Układ odpornościowy oka - Ocular immune system

Ludzkie oko .

Układ odpornościowy oka chroni oko przed infekcją i reguluje procesy gojenia po urazach. Wnętrze oka nie ma naczyń limfatycznych, ale jest silnie unaczynione, a wiele komórek odpornościowych znajduje się w błony naczyniowej oka , w tym głównie makrofagi, komórki dendrytyczne i komórki tuczne. Komórki te zwalczają infekcje wewnątrzgałkowe, a zapalenie wewnątrzgałkowe może objawiać się zapaleniem błony naczyniowej oka (w tym zapaleniem tęczówki ) lub zapaleniem siatkówki . Rogówka oka jest immunologicznie bardzo specjalną tkanką. Stała ekspozycja na świat zewnętrzny oznacza, że ​​jest wrażliwa na wiele mikroorganizmów, a wilgotna powierzchnia błony śluzowej sprawia, że ​​rogówka jest szczególnie podatna na atak. Jednocześnie brak układu naczyniowego i względna separacja immunologiczna od reszty ciała utrudnia obronę immunologiczną. Wreszcie rogówka jest tkanką wielofunkcyjną. Zapewnia dużą część mocy refrakcyjnej oka, co oznacza, że ​​musi zachować niezwykłą przezroczystość, ale musi również służyć jako bariera, aby patogeny nie docierały do ​​reszty oka, podobnie jak funkcja skóry właściwej i naskórka w ochronie leżących pod nimi tkanek . Reakcje immunologiczne w rogówce pochodzą z otaczających unaczynionych tkanek, a także z wrodzonych komórek odpowiedzi immunologicznej, które znajdują się w rogówce.

Trudności immunologiczne dla rogówki

Najważniejszą funkcją rogówki jest przepuszczanie i załamywanie światła, aby umożliwić tworzenie obrazów o wysokiej rozdzielczości z tyłu siatkówki. Aby to zrobić, kolagen w rogówce jest wysoce uporządkowany i ma średnicę 30 nanometrów i jest umieszczony w odległości 60 nanometrów, aby zmniejszyć rozpraszanie światła. Ponadto tkanka nie jest unaczyniona, nie zawiera komórek limfoidalnych ani innych mechanizmów obronnych, poza niektórymi komórkami dendrytycznymi (DC). Oba te czynniki wymuszają niewielką liczbę komórek w rogówce. Wymaga to jednak utrzymywania komórek odpornościowych we względnej odległości, co skutecznie tworzy opóźnienie czasowe między ekspozycją na patogen a narastaniem odpowiedzi immunologicznej. Dlatego wiele odpowiedzi immunologicznych i ochronnych w rogówce, takich jak nawilżanie i odżywianie, pochodzi ze źródeł nielokalnych, takich jak spojówka.

Odpowiedź immunologiczna rogówki

Wrodzone odpowiedzi immunologiczne chronią przed patogenami i toksynami w sposób niedyskryminujący. Stanowią nieodłączną barierę przed infekcją rogówki, a jednocześnie służą jako podstawowy sposób obrony, który jest obecny od urodzenia. Na przykład orbita i powieka mogą chronić zarówno przed traumatycznymi zdarzeniami, jak i zewnętrznymi szczątkami, które mogą zawierać mikroorganizmy. Inne składniki wrodzonego układu odpornościowego oka obejmują łzy, komórki nabłonka, keratocyty , nerwy rogówkowe, układ dopełniacza i interferony.

Nabyta odpowiedź immunologiczna jest znacznie bardziej specyficzna dla patogenu niż ich wrodzone odpowiedniki. Te szlaki przebiegają za pośrednictwem komórek i uważa się, że są częściowo kontrolowane przez komórki Langerhansa w rogówce. Te komórki Langerhansa są komórkami prezentującymi antygen, które zbierają fragmenty atakujących patogenów i wykorzystują je do wywołania odpowiedzi immunologicznej. Odpowiedzi immunologiczne za pośrednictwem komórek działają znacznie wolniej, ale są bardziej wydajne, ale mogą powodować uszkodzenie otaczającej tkanki, powodując uszkodzenie wzroku.

Tkanka limfatyczna związana z błoną śluzową

W obronie oka ważne są zarówno reakcje wrodzone, jak i nabyte. Jednym z głównych szlaków, w których oba są włączone, jest sieć komórek limfoidalnych, które tworzą tkankę limfatyczną związaną z błoną śluzową (MALT). MALT jest głównym składnikiem wszystkich narządów śluzówki, w tym dróg oddechowych, narządów płciowych, przewodu pokarmowego i oczu. Wiadomo, że między tymi narządami śluzówki występują regulowane migracje komórek odpornościowych. Jednak rola MALT w obronie oka człowieka nie jest w pełni poznana. Jednak wiadomo, że gruczoły łzowe i spojówka biorą udział w obronie oka poprzez wydzielanie zarówno immunoglobulin, jak i tkanek limfoidalnych. Rozumie się, że ta ostatnia jest zorganizowana w skupiska pęcherzyków limfatycznych, a także rozproszone tkanki limfoidalne. W postaci pęcherzykowej MALT antygeny są wychwytywane przez pęcherzyki i prezentowane limfocytom przez komórki prezentujące antygen. Prowadzi to do aktywacji komórek B i T, które przeprowadzają reakcję immunologiczną. Z drugiej strony, rozproszone tkanki limfatyczne składają się głównie z rozproszonych komórek efektorowych. Ogólnie rzecz biorąc, oba szlaki prowadzą do aktywacji i migracji komórek odpornościowych w tkankach śluzówki, w tym spojówce.

Spojówkowa odpowiedź immunologiczna

Spojówki obejmuje twardówki lub białek oczu, jak i wewnętrznej stronie powieki i dostarcza składniki odżywcze do bazowego i otaczających tkanek. Spojówka jest również jedną z najbardziej unaczynionych tkanek rogówki. W związku z tym stanowi główne źródło składników odpornościowych rogówki . Spojówka nie tylko produkuje IgA , podobnie jak gruczoły łzowe , ale zawiera również makrofagi, granulocyty obojętnochłonne, komórki tuczne, limfocyty i inne aspekty ogólnego układu odpornościowego błony śluzowej. Podobnie jak w pozostałej części szlaku MALT, stwierdzono, że spojówka posiada pęcherzyki limfatyczne, które rozwijają się w okresie dojrzewania i schyłku podeszłego wieku, a także rozlane tkanki limfatyczne. Spojówka zawiera również makrofagi, które odgrywają rolę w modulowaniu odpowiedzi immunologicznej komórek T i pośredniczeniu zarówno we wrodzonej, jak i nabytej odpowiedzi immunologicznej.

Łzowa odpowiedź immunologiczna

Procesy biologiczne, które mogą być aktywne w płynie łzowym, na podstawie danych Gene Ontology . Z de Souza i in., 2006.

Film łzowy składa się z trzech warstw: lipidowej, wodnej i mucyny. Odgrywają one rolę w tworzeniu gładkiej powierzchni ułatwiającej załamanie, nawilżając ruch powieki, biernie transportując gazy, takie jak tlen i dwutlenek węgla oraz chroniąc rogówkę. Ta ostatnia funkcja jest osiągana poprzez funkcje różnych warstw filmu łzowego. Łzy kąpią komórki nabłonka rogówki w wilgotnym środowisku, zapobiegając ich wysychaniu i osłabieniu. Jednak płynna warstwa filmu łzowego zawiera również właściwości przeciwbakteryjne wynikające z obecności lizozymów , laktoferyn , lipokaliny i beta-lizyny , które ułatwiają obronę patogenów, taką jak liza ścian komórkowych bakterii, zapobieganie wiązaniu bakterii i wirusów, stan zapalny, i detoksykacji. Ponadto białe krwinki mogą być transportowane na powierzchnię rogówki przez film łzowy, a film łzowy rozcieńcza i wypłukuje zarówno substancje toksyczne, jak i zanieczyszczenia. Film łzowy zawiera również immunoglobuliny , zwłaszcza IgA , których stężenie jest znacznie wyższe niż w surowicy. Wykazano, że IgA zapobiega wiązaniu bakterii. Wraz z inną immunoglobuliną obecną w filmie łzowym, IgG i IgA mogą również neutralizować wirusy i wiązać się z bakteriami, pomagając w ich wykrywaniu innymi drogami.

Komórki nabłonka rogówki

Komórki nabłonka rogówki stanowią fizyczną barierę, która zapobiega przedostawaniu się drobnoustrojów do wnętrza komory oka, która jest skutecznie oddzielona od reszty ciała za pomocą ciasnych połączeń. W tym samym czasie komórki nabłonka rogówki również wydzielają cytokiny, aby aktywować obronę mikrobiologiczną. Jedna cytokina, interleukina (IL) -1α , jest przechowywana w komórkach nabłonka i automatycznie uwalniana, gdy błona komórkowa zostanie przerwana w wyniku infekcji lub urazu. Jednak długotrwałe działanie IL-1α może prowadzić nie tylko do wzmożonej infiltracji immunologicznej rogówki, ale także do neowaskularyzacji (tworzenia nowych naczyń krwionośnych), co może prowadzić do utraty przezroczystości rogówki. W związku z tym stwierdzono, że rogówka również wydziela antagonistę IL-1α, IL-1RN , który zmniejsza inwazję leukocytów w rogówkę i hamuje neowaskularyzację, co może pomóc w zachowaniu widzenia.

Keratocyty rogówki

Keratocyty to spłaszczone komórki znajdujące się w zrębie rogówki. Uważa się, że podstawowa rola tej rzadkiej populacji komórek polega na utrzymaniu macierzy zewnątrzkomórkowej otaczających je blaszek kolagenu. Jednak keratocyty odgrywają również rolę obronną podczas inwazji patogenów. Mogą na nie wpływać IL-1α (wydzielana przez komórki nabłonka rogówki) i czynnik martwicy nowotworu (TNF) -α, które wytwarzają zarówno IL-6, jak i defensynę . Spośród nich stwierdzono, że ta pierwsza łączy się synergistycznie z innymi interleukinami w celu zwiększenia kostymulacji innych aspektów immunologicznych, jak również zwiększenia wydzielania przeciwciał. Te ostatnie, defensyny, mają szerokie działanie przeciwbakteryjne na bakterie, grzyby i wirusy, a także wpływają na przyspieszenie gojenia uszkodzonych komórek nabłonka. Stwierdzono również, że obecność wydzielanych defensyn wydzielanych przez keratocyty rogówki jest skorelowana z przypadkami odrzucenia przeszczepu rogówki, co sugeruje, że te peptydy mogą odgrywać rolę w odrzucaniu tkanki. Co więcej, stwierdzono również, że keratocyty wydzielają IL-8, która przyciąga neutrofile, w zakażeniach wirusem opryszczki pospolitej.

Nerwy rogówkowe

Nerwy rogówkowe służą jako forma obrony poprzez wykrywanie obecności ciał obcych na powierzchni rogówki. Prowadzi to do reakcji odruchowych, takich jak zwiększone wydzielanie łez, mruganie i uwalnianie neuropeptydów, które mogą indukować aktywację cytokin.

Zobacz też

Bibliografia

  1. ^ PG McMenamin, Rozmieszczenie komórek odpornościowych w odcinku błony naczyniowej oka zdrowego oka. Eye, 1997. 11 (Pt 2): str. 183-93.
  2. ^ Quantock, AJ i RD Young, Rozwój zrębu rogówki i związki kolagen-proteoglikan, które pomagają określić jego strukturę i funkcję. Dev Dyn, 2008. 237 (10): str. 2607-21.
  3. ^ Hamrah, P. i wsp., Zrąb rogówki jest wyposażony w znaczną liczbę rezydujących komórek dendrytycznych. Invest Ophthalmol Vis Sci, 2003. 44 (2): str. 581-9.
  4. ^ a b Akpek, EK i JD Gottsch, Obrona immunologiczna powierzchni oka. Eye, 2003. 17 (8): str. 949-56.
  5. ^ Hein, WR, Organizacja tkanki limfoidalnej błony śluzowej. Curr Top Microbiol Immunol, 1999. 236: str. 1-15.
  6. ^ a b Knop, E. i N. Knop, Rola tkanki limfatycznej związanej z okiem w ochronie immunologicznej rogówki. J Anat, 2005. 206 (3): str. 271-85.
  7. ^ de Souza GA, Godoy LM, Mann M (2006). „Identyfikacja 491 białek w proteomie płynu łzowego ujawnia dużą liczbę proteaz i inhibitorów proteaz” . Genome Biol. 7 (8): R72. doi : 10.1186 / gb-2006-7-8-R72 . PMC  1779605 . PMID  16901338 .
  8. ^ Tiffany, JM, Normalny film łzowy. Dev Ophthalmol, 2008. 41: str. 1-20.
  9. ^ Knop, E. i N. Knop, Anatomia i immunologia powierzchni oka. Chem Immunol Allergy, 2007. 92: str. 36-49.
  10. ^ Niederkorn, JY, JS Peeler i J. Mellon, Fagocytoza cząsteczek antygenów przez komórki nabłonka rogówki stymuluje wydzielanie interleukiny-1 i migrację komórek Langerhansa do centralnej rogówki. Reg Immunol, 1989. 2 (2): str. 83-90.
  11. ^ Moore, JE i wsp., Środowisko zapalne związane z rogówką spojówkową i jej zmianą przy terapii genowej IL-1 RA. Invest Ophthalmol Vis Sci, 2002. 43 (9): str. 2905-15.
  12. ^ McDermott, AM, Rola peptydów przeciwdrobnoustrojowych na powierzchni oka. Ophthalmic Res, 2009. 41 (2): str. 60-75.
  13. ^ Sosne, G. i wsp., Tymozyna beta 4 wspomaga gojenie się ran rogówki i zmniejsza stan zapalny in vivo po uszkodzeniu przez alkalia. Exp Eye Res, 2002. 74 (2): str. 293-9.
  14. ^ Gottsch, JD i wsp., Ekspresja genu Defensyny w rogówce. Curr Eye Res, 1998. 17 (11): str. 1082-6.
  15. ^ Oakes, JE i wsp., Indukcja ekspresji genu interleukiny-8 jest związana z zakażeniem ludzkich keratocytów rogówki wirusem opryszczki, ale nie z ludzkimi komórkami nabłonka rogówki. J Virol, 1993. 67 (8): str. 4777-84.
  16. ^ Muller, LJ, L. Pels i GF Vrensen, Ultrastrukturalna organizacja ludzkich nerwów rogówkowych. Invest Ophthalmol Vis Sci, 1996. 37 (4): str. 476-88.

Linki zewnętrzne