przez Prezes Fundacji » Wto Lis 10, 2009 12:27 pm
ROZWINIĘCIE PROBLEMU 4
Streszczenie problemu 4
Tę moją kolejną śmiałą hipotezę można streścić następująco:
1.w gruźlicy w makrofagach „gniewnych” kolosalne znaczenie ma obserwowane przejściowe zakwaszenie fagolizosomów. Wg mojej hipotezy może ono ,poza aktywacją enzymów lizosomalnych, także powodować wniknięcie do wnętrza komórki prątka Mt jonów H+. Wówczas dochodziłoby do inaktywacji enzymów metabolicznych prątka Mt i denaturacji jego białek strukturalnych. Wtedy pasożyt ten rozpada się i odsłaniają się centra aktywne dla enzymów trawiennych lizosomalnych makrofaga.. Dopiero wtedy dochodzi do jego dalszego strawienia przez enzymy lizosomalne makrofaga ”gniewnego”, które swoje optimum działania wykazują w środowisku zbliżonym do obojętnego. Sedno w tym, że prątek Mt, inne nietypowe patogeny jak np. krętek Bb , Helicobacter Hp bronią się przed takim wtargnięciem jonów H+ do swojego wnętrza. Kiedy jest na tyle dużo jonów H+ we wnętrzu makrofaga ”gniewnego”, tak że są w stanie przełamać mechanizmy obronne prątka, dochodzi do strawienia pasożyta przez makrofaga. Jeżeli jonów H+ jest za mało, wówczas makrofag usiłuje utlenić jony H+ przy pomocy tlenu i wytworzyć reaktywne formy tlenu/inaczej wolne rodniki/.i przy ich pomocy strawić nietypowego pasożyta. Jest to możliwe dzięki dużej ilości mitochondriów, bo jest to reakcja wysokoenergetyczna. Wolne rodniki mają za zadanie strawić ochronną otoczkę pasożyta doprowadzając przez to do jego rozpadu. Z drugiej strony reaktywne formy tlenu doprowadzają do zobojętnienia kwaśnego środowiska fagolizosomu po to, aby były aktywne enzymy trawienne lizosomalne;
2.za obserwowane przejściowe zakwaszenie fagolizosomu odpowiada głównie interferon٢(gamma). Wiadomo, że powoduje on we wnętrzu makrofaga „gniewnego” powstanie alfa-pochodnej wit. D, co wg mnie skutkuje prawdopodobnie wzmożoną absorpcją przez makrofag jonów Ca2+, które aktywują kalmodulinę. Kompleks Ca-kalmodulina zapoczątkowuje szereg przemian prowadzących m.in. do przejściowego zakwaszenia fagolizosomu, za które jest prawdopodobnie odpowiedzialna wit. C(jej metabolity).;
3.skoro to, co zachodzi we wnętrzu makrofaga jest nieswoiste, to takie same procesy podczas aktywacji makrofagów towarzyszą innym zakażeniom bakteryjnym. Różnica jest tylko ilościowa, a nie jakościowa, tzn. przejściowe zakwaszenie fagocyta, indukowane przez interferon٢, jest często minimalne, bo bakterie nie potrafią się bronić, jak prątek Mt, przed wtargnięciem jonów H+ do swojego wnętrza. Wiadomo przecież, że makrofagi „gniewne” są w stanie zabić inne pochłonięte bakterie. Taki sam proces aktywacji, zależny głównie od interferonu٢, dotyczy też neutrofili. Makrofagi, dla efektu wzmocnienia zakwaszenia fagolizosomów, mogą ulegać wielokrotnie fuzji. Takiej zdolności nie wykazują neutrofile. To stąd neutrofile nie odgrywają większej roli w patogenezie grużlicy, boreliozy i w innych zakażeniach nietypowymi patogenami;
4.taki zaktywizowany makrofag z nietypowym patogenem w środku, którego bezskutecznie usiłuje strawić, może pochłonąć jednocześnie np. lipidy naciekające podśródbłonkowo tętnice. Powstające wolne rodniki mogą spowodować utlenienie lipidów, a nie strawienie otoczki nietypowego patogenu. Czyli taki zaktywizowany makrofag, z pochłoniętym nietypowym patogenem, może stać się źródłem nowych szlaków metabolicznych, często w miejscu odległym od pierwotnego ogniska zakażenia patogenem nietypowym.
ROZWINIĘCIE:
Nie wdając się w szczegóły immunologii wyszedłem z następującego oczywistego założenia: swoiste jest to, co dzieje się na powierzchni makrofaga, prezentacja przez makrofag antygenów patogenu współpracującym z makrofagiem komórkom układu immunologicznego i ich wzajemna kooperacja. Natomiast to, co dzieje się we wnętrzu fagocyta, jest nieswoiste. Czyli jeżeli udałoby się poznać, dlaczego jedne makrofagi są w stanie zabić prątka, a inne nie, jeszcze inne tworzą ognisko pierwotne z „uśpionymi” prątkami ,to tak samo może być z krętkiem Bb. Skupiłem się na problemie, dlaczego: 1.raz opisuje się przejściowe zakwaszenie fagolizosoów makrofaga, 2.w niektórych makrofagach zaś stałą obecność kwaśnych mas serowatych z „uśpionymi” prątkami Mt. W związku z tym powstaje problem, jak stale niskie pH we wnętrzu makrofaga wpływa na aktywność jego enzymów lizosomalnych. Tu od razu skojarzenie z krętkami Bb. Opisuje się krętki Bb otoczone wakuolą we wnętrzu makrofagów. Wiadomo że we wnętrzu wakuoli jest niskie pH. Stąd problem jak takie niskie pH wakuoli krętka Bb rzutuje na aktywność enzymów lizosomalnych fagocytów? Nasuwa się także pytanie, jakie jest pH wakuoli wytwarzanej przez Helicobacter Hp?
Podaje się, że przejściowe zakwaszenie powoduje przemianę proenzymów w aktywne enzymy lizosomalne. To, co mi się rzuciło w oczy podczas studiowania rozmaitych doniesień na temat makrofagów, to fakt, że komórka ta posiada i takie enzymy trawienne, jakie znajdują się w świetle jelita cienkiego, np. pochodzące z trzustki fosfolipazy A, B i C. Szukałem w doniesieniach na temat fagocytów odpowiedzi na następujące pytanie, czy są to dokładnie takie same enzymy, a nie ich izomery, które mogą mieć inne optimum pH swojej aktywności.. Nie znalazłem na powyższe pytania problemowe odpowiedzi mimo kilkuletnich poszukiwań. Dla mnie ten problem wydał się kluczowy w patogenezie gruźlicy czy boreliozy- zacząłem gdybać, co by było, gdyby założyć, że proces trawienia prątka w „makrofagu gniewnym” przebiega dwuetapowo i w pewnym sensie analogicznie jak trawienie pokarmu w przewodzie pokarmowym człowieka. Tzn. przejściowe zakwaszenie, poza aktywacja enzymów lizosomalnych, być może ma także na celu to, by jony H+ -same lub ich jakiś bliżej nieznany nośnik-wniknęły do wnętrza komórki prątka. Powoduje to, wg mojej hipotezy, inaktywacje enzymów metabolicznych i denaturację białek strukturalnych tego pasożyta i w konsekwencji jego rozpad. Sedno tkwi w tym, że prątek broni się przed tym, np.za pomocą ATP -azy, kwasoopornością ściany komórkowej, uruchamia przy tym rozmaite mechanizmy adaptacyjne do kwaśnego środowiska ,przybierając formę prowirusa w otoczce, którą przecież opisuje się we wnętrzu makrofagów pośród kwaśnych mas serowatych. Również w boreliozie opisuje się krętka w formie prowirusa w otoczce-wakuoli o kwaśnym pH we wnętrzu makrofagów. Przyjąłem też hipotetycznie, że w takim kwaśnym środowisku są nieaktywne enzymy trawienne lizosomalne makrofaga. Są one wg mnie aktywne w środowisku zbliżonym do obojętnego-przecież wiadomo np., że kolagenaza fagocytów jest aktywna w zbliżonym do obojętnego środowisku. Jeżeli jonów H+ jest na tyle dużo w makrofagu ‘gniewnym”, że są w stanie przełamać mechanizmy obronne prątka, to wtedy wnikają do jego wnętrza powodując jego rozpad , z odsłonięciem centrów aktywnych dla enzymów lizosomalnych fagocyta. Takiego” bardzo gniewnego” makrofaga, mogącego w podanym wyżej beztlenowym mechaniźmie zabić prątka, nazwałem makrofagiem ”wściekłym”. Może być tak, że jest niewystarczająca ilość jonów H+ w makrofagu ”gniewnym”. Wówczas w takim makrofagu dochodzi do utlenienia tlenem atomowego wodoru z wytworzeniem wolnych rodników po to, by one strawiły otoczkę powodując przez to rozpad prątka w formie prowirusa. .Z drugiej zaś strony takie utlenienie wodoru, możliwe dzięki dużej ilości mitochondriów (jest to reakcja wysokoenergetyczna) powoduje neutralizację kwaśnego środowiska fagolizosomów. I wtedy wg mnie staja się aktywne enzymy lizosomalne fagocyta. To alternatywny, tlenowy mechanizm strawienia prątka przez makrofaga” gniewnego”.
Ale-i to wg mnie jest przyczyną szeregu patologicznych procesów-rzadko kiedy taki makrofag „gniewny” pochłania samego prątka Mt. Zazwyczaj pochłania równocześnie masy martwicze po rozpadłych pneumocytach. Czyli taki makrofag „gniewny” (ale nie „wściekły”), mający w swoim wnętrzu prątka w formie prowirusa w otoczce i jednocześnie masy martwicze po rozpadłych pneumocytach, zaczyna utleniać wodór tlenem ,a powstające wolne rodniki mogą wchodzić w interakcje z masami martwiczymi po pneumocytach, na które oddziaływują też toksyny prątka Mt-i tak powstają kwaśne masy serowate. Czyli masy serowate wg mojej hipotezy nie są efektem cytopatycznym prątka Mt, tylko ich producentem staje się dysfunkcyjny makrofag „gniewny’. To w ten sposób w dysfunkcyjnym makrofagu „gniewnym” powstają nowe patologiczne szlaki metaboliczne-określiłem to zespołem dysfunkcji makrofaga. Wg mnie efektem cytopatycznym prątka Mt są zmiany opisywane jako naciekowe w gruźlicy popierwotnej, czy w gruźlicy pierwotnej prosówkowe. Przyjmuje się, że to interferon ۲ (gamma) jest główną cytokiną warunkujacą powstanie makrofaga „gniewnego”. Inną możliwością poradzenia sobie makrofaga „gniewnego”(ale nie „wściekłego”) ze sfagocytowanym prątkiem jest proces jego transformacji w makrofaga „wściekłego”. Z jednej strony dochodzi do wzmożonej klonizacji limfocytów Th1, produkujących głównie interferon gamma, a z drugiej strony ulegają fuzji makrofagi”gniewne”, aby zwiększyć powierzchnię z receptorami dla tego interferonu. Tych fuzji może być bardzo dużo. Jeżeli do makrofaga „gniewnego” z prątkiem w formie prowirusa w otoczce dołączy się makrofag „gniewny” bez pasożyta, to z takiej fuzji powstaje makrofag „wściekły” który zabija pasożyta w mechaniźmie beztlenowym. Jeżeli fuzji ulegają makrofagi „gniewne” z pasożytami w środku, przy równoczesnym pochłonięciu mas martwiczych z rozpadłych pneumocytów, to dochodzi do serowatego zapalenia płuc. Z czasem takie ognisko może ulec otorbieniu przez tkankę łączną. Po przebiciu do oskrzela i ewakuacji mas serowatych powstaje gruźlica włóknisto-jamista. Inna możliwością jest proces, że makrofag „gniewny” z masami serowatymi i ”uśpionym” prątkiem w swoim wnętrzu, otacza się wianuszkiem limfocytów T pomocniczych i wytwarza się ognisko pierwotne lub gruzełki gruźlicze. Mogą one z czasem ulec zwapnieniu dając zmiany guzkowe czy gruźliczaki. Podsumowując efektem cytopatycznym prątka są zmiany naciekowe , czy gruźlica prosówkowa, a. wg mnie za resztę form gruźlicy płuc odpowiedzialny jest zespół dysfunkcji makrofaga. Taki sam układ odniesienia dotyczy boreliozy ,ale do niego jeszcze powrócę
.Postawiłem sobie w tym miejscu problem: skąd się może brać takie przejściowe, a niekiedy stałe zakwaszenie we wnętrzu makrofaga „gniewnego” w gruźlicy? Zacząłem poszukiwać, jak w ogóle dochodzi do przejściowego zakwaszenia fagocyta. Inny problem czy nie ma to aby związku z wit. C? W patogenezie gruźlicy w powstawaniu makrofagów „gniewnych” główną rolę przypisuje się interferonowi gamma. To absorpcja interferonu gamma z receptorami powierzchniowymi makrofaga powoduje w jego wnętrzu pojawienie się alfa-pochodnej wit. D (a raczej hormonu D). Wg mnie-to moje kolejne skojarzenie- powoduje to wzmożony napływ do wnętrza makrofaga jonów Ca2+, które łączą się z kalmoduliną, zapoczątkowując tym samym szereg skomplikowanych przemian, których jednym z efektów może być zakwaszenie fagolizosomu makrofaga „gniewnego”. Wg mnie bezpośrednio za zakwaszenie-być może-odpowiedzialna jest wit. C lub jej metabolity. Witamina C lub jej metabolit jest prawdopodobnie dawcą jonów H+. Wysnułem takie przypuszczenie po doniesieniu, że w chorobie wrzodowej wywołanej przez Helicobacter pylori stężenie wit. C w soku żołądkowym może obniżyć się nawet o ok. 50%. A ja przypuszczam, że choroba wrzodowa czy nadżerka, wywołane przez Helicobacter Hp, to nic innego jak pęknięte pseudo-ognisko z uśpionym Hp. Przecież sam Helicobacter do swojego metabolizmu nie potrzebuje dużo wit C-nie ma jej bardzo dużo w hodowlach in vitro. Do roli witamin jeszcze powrócę.
Inny problem, który należało dokładnie zgłębić, to w jaki konkretnie sposób powstają makrofagi „gniewne” i „wściekłe”, i jednocześnie prątek omija odpowiedź humoralną, a w gruźliczym zapaleniu opon mózgowo-rdzeniowych i gruźliczym wysiękowym zapaleniu opłucnej pojawiają się raz zmiany zapalne limfocytarne, a raz z fagocytozą wielojądrzastą. Podobna jest dynamika zmian w...neuroboreliozie. Przy czym obserwuje się raz przewagę limfocytów Th1, a raz limfocytów Th2. Spróbuję to wyjaśnić bardzo prostym porównaniem. Wyobraźmy sobie, że makrofag to dyrektor firmy zwanej układ odpornościowy człowieka. Ten dyrektor rozpoznaje zagrożenie i uruchamia swoich podwładnych, mając cały czas pieczę nad tym ,co się dzieje. Kiedy podwładni sobie z tym zagrożeniem nie radzą, sam wkracza do akcji. Weźmy pod uwagę np. krew w przypadku bakteriemii.gruźliczej. Po sfagocytowaniu przez monocyt, ulegający transformacji w makrofag, taki prątek zostaje zaprezentowany głównie limfocytom B i w mniejszym stopniu limfocytom Th1, jak każda bakteria. Po rozpadzie takiego makrofaga prątek wydostaje się do krwi. Dalsze jego losy zależą, czy zostanie opłaszczony przez opsoniny, czy nie. Po opsonizacji zostaje prawdopodobnie strawiony przez makrofaga „gniewnego”.- opłaszczenie typowego prątka przez opsoniny na tyle zmienia strukturę powierzchni tego pasożyta, że swobodnie mogą przez nią mogą wniknąć jony H+, same lub ich nieznany nośnik, do wnętrza bakterii. Jeśli jednak prątek nie zostanie opłaszczony przez opsoniny, to w makrofagu „gniewnym” natrafia na kwaśne środowisko fagolizosomu i-w myśl mojej hipotezy- uruchamia swoje mechanizmy adaptacyjne, przyjmując postać prowirusa w otoczce, niedopuszczając do wniknięcia jonów H+. W takiej sytuacji taki makrofag „gniewny” prezentuje limfocytom B tym razem głównie antygeny powierzchniowe czyli otoczkowe. Po rozpadzie fagocyta prątek Mt natrafia na korzystne pH krwi i resyntetyzuje ścianę komórkową zrzucając otoczkę. Tym samym unika odpowiedzi humoralnej, bo we krwi są głównie przeciwciała przeciwotoczkowe. Takie otoczki , same czy w kompleksach z przeciwciałami, są natychmiast wyłapywane przez fagocyty krwi i tego nie można zaobserwować we krwi. To można prześledzić wyłącznie pośrednio w płynie mózgowo-rdzeniowym czy opłucnowym, w którym nie zawsze jest pleocytoza wielojądrzasta. Wg mnie to dlatego tylko prawdopodobnie w płynie limfocytarnym można znaleść same antygeny otoczkowe lub ich kompleksy z przeciwciałami. Kolejny „dyrektor” makrofag „gniewny” po sfagocytowaniu nieopłaszczonego prątka Mt , który ponownie przeobraża się w prowirusa w otoczce, prezentuje znowu jego antygeny powierzchniowe tym razem limfocytom T cytotoksycznym i komórkom NK. Po rozpadzie takiego makrofaga sytuacja powtarza się: prątek resyntetyzuje ścianę komórkową i zrzuca otoczkę, czyli unika odpowiedzi komórkowej-to kolejna moja śmiała hipoteza. Wtedy makrofag „gniewny” stara się przemienić w makrofaga „wściekłego”, czyli makrofagi „gniewne” ulegaja fuzji i jednoczśnie dochodzi do klonizacji limfocytów T pomocniczych. Takie zjawiska omijania odpowiedzi humoralnej jak i komórkowej można pośrednio prześledzić w limfocytarnym płynie mózgowo-rdzeniowym czy opłucnowym-we krwi i zakażonych tkankach jest to niemożliwe. Inną możliwością jest to, że makrofagi „gniewne” dążą do strawienia pasożyta przy pomocy reaktywnych form tlenu. Czyli makrofagi „gniewne” mogą albo ulegać przemianie w makrofagi „wściekłe” albo wytworzyć wolne rodniki po to ,aby zabić pasożyta. Wg mnie- wszystko to moja hipoteza-te same procesy zachodzą w np. boreliozie, przy zakażeniu Helicobacter pylori, w zakażeniach innymi nietypowymi patogenami o 2 formach: inwazyjnej i nieinwazyjnej.
Skoro to ,co dzieje się we wnętrzu fagocyta, jest nieswoiste, czyli tak samo musi przebiegać trawienie każdego drobnoustroju we wnętrzu fagocyta, to ja odwracam kota ogonem i twierdzę, że w każdym zakażeniu bakteryjnym w fagocycie dochodzi do przejściowego zakwaszenia fagolizosomu po to, aby jony H+ wniknęły do wnętrza opłaszczonej przez opsoniny bakterii doprowadzając tym sposobem do jej rozpadu. To przejściowe zakwaszenie jest też oczywiście potrzebne do przejścia proenzymów lizosomalnych w ich postać aktywną. Wg mojej hipotezy samo opłaszczenie opsoninami bakterii nie skutkuje odsłonięciem się centrów aktywnych dla enzymów trawiennych lizosomalnych fagocytów. Opłaszczenie przez opsoniny zmienia powierzchnię patogenu w taki sposób, że mogą przez nią wniknąć same jony H+, lub jakiś ich nośnik, pochodzący prawdopodobnie od wit.C (jej metabolit). Wiadomo, że nieopłaszczone bakterie są bardzo trudno trawione przez fagocyty, bo wg mnie wtedy fagocyt musi uruchomić spalanie błony i ściany komórkowej za pomocą reaktywnych form tlenu. Tak jest z każdym typowym patogenem. To przejściowe zakwaszenie może być minimalne, ale jest wg mojej hipotezy nieodzowne dla rozpadu pochłoniętej przez fagocyt bakterii i odsłonięciu centrów aktywnych dla enzymów lizosomalnych. W zakażeniu np. paciorkowcem to nie makrofagii biorą udział w jego zwalczaniu, lecz neutrofile. Bo wyjściowo neutrofil ma znacznie więcej receptorów powierzchniowych dla interferonu gamma niż makrofag. Ale makrofagi mogą ulegać wielokrotnej fuzji i zwiększać tym samym ilość powierzchniowych receptorów dla interferonu gamma, czego nie wykazują neutrofile. To stąd w patogenezie gruźlicy, boreliozy, innych nietypowych zakażeń szczególna rola makrofagów.
Jest wiele różnych cytokin i innych mediatorów reakcji zapalnej czy immunologicznej. Ja skupiłem się na makrofagach, mało wdzięcznych do jakichkolwiek badań, i szukałem pewnych analogii z makrofagami „gniewnymi” w gruźlicy, jak również poszukiwałem analogii z dynamiką zmian w płynie mózgowo-rdzeniowym w gruźlicy czy neuroboreliozie. Wydaje mi się, że można wyróżnić następujące linie obrony przed zakażeniem dowolnym patogenem. Najpierw monocyt, ów dyrektor, po pochłonięciu patogenu prezentuje jego antygeny głównie neutrofilom i limfocytom B, a w niewielkim stopniu limfocytom Th1. I nie jest ważne, czy jest to typowa bakteria czy typowy wirus , czy też nietypowy patogen. To pierwsza linia obrony, skuteczna w zwalczaniu patogenów opłaszczonych przez opsoniny. Przecież w zakażeniach wirusowych opon mózgowo-rdzeniowych najpierw stwierdza się w płynie mózgowo-rdzeniowym granulocytozę wielojądrzastą, szybko ustępującą miejsca limfocytom Th2 i komórką NK. Ta pierwsza linia obrony dominuje w zakażeniach typowymi bakteriami, neutrofile nie są w stanie zabić wirusów aktywnych życiowo wewnątrzkomórkowo i patogenów nietypowych. Stąd makrofagi uruchamiają odpowiedź komórkową, stanowiącą drugą linię obrony, skuteczną w zwalczaniu zakażeń wirusowych. Zawodzi ona ,podobnie jak i pierwsza linia, w zakażeniach patogenami nietypowymi. Wtedy makrofagii niejako dozbrajają się czyli starają się przemienić w makrofagii „wściekłe”. Tzn. makrofagii ulegają fuzji i jednocześnie następuje klonizacja limfocytów Th1. To 3 linia obrony. Oczywiście na każdym etapie istnieje skomplikowana kooperacja wszystkich komórek między sobą. Jest jeszcze 4 ostatnia linia obrony-skoro sam nawet dozbrojony makrofag nie jest w stanie zabić patogen , to stara się otorbić tkanką łączną, wytworzyć wokół siebie łącznotkankowy bunkier z „uśpionym” patogenem w jego środku.
Moja w dużym skrócie propozycja patogenezy boreliozy jest następująca. Są zmiany patologiczne wywołane działaniem cytopatycznym krętków Bb w tkance nabłonkowej, łącznej, nerwowej i komórkach śródbłonka (tkanki docelowe). Do tych zmian dołączają się procesy patologiczne indukowane przez zespół dysfunkcji makrofaga, mające miejsce w tkankach docelowych bądź w odległych miejscach. Może powstać pseudo-ognisko z „uśpionymi” krętkami dające okresowo rozsiewy, tak że późna borelioza miesiącami czy latami może być utajona. Do tego dołączać się mogą procesy autoagresji. Krętek Bb podobnie jak prątek Mt potrafi omijać odpowiedź humoralną i komórkową, z tym że w przypadku krętka boreliozy zawsze, niezależnie czy będzie w postaci typowej czy w formie L z otoczką-wakuolą, będą powstawały przeciwciała przeciwwiciowe. To reasumując ogólny schemat patogenezy infekcji nietypowym patogenem, w którym należy uwzględnić to wszystko, co opisałem w punkcie-problemie nr.1