Oxidativ burst
Kurs: Basvetenskap 6
Vad är det?
- Oxidativ burst (respiratory burst) är den snabba, kraftiga produktionen av reaktiva syreradikaler (ROS) i fagocyter efter att de tagit upp en mikrob.
- En central effektormekanism i det medfödda immunförsvaret — det som gör att neutrofiler och makrofager faktiskt dödar det de ätit.
- Kallas “burst” för att syrgasförbrukningen ökar 10–20-faldigt inom sekunder, oberoende av mitokondriell andning.
Mekanism steg för steg
- Fagocytos — mikroben internaliseras i ett fagosom, ofta efter opsonisering med IgG eller C3b.
- NADPH-oxidas (NOX2) assembleras i fagosommembranet: membrankomponenterna gp91phox (CYBB) och p22phox möter cytosoliska p47phox, p67phox, p40phox och Rac2.
- NADPH ⟶ NADP⁺ + 2e⁻; elektronerna överförs till O₂ ⟶ superoxid (O₂⁻).
- Superoxiddismutas ⟶ väteperoxid (H₂O₂).
- Myeloperoxidas (från azurofila granula) + H₂O₂ + Cl⁻ ⟶ hypoklorsyra (HOCl) — den mest potenta mikrobicida produkten.
- Fenton-reaktion ⟶ hydroxylradikal (•OH).
- NADPH levereras av Pentosfosfatvägen — därav G6PD:s betydelse.
Reglering och samspel
- Aktiveras av PAMP-igenkänning via TLR, Fc- och komplementreceptorer, samt av IFN-γ som primar makrofagen (kopplingen till Mendelsk susceptibilitet för mykobakteriell sjukdom).
- Parallell mekanism: iNOS ⟶ NO ⟶ tillsammans med superoxid bildas peroxynitrit.
- Bidrar också till NETos (neutrophil extracellular traps) och till vävnadsskada vid överdriven inflammation, Reperfusionsskada och ARDS.
Klinisk relevans — när mekanismen sviktar
- Kronisk granulomatös sjukdom (CGD): mutationer i NADPH-oxidaskomponenterna (65 % X-bunden CYBB) ⟶ ingen ROS-produktion ⟶ recidiverande infektioner med katalaspositiva organismer: Staphylococcus aureus, Serratia marcescens, Burkholderia cepacia, Nocardia, Aspergillus. Granulom och abscesser.
- Diagnostik: DHR-flödescytometri (dihydrorhodamin) eller äldre NBT-test.
- Behandling: profylaktiskt Trimetoprim-sulfametoxazol + Itrakonazol, IFN-γ, Hematopoetisk stamcellstransplantation.
- Myeloperoxidasbrist: oftast asymtomatisk, ibland Candida-infektioner.
- G6PD-brist: svår form kan ge nedsatt NADPH-tillgång och CGD-liknande bild utöver Hemolys.
Mikrobiella motstrategier
- Katalas (S. aureus, Aspergillus) bryter ner H₂O₂ — därav sårbarheten just för katalaspositiva vid CGD.
- Mycobacterium tuberculosis hämmar fagolysosomal fusion och neutraliserar ROS med KatG.
- Brucella, Salmonella, Leishmania och Toxoplasma gondii undviker eller motstår burst intracellulärt.
Klinisk pärla
Katalaspositiva mikrober är CGD-patientens fiender — de “städar undan” det lilla H₂O₂ som annars kunde lånas från bakterien själv. Recidiverande abscesser (lever, lymfkörtlar) hos ett barn med Aspergillus eller Serratia ska leda till DHR-test.
Tenta-fokus
Kunna kedjan NADPH-oxidas ⟶ superoxid ⟶ SOD ⟶ H₂O₂ ⟶ myeloperoxidas ⟶ HOCl och att NADPH kommer från Pentosfosfatvägen. Skilj CGD (defekt burst, katalaspositiva bakterier/svampar) från MPO-brist (mild, Candida) och från Mendelsk susceptibilitet för mykobakteriell sjukdom (defekt IFN-γ-signalering, mykobakterier och Salmonella).
Kopplingar
- NADPH-oxidas — enzymkomplexet i centrum
- Kronisk granulomatös sjukdom — sjukdomen när mekanismen saknas
- Mendelsk susceptibilitet för mykobakteriell sjukdom — defekt i signalen som aktiverar bursten
- Brucellos — infektion där bakterien motstår bursten
- Fagocytos — steget som föregår bursten