1 Μικρόβια και άλλα έμβια: βίοι παράλληλοι; 3.5 billion Gram(-)bacteria 3.4 billion Fungi 1.7 billion 65 million 250, Gram(+)bacteria MammalsHumans Antibiotic Era Πολυκύτταροι οργανισμοί ‘‘evolutionary big bang’’ 600 million

2 Mικρόβια και άνθρωπος Πολύ λίγα μικρόβια είναι πάντοτε παθογόνα Πολλά μικρόβια είναι δυνητικά παθογόνα Τα περισσότερα μικρόβια δεν είναι παθογόνα

3 Πηγές παθογόνων στις λοιμώξεις Αναπτυγμένες χώρες  Μικροβιακή χλωρίδα (ενδογενείς) κυρίως  Περιβάλλον (εξωγενείς) Υπό ανάπτυξη / πτωχές  Περιβάλλον (εξωγενείς) κυρίως  Μικροβιακή χλωρίδα (ενδογενείς)

4 Εξωγενείς λοιμώξεις Έχουν μειωθεί δραματικά τα τελευταία χρόνια λόγω:  Βελτίωσης των κανόνων υγιεινής  Εμβολιασμών  Προγραμμάτων ελέγχου λοιμώξεων  Παραμένουν σε έξαρση κυρίως στις αναπτυσσόμενες χώρες:  Πνευμονία κοινότητας  Διαρροϊκά σύνδρομα  Ελονοσία  Φυματίωση

5 Έτσι μολυνόμαστε από τα μικρόβια

6 Μικροβιακό φορτίο της φυσιολογικής μικροβιακής χλωρίδας Περιοχή Φορτίο  Ρινικές εκκρίσεις 10 5 /ml  Οδοντική πλάκα /g  Σίελος 10 8 /ml  Στόμαχος 10 3 /ml  Λεπτό έντερο 10 4 /ml  Παχύ έντερο /g  Κολπικές εκκρίσεις 10 9 /g  Ουροδόχος κύστη <10 3 /ml  Περιγεννητική περιοχή 10 6 /cm 2  Δέρμα άλλων περιοχών 10 3 /cm 2

7 Πως την γλιτώνουμε από τους μικροοργανισμούς; Τους αποφεύγουμε Καθαρό νερό, πλύσιμο χεριών, αντικειμένων και φαγώσιμων, αποφυγή των ασθενών Τους πολεμάμε Ανοσιακό σύστημα Κρυβόμαστε Ανατομικοί και μηχανικοί φραγμοί Χρησιμοποιούμε τον εγκέφαλο μας Φάρμακα

8 Τους αποφεύγουμε

9 ΑΝΟΣΙΑ ΦΥΣΙΚΗ ΜΗ ΕΙΔΙΚΗ ΕΠΙΚΤΗΤΗ ΕΙΔΙΚΗ

10 Πως δουλεύει το ανοσιακό σύστημα Βρίσκει τα παθογόνα και τα καταστρέφει προσέχοντας να μην καταστρέψει και τον εαυτό του (make the self/nonself discrimination) Χρησιμοποιεί μηχανισμούς που βλάπτουν μόνο τα μικρόβια και όχι τα κύτταρα του, αν και αυτοί είναι πολύ λίγοι. Τα αντιβιοτικά σκοτώνουν τα μικρόβια αλλά τα μικρόβια γίνονται εύκολα ανθεκτικά. Χρησιμοποιεί μηχανισμούς που είναι γενικά τοξικοί, από τους οποίους δεν ξεφεύγουν τα μικρόβια, που όμως βλάπτουν και τα δικά του κύτταρα. Κατά συνέπεια έχει αναπτύξει μηχανισμούς αποφυγής των βλαβών των δικών του κυττάρων.

11 Πως δουλεύει το ανοσιακό σύστημα Βρίσκει τα παθογόνα και τα καταστρέφει προσέχοντας να μην καταστρέψει και τον εαυτό του (make the self/nonself discrimination)

12 Πως αντιμετωπίζεται ένα μικρόβιο όταν ξεφεύγει από την φυσική ανοσία Με την επίκτητη ανοσία Το ανοσιακό σύστημα μπορεί να αναγνωρίσει κάθε τι στο «σύμπαν» και βεβαίως τον εαυτό μας, τον οποίο προφυλάσσει. Αναγνωρίζει κάθε τι ξένο και το καταστρέφει. Η φυσική ανοσία αφορά όλα τα όντα και είναι παράλληλη της εξέλιξης των όντων Η επίκτητη ανοσία αφορά το άτομο και είναι παράλληλη της εξέλιξης (ενηλικίωσης) του ατόμου

13 Οι κυτταρικοί συντελεστές της ανοσίας. Όλα ξεκινάνε από τον μυελό των οστών ! Η φυσική ανοσία εξασφαλίζεται κύρια από τα προγονικά κύτταρα των κοκκιο κυττάρων & μακροφάγων και βεβαίως από τα Κοκκιοκύτταρα & τα Μακροφάγα. Τα μακροφάγα μπορεί να επηρεάζουν την επίκτητη ανοσία και αυτή δύναται να ελέγξει την φυσική ανοσία Η επίκτητη ανοσία Εξασφαλίζεται από τα Β & Τ λεμφοκύτταρα και ενίοτε ρυθμίζει την φυσική ανοσία μερικά κύτταρα είναι ρυθμιστικά Η επίκτητη ανοσία λειτουργεί με τα B & T Λεμφοκύτταρα (B & T cells) Τα ουδετερόφιλα βρίσκονται στο αίμα και εξέρχονται από αυτό όταν υπάρχει φλεγμονή

14 Οι τρεις γραμμές άμυνας έναντι των μικροβίων ΦΥΣΙΚΗ ΜΗ ΕΙΔΙΚΗ ΕΠΙΚΤΗΤΗ ΕΙΔΙΚΗ Γνωσιακή ανοσία;;;

15 Η πρώτη γραμμή άμυνας Δέρμα (Φραγμός) – Επιδερμίδα (πάχος κυττάρων)  pH 3-5 (αναστέλλει την ανάπτυξη)  Ιδρώτας - λυσοζύμη (πέψη βακτηριακού τοιχώματος) – Δερμίδα  φορές πιο παχιά από την επιδερμίδα – Υποδόριο Πύλες εισόδου των μικροβίων Πεπτικό  Σίελος  Όξινο περιβάλλον Αναπνευστικό  Βλεννοκροσσωτό σύστημα  Μακροφάγα Ουρογεννητικό  Κολπικές εκκρίσεις – όξινες και κολλώδεις  Ούρα-όξινα

16 Οι τρεις γραμμές άμυνας έναντι των μικροβίων ΦΥΣΙΚΗ ΜΗ ΕΙΔΙΚΗ ΕΠΙΚΤΗΤΗ ΕΙΔΙΚΗ Γνωσιακή ανοσία;;;

17 ΦΥΣΙΚΗ ΑΝΟΣΙΑ Κύτταρα φυσικής ανοσίας Φαγοκύτταρα # Ουδετερόφιλα # Μονοκύτταρα # Μακροφάγα Κύτταρα απελευθερώνοντα μεσολαβητές # Βασεόφιλα # Ηωσινόφιλα # Μαστοκύτταρα Κύτταρα φυσικοί δολοφόνοι Μόρια φυσικής ανοσίας Συμπλήρωμα Ιντερφερόνες Πρωτεΐνες οξείας φάσης Κυτταροκίνες

18 Ουδετερόφιλα:φαγοκυττάρωση, θανάτωση, πέψη Φαγοκυττάρωση-φαγόσωμα 20 s – NADPH Oxidase, O − 2 και H 2 O 2, HO, Ο 3, Myeloperoxidase-Mediated Halogenation, ΝΟ Ειδικά κοκκία 20 s Αζουρόφιλα κοκκία 20 s Κοκκία ζελατινάσης Λυσοσώματα 5 min Εκκριτικά κοκκία Annu. Rev. Immunol :197–223

19 Μη φαγοκυτταρικά κύτταρα Η θανάτωση του μικροβίου δεν είναι το ίδιο με την φαγοκυττάρωση Ηωσινόφιλα – δρουν έναντι παράσιτων – προσκολώνται σε αυτά και αδρανοποιούν τα ένζυμα τους Κύτταρα φυσικοί δολοφόνοι– καταστρέφουν μολυσμένα και καρκινικά κύτταρα  Καταστρέφουν την μεμβράνη τους Perforin Vesicle Cell membrane Target cell Nucleus Killer cell

20 Η φλεγμονώδης αντίδραση Αύξηση της θερμοκρασίας – Τα ενεργοποιημένα μακροφάγα εγκρίνουν interleukin -1, η οποία δρώντας στον εγκέφαλο προκαλεί αύξηση της θερμοκρασίας  Ο πυρετός αναστέλλει την μικροβιακή ανάπτυξη  Ο πολύ υψηλός πυρετός είναι βλαπτικός

21 The net host immune response to infections depends on different factors pathogen virulence pathogen burden Immunostimulatio n /Inflammation Immunodepression age Genetic predisposition Comorbidities Nutritional status Type and severity of injury Trauma Stress-Surgery Drugs

22 Σύνοψη των μηχανισμών της φυσικής ανοσίας έναντι του παθογόνου Cell. Mol. Life Sci. 2003; 60: 2604–2621

23 Οι τρεις γραμμές άμυνας έναντι των μικροβίων ΦΥΣΙΚΗ ΜΗ ΕΙΔΙΚΗ ΕΠΙΚΤΗΤΗ ΕΙΔΙΚΗ Γνωσιακή ανοσία;;;

24 Τα λεμφοκύτταρα αναγνωρίζουν ξένα υλικά από τα αντιγόνα της επιφανείας τους

25 ΕΠΙΚΤΗΤΗ ΑΝΟΣΙΑ Ενεργητική ανοσία-προηγούμενη έκθεση Ανατομικές θέσεις οργάνωσης Λεμφαδένες Σπλήνας Λεμφικός ιστός βλεννογόνων (αμυγδαλές, αδενοειδείς εκβλαστήσεις, πλάκες Payer και διάχυτος λεμφικός ιστός στο βλεννογόνο του εντέρου) Παθητική ανοσία – προσφέρεται (πλακούντας, οροί -ανοσοσφαιρίνες)

26 Τα κύτταρα της ειδικής ανοσίας T κύτταρα: αναγνωρίζουν ξένα υλικά από τα αντιγόνα της επιφανείας τους APC παρουσιάζουν το αντιγόνο στα λεμφοκύτταρα και συνεργάζονται στον πολλαπλασιασμό και στην αντίδρασή τους Inducer επιβλέπουν την ανάπτυξη των T κυττάρων Helper πυροδοτούν την ανοσιακή απάντηση βοηθούν τα Β στην παραγωγή ανοσοσφαιρινών ενεργοποιούν τα μακροφάγα προς καταστροφή ενδοκυττάριων παθογόνων Cytotoxic λύουν τα μολυσμένα κύτταρα Supressor τελειώνουν την ανοσιακή απάντηση B κύτταρα (έχουμε ) Παράγουν αντισώματα/ ανοσοσφαιρίνες (10 14 )

27 Η αντίδραση αντιγόνου αντισώματος Αντιγόνο – τουλάχιστον 6 αμινοξέα ή 6 σάκχαρα, είτε ελεύθερα είτε στην επιφάνεια κύτταρου ή ιού Το αντίσωμα μπορεί να αναγνωρίσει ένα ειδικό επίτοπο πάνω στο αντιγόνο – Το αντίσωμα συνδέεται με το αντιγόνο

28 Η ανοσιακή μνήμη: Αφού μάθει (primary response), το θυμάται για πάντα (secondary response) Τη δεύτερη φορά το κάνει αλλιώς… σε σχέση με την παραγωγή αντισωμάτων : 1.Ταχεία & Μεγαλύτερη παραγωγή ανοσοσφαιρινών 2. Διαφορετικού τύπου αντίσωμα (ανοσοσφαιρίνη) 3.Λειτουργικότερη ανοσοσφαιρίνη (higher binding strength)

29 Οι συμμαχίες: τα μικρόβια του εντέρου Δισεκατομμύρια μικροοργανισμοί ζουν στο έντερο – Το ανθρώπινο σώμα έχει 10πλάσιο αριθμό βακτηριδίων (10 14 ) από ότι ευκαρυωτικά κύτταρα (10 13 ). Μικρόβια του εντέρου/ κοπράνων: 400 είδη βακτηριδίων ( είδη= 99 %)  Bacteroides, Bifidobacterium, Clostridium,Enterococcus, Eubacterium, Fusobacterium, Peptostreptococcus, Ruminococcus, Lactobacillus and Escherichia  Western lifestyle Lactobacillus  Lactobacillus plantarum, Lactobacillus rhamnosus and Lactobacillus paracasei ssp paracasei GALT (Gut Associated Lymphocytic Tissue ) αντιπροσωπεύει το μεγαλύτερο λεμφοκυτταρικό σύστημα του οργανισμού

30 Γνωσιακή ανοσία Ότι αποκτήθηκε με την γνώση-τι κερδίσαμε; Θνητότητα από λοιμώξεις στις ΗΠΑ Current Opinion in Critical Care 2004, 10:250–264

31 Η ευλογιά παγκοσμίως Μικρόβια εναντίον ανθρώπων Οι μεγάλες μάχες: το τζίνι μπήκε στο μπουκάλι !

32 ΜΕΘ & Λοιμώξεις αίματος ΜΕΘ ΓΝ Λευκωσίας Gram(+) 47% Gram(-) 50% Μύκητες 3% Gram(-) 100% Ps. Aeruginosa Kl. Pneumoniae E.Coli Acinetobacter B. Enterobacter Παν. ΜΕΘ ΓΝ ΚΑΤ Ελλάδα Gram(+) 51% Gram(-) 43% Μύκητες 6% Gram(-) 100% Acinetobacter B. E.Coli Kl. Pneumoniae Providensia ΜΕΘ & Λοιμώξεις αναπνευστικού