Oční imunitní systém - Ocular immune system

Lidské oko.

The oční imunitní systém chrání oko před infekcí a reguluje hojivé procesy po úrazech. Vnitřek oka chybí lymfatické cévy ale je vysoce vaskularizovaný a mnoho imunitních buněk sídlí v uvea, včetně většinou makrofágů, dendritických buněk a žírných buněk.[1] Tyto buňky bojují proti nitroočním infekcím a nitrooční zánět se může projevit jako uveitida (počítaje v to iritida ) nebo retinitida. Rohovka oka je imunologicky velmi speciální tkáň. Jeho neustálé vystavování vnějšímu světu znamená, že je zranitelné vůči širokému spektru mikroorganismů, zatímco díky jeho vlhkému slizničnímu povrchu je rohovka obzvláště náchylná k napadení. Nedostatek vaskulatury a relativní imunitní separace od zbytku těla zároveň ztěžuje imunitní obranu. A konečně, rohovka je multifunkční tkáň. Poskytuje velkou část refrakční síly oka, což znamená, že musí udržovat pozoruhodnou průhlednost, ale musí také sloužit jako bariéra, která brání patogenům v dosažení zbytku oka, podobně jako funkce dermis a epidermis při ochraně podkladových tkání . Imunitní reakce v rohovce pocházejí z okolních vaskularizovaných tkání a také z vrozených buněk reagujících na imunitu, které se nacházejí v rohovce.

Imunitní potíže rohovky

Nejdůležitější funkcí rohovky je přenášet a lámat světlo tak, aby bylo možné vytvářet obrazy s vysokým rozlišením na zadní straně sítnice. K tomu je velmi důležité, aby kolagen v rohovce měl průměr 30 nanometrů a byl umístěn 60 nanometrů od sebe, aby se snížil rozptyl světla.[2] Kromě toho tkáň není vaskularizována a neobsahuje lymfoidní buňky ani jiné obranné mechanismy, kromě některých dendritických buněk (DC).[3] Oba tyto faktory vyžadují malý počet buněk v rohovce. To však vyžaduje udržování imunitních buněk v relativní vzdálenosti, což účinně vytváří časové zpoždění mezi expozicemi patogenu a zvyšováním imunitní odpovědi.[4] Proto mnoho imunitních a ochranných reakcí v rohovce, jako je zvlhčení a výživa, pochází z jiných než místních zdrojů, jako je spojivka.

Imunitní reakce rohovky

Vrozené imunitní odpovědi bránit se proti patogenům a toxinům nediskriminačním způsobem. Poskytují inherentní bariéru proti infekci rohovky a zároveň slouží jako primární způsob obrany, který je přítomen od narození. Například orbita a víčko mohou chránit před oběma traumatizujícími událostmi [4] a vnější nečistoty, které mohou obsahovat mikroorganismy. Mezi další složky očního vrozeného imunitního systému patří slzy, epiteliální buňky, keratocyty, rohovkové nervy, systém komplementu a interferony.

Získané imunitní odpovědi jsou mnohem více specifické pro patogeny než jejich vrozené imunitní protějšky. Tyto cesty jsou zprostředkované buňkami a rozumí se, že jsou částečně kontrolovány Langerhansovými buňkami v rohovce. Tyto Langerhansovy buňky jsou antigeny prezentující buňky, které zachycují kousky napadajících patogenů a používají je k vyvolání imunitní odpovědi. Buněčně zprostředkované imunitní reakce jsou mnohem pomalejší, ale účinnější, ale mohou způsobit poškození okolní tkáně, což má za následek poškození zraku.

Lymfatická tkáň spojená se sliznicí

Při oční obraně jsou důležité jak vrozené, tak získané odpovědi. Jednou z hlavních cest, do které jsou oba začleněny, je síť lymfoidních buněk, které tvoří lymfoidní tkáň spojenou se sliznicí (MALT). MALT je hlavní složkou všech slizničních orgánů, včetně dýchacích, pohlavních, zažívacích a očních cest. Je známo, že mezi těmito slizničními orgány dochází k regulované migraci imunitních buněk. Úloha MALT v lidské oční obraně však není plně pochopena. Je však známo, že slzné žlázy a spojivka přispívají k obraně očí sekrecí jak imunoglobulinů, tak lymfoidních tkání. Rozumí se, že posledně jmenovaný je uspořádán do shluků lymfoidních folikulů i do difúzních lymfoidních tkání.[5]Ve folikulární formě MALT jsou antigeny absorbovány folikuly a prezentovány do lymfocytů buňkami prezentujícími antigen. To vede k aktivaci B a T buněk, které provádějí imunitní reakci. Difúzní lymfoidní tkáně se na druhé straně skládají hlavně z rozptýlených efektorových buněk.[6] Obecně obě cesty vedou k aktivaci a migraci imunitních buněk ve slizničních tkáních, včetně spojivky.

Spojivková imunitní odpověď

The spojivka pokrývá bělmo nebo oční bělmo, stejně jako vnitřek očních víček a dodává živiny podkladové a okolní tkáni. Spojivka je také jednou z nejbližších vaskularizovaných tkání rohovce. Jako takový poskytuje hlavní zdroj imunitních složek v rohovka. Vyrábí se nejen spojivka IgA, jako slzné žlázy, ale také obsahuje makrofágy, neutrofilní granulocyty, žírné buňky, lymfocyty a další aspekty obecného slizničního imunitního systému.[6] Stejně jako u zbytku dráhy MALT bylo zjištěno, že spojivka obsahuje lymfoidní folikuly, které se vyvíjejí v pubertě a klesají ve stáří, stejně jako difúzní lymfoidní tkáně. Spojivka také obsahuje makrofágy, které hrají roli v modulaci imunitní odpovědi T-buněk a zprostředkování vrozené i získané imunitní odpovědi.

Slzová imunitní odpověď

Biologické procesy, které mohou být aktivní ve slzné tekutině, na základě Genová ontologie data. Z de Souza et al., 2006.[7]

Slzný film se skládá ze tří vrstev: lipidové, vodné a mucinové.[8] Hrají roli při vytváření hladkého povrchu pro usnadnění lomu, mazání pohybu víčka, pasivního transportu plynů, jako je kyslík a oxid uhličitý, a ochrany rohovky. Této poslední funkce je dosaženo prostřednictvím funkcí různých vrstev slzného filmu. Slzy koupají epiteliální buňky rohovky ve vlhkém prostředí, zabraňují jejich vysychání a oslabení. Kapalná vrstva slzného filmu však také obsahuje antimikrobiální vlastnosti vyplývající z přítomnosti lysozymy, laktoferiny, lipokalin, a beta-lysin, které usnadňují obranu patogenů, jako je lýza bakteriálních buněčných stěn, prevence bakteriální a virové vazby, zánět a detoxikace. Dále bílé krvinky mohou být transportovány na povrch rohovky slzným filmem a slzným filmem mohou být naředěny a odplaveny jak toxické látky, tak zbytky.[9] Slzný film také obsahuje imunoglobuliny, zvláště IgA, který se nachází v koncentracích významně vyšších než v séru. Bylo prokázáno, že IgA brání bakteriální vazbě. Spolu s dalším imunoglobulinem přítomným v slzném filmu IgG IgA může také neutralizovat viry a vázat se na bakterie, což napomáhá jejich detekci jinými cestami.

Buňky epitelu rohovky

Buňky epitelu rohovky představují fyzickou bariéru, která brání mikrobům v přístupu do oční komory, která je účinně oddělena od zbytku těla pomocí těsných spojů. Současně epiteliální buňky rohovky také vylučují cytokiny k aktivaci mikrobiální obrany.[10] Jeden cytokin, interleukin (IL) -1α, je uložen v epitelových buňkách a automaticky uvolněn, když je buněčná membrána roztržena infekcí nebo traumatem. Dlouhodobé účinky IL-la však mohou vést nejen ke zvýšené imunitní infiltraci rohovky, ale také k neovaskularizaci (tvorbě nových krevních cév), což může vést ke ztrátě průhlednosti rohovky. Bylo proto také zjištěno, že rohovka vylučuje antagonistu IL-la, IL-1RN, který snižuje invazi leukocytů do rohovky a potlačuje neovaskularizaci, což může pomoci zachovat vidění.[11]

Rohovkové keratocyty

Keratocyty jsou zploštělé buňky nalezené rozptýlené ve stromatu rohovky. Předpokládá se, že primární rolí této řídké populace buněk je udržování extracelulární matice kolagenových lamel, které je obklopují. Keratocyty však také hrají obrannou roli během patogenní invaze. Mohou být ovlivněny IL-1α (vylučovaný epiteliálními buňkami rohovky) a faktor nekrózy nádorů (TNF) -α k produkci IL-6 i defensiny. Zjistilo se, že první z nich synergicky kombinuje s jinými interleukiny pro zvýšení kostimulace dalších imunitních aspektů a zvýšení sekrece protilátek. Posledně uvedené, defensiny, mají širokou škálu antimikrobiálních účinků proti bakteriím, houbám a virům, stejně jako účinky při urychlení hojení poškozených buněk epitelu.[12][13] Bylo také zjištěno, že přítomnost vylučovaných defensinů vylučovaných rohovkovými keratocyty koreluje s případy odmítnutí transplantace rohovky,[14] což naznačuje, že tyto peptidy mohou hrát roli při odmítání tkáně. Dále bylo zjištěno, že keratocyty vylučují IL-8, který přitahuje neutrofily, při infekcích zahrnujících virus herpes simplex.[15]

Rohovkové nervy

Nervy rohovky slouží jako forma obrany detekcí přítomnosti cizích těles na povrchu rohovky. To vede k reflexním reakcím, jako je zvýšená sekrece slz, blikání a uvolňování neuropeptidů, které mohou vyvolat aktivaci cytokinů.[16]

Viz také

Reference

  1. ^ P.G. McMenamin, Distribuce imunitních buněk v uveálním traktu normálního oka. Oko, 1997. 11 (Pt 2): str. 183-93.
  2. ^ Quantock, A.J. a R. D. Young, Vývoj rohovkového stromatu a asociace kolagen-proteoglykan, které pomáhají definovat jeho strukturu a funkci. Dev Dyn, 2008. 237 (10): str. 2607-21.
  3. ^ Hamrah, P. a kol., Stroma rohovky je vybavena významným počtem rezidentních dendritických buněk. Invest Ophthalmol Vis Sci, 2003. 44 (2): str. 581-9.
  4. ^ A b Akpek, E.K. a J. D. Gottsch, Imunitní obrana na povrchu oka. Oko, 2003. 17 (8): str. 949-56.
  5. ^ Hein, W. R., Organizace mukózní lymfoidní tkáně. Curr Top Microbiol Immunol, 1999. 236: str. 1-15.
  6. ^ A b Knop, E. a N. Knop, Úloha lymfatické tkáně spojené s očima v imunitní ochraně rohovky. J Anat, 2005. 206 (3): str. 271-85.
  7. ^ de Souza GA, Godoy LM, Mann M (2006). „Identifikace 491 proteinů v proteomu slzné tekutiny odhaluje velké množství proteáz a inhibitorů proteázy“. Genome Biol. 7 (8): R72. doi:10.1186 / gb-2006-7-8-R72. PMC  1779605. PMID  16901338.
  8. ^ Tiffany, J.M., Normální slzný film. Dev Ophthalmol, 2008. 41: str. 1-20.
  9. ^ Knop, E. a N. Knop, Anatomie a imunologie povrchu oka. Chem Immunol Allergy, 2007. 92: str. 36-49.
  10. ^ Niederkorn, J.Y., J.S. Peeler a J. Mellon, Fagocytóza částicových antigenů buňkami epitelu rohovky stimuluje sekreci interleukinu-1 a migraci Langerhansových buněk do centrální rohovky. Reg Immunol, 1989. 2 (2): str. 83-90.
  11. ^ Moore, J.E., et al., Zánětlivé prostředí spojené s konjunktivovanou rohovkou a jeho alterace s genovou terapií IL-1 RA. Invest Ophthalmol Vis Sci, 2002. 43 (9): str. 2905-15.
  12. ^ McDermott, A.M., Role antimikrobiálních peptidů na povrchu oka. Ophthalmic Res, 2009. 41 (2): str. 60-75.
  13. ^ Sosne, G. a kol., Thymosin beta 4 podporuje hojení ran rohovky a snižuje zánět in vivo po poranění zásadami. Exp Eye Res, 2002. 74 (2): str. 293-9.
  14. ^ Gottsch, J.D., et al., Exprese genu Defensin v rohovce. Curr Eye Res, 1998. 17 (11): str. 1082-6.
  15. ^ Oakes, J. E. a kol., Indukce exprese genu pro interleukin-8 je spojena s infekcí lidskými rohovkovými keratocyty virem herpes simplex, ale ne s lidskými epiteliálními buňkami rohovky. J. Virol, 1993. 67 (8): str. 4777-84.
  16. ^ Muller, L.J., L. Pels a G.F. Vrensen, Ultrastrukturální organizace lidských rohovkových nervů. Invest Ophthalmol Vis Sci, 1996. 37 (4): str. 476-88.

externí odkazy