou anafylaktickej reakcie
Polyklonové a monoklonové protilátky predstavujú �alšie biologické imunosupresívne
prostriedky. Z polyklonových sú najpoužívanejšie antilymfocytový globulín (ALG) a
antitymocytový globulín (ATG). Získavajú sa imunizáciou koní, príp. králikov �udskými
lymfocytmi, resp. tymocytmi s následnou izoláciou gama-frakcie imúnneho séra. Protilátky
v ALG (ATG) spôsobujú dlhotrvajúcu depléciu recipientových lymfocytov, najmä CD4+;
okrem lymfopénie spôsobujú aj trombocytopéniu, menej neutropéniu. Mechanizmus úbytku
ter�ových buniek spo�íva v ich lýze prostredníctvom aktivácie komplementu, opsonizácii
s následným pohltením makrofágmi a �iasto�ne aj v aktivácii K-buniek (reakcia ADCC).
Polyklonové preparáty obsahujú aj nedeple�né protilátky, ktoré blokujú po�etné molekuly,
ovplyv�ujúc tak celé spektrum imunitných reakcií. ALG a ATG sa využívajú v lie�be a
253
prevencii rejekcií. ALG je výhodné podáva� najmä na zabránenie rejekcie kože, ATG sa zase
indikuje pri lie�be GvH-reakcie, ktorá nezaberá na kortikosteroidy. Po aplikácii ALG alebo
ATG sa u 25-75 % recipientov proti nim vytvoria neutraliza�né protilátky, ktoré znižujú ich
bioreaktivitu a znemož�ujú �alšiu aplikáciu. Indukcii neutraliza�ných protilátok sa zabra�uje
sú�asným podávaním imunosupresív. Z nepriaznivých ú�inkov treba ešte pamäta� aj na
sérovú chorobu, v horšom prípade na sérový (anafylaktický) šok.
Pokroky v produkcii monoklonových protilátok (MoPr) a génové inžinierstvo viedlo
k vývoju protilátok so žiadanými vlastnos�ami, ktoré možno využi� v klinickej praxi.
V sú�asnosti sa monoklonové protilátky môžu produkova� v baktériách, kvasinkách a
transgénových zvieratách (príkladom je stádo transgénových kôz, ktoré syntetizujú do mlieka
až 300 kg monoklonových protilátok ro�ne!). Ve�ká nevýhoda týchto monoklonových
protilátok je, že sú heterológne, �o do ur�itej miery obmedzuje ich terapeutické využitie.
V organizme príjemcu majú krátky pol�as existencie, nenahradzujú úplne efektorové funkcie
�udských imunoglobulínov a predovšetkým môžu ho senzibilizova� a pri opakovanom podaní
vies� až k anafylaktickému šoku. Tieto problémy sa snaží odstráni� biologické inžinierstvo,
ktoré vychádza z relatívne samostatnej existencie a funkcie domén protilátok, �o umož�uje
ich rôznu dodato�nú úpravu (obr. 20.3). Pri nej sa príslušné domény, ktoré viažu antigén
alebo zabezpe�ujú príslušné efektorové funkcie medzi jednotlivými protilátkami vymie�ajú.
Takto sa vyvinuli metódy na „humanizáciu“ heterológnych monoklonových protilátok. Ich
podstatou je, že sa vytvorí umelá protilátka, ktorá síce má pôvodné väzbové miesto
heterológnej monoklonovej protilátky, ale jej konštantné domény pochádzajú
z imunoglobulínovej molekuly �loveka; tento postup sa robí na úrovni úpravy príslušných
génov metódami génového inžinirstva. Existujú dva typy takto modifikovaných protilátok,
chimérové a humanizované. Chimérové monoklonové protilátky sú také, v ktorých
variabilné úseky (Fv) pochádzajú z jedného živo�íšneho druhu (napr. myši), kým konštantné
�asti molekuly z iného živo�íšneho druhu (napr. napr. IgG �udí). Humanizované
monoklonové protilátky sú vylepšené ešte viac, ich hypervariabilné úseky (CDR)
pochádzajú z myši, potkana (iného živo�íšneho druhu), kým ostatné �asti molekuly sú
�udského pôvodu. Najvýhodnejšie je prirodzene vytvára� �udské monoklonové protilátky.
Problémom ich prípravy je minimálne dvojaký, jednak vytvorenie vhodného myelómového
partnera na hybridizáciu a jednak príprava špecificky imunizovaných �udských B-lymfocytov
(takáto imunizácia sa dá robi� in vivo iba v obmedzenej miere, napr. o�kovaním). Molekuloví
biológovia sa snažia obís� tieto prekážky vytváraním rôznych in vitro postupov a postupne sa
takéto protilátky objavujú a využívajú v medicínskej praxi; ako príklad možno uvies� anti-
254
TNF plne humanizovanú („�udskú“) monoklonovú protilátku, adalimubab, ktorá sa už
používa v lie�be reumatoidnej artritídy a M. Crohn. V sú�asnosti je už ve�ký po�et
monoklonových protilátok, ktoré sa používajú v lie�be rôznych chorôb. (tab. 20.5).
Bifunk�né protilátky (BFPr) predstavujú �alšiu známu modifikáciu protilátok. Na rozdiel
od klasických MoPr, ktoré sú monošpecifické, bifunk�né protilátky majú miesta viažúce
antigén s dvoma rozdielnymi špecifickos�ami. Používajú sa na prepojenie ter�ových a
efektorových zložiek terapie. Napr., vytvorili sa BFAb, ktoré sú sú�asne špecifické aj proti
cytostatickým vinka-alkaloidom (vinblastin a vindezin) aj proti CEA. Takéto BFPr dokážu
privies� cytostatické lie�ivá presne na miesto ur�enia, t.j. na miesto rastu kolorektálneho
karcinómu a výsledkom je inhibícia jeho rastu.
Imunotoxíny sú tiež vynikajúcim výdobytkom úpravy monoklonových protilátok. Na
konštantnú �as� protilátky sa pripojí iný proteín s cytotoxickou aktivitou, �ím vzniká
protilátka, ktorá nadviaže bunkový jed priamo práve na tie ter�ové bunky, ktoré chceme
zni�i�. Známy je Gemtuzumab ozogamycín (Mylotarg), ktorý využíva toxín kalicheamycín a
používa sa v lie�be myeloidnej leukémie. Podobne sa na Fc-fragment protilátky dá pripojí� aj
rádioaktívna látka; naj�astejšie sa používajú beta-žiarenie imitujúce rádionuklidy 90Y �i 131I.
Imunoadhezíny vznikajú podobným mechanizmom. Diferencia�ný antigén CD4, ktorý sa
nachádza na pomocných T-lymfocytoch, je receptorom pre gp120 vírusov HIV-1 a HIV-2. Pri
úvahách o terapii AIDS sa vychádzalo z predpokladu, že solubilný CD4 bude po podávaní
vyväzova� vírusy a tak bráni� ich väzbe na ter�ové bunky. Zádrhe� však o. i. spo�íval aj
v tom, že pol�as degradácie podaného CD4 sa pohyboval od 30 do 120 minút. Aby sa pol�as
pred�žil, nadviazali prvé dve, resp. 4 domény antigénu CD4 na konštantnú �as� protilátky
IgG1; takto sa pol�as degradácie pred�žil na 7, resp. 48 hodín. Takéto molekuly sa nazvali
imunoadhezíny. Potenciálne využitie CD4-imunoadhezínov je v prevencii prenosu HIV
z matky na plod. Pretože protilátky izotypu IgG prechádzajú placentou, podaný CD4-
imunoadhezín sa dostáva do krvného obehu plodu a môže chráni� fétus pred infekciou.
Podobne sa v lie�be niektorých autoimunitných chorôb skúša imunoadhezín CTLA-4. Ide
o biologický prípravok, v ktorom je imunosupresívna molekula CTLA-4 (CD152) nadviazaná
na Fc-fragment IgG1. CTLA-4 sa viaže na kostimula�né molekuly CD80, resp. CD86, ktoré
sa nachádzajú v membránach buniek prezentujúcich antigén, �ím zabráni ich interakcii
s molekulami CD28 v membránach T-lymfocytov. Výsledkom je blokáda prenosu
aktiva�ného signálu a následnej aktivácie T-lymfocytov a tým utlmenie prebiehajúcej
(auto)imunitnej odpovede.
255
Nepriaznivé ú�inky podávania protilátok sa prejavujú, okrem indukcie neutraliza�ných
protilátok a tým strate ich bioreaktivity, v náchylnosti na infekcie a najmä zvýšenej
pravdepodobnosti vzniku malignít. Treba pamäta� aj na možnos� vyvolania sérovej choroby,
v horšom prípade anafylaktického šoku. Špecifický pre podávanie monoklonových protilátok
(a cytokínov) je tzv. únikový cievny syndróm (jeho prejavy pozri vyššie). Vyhnú� sa týmto
komplikáciám, alebo ich aspo� zmierni�, sa dá podaním glukokortikoidov najmenej 1 hodinu
pred aplikáciou, alebo podávaním monoklonových protilátok zbavených ich Fc-fragmentu
a náhradou heterológných �i chimérových monoklonových protilátok humanizovanými alebo,
najlepšie, úplne humánnymi.
20.3 �alšie používané terapeutické prístupy a perspektíva imunoterapie
Plazmaferéza. Princíp tohto terapeutického postupu sa zakladá na exanguina�nej transfúzii
plazmy, t.j. v odstránení plazmy, kým krvné elementy sa pacientovi vrátia naspä�, �o sa
viackrát opakuje. Plazmaferéza je užito�ná pri lie�be nasledovných stavov:
• Odstránenie patognomických protilátok pri hyperviskóznom syndróme (IgM pri
Waldeströmovej makroglobulinémii, pri chorobe �ažkých re�azcov alfa).
• Odstránenie patognomických protilátok, napr. pri hemolytickej chorobe novorodencov, pri
hemofílii (10 % pacientov má protilátky namierené proti faktoru VIII), pri Goodpasturovom
syndróme (odstránia sa autoprotilátky proti bazálnej membráne glomerulov), pri myastenii
gravis (odstránia sa autoprotilátky proti actylcholínovým receptorom a pri Guillanovom-
Barrého syndróme (odstránia sa autoprotilátky proti kyslým glykolipidom periférnych
nervov). Aj ke� plazmaferéza poskytuje iba prechodnú ú�avu, pretože syntéza autoprotilátok
pokra�uje �alej, poskytuje dostatok �asu na iné terapeutické zásahy, vo vä�šine prípadov
v podobe imunosupresívnych lie�iv.
• Odstránenie imunokomplexov. Tento postup sa využíva pri lie�be kryoglobulinémie,
Sjögrenovho syndrómu, vaskulitíd, progresívnej glomerulonefritídy a RA.
Leukaferéza je selektívne odstránenie leukocytov z krvi pacienta (pri návrate plazmy a
erytrocytov). Je indikovaná napr. pri lie�be RA, ktorá je rezistentná na konven�nú terapiu.
Do palety imunosupresívnych prostriedkov patrí aj celotelové ožiarene organizmu.
Napriek tomu, že sa dosiahne hlboká imunosupresia, umož�ujúca napr. uchytenie sa
transplantátu, pre svoje komplikácie (najmä dre�ový útlm) sa z metód transplanta�nej
medicíny vynechala (bola ich sú�as�ou najmä koncom 50-tych rokov). Dnes je doménou
najmä onkológie, pri lie�be imunoprolifera�ných stavov, predovšetkým M. Hodgkin.
256
Imunoterapia v širšom slova zmysle zahr�uje v sebe aj iné špecializované zásahy. V prvom
rade treba spomenú� transplantácie hematopoetických buniek, ktoré sa využívajú pri celom
rade ochorení, aj ke� primárne sa lie�ia leukémie, lymfómy, aplastické anémie a
imunodeficiencie. K imunoterapii možno �alej priradi� aj hyposenzibiliza�nú lie�bu pri
alergiách, ktorá má svoj názov ako špecifická alergénová imunoterapia (pozri príslušné
kapitoly).
257
21 ZOZNAM SKRATIEK
Skratka Slovenský výraz Anglický výraz Ab Protilátka Antibody ACTH Adrenokortikotropný
hormón Adrenocorticotropic hormon
ADCC Cytotoxicita sprostredkovaná bunkami, závislá od protilátky
Antibody dependent cell mediated cytolysis
APC Bunka prezentujúca antigén Antigen presenting cell BCR Antigénový receptor B-
lymfocytov B cell receptor
bp Pár báz (nukleotidov v DNA)
base pair
C Komplement Complement Ca Karcinóm Carcinoma CD Diferencia�ný znak Cluster of differentiation CMV Cytomegalový vírus CNS Centrálny nervový systém CTL Cytotoxický T-lymfocyt CRP C-reaktívny proteín CSF Faktor stimulujúci kológie Colony stimulating factor DC Dendritová bunka Dendritic cell DM-1A Diabetes mellitus závislý
od inzulínu
EBV Vírus Epsteina a Barrovej Epstein Barr virus EPO Erytropoetín FDC Folikulová dendritová
bunka Folicular dendritic cell
G-CSF Rastový faktor stimulujúci kolónie granulocytov
Granulocyte - colony stimulating factor
GALT Lymfoidné tkanivo asociované so sliznicami GIT
Gastrointestinal associate lymphoid tissue
GIT Gastrointestinálny trakt GM-CSF Rastový faktor stimulujúci
kolónie granulocytov a monocytov
Granulocyte - monocyte colony stimulating factor
GvH Reakcia štepu proti hostite�ovi
Graft versus host reaction
HBV Vírus hepatitídy B Hepatitis B virus HCV Vírus hepatitídy C Hepatitis C virus HEV Venuly s vysokým
endotelom High endotelial venules
HIV Vírus imunitnej nedostato�nosti �loveka
Human immunodeficiency virus
HLA Hlavný histokompatibilný komplex �loveka
Human leucocyte antigens
258
HSP Proteíny teplotného šoku Heat shock proteins HvG Reakcia hostite�a proti
štepu Host versus graft reaction
IFN Interferón Interferon IL Interleukín Interleukin ITAM IMMUNORECEPTOR
TYROSINE-BASED ACTIVATING MOTIF
ITIM IMMUNORECEPTOR TYROSINE-BASED INHIBITORY MOTIF
IVIG INTRAVENÓZNE IMUNOGLUBULÍNY
INTRAVENOUS IMMUNOGLOBULINS
LPS Lipopolysacharid Lipopolysaccharide LGL Ve�ké granulárne bunky Large granular lymphocytes MALT Lymfoidné tkanivo
asociované so sliznicami Mucosal-associated lymmphoid tissue
MASP Sérínová proteináza asociovaná s MBP
MBP-associated serine proteinase.
MBP Proteín viažúci manózu Manose binding protein MBP Myelínový bázický proteín Myelin basic protein M-CSF Rastový faktor stimulujúci
kolónie monocytov Monocyte-colony stimulating factor
MHC Hlavný histokompatibilný komplex
Major histocompatibility complex
MoPr Monoklonové protilátky Mr Relatívna molekulová
hmotnos� Mass relative
mRNA Informa�ná ribonukleová kyselina
Messenger RNA
NK-bunka Prirodzená zabíja�ová bunka
Natural killer cell
PAMP Molekulový vzor asociovaný s patogénom
Pathogen associated molecular pattern
PCR Polymerázová re�azová reakcia
Polymerase chain reaction
Pr Protilátka PRR Vzorkový receptor Pattern recognition receptor RA Reumatoidná artritída SCF Faktor kme�ových buniek Stem cell factor RF Reumatoidný faktor SCID �ažká kombinovaná
imunodeficiencia Severe combined immunodeficiency
SLE Systémový lupus erythematosus
TC Cytotoxický T-lymfocyt T cytotoxic cell TCR Antigénový receptor T-
lymfocytov T cell receptor
259
TH Pomocný T-lymfocyt T helper cell TLR Toll-like receptor TNF Faktor nekrotizujúci nádory Tumor necrosis factor TR Prirodzený regula�ný T-
lymfocyty
Tr1 Indukovaný regula�ný T-lymfocyt
260
22 OBSAH
ÚVOD ................................................................................................................................2 1 CHARAKTERISTIKA IMUNITNÉHO SYSTÉMU .............................. 3
1.1 Mí�niky vývoja imunológie.....................................................................................3 1.2 Vlastnosti imunitnej odpovede ................................................................................4
2 ANTIGÉN.................................................................................................. 8 2.1 Základné vlastnosti antigénu ...................................................................................8 2.2 Funk�ná charakteristika antigénov ........................................................................10 2.3 Epitop, haptén, adjuvanciá ....................................................................................12 2.4 Heterofilné antigény a mitogény............................................................................14 2.5 Najvýznamnejšie antigény �loveka........................................................................15
3 MORFOLÓGIA IMUNITNÉHO SYSTÉMU ....................................... 16 3.1 Tkanivá a orgány patriace imunitnému systému ....................................................16 3.2 Bunky imunitného systému ...................................................................................20 3.3 Principiálne solubilné molekuly imunitného systému ............................................25 3.4 Vzorkové receptory...............................................................................................27
4 IMUNOGLOBULÍNY............................................................................. 31 4.1 Základná štruktúra imunoglobulínov .....................................................................31 4.2 Vlastnosti protilátok ..............................................................................................36 4.3 Imunoglobulíny ako antigény................................................................................38 4.4 Biologické dôsledky väzby protilátky s antigénom ................................................39 4.5 Antigénový receptor a koreceptor B-lymfocytov ...................................................40
5 KOMPLEMENTOVÝ SYSTÉM............................................................ 43 5.1 Definícia a nomenklatúra zložiek komplementu ....................................................43 5.2 Klasická cesta aktivácie komplementu ..................................................................44 5.3 Lektínová cesta aktivácie komplementu ................................................................47 5.4 Alternatívna cesta aktivácie komplementu.............................................................47 5.5 Regulácia komplementu........................................................................................49 5.6 Komplementové receptory ....................................................................................51 5.7 Biologické ú�inky komplementových proteínov....................................................53
6 FAGOCYTÓZA ...................................................................................... 56 6.1 Myeloidný systém.................................................................................................56 6.2 Proces fagocytózy .................................................................................................57 6.3 Mononukleárno-fagocytový systém.......................................................................62 6.4 Zápal.....................................................................................................................65
7 HLA-KOMPLEX .................................................................................... 71 7.1 Gény a molekuly prvej triedy ................................................................................71 7.2 Gény a molekuly druhej triedy ..............................................................................72 7.3 Gény a molekuly tretej triedy......................................................................................74 7.4 Dedi�nos� HLA-génov..........................................................................................74 7.5 Biologický a medicínsky význam HLA-komplexu ................................................75
8 DIFERENCIA�NÉ ANTIGÉNY ........................................................... 76 8.1 Diferencia�né antigény lymfocytov T a B .............................................................77 8.2 Diferencia�né antigény NK-buniek, monocytov a neutrofilov...............................78 8.3 Diferencia�né antigény so široku distribúciou .......................................................78 8.4 Diferencia�né antigény zú�ast�ujúce sa adhezívnych procesov .............................80
9 CYTOKÍNY............................................................................................. 82 9.1 Cytokíny regulujúce prirodzenú imunitu ...............................................................83
261
9.2 Cytokíny regulujúce špecifickú imunitu ................................................................85 9.3 Interleukín 10 a jemu príbuzné cytokíny................................................................88 9.4 Cytokíny pôsobiace ako rastové faktory ................................................................89 9.5 Chemokíny ...........................................................................................................90
10 T-LYMFOCYTY..................................................................................... 92 10.1 Pôvod a diferenciácia T-lymfocytov......................................................................92 10.2 Subpopulácie T-lymfocytov s antigénovým receptorom TCRαβ ...........................94 10.3 Subpopulácie T-lymfocytov s antigénovým receptorom TCRγδ ............................99
11 BUNKY S NEŠPECIFICKOU CYTOTOXICKOU AKTIVITOU .... 101 11.1 NK-bunky ...........................................................................................................101 11.2 NKT-bunky.........................................................................................................105 11.3 Bunky LAK a TIL...............................................................................................106 11.4 K-bunky..............................................................................................................107
12 ŠPECIFICKÁ IMUNITNÁ ODPOVE� .............................................. 108 12.1 Prezentácia antigénu MHC-molekulami ..............................................................108 12.2 Prezentácia lipidových antigénov molekulami CD1.............................................114 12.3 Kooperácia buniek. Superantigény ......................................................................116 12.4 Imunitná tolerancia .............................................................................................121 12.5 Apoptóza - programovaná smr� bunky ................................................................126
13 HYPERSENZITÍVNE REAKCIE ....................................................... 132 13.1 I. typ - hypersenzitívnos�sprostredkovaná IgE-protilátkami................................132 13.2 II. typ - cytotoxická hypersenzitívnos� závislá od protilátky .................................138 13.3 III. typ - hypersenzitívnos� spôsobená imunokomplexami ....................................139 13.4 IV. typ - hypersenzitívnos� sprostredkovaná bunkami ..........................................141 13.5 V. typ – stimula�no-inhibi�ná hypersenzitívnos� ..................................................143
14 AUTOIMUNITNÉ PROCESY ............................................................. 144 14.1 Historický a všeobecný úvod...............................................................................144 14.2 Faktory zaprí�i�ujúce indukciu autoimunitných procesov ...................................145
14.2.1 Prvotná prí�ina autoimunitného procesu. ....................................................145 14.2.2 Porucha centrálnej a periférnej tolerancie a regula�ných mechanizmov imunity 149 14.2.3 Autoimunita a lymfopénia............................................................................152 14.2.4 Hormonálne faktory a vek vo vz�ahu k autoimunite......................................153
14.3 Genetický podklad autoimunity...........................................................................154 14.4 Environmentálne faktory a autoimunita...............................................................157 14.5 Autoimunitné choroby.........................................................................................157
15 NÁDORY A IMUNITA......................................................................... 159 15.1 Prí�iny vzniku malígnej transformácie buniek.....................................................159 15.2 Antigény nádorov................................................................................................164 15.3 Efektorové mechanizmy protinádorovej imunity .................................................165 15.4 Mechanizmus úniku nádorových buniek pred imunitným doh�adom ...................166 15.5 Imunológia metastatického procesu.....................................................................167 15.6 Leukémie, lymfómy a dyskrázie plazmatických buniek.......................................169 15.7 Imunoterapia nádorov .........................................................................................170
16 TRANSPLANTÁCIA TKANÍV A ORGÁNOV .................................. 172 16.1 Transplantácia obli�iek .......................................................................................175 16.2 Transplantácia krvotvorných buniek....................................................................179 16.3 Transplantácia iných orgánov a tkanív ................................................................183
262
17 IMUNOLÓGIA HUMÁNNEJ REPRODUKCIE. IMUNITNÝ SYSTÉM PLODU, NOVORODENCA A KOJENCA. STARNUTIE A IMUNITA. .................................................................................................... 187
17.1 Implantácia zárodku............................................................................................187 17.2 Imunitný systém urogenitálneho traktu ženy. Imunitná odpove� po�as gravidity 188 17.3 Vznik imunitnej tolerancie pri vývoji plodu ........................................................189 17.4 Imunitný systém v patológii gravidity .................................................................192 17.5 Imunitný systém plodu, novorodenca a kojenca...................................................194 17.6 Starnutie a imunita ..............................................................................................199
18 IMUNITA A MIKROORGANIZMY................................................... 202 18.1 Obrana proti extracelulárne parazitujúcim baktériám...............................................203 18.2 Obrana proti intracelulárne parazitujúcim baktériám ...........................................207 18.3 Obrana proti vírusom ..........................................................................................211 18.4 Obrana proti vyvolávate�om parazitových ochorení ............................................214
19 IMUNODEFICIENTNÉ STAVY ........................................................ 219 19.1 Primárne špecifické imunodeficiencie .................................................................220
19.1.1 Kombinované imunodeficiencie ...................................................................220 19.1.2 Imunodeficiencie asociované s inými ve�kými defektmi....................................224 19.1.3 Iné imunodeficiencie....................................................................................226
19.2 Deficiencie zložiek komplementu .........................................................................227 19.3 Poruchy fagocytózy .............................................................................................228 19.4 Získané imunodeficientné stavy ..........................................................................231
19.4.1 AIDS - syndróm získanej imunitnej nedostato�nosti .....................................231 20 IMUNOTERAPIA................................................................................. 241
20.1 Imunopotencia�né látky ......................................................................................241 20.1.1 Chemické a biologické imunopotencia�né látky ...........................................241 20.1.2 Imunoterapeutické využitie ú�inkov niektorých cytokínov ............................245
20.2 Imunosupresia a imunosupresívne látky ..............................................................248 20.2.1 Chemoterapeutiká s imunosupresívnym ú�inkom .........................................248 20.2.2 Biologická imunosupresívna terapia............................................................251
20.3 alšie používané terapeutické prístupy a perspektíva imunoterapie .....................255 21 ZOZNAM SKRATIEK ......................................................................... 257