Mechanizm przyklejania zakażonych krwinek do naczyń

Sekwestracja zakażonych krwinek czerwonych w naczyniach krwionośnych stanowi jeden z najważniejszych mechanizmów patogenezy malarii, szczególnie w przypadku zakażeń Plasmodium falciparum1. Ten proces polega na adhezyjnych interakcjach między białkami pochodzącymi od pasożyta wyrażanymi na powierzchni zakażonych krwinek czerwonych a licznymi cząsteczkami gospodarza na powierzchni komórek śródbłonka, komórek łożyska i niezakażonych erytrocytów1.

Molekularne podstawy cytoadherencji

Głównym ligandem pasożyta odpowiedzialnym za cytoadherencję jest białko błony erytrocytów P. falciparum (PfEMP1), kodowane przez wielogenową rodzinę zwaną var1. PfEMP1 jest klonalnie zmienny, co umożliwia unikanie specyficznych odpowiedzi immunologicznych1. Po zakażeniu krwinki czerwonej P. falciparum może wstawić białka adhezyjne do błony erytrocytów, tworząc w ten sposób cytoadherentny fenotyp2.

Białko PfEMP1 kodowane jest razem z genem var i komunikuje się z licznymi receptorami gospodarza, takimi jak ICAM-1, EPCR, CD36, w zależności od tego, który gen var jest ekspresowany3. Wiązanie PfEMP1 z określonymi receptorami jest krytycznym wskaźnikiem dla skutków klinicznych zakażeń Plasmodium falciparum w głównych tkankach i narządach4.

Mechanizm sekwestracji

Zdolność do przyklejania się do śródbłonka, niezakażonych krwinek i płytek krwi powoduje, że ponad 20% kapilar mózgowych wypełnia się pasożytami P. falciparum, co prowadzi do zastoju naczyniowego, retinopatii, przeciekania kapilar, zakrzepów, krwotoków, uszkodzenia aksonów, śpiączki i śmierci z powodu malarii mózgowej w ciągu 48 godzin2. Organizmy wykazują właściwości przyczepności, które prowadzą do sekwestracji pasożytów w małych naczyniach pokłośniczkowych5.

Zakażone krwinki czerwone wydają się lepkie i przylegają do ścian naczyń krwionośnych, powodując obstrukcję przepływu krwi i niedokrwienie w dotkniętych obszarach i narządach6. Lepkie krwinki czerwone również zlepiają się ze sobą, tworząc rozetki, które jeśli są wystarczająco duże, mogą zatykać przepływ krwi w głównych naczyniach krwionośnych6.

Mechanizm ochronny: Zakażone krwinki czerwone, szczególnie te z Plasmodium falciparum, unikają niszczenia poprzez rozwijanie białek adhezyjnych na powierzchni zakażonych krwinek, powodując przyklejanie się krwinek do ścian małych naczyń krwionośnych. Prowadzi to do sekwestracji pasożyta z przepływu przez ogólną cyrkulację i śledzionę7.

Receptory śródbłonka i specyficzność narządowa

Niektóre receptory dla adhezji pasożyta zostały powiązane z określonymi zespołami chorobowymi malarii, takimi jak międzykomórkowa cząsteczka adhezji 1 (ICAM-1) w malarii mózgowej oraz siarczan chondroityny A i kwas hialuronowy w zakażeniu łożyska1. Receptor białka C śródbłonka (EPCR) na naczyniach mózgowych stanowi główny cel P. falciparum i odpowiada za wiele patologicznych objawów w malarii mózgowej8.

Zakażone erytrocyty wiążą się z receptorem białka C śródbłonka (EPCR) naczyń mózgowych8. EPCR związany przez zakażone erytrocyty nie jest w stanie aktywować białka C; aktywowane białko C (APC) normalnie ogranicza wytwarzanie trombiny i odkładanie fibryny8. APC ma również działanie cytoprotekcyjne, w tym przeciwzapalne, przeciwapoptotyczne i utrzymywanie funkcji bariery śródbłonka, które są upośledzone w malarii mózgowej8.

Konsekwencje sekwestracji

Sekwestracja zakażonych krwinek czerwonych w naczyniach śródbłonka i zdolność organizmu do usuwania uszkodzonych krwinek czerwonych zachodzą głównie w śledzionie, przyczyniając się do splenomegalii u niektórych pacjentów6. Sekwestracja krwinek czerwonych i niszczenie krwinek czerwonych prowadzące do niedokrwistości w połączeniu z obstrukcją przepływu krwi prowadzi do zmniejszenia perfuzji tkanek, powodując zmęczenie, ogólne osłabienie organizmu i niedokrwienie6.

Przyklejanie i akumulacja zakażonych krwinek czerwonych, płytek krwi i leukocytów (makrofagów, limfocytów CD4+ i CD8+ oraz monocytów) w naczyniach mikrokrążenia mózgu odgrywa zasadniczą rolę w progresji choroby9. Przeszkoda w mikrokrążeniu przez koagulację i dysfunkcję śródbłonka przyczynia się do uszkodzenia neurologicznego i ciężkości choroby9.

Rola płytek krwi w sekwestracji

Płytki krwi są uważane za krytycznych uczestników malarii mózgowej, zapewniając alternatywny, pośredni mechanizm adhezji zakażonych krwinek czerwonych10. Eksperymenty z zlepianiem zakażonych krwinek czerwonych indukowanym przez płytki krwi in vitro wykazały występowanie zlepiania zakażonych krwinek czerwonych po inkubacji z osoczem bogatym w płytki10.

Zakażone krwinki czerwone są w stanie aktywować płytki krwi, co prowadzi do przeniesienia wewnętrznej P-selektyny na jej powierzchnię11. PfEMP1 jest ekspresowane na błonie zakażonych krwinek czerwonych i zachęca do przyczepności zakażonych krwinek czerwonych na komórkach śródbłonka mózgu11.

Znaczenie kliniczne: Zrozumienie tych interakcji między gospodarzem a pasożytem w kontekście choroby klinicznej i odporności może ujawnić potencjalne cele zapobiegania lub leczenia ciężkich form malarii1.

Malaria łożyskowa

Występująca z największą częstością w Afryce z powodu P. falciparum ze względu na jego zdolność do tworzenia cytoadherentnego fenotypu, malaria łożyskowa charakteryzuje się akumulacją zakażonych krwinek czerwonych w przestrzeni międzykłoszczowej i następującą infiltracją makrofagów matczynych2. W ciężkich przypadkach wynikające z tego przewlekłe zapalenie kłosków prowadzi do zmniejszonego transportu składników odżywczych przez łożysko, ograniczenia wzrostu płodu i dzieci o niskiej masie urodzeniowej, a także zwiększonego ryzyka porodu przedwczesnego i stanu przedrzucawkowego u matki2.

Ucieczka przed odpornością

Te białka adhezyjne są również uważane za przyczynę powikłań spowodowanych przez ten typ pasożyta malarii7. Nazywane są PfEMP1, co oznacza białko błony erytrocytów Plasmodium falciparum 1, i mają różnorodność i zróżnicowanie, przez co nie mogą być targetowane przez przeciwciała wytwarzane w organizmie7. Ta zmienność antygenowa umożliwia pasożytom unikanie rozpoznania przez układ odpornościowy gospodarza, co pozwala na utrzymanie przewlekłych zakażeń.

Pytania i odpowiedzi

Co to jest sekwestracja w malarii?

Sekwestracja to proces przyklejania się zakażonych krwinek czerwonych do ścian naczyń krwionośnych poprzez białka adhezyjne, co chroni pasożyty przed usunięciem przez śledzionę, ale zatyka mikrokrążenie.

Jaką rolę odgrywa białko PfEMP1?

PfEMP1 to główne białko adhezyjne P. falciparum, które umożliwia przyklejanie zakażonych krwinek do receptorów śródbłonka jak ICAM-1, EPCR czy CD36, prowadząc do sekwestracji.

Dlaczego sekwestracja jest niebezpieczna?

Sekwestracja zatyka małe naczynia krwionośne, powodując niedotlenienie tkanek, obrzęk, zakrzepy i może prowadzić do niewydolności narządów, szczególnie mózgu, płuc i nerek.

Jak płytki krwi uczestniczą w sekwestracji?

Zakażone krwinki czerwone aktywują płytki krwi, które następnie ułatwiają przyklejanie się erytrocytów do śródbłonka naczyń, tworząc dodatkowy mechanizm adhezji.

Co to są rozetki w malarii?

Rozetki to skupiska zakażonych krwinek czerwonych, które zlepiają się ze sobą tworząc większe struktury mogące zatykać przepływ krwi w głównych naczyniach krwionośnych.

Reklama
Reklama