Odporność w chorobach zakaźnych

Odporność w chorobach zakaźnych
Jerzy Kita
Wydział Medycyny Weterynaryjnej AR
Wrocław
Mechanizmy obronne organizmu
 Odkrycie roli drobnoustrojów w chorobach zakaźnych
powodowało, że przez długi czas badania
epizootiologiczne dotyczyły wyłącznie zarazka.
 Dopiero bliższa analiza przyczyn powstawania chorób
zakaźnych wykazała, że oprócz zarazka inne czynniki
odgrywają istotna rolę: jak odporność, czy środowisko
zewnętrzne.
 Liczne obserwacje wykazały, że nie wszystkie zwierzęta,
które zetknęły się z zarazkiem zachorowują.
Mechanizmy obronne organizmu
 Znane są przypadki, ze konie zdrowe stojące obok konia
chorego na nosaciznę nie zachorowują.
 Nie zawsze też udaje się wywołać chorobę zakaźną
po doświadczalnym zakażeniu.
 Fakty te wskazują, że obecność samego zarazka
w organizmie nie wystarcza do powstania choroby.
 Sama możliwość przekazania zarazka nie wystarcza
do rozwinięcia się epizootii.
Mechanizmy obronne organizmu
 Ssaki dysponują wieloma mechanizmami obronnymi,
które chronią przed wniknięciem zarazka.
 Skóra, osłonięta rzadszym lub gęstszym uwłosieniem
tworzy płaszcz ochronny. Nie jest to największa
powierzchnia chroniąca.
 Włosy ludzkie i zwierzęce posiadają pewne właściwości
antybakteryjne, a zawdzięczają to obecności kwasów
tłuszczowych.
 Świnia skąpe owłosienie, może dlatego łatwo zakazić
włoskowcem różycy doskórnie.
Mechanizmy obronne organizmu
 Poważną rolę obronną pełni naskórek, który
rogowaciejąc tworzy trudną do przebycia barierę
zarazkom.
 Dalszą przeszkodę dla bakterii stanowi substancja
międzykomórkowa (kwas hialuronowy i chondroitynosiarkowy), która warunkuje szczelność skóry.
 Skora człowieka ma właściwości samowyjaławiąjące
(paciorkowce hemolityczne).
 pH skóry człowieka ma odczyn kwaśny 5 do 3
(pod pachami, międzypalcami zasadowy).
Mechanizmy obronne organizmu
 Skóra jednak reprezentuje małą część spośród
naturalnych mechanizmów obronnych organizmu.
 Błony śluzowe przewodu pokarmowego i układu
oddechowego stanowią przynajmniej 200x większą
powierzchnią obronną.
 Mechanizmy obronne błon śluzowych działają obronnie
na drodze immunologicznej i nieimunologicznej.
Mechanizmy obronne organizmu
 Przewód pokarmowy:
• Jama ustna - warstwa śluzu, nabłonek wielowarstwowy
chroni przed przenikaniem zarazków w głąb.
• Ślina - właściwości bakteriobójcze przez obecność
inhibin i lizozymu.
• Obecność lizozymu a wylizywanie ran.
Mechanizmy obronne organizmu
 Pewnego rodzaju barierę ochronną stanowi kwaśny
odczyn treści żołądka i górnej części jelita cienkiego.
 Znaczenie ochronne przypisuje się kwasowości soku
żołądkowego, dzięki obecności kwasu solnego.
 Zawartość kwasu solnego w soku żołądkowym niektórych
zwierząt: u psa 0,55% (pH 1,0),u konia 0,22-0,3%,
u świni 0,3-0,4%;
Mechanizmy obronne organizmu
 Sok żołądkowy konia rozcieńczony 1:16 zabijał
S. Pullorum po 6 godzinach.
 Dawniej nieco wyolbrzymiano bakteriobójczą rolę
soku żołądkowego.
 Dziś wiadomo, że kwasota żołądka zależy
od pobieranego pokarmu.
 U człowieka pH 1,4 do 2,0, bydło i owce 3,8
u koni 1,13 do 6,78, u psa najniższe 1,0.
Mechanizmy obronne organizmu
 Drogi oddechowe - budowa górnych odcinków dróg
oddechowych, nabłonek rzęskowy, usuwają
mechanicznie ciała obce, chronią w ten sposób przed
zakażeniem tą drogą.
 Spojówki - czynnikiem obronnym są łzy. Działają
mechanicznie i bakteriobójczo dzięki obecności dużej
ilości lizozymu.
Mechanizmy obronne organizmu
 Drogi moczowo-płciowe:
• W cewce moczowej samców i samic dzięki częstemu
przepływaniu moczu oraz obecności substancji
przeciwbakteryjnych typu inhibin, zasadniczo nie ma
drobnoustrojów.
• W pochwie samic bakteriobójczo działa wydzielina
oraz kwasota, która jest rezultatem obecności flory
bakteryjnej rozkładającej glikogen na kwas mlekowy.
Mechanizmy obronne organizmu
 Naturalne mechanizmy obronne nie zawsze są
skuteczne, wówczas drobnoustroje przenikają w głąb.
 Zarazki, które wtargnęły do organizmu szerzą się
następującymi drogami:
• Przez ciągłość (per continuitatem) - przenikanie
zarazków z pierwotnego ogniska głębiej.
• Przez styczność (per contiguitatem) - proces zapalny
przenosi się na sąsiedni organ.
Mechanizmy obronne organizmu
 Drogi rozprzestrzeniania się zarazka w organizmie:
• Przez układ oddechowy (zapalenie płuc),
• Przez przewód pokarmowy,
• Przez naczynia chłonne,
• Przez naczynia krwionośne,
• Wzdłuż nerwów.
Mechanizmy obronne organizmu
Poziom IgA
Mechanizmy obronne organizmu
Approximate IgA Levels in the Serum and Yarious Secretions ofthe Domestic Animals
Secretion
(mg/dl)
Animal
Serum
Colostrum
Milk
Nosal Mucus
Saliva
Tears
Horse
170
1000
130
160
140
150
Cow
30
400
10
200
56
260
Sheep
30
400
10
50
90
160
Pig
200
1000
500
—
—
—
Dog
100
250
400
—
—
—
Cat
200
100
24
—
54
—
Chicken
50
—
—
—
20
15
Mechanizmy obronne organizmu
Mechanizmy obronne organizmu
The influence of particle size on the site of deposition of particles within the respiratory tract.
Oniy the smallest particles gain access to the alveoli
Mechanizmy obronne organizmu
The control of IgA production. TGF-(3 is primarily responsible for the IgM to IgA switch. Terminal
differentiation of łgA-producing plasma cells is mainly mediated by IL-6. Other cytokines arę also
im-portant in the process.
Mechanizmy odporności przeciwzakaźnej
 Swoista odpowiedź immunologiczna nie jest
natychmiastowa.
 Rozpoznanie antygenu, proliferacja odpowiednich klonów
limfocytów i pojawienie się komórek wykonawczych
- to trwa kilka dni.
 Gdyby ustrój nie miał innych mechanizmów obronnych,
to każdy kontakt z zarazkiem wywoływałby zakażenie.
 Z drobnoustrojami stykami się stale, a mimo to rzadko
dochodzi do zakażenia i objawów choroby.
Mechanizm odporności przeciwzakaźnej
 Organizm został wyposażony w wiele mechanizmów
odporności nieswoistej, niezależnych od uprzedniego
zetknięcia się z zarazkiem.
 Gdyby nie te mechanizmy obronne, każdy kontakt
z zarazkiem kończyłby się zakażeniem.
 Jeśli te mechanizmy zawodzą dalszy los zarazka
i organizmu zależy od obrony immunologicznej,
czyli pojawienia się przeciwciał i uczulonych limfocytów.
Mechanizmy odpornościowe można
podzielić na:
Typ odporności
Odporność nieswoista
(wrodzona naturalna)
Przykłady
Fagocytoza, interferon, dopełniacz, naturalne
bariery anatomiczne
______________________
_______________________________________
Odporność nabyta
naturalna
przebycie zakażenia
sztuczna
uodpornienie za pomocą różnego rodzaju szczepionek
Czynna
___________________________________________________________________
naturalna
przeciwciała IgG matki w surowicy noworodka
sztuczna
podanie surowicy odpornościowej, np.przeciwtężcowej
Bierna
Mechanizmy odporności przeciwzakaźnej
 W starszym piśmiennictwie odporność nieswoistą
określano terminem „oporność” (resistentio),
przeciwstawiając odporności swoistej (immunitas).
 Obecnie ta podwójna terminologia zanika.
 Odporność nieswoistą (wrodzona , naturalna) determinuje
wiele czynników, które do końca nie są jeszcze poznane,
pozbawiona jest swoistości immunologicznej.
 Odporność naturalna czynna pojawia się po zetknięciu
z mikroorganizmem, zwierzę zachorowuje lub przechodzi
zakażenie bezobjawowe.
Mechanizmy odporności przeciwzakaźnej
 Odporność ta może trwać nawet czasem całe życie.
 U niektórych zwierząt odporność przeciw chorobom
zakaźnym narasta z wiekiem (czym tłumaczyć) np. różyca
świń, nosówka, zołzy.
 Odpowiedź czynna naturalna, której zadaniem jest
eliminacja zakażenia, może stać się przyczyną ciężkich
zmian patologicznych (odkładanie kompleksów
immnunologicznych) w nerkach, naczyniach, w gorączce
reumatycznej.
 Odporność śródzakaźna trwa dopóty dopóki istnieje
zakażenie (gruźlica, kiła, bruceloza)
Mechanizmy odporności przeciwzakaźnej
 Odporność naturalna bierna - drogą łożyska (człowiek),
lub siary (zwierzęta). Jest to odporność krótkotrwała
(kilka tygodni lub miesięcy).
 Odporność sztuczna czynna jest wynikiem podania
szczepionki.
 Odporność sztuczną bierną uzyskuje się przez podanie
surowicy odpornościowej. Jest krótkotrwała.
 Odporność nabyta jest w zasadzie swoista z wyjątkiem
nabytej komórkowej, która może być skierowana przeciw
innemu zarazkowi niż ten, który ją wywołał.
Odporność nieswoista
 Czynniki odporności nieswoistej - jest to zespół czynników
i mechanizmów działających niezależnie od uprzedniego
zetknięcia się z mikroorganizmem.
 Kluczowa jest fagocytoza oraz współudział dopełniacza.
 Czynniki genetyczne mają wpływ zarówno ze strony
drobnoustroju jak i organizmu (poruszymy tylko organizm
zwierzęcy).
Odporność nieswoista c.d.
 Są różnice międzygatunkowe we wrażliwości na
zakażenie:
• szczur bardzo wrażliwy na toksynę błoniczą, świnka
morska mniej,
• BCG śmiertelne dla chomika, inne gryzonie zmiany
lokalne,
• wirus polio człowieka i małp człekokształtnych.
Odporność nieswoista c.d.
 Czynnikami genetycznymi uwarunkowane są różnice
wrażliwości w obrębie gatunku.
 Różnice indywidualne. Mimo jednakowej ekspozycji
na zarazek część zwierząt wykazuję większą
zapadalność/zachorowalność, nawet w czasie epidemii
zachorowuje część zwierząt.
 Tłumaczymy to zjawisko; kondycją, żywieniem
uwarunkowaniami genetycznymi - główny układ zgodności
tkankowej;
- MHC Major Histocopatibility Complex,
- HLA Human Leukocyte Antigens.
Odporność nieswoista c.d.
 Substancje bakteriobójcze w wydzielinach i płynach ciała.
 Lizozym - niskomolekularne kationowe białko,
o charakterze enzymatycznym, występuje w granulocytach
wielojadrzastych i makrofagach płucnych, płynach
i wydzielinach ciała (wyjątek płyn mózgowo-rdzeniowy
i pot).
 Defenzyny (białka kationowe) - heterogenna grupa białek,
zawirająca cysteiny i argininy. Działają na bakterie i na
wirusy z otoczkami.
Odporność nieswoista c.d.
 Interferony (IFN). Ta grupa cytokin to ważny czynnik
obrony nieswoistej w zakażeniach wirusowych.
 Termin interferon określa heterogenną grupę białek
różniącą się: pochodzeniem,właściwościami
fizykochemicznymi, ciężarem molekularnym.
 Bez względu na różnice wszystkie interferony działają
niemal identycznie (np.IFN- wytwarzają limfocyty CD4,
CD8 i NK).
 In vivo głównym induktorem wytwarzania interferonów
 i  są wirusy.
Odporność nieswoista c.d.
 Dopełniacz ma swój udział w swoistej i nieswoistej
obronie organizmu.
 Przeciwciała naturalne - głownie klasy IgM
w surowicy u zwierząt nie uodpornionych są wytwarzane
przez limfocyty B CD5.
Odporność nieswoista c.d.
 Białka ostrej fazy - wzrastają po urazach, zapaleniach,
zakażeniach, przy nowotworach.
 Zapalenie jest jedną z reakcji obronnych ustroju
na działanie czynników szkodliwych (biologicznych,
chemicznych, immunologicznych).
Alergia w chorobach zakaźnych
 To stan, w którym organizm uczulony jakimś antygenem
bakteryjnym po ponownym zetknięciu się z nim
reaguje inaczej niż organizm nieuczulony.
 Antygen uczulający nazywamy alergenem
np. odczyn tuberkulinowy, odczyn maleinizacji.
 Zakażenie prątkiem gruźlicy prowadzi nie tylko
do wytworzenia odporności śródzakaźnej, ale także
do uczulenia organizmu.
 Organizmy reagują różnie na tuberkulinę:
hipoergia, hiperergia i anergia.
Alergia w chorobach zakaźnych c.d.
 W przebiegu niektórych chorób obserwujemy zespół
objawów w tym np. osutkę czy procesy wysiękowe.
 Stosując próby alergiczne należy pamiętać, że nie są to
w 100% odczyny swoiste. Nazywamy je heteroalergią.
 Przy seroterapii należy pamiętać o wstrząsie
anafilaktycznym.
 Anafilaksja to stan nadwrażliwości nabytej.
 Przyczyną anafilaksji są przeciwciała łączące się
antygenem, wprowadzone pozajelitowo.
Konstytucja i dyspozycja
 Odporność naturalna pewnych gatunków, ras,
czy pojedynczych zwierząt na określone choroby zależą
od konstytucji i dyspozycji.
 Pojęcie konstytucja w hodowli zwierząt to właściwości
organizmu odziedziczone i nabyte, podlegające także
wpływowi środowiska, czyli nie jest to cecha stała.
 Dyspozycja to skłonność do chorób czyli łatwość
ulegania chorobie. Choroba rozwinie się gdy organizm
jest podatny na dany czynnik chorobotwórczy
(np. gruźlica u bydła)
Konstytucja i dyspozycja c.d.
 Dyspozycji nie mylić z ekspozycją.
 Ekspozycja to narażenie zwierzęcia na zakażenie.
Czynniki zwiększające wrażliwość
 Urazy, szczepienia i choroby.
 Warunki utrzymania zwierząt:
wilgotność, temperatura pomieszczeń, oświetlenie,
zapylenie, drażniące składniki powietrza (amoniak).
 Odpowiednia ilość zwierząt.
 Niedobory żywieniowe:
niedobór kaloryczny, niedobór białka, składników
mineralnych, witamin.
Czynniki zwiększające wrażliwość
 Wpływy atmosferyczne: temperatura, wilgotność
powietrza, opady atmosferyczne i wiatry.
 Nadmierna eksploatacja.
 Wiek i płeć zwierząt.
 Pasożyty.
 Bodźce środowiskowe (stresory), a zespół zmian to
„stress”.