Immunreaksjoner


posted October 17, 2013 by admin

Det spesifikke immunforsvaret kan reagere på ulike måter, avhengig av hvilket agens det er snakk om. Ved virale infeksjoner vil det normalt være T-cellene i den aktuelle klonen som tar seg av inntrengeren, mens det ved bakterielle infeksjoner normalt vil være B-cellene.

T-cellereaksjonen tilhører den cellulære delen av det spesifikke immunforsvaret, mens B-cellereaksjonen tilhører den ikke-cellulære delen. Ved T-cellereaksjonen vil antigenet gjenkjennes og drepes av én enkelt celle, T-drepecellen, og selve reaksjonen er spesialisert til å drepe virus, virusinfiserte celler og kreftceller. Etter 60 – 65-årsalderen går produksjonen av T-lymfocytter ned, dette kan være årsaken til at eldre lettere får infeksjonssykdommer og kreft.

Virus

For å kunne forstå T-cellereaksjonen er det også viktig å forstå hvordan et virus er bygd opp og hvordan det skaper sykdom. Virus er ikke levende organismer, men organisk kjemiske smittestoffer. De kan ikke klare seg på egenhånd, men er avhengig av en vertscelle. Under en infeksjon vil virus “gjemme” seg inne i cellene våre, noe som gjør det vanskelig å oppdage for de sirkulerende immuncellene våre. Virus har en meget enkel oppbyggning og består stort sett av et nukleokapsid. Nukleokapsidet består av virusets arvestoff (nukleinsyre), som kan være både DNA og RNA, og en proteinkappe (kapsid). Denne oppbygningen gjelder de aller fleste virus, men noen få virus har også virusmembran.

Målet til et virus som har infisert en celle er å formere seg, dette kan det gjøre på flere måter, avhengig av hvilket virus det er snakk om. Hvis viruset består av RNA vil enzymer fra viruset, kalt revers transkriptase, omgjøre RNA til DNA, som så inkorporeres i vertscellens eget DNA. Deretter vil vertscellens proteinsyntesesystem avlese virusets gener og produsere nye virusproteiner, samtidig som det kopieres mange nye RNA. Vertscellen har nå blitt lurt til å produsere mange nye virusproteiner og virusnukleinsyrer, som så settes sammen til nye virus og skilles ut av cellen for å infisere sitt målorgan.

Når virusene når sine målorgan og klarer å infisere disse cellene, vil de forsøke å skape sykdom på flere ulike måter. De kan formere seg og lage skade ved å “stjele” membran fra vertscellen eller få den til å sprekke (lysesere). De kan produsere opp proteiner som skader cellen, f.eks ved å skape mutasjoner i DNA som produserer opp proteiner som øker cellens delingshastighet (kreft), hemme cellens egenproduksjon, eller rett og slett skape sykdom ved at vertens eget immunforsvar skader sitt eget vev ved å drepe sine egne celler for å ta seg av viruset. Når nok celler i et organ er skadet, kommer symptomene på sykdom.

T-cellereaksjonen

T-cellereaksjonen utføres av T-hjelpeceller og T-drepeceller (cytotoksiske celler). I motsetning til nøytrofile granulocytter og makrofager, kan ikke T-drepecellene fagocytere. I stedet må de drepe de infiserte eller skadde cellene.

Ved en viral infeksjon vil et virus kunne infisere en av våre egne celler, formere seg slik at cellen vår sprekker og så spre seg i blodet. Den ødelagte cellen vil fagocyteres av makrofager, som vi husker fungerer  som “renholdere” og profesjonelle antigenpresenterende celler. Makrofagene vil så bryte ned virusproteinene og presentere disse både i sitt HLA-type-2-molekyl og i sitt HLA-type-1-molekyl. Makrofagene vil så gå til nærmeste lymfeknute, hvor de møter på T-hjelpeceller fra mange ulike kloner og presentere sitt utvalg av antigener. Når makrofagen til slutt treffer den rette T-hjelpecellen (klonseleksjon) vil den binde seg til HLA-type-2-molekylet på makrofagen og aktiveres. T-hjelpecellen vil da produsere interleukiner som virker både autokrint og parakrint. I nærheten av T-hjelpecellen finnes det også T-drepeceller fra den samme klonen som T-hjelpecellen. Drepecellen vil binde seg til HLA-type-1-molekylet på  den samme makrofagen,  eller på virusinfiserte celler, og dermed felle ut sine reseptorer for interleukinene. T-drepecellen vil dermed begynne å dele seg, og klonen vokser (klonekspansjon).

Skjermbilde 2013-10-25 kl. 16.24.55

 

Antigenet fagocyteres av antigenpresenterende celler (APC), som bryter ned antigenet og viser frem deler av det i sitt HLA-molekyl-type-2 (MHC2). Reseptorer hos T-hjelpecellen kalt CD4+ regisrerer antigenet og sender ut sine cytokiner (vekstfaktorer) slik at klonekspansjonen starter. 

Bilde: www.wikipedia.com

T-celleangrepet

Etter klonekspansjonen vil T-drepecellene bevege seg fritt rundt i kroppen vår. Der vil den inspisere de HLA-type-1-molekylene som finnes på kroppens egne celler, på leting etter antigenet som følger med det aktuelle viruset. Om de finner celler som inneholder det rette virusproteinet i sitt HLA-type-1-molekyl, vil de drepe denne cellen. Dette gjøres enten ved at T-drepecellen skiller ut et poredannende stoff som lager hull på den andre cellen, eller ved å tvinge den andre cellen til å gjennomgå apoptose, dvs. programmert celledød (selvmord).

Antistoffavhengig

I motsetning til T-cellereaksjonen som normalt settes igang ved virale infeksjoner, vil B-cellereaksjonen normalt sett aktiveres av bakterielle infeksjoner. B-lymfocytter er celler som kan omdannes til antistoffproduserende plasmaceller når den er aktivert. B-cellereaksjonen kalles derfor det antistoffavhengige immunforsvaret, eller det ikke-cellulære spesifikke immunforsvaret.

Antistoff

Skjermbilde 2013-10-25 kl. 16.18.35Antistoffer, eller gammaglobuliner, er karbohydratholdige proteiner som produseres av aktiverte B-celler, kalt plasmaceller. Antistoffene kalles også immunglobuliner (Ig), og utgjør ca 20% av plasmaproteinen hos friske mennesker. Av figuren kan du se at et antistoff består av to antigenbindene seter som er helt spesifikke for ett spesielt antigen, akkurat som reseptorene hos cellene i  det spesifikke immunforsvaret. Antistoffene består også av et effektorområde som er felles for alle antistoffer. Antistoffer kan sirkulere i blodet som frie fragmenter, eller festet til membranen i B-lymfocytter.

Alle antistoffer er bygget opp etter samme prinsipp og består av én til fem grunnenheter. IgG består f.eks av kun én grunnenhet, mens IgM består av fem. Hver grunnenhet er divalent, dvs at den har to bindingsseter som kan binde hvert sitt antigenepitop. De to antigenepitopene som bindes av ett antistoffmolekyl, må være helt like. Det forholdet at antistoffmolekylene kan binde to eller flere antigenmolekyler, er en forutsetning for deres evne til å felle ut antigen, ved at det dannes immunkomplekser (se senere).

Det finnes flere ulike typer antistoffer med litt ulike egenskaper, de klassifiseres som følger:

  • IgA – Dette er antistoffer som beskytter slimhinneoverflater. I tillegg går de også over i morsmelk, og beskytter øvre del av mage-tarm-slimhinnen til spedbarn som ammer.
  • IgD – Disse antistoffene sitter i membranen til B-lymfocyttene og virker som antigenreseptorer som aktiverer B-cellene.
  • IgE – Dette er antistoffer som er forbundet med allergi. De binder seg til mastceller og utløser histaminfrigjøring som sørger for at små blodårer utvider seg og glatt muskulatur trekker seg sammen. Ved allergi vil dette kunne føre til hevelse og obstruksjon av luft i luftveiene, i tillegg til rennende nese og øyne.
  • IgG – Dette er det antistoffet som produseres i sekundærresponsen (se senere). Det kan gå ut av blodårene, over placenta og til fosteret og over i brystmelken. IgG utgjør etter hvert ca 70% av antistoffene i blodet.
  • IgM – Antistoffer som består av fem molekyler som er bundet sammen. Dette er det første antistoffet som produseres i en immunreaksjon. Det befinner seg for det meste i blodet, da det er for stort til å kunne passere ut av blodårene.

Når et antistoff binder et antigen, er det en rekke ulike ting som kan skje, avhengig av hvilke antistoffer og antigen det er snakk om. Antistoffene kan klumpe seg sammen med flere antigen, som dermed kan fagocyteres samtidig. Husk at antistoffer hadde opsonin virkning, og vil fungere som “pålegg på maten” for fagocyterende celler. Antistoffer aktiverer også komplement, og kan i tillegg binde og inaktivere skadelige stoffer som skilles ut av bakterier, og også binde seg til overflaten på virus og hindre disse i å infisere nye celler. Antistoffer er derfor en viktig del av både det spesifikke og de uspesifikke immunforsvaret, og et godt eksempel på hvordan de to delene av det indre immunforsvaret kan samarbeide.

B-cellereaksjonen

IgD-antistoffer finnes som nevnt på overflaten av B-lymfocytter. Hvert antistoff har reseptorer for ett spesielt antigen, og denne reseptorene er felles for alle cellene i den aktuelle klonen. Når B-cellen treffer et antigen som matcher reseptorene til antistoffet det har membranet, vil B-cellen binde seg til dette antigenet. Antistoff-antigen-komplekset vil så tas opp i B-cellen via endocytose og på innsiden av cellen vil B-cellen bryte ned antigenet og presentere bitene fra det i sitt HLA-type-2-molekyl (husk at B-cellen også er profesjonell antigenpresenterende celle). HLA-molekylet vl gjenkjennes av T-celle-reseptorer i samme klon som så vil binde seg til molekylet. På denne måten presenter B-cellen antigenet til sitt familieoverhode, T-hjelpecellen (klonseleksjon).

T-hjelpecellen vi så produsere interleukiner som gjør at B-cellen deler seg. Interleukinene vil også gjøre at B-cellene omdannes til plasmaceller som masseproduserer antistoffer som slippes ut i sirkulasjonen og binder antigener. En plasmacelle er så dedikert til å produsere antistoffer, at den “glemmer” å produsere proteiner til eget bruk. Plasmacellen dør derfor etter få dager med intens antistoffproduksjon. En aktivert B-celle som er omdannet til plasmacelle, kan produsere så mye som 2000 antistoffer per sekund.

Hukommelsesceller

Første gang et antigen kommer inn i kroppen vår tar det flere dager før antistoffproduksjonen starter, i tillegg er den også svært beskjeden. Denne første reaksjonen kalles primærrespons. Årsaken til at det tar lang tid er fordi lymfocyttene fra den rette klonen må komme i kontakt med det aktuelle antigenet, i tillegg må også den aktuelle klonen gjennomgå klonekspansjonen før selve antistoffproduksjonen starter. Er antigenet en del av en svært patogen mikroorganisme, kan denne forsinkelsen føre til døden uten at immunforsvaret rekker å reagere.

Ved virale eller bakterielle infeksjoner, hvor det igangsettes enten T- eller B-cellereaksjon, vil det alltid dannes en del hukommelsesceller innfor de gitte klonene. Hensikten med dette er å skape en varig forøkelse av den gitte klonen, slik at når det neste gang skjer en infeksjon med det aktuelle antigenet, vil klonen bestå av mange flere celler som kan gjenkjenne antigenet. Denne responsen som skjer etter primærresponsen, kalles sekundærrespons. På kun få timer kan det produseres enorme mengder antistoffer, slik at antigenet uskadeliggjøres så raskt at man som regel ikke merker at man er i ferd med å bli syk. Hukommelsescellene vil dannes ved både T- og B-cellereaksjon.

Skjermbilde 2013-10-25 kl. 16.34.13

Ian Frazer,  australsk immunolog som har vært med på å lage den første vaksinen mot livmorhalskreft. Bilde: www.wikipedia.org

Vaksiner

Vaksiner stammer opprinnelig fra Kina, hvor man pustet inn pulver fra vev fra personer som hadde dødd av kopper. Den moderne vaksinasjonsteknikkens far er derimot den engelske legen Edward Jenner. Han oppdaget at budeier som var smittet av kukopper (en ufarlig infeksjon for oss mennesker), var immune mot Variola (kopper). Jenner utviklet dermed den første vaksinen, av infisert materiale fra dyr som hadde kukopper, noe som resulterte i full beskyttelse mot kopper (1798). Etter hvert som vaksinasjon ble satt i system, spesielt av WHO, klarte man i 1979 å fullstendig utrydde koppper med en vaksine ikke helt ulik den Jenner brukte.

Ved vaksinasjon tilføres kroppen antigener fra sykdomsfremkallende mikroorganismer. Disse mikroorganismene er behandlet, slik at de ikke skal kunne skape sykdom, samtidig som antigenet er intakt. Ved vaksinering vil det settes i gang de samme reaksjonene som ved en normal infeksjon, som regel uten at den vaksinerte føler seg syk. Immunreaksjonen sørger for at det dannes hukommelsesceller, slik at immunforsvaret er forberedt når det samme antigenet kommer inn neste gang.

Det finnes 3 hovedtyper vaksiner:

  • Levende, ikke sykdomsfremkallende mikroorganismer
  • Intakte, døde mikroorganismer
  • Deler av mikroorganismer

I Norge vaksineres barn mot difteri, stivkrampe og kikhoste (trippelvaksine), meslinger, røde hunder, Haemophiluz influenza gruppe B, tuberkulose (BCG) og poliomyelitt. Dette er sykdommer som i dag er svært sjeldne i Norge, nettopp pga. vaksiner.

Kilder: 

Qybele.no

Tjade, T. (2008). Medisinsk mikrobiologi og infeksjonssykdommer (3 utgave). Fagbokforlaget Vigmostad & Bjørke AS

Sand, O. Sjaastad, Ø, V. Haug, E. (2010). Menneskets fysiologi (1 utgave, 6 opplag). Oslo: Gyldendal Norske Forlag AS