Okuläre Abwehrsysteme des Wirtes und Tragen von KL

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1 Okuläre Abwehrsysteme des Wirtes und Tragen von KL
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2 Nicht-spezifische Abwehr des Wirtes
Lider und Wimpern Lidschlagmechanismus Tränenfluss Abschuppung des Epithels Integrität des Epithels Tränenfilmproteine 12 12

3 Wichtigste Proteine des Tränenfilms
Lysozym Laktoferrin b lysin Lipocalin Muzin 12 12

4 Lysozymaktivität in Bakterien
NAG NAM NAG NAM NAG PEPTID BRÜCKE PEPTID BRÜCKE NAG NAM NAG NAM LYSOZYM 12 12

5 Ist ein Enzym, Muramidase
Lysozym Ist ein Enzym, Muramidase Katalysiert die Hydrolyse von N-acetyl Muraminsäure und N-acetyl Glucosamin Effektiver gegen Gram-positive Bakterien als gegen Gram-negative 12 12

6 Laktoferrin Chelate Fe3+ Ionen: Wichtig für bakterielles Wachstum
zerreißt die äußere Membran von Gram-negativen Bakterien: Chelate Mg2+/Ca2+ oder bindet an Lipopolysacchariden 12 12

7 Gelten als antibakteriell
b Lysin und Lipocalin Gelten als antibakteriell Wirkung unbekannt 12 12

8 Muzin Bakterien werden über Lectin/Carbohydrat- Wechselwirkungen gebunden Wirkt als nicht-spezifischer Blocker und verhindert so die Adhäsion von Bakterien Behilflich bei der Entfernung über die Tränen und/oder den Lidschlagmechanismus 12 12

9 % gesamtes Tränenprotein
Auswirkungen von Schlaf auf nicht-spezifische Komponenten des Tränenfilms Sack et al., 1992 Protein Tränenart Konzentration (mg/mL) % gesamtes Tränenprotein (mean ± SD) gesamt Reflex 6 ± 0.8 Augen zu ± 6.2 Laktoferrin Reflex ± 10 Augen zu ± 10 Lysozym Reflex ± 4 Augen zu ± 4 12 12

10 Unwichtige Tränenproteine die an der Abwehr des Wirtes beteiligt sind
Enzyme and Enzymhemmer Komplement Cytokine/Chemokine Arachidonsäure-Metaboliten 12 12

11 Alternativer Verlauf BACTERIUM C3a C3 C3b Factor B Factor D
C3 convertase C3bBb Ba C3 C5 convertase C3bBb3b 12 12

12 Klassischer Verlauf Antikörper BACTERIUM C1 C1 C4 C4b C2 C3 convertase
C4b2b C3 C5 convertase C4b2b3b 12 12

13 Abschließender Verlauf
C3bBb3b C5 convertase or C4b2b3b C5a C5 C5b BACTERIUM C6 C7 C8 C9 C5b-9 (MAC) 12 12

14 Schlüsselmoleküle des Komplementsystems
C3b Opsonisiert Mikroorganismen C3a Anaphylatoxin - vasoaktiv aktiviert Mastzellen C5a Anaphylatoxin - erneuert polymorphonukleare Leukozyten MAC bohrt Löcher in die Zellmembranen 12 12

15 Regulatoren der Komplementaktivierung:
Tränenlösliche Faktoren Faktor H beschleunigt C3 zu iC3b Laktoferrin hemmt C3 Konvertase Vitronektin hemmt MAC Bildung Sack et el., 1993; Tipireddy et al., 1997 12 12

16 Regulation der Komplementaktivierung:
Zellgebundene Faktoren DAF stimuliert C3 Konvertase-Zerfall C8bp verhindert C8/C9 Bindung an MAC CD-59 verhindert MAC Bildung 12 12

17 Einfluss des Schlafes auf das Komplement
Protein Tränenart Konzentration mg/mL (mean ± SD) % Plasma Konzentration C3 Faktor B C5 Reflex Auge zu 4.0 ± 5.6 107 ± 84 0.1 ± 0.1 21 ± 8 1.0 ± 0.4 0.6 15 0.1 20 1.9 Willcox et al., 1997 12 12

18 Funktion des Komplements in den Tränen und dem vorderen Augenabschnitt
Erneuern von PMNs opsonisiert eingeschlossene Bakterien In den Geweben: Gewebeabstoßung nach Hornhauttransplantation 12 12

19 In den Tränen enthaltene Cytokine
Interleukine: IL - 1 und IL - 6 Kolonie-stimulierende Faktoren: GM-CSF Wachstumsfaktoren: TGFb und HGF Interferone: IFNg 12 12

20 Wirksame infammatorische Cytokine aktivieren PMNs
Interleukine IL - 1 und IL - 6 Wirksame infammatorische Cytokine aktivieren PMNs Stimulieren die Freisetzung anderer ILs Stimulieren die Zellteilung von Epithelzellen Verbessern die Wechselwirkungen zwischen dendritischen Zellen und T-Zellen Stimulieren B Zellen um Antikörper zu bilden 12 12

21 Kolonie-stimulierende Faktoren
GM-CSF Hauptsächliche Funktionen im Auge: Stimulieren dentritische (antigen-präsentierende) Zellen in der Hornhaut Stimulieren PMNs für verbesserte IgA gesteuerte Phagocytose 12 12

22 Wachtumsfaktoren TGFb ein antiinflammatorisches Cytokin:
Hemmt bestimmte Arten der Antikörperproduktion fördert B-Zellen um IgA zu bilden Fördert die Wundheilung durch die Anregung von Fibroblasten Herunterregeln von inflammatorischen Funktionen des IL - 1/IL - 6 12 12

23 Im Auge dieses Cytokin:
Interferone IFNg Im Auge dieses Cytokin: Beeinflusst die Antigenpräsentation an den T Zellen Aktiviert Phagozyten Hemmt die IgE Produktion 12 12

24 Chemokine in den Tränen
IL - 8 Ein spezieller Lockstoff für PMNs Von Epithelzellen gebildet 12 12

25 Arachidonsäure-Metaboliten
Phospholipid PLA2 AS PAF Cyclo-oxygenase Lipo-oxygenase Prostaglandine Leukotriene 12 12

26 Mögliche Funktionen der Arachidonsäure-Metaboliten in den Tränen
Prostaglandine erhöhte Vasodilation/vasculäre Permeabilität Leukotriene Chemo-Lockstoff für PMNs und Macrophagen, stimuliert PMNs PAF Aktivierung von PMNs, vasculäre Permeabilität 12 12

27 Auswirkungen des Schlafes auf Cytokine und Arachidonsäure-Metaboliten
Cytokine/AS Tränenart Konzentration (pg/mL) IL Reflex Auge zu ± 110 IL Reflex ± 2000 Auge zu x103 ± 100x103 LTB4 Reflex ± 35 Auge zu ± 205 12 12

28 Arten von weißen Blutkörperchen die an der nicht-spezifischen Abwehr des vorderen Augenabschnittes beteiligt sind 12 12

29 Makrophagen Residente weiße Blutzellen Phagozytose-Mikroorganismen
töten Mikroorganismen Signal für Verstärkung von anderen Zellen Kommen in allen Geweben vor – in der Hornhaut nur wenige 12 12

30 Sekretorische Phagozytprodukte
Enzyme - Lysozym Protease Komplement-Komponenten Cytokine und Arachidonsäure-Metaboliten Reaktive Sauerstoffradikale - H2O O2– OH– 12 12

31 rekrutierte weiße Blutkörperchen, die an der nicht-spezifischen Abwehr des Wirtes beteiligt sind
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32 Der polymorphnucleare Leukozyt
Phagocytose-Mikroorganismen töten Mikroorganismen Signal für weitere PMN Rekrutierung 12 12

33 PMN sekretorische Produkte
Mikrobizide Proteine Azurophillische Granalien Spezifische Granalien Defensine Myeloperoxidase Lysozyme Lysozyme NADPH Oxidase Laktoferrin 12 12

34 PMN Rekrutierung während des Schlafs
Tan et al., 1993 Tränenart Anzahl an PMNs Reflex / offen 3 h Schlaf 8 h Schlaf 41 ± 63 6583 ± 2354 12 12

35 Spezifische Abwehr des Wirtes
Beruhend auf Antiköperproduktion und T Zellen Humorale Immunantwort basierend auf Antikörpern (Immunoglobuline) Zellvermittelte Antwort basierend auf T Zellen 12 12

36 Funktion von Antikörpern
Binden sich an die Oberfläche von Mikroorganismen um eine Adhäsion an den Oberflächen des Wirtes zu verhindern Neutralisieren Toxine Helfen bei Phagozytose Aktivieren das Komplement Aktivieren spezifische weiße Zellen 12 12

37 Immunglobuline die in den Tränen vorkommen
IgA IgG IgM IgE 12 12

38 Immunglobulin A Das am meisten vohandene Immunglobulin in den Tränen
Zwei Isoformen, IgA and IgA2 Beide Formen in gleicher Konzentration Beide formen haben ähnliche Funktionen IgA2 ist resistent gegenüber bakteriellen Proteasen 12 12

39 Sekretion von IgA s = J Kette = sekretorische Komponente
Azinusepithel s B Zelle Sig A Zum Tränenfilm s s s s s s = J Kette = sekretorische Komponente = dimerisches IgA 12 12

40 Funktion des sekretorischen IgA
Bindet Mikroorganismen folgendes zu verhindern: Adhäsion an Oberflächen (Epithelien, KL) Motilität und Wachstum PMNs haben IgA Rezeptoren - Phagozytose 12 12

41 Werte des sekretorischen IgA in den Tränen
Sack et al., 1992 Protein Tränenart Konzentration (mg/mL) % Tränenprotein gesamt(MW ± SD) gesamt Reflex Auge zu sIgA Reflex ± 1.1 Auge zu ± 13.4 12 12

42 Immunglobulin G Fab s - s s - s Di-Sulphidbrücke s - s Fc s - s 12 12

43 Immunglobulin M s - s s - s s - s s - s s - s 12 12

44 Immunglobulin E s - s s - s Fab' s - s Fc'' s - s Fc 12 12

45 IgE okuläre Hypersensibilität
Sobald das IgE auf ein Allergen/Antigen trifft: Wird ein spezifisches IgE produziert Das spezifische IgE bindet an Mastzellen der Hornhaut Anschließend trifft ein zweites auf das Allergen: Allergen bindet an das Mastzellen-gebundene IgE Schnelle Aktivierung der Mastzellen Wirksame inflammatorische Mediatoren werden freigesetzt: Histamin AS Metaboliten Zytokine 12 12

46 B Zellen T Zellen Dentritische Zellen Mastzellen Basophilen
Zellkomponenten des spezifischen Immunsystems des vorderen Augenabschnittes B Zellen T Zellen Dentritische Zellen Mastzellen Basophilen Makrophagen PMNs 12 12

47 Produktion und Absondern von Immunoglobulinen
B Zellen Produktion und Absondern von Immunoglobulinen Kommen in der Tränendrüse vor 12 12

48 T Zellen T Helferzellen (CD8+)
Erkennen Antigene die von dentritischen Zellen oder Makrophagen präsentiert werden Stimulieren Diffenertiation der B Zellen zytotoxische T Zellen (CD4+) Zerstören infizierte/entzündete Zellen Kommen alle in Tränendrüse und Bindehaut vor 12 12

49 Präsentieren den T Zellen Antigene
Dentritische Zellen Präsentieren den T Zellen Antigene Kommen in Hornhaut, Bindehaut und Tränendrüse vor (?) 12 12

50 Präsentieren den T Zellen Antigene
Makrophagen Phagozytär Präsentieren den T Zellen Antigene Kommen in Hornhaut, Bindehaut und Tränendrüse vor (?) 12 12

51 Mastzellen und Basophilen
Beteiligt an allergischen Reaktionen Stimuliert durch IgE Kommen in Bindehaut vor - Mastzellen MAST BASOPHIL 12 12

52 Polymorphonucleare Leukozyten
Erkennen und Zerstören von: Immunoglobulin-umhüllte Partikel Mikroorganismen 12 12

53 Nicht-spezifische Abwehr des Wirtes
Zusammenfassung Beruht auf physikalischen Eigenschaften des Auges, Proteinen und weißen Blutkörperchen im Tränenfilm Lysozym, Lactoferrin, Mucin und Komplement, sind die wichtigsten ‘Reiniger' von Mikroorganismen Komplement, Zytokine und Arachidonsäure-Metaboliten sind die Wichtigsten Signalgeber für weiße Blutkörperchen PMNs und Makrophagen sind die wichtigsten zellulären ‘Reiniger' von Mikroorganismen 12 12

54 Spezifische Abwehr des Wirtes
Beruht auf der Produktion des Immunglobulins sIgA ist der wichtigste Antikörper im Tränenfilm IgE ist der wichtigste Antikörper bei allergischen Reaktionen Verhindert, dass Mikroorganismen das Auge besiedeln und hilft bei der Erkennung von Mikroorganismen durch Zellkomponenten Dentritische Zellen signalisieren den T Zellen, dass Mikroorganismen anwesend sind T Zellen signalisieren den B Zellen, dass diese spezifische Antikörper bilden sollen Aufnahme und Abtöten der Mikroorganismen, die von Antikörpern u./o. Komplement umhüllt sind, von PMNs und Macrophagen 12 12

55 Einfluss des Tragens von KL auf die Abwehrkräfte des vorderen Augenabschnittes
Das Tragen von KL kann: Störungen des Tränenfilms hervorrufen Die Integrität des Epithels beeinträchtigen Das Proteingleichgewicht verändern Die PMN Rekrutierung während des Schlafes verändern Die Immunoglobulinwerte verändern eine Nische für Bakterien herstellen und dadurch das Auge anfälliger für Infektionen und Entzündungen machen 12 12

56 KL mit niedrigem Dk/t erhöhen das LDH-Niveau der Tränen
Einfluss des Tragens von KL auf die Integrität des Epithels und auf die Abstoßungsraten KL mit niedrigem Dk/t erhöhen das LDH-Niveau der Tränen KL mit niedrigem Dk/t Bewirken ein Erhöhung der Hornhautquellung und somit vergrößert sich der ‘Abstand' zwischen den Zellen Weiche KL neigen dazu, abgelöste Zellen einzuschließen Geringe mechanische Reibung kann das Epithel beschädigen 12 12

57 Durch das Tragen von KL kann das Gleichgewicht der nicht spezifischen Abwehrproteine im Tränenfilm verändert werden KL adsorbieren und Absorbieren Proteine aus dem Tränenfilm Keine Veränderung der Lysozym/ Lactoferrin/ Mucin Werte Absorbierte Proteine liefern: Die Grundlage für bakterielle Adhäsion Die Möglichkeit für immunologische Reaktionen, je nachdem ob das Protein als fremd angesehen wird 12 12

58 Einfluss des Tragens von KL auf Zytokine und Arachidonsäure Metaboliten
Testperson IL-8 IL-6 GM-CSF LTB4 Ohne KL EWKL 150 x 103 230 x 103 150 218 66 59 1005 1150 Statistisch gesehen keine Auswirkungen auf diese wichtigen Entzündungsmediatoren 12 12

59 Komplement Aktivierung auf KL
C3 C5 C3a C5a MAC C3bBb C3b 12 12

60 Das Tragen von KL reduziert die PMN Rekrutierung in den Tränenfilm
Stapleton et al., 1997 Versuchs-umstände Ohne KL Mittelwert Mit KL Mittelwert Offenes Auge 8 h Schlaf 2777 181 N = 6 12 12

61 Einfluss des Tragens von KL auf die sIgA Werte im Tränenfilm
sIgA: % des gasamten Proteins Tränentyp Ohne KL DW EW Auge zu Auge auf 54 22 - 13 51 10 N = 6 12 12

62 Auswirkungen reduzierter sIgA Werte im Tränenfilm
Mikroorganismen haften sich mit höherer Wahrscheinlichkeit an Oberflächen im Auge an und wachsen Toxine können weniger leicht neutralisiert werden PMNs sind weniger zu Phagozytose imstande 12 12

63 Auswirkungen des Tragens von KL auf die Abwehrkräfte des Wirtes
Veränderung der normalen Funktionen des Tränenfilms (Dk/t abhängig) Verringerung der PMN Anzahl (abhängig vom Linsentyp?) Verringerung des sIgA 12 12

64 Entzündliche Komponenten bei CLARE
Reflextränen Mittelwert/ml CLARE tränen Mittelwert/ml C3 Faktor B IL-6 IL-8 LTB4 4.0mg 0.1mg 75pg 0.5ng 250pg 4.3mg 0.3mg 116pg 2.7ng* 636pg* N = 6 *p < 0.05 12 12

65 Auswirkungen von CLARE auf die PMN Werte des Tränenfilms
Holden et al., 1996 CLARE Mittelwert NORMAL Mittelwert 4 28 4 15 PMN Werte Zellanzahl des Epithels N = 12 12 12

66 Entzündliche Komponenten in CLPU
Reflextränen Mittelwert/ml CLPUtränen Mittelwert/ml C3 Faktor B IL-6 IL-8 LTB4 4.0mg 0.1mg 75pg 0.5ng 250pg 3.7mg 0.1mg 62pg 0.8ng 1271pg* N = 8 *p < 0.05 12 12

67 Ätiologie nicht vollständig geklärt
GPC/CLPC Ätiologie nicht vollständig geklärt Tritt häufiger bei nicht-ionischen Hydrogel Linsen* auf Inzidenz kann durch häufigen Austausch der Linsen reduziert werden *Hart et al., 1989 12 12

68 Tränen-Immunglobulin Werte in GPC
Immunoglobulin GPC:Normal % Plasma Protein IgA IgG IgM IgE 1 2 >5 3 Donshik et al., 1983; Barishak et al., 1984 12 12

69 Änderungen der nicht spezifischen Tränen-Abwehrproteine bei GPC
GPC:Normal % Plasma Protein Laktoferrin Lysozym C3 Faktor B 0.6 1.1 3.8 3.5 Ballow et al., 1987; Rapacz et al., 1988; Ballow et al., 1985 12 12

70 Weiße Blutkörperchen in der Bindehaut während GPC
erhöht: Granulozyten Mastzellen Eosinophile Basophil Allansmith et al., 1977 12 12

71 Spezifische Abwehr des Wirtes
Zusammenfassung Basiert auf der Produktion von Immunglobulinen sIgA ist der hauptsächliche Antikörper im Tränenfilm IgE ist der hauptsächliche Antikörper bei allergischen Reaktionen Es wird verhindert, dass sich Mikroorganismen im Auge ansiedeln Hilfe bei der Erkennung von Mikroorganismen durch zelluläre Komponenten 12 12

72 Spezifische Abwehr des Wirtes
Zusammenfassung Dentritische Zellen signalisieren den T Zellen die Anwesenheit von Mikroorganismen T Zellen signalisieren den B Zellen einen spezifischen Antikörper zu produzieren Mikroorganismen, die von Antikörper oder Komplement umhüllt sind, werden von PMNs und Makrophagen aufgenommen und abgetötet 12 12

73 Veränderungen während des Tragens von KL
verringert: PMNs sIgA

74 Veränderungen während verschiedener KL induzierter negativer Antworten
Erhöht : IL-8 (CLARE) LTB4 (CLARE, CLPU) PMNs (CLARE, CLPU, CLPC) IgE, IgG, IgM (CLPC) Mastzellen, Eosinophile, Basophile (CLPC)

75 Untergeordnete Tränenproteine: antimikrobielle Enzyme und Enzymhemmer
Sekretorische Phospholipase A2 spezifischer Leukozyt Protease Inhibitor (SLPI) Elafin

76 Sekretorisches Komponent
IgA Monometer J - Kette Starke Kette s - s s - s Schwache Kette Sekretorisches Komponent Fab Fc 12 12