Immunsystemet Människan: biologi och hälsa SJSF11 2016-04-29 Annelie Augustinsson Kursmål Kunna identifiera grundläggande anatomiska strukturer samt redogöra för fysiologiska processer i kroppens organsystem Kunna redogöra för den topografiska anatomin Kunna förklara immunsystemets betydelse för människans hälsa Kunna använda medicinska termer och begrepp på ett relevant sätt samt förklara organsystemens struktur och funktion Innehåll Ospecifika immunförsvaret Barriärer Kemiskt försvar Cellulärt försvar Specifika immunförsvaret Lymfkärl och lymfknutor B-lymfocyter och antikroppar T-mördarceller och T-hjälparceller 1
Leukocyter De vita blodkropparna är kärnförande celler som har olika utseende, storlek och funktion. Alla deltar dock i kroppens immunologiska försvar mot infektioner. Leukocyterna angriper mikroorganismer på olika sätt: fagocytos substansfrisättning mord Immunförsvaret Ospecifika immunförsvaret = de försvarsmekanismer som alltid fungerar på samma sätt oavsett vad som ska bekämpas. Specifika immunförsvaret = B- och T- lymfocyter känner igen och minns specifika antigener, samt bildar antikroppar. Kommunikation mellan immunsystemets alla celler sker med hjälp av cytokiner. Ospecifika immunförsvaret Till det ospecifika immunförsvaret tillhör: Barriärer = hud och slemhinnor Kemiskt försvar = t ex lågt ph, nedbrytande enzymer, cytokiner och inflammationsframkallande substanser Cellulärt försvar = fagocyterande celler och naturliga mördarceller (NK-celler) 2
Komplementsystemet Komplementsystemet består av ett trettiotal proteiner i blodplasman som har förmågan att aktivera varandra i en viss bestämd ordning. Andra icke-cellulära faktorer Transferrin binder järn, som är ett viktigt näringsämne för bakterier, och försämrar därmed bakteriernas mölighet att växa. CRP (C-reaktivt protein) är ett akutfasprotein som frisätts från levern precis i början på en infektion. CRP interagerar med komplementsystemet och bidrar till att komplement identifierar patogener och skadade celler. Kemiska substanser Interferoner är en typ av cytokiner som frisätts från bland annat virusinfekterade celler. De stimulerar närliggande celler att producera proteiner som hämmar vidare virusutveckling och spridning. Interleukiner är en typ av cytokiner som har många uppgifter i immunsystemet. Interleukin-1 = pyrogen 3
Inflammationsframkallande substanser Inflammationsframkallande substanser frisätts vid alla typer av vävnadsskador. Inflammation innebär framför allt: Kärldilatation = prostaglandiner, histamin och bradykinin Kapillärläckage Rekrytering av leukocyter = leukotriener och cytokiner Granulocyter Eosinofiler är specialiserade på att döda parasiter genom fagocytos eller att frisätta giftiga substanser. Basofiler frisätter histamin till vävnad som exponerats för allergener. Neutrofiler är specialiserade på att fagocytera bakterier. Neutrofil granulocyt Neutrofil granulocyt som slukar mjältbrandsbakterier (Bacillus anthracis) 4
Monocyter Monocyterna bildas i benmärgen och använder sedan blodet som transportmedium ut till kroppens vävnader där de omvandlas till stora ätarceller = makrofager NK-celler Natural killer cells (naturliga mördarceller) = en typ av förstorade lymfocyter. Cellerna aktiveras av främmande antigener och av substanser från T-hjälparceller. Främsta uppgift = att döda cancerceller och virusinfekterade celler med hjälp av perforiner eller apoptos. Hud- och slemhinnebarriär Sammanfattning Makrofag eller neutrofil granulocyt fagocyterar bakterie Komplement C1 C9 Punktering av infekterad cell eller cancercell NK-cell 40 C Virusinfekterad cell Feber orsakas av interleukin-1 från makrofager och monocyter Interferoner från virusinfekterad cell motverkar spridning av virus Inflammation p g a histamin, leukotriener och prostaglandiner Tumor Rubor Dolor Calor 5
Specifika immunförsvaret I det specifika immunförsvaret deltar framför allt B-lymfocyter (antikroppsberoende försvar) och T-lymfocyter (cellulärt försvar) som finns i lymfvävnad. Lymfkärl och lymfknutor Lymfkärlens funktion är att återföra vävnadsvätska (från ISV) till vensystemet. På vägen filtreras vätskan, lymfan, genom lymfknutorna. Lymfknutorna innehåller B- och T-lymfocyter samt makrofager och dendritiska celler med antigenpresenterande förmåga. APC = antigenpresenterande celler MALT MALT = mukosaassocierad lymfvävnad MALT finns i slemhinnan hos olika organ: Mag-tarmsystemet inkluderat blindtarmsbihanget Mjälten Tonsillerna Brässen Lungorna 6
Lymfocyter Det finns tre huvudtyper av lymfocyter: B-lymfocyter T-lymfocyter NK-celler (natural killer cells) Under mognadsstadiet sker en ständig kontroll av lymfocyterna i thymus (brässen) och i benmärgen. De lymfocyter som skulle kunna förstöra kroppsegna substanser eller celler rensas bort. B-lymfocyter B-lymfocyter mognar i benmärgen och transporteras sedan till lymfknutor, mjälte, halsmandlar och blindtarmsbihang. Vid kontakt med antigener eller vid stimulering av cytokiner aktiveras B-lymfocyterna och börjar dela sig plasmaceller B-lymfocyter B-lymfocyternas funktioner: presentera antigen för T-lymfocyterna producera antikroppar Antigen-antikroppsbindning aktiverar B-lymfocyter som omvandlas till plasmaceller. 7
B-lymfocyter Plasmacellerna tillverkar antikroppar som smaksätter bakterien, så att fagocyter eller komplementsystemet kan döda dem. B-lymfocyterna bildar också minnesceller som kommer ihåg antigenet. Lymfocyternas förmåga att bilda minnesceller utnyttjas vid vaccinering. Antikroppar Antikroppar = proteiner med specifik förmåga att binda antigener Kallas även immunglobuliner (Ig). Det finns fem olika klasser: IgA IgD IgE IgG IgM Antikroppar IgG är den vanligaste klassen av antikroppar och utgör ungefär 75 80 % av alla immunglobuliner i serum. Fc-regionen av immunglobulinet fastnar på fagocyten och tillåter därmed fagocytos av antigen-antikroppskomplexet (samt kan fixera komplement). 8
Antikroppar IgA bildas framför allt i mag-tarmkanalens lymfatiska vävnad och finns som dimer i körtelsekret och på slemhinnor samt som monomer i serum. IgA finns också i hög koncentration i modersmjölken. Monomer Dimer Antikroppar IgM är den största av immunglobulinerna (pentamer) och utgör 7 10% av alla immunglobuliner i serum. IgM bildas snabbare än de andra immunglobulinerna och kan på grund av sin struktur binda många antigener samtidigt. Antikroppar IgE-antikropparna binder bland annat basofila granulocyter och mastceller. Deras egentliga funktion är att skydda mot mask- och parasitinfektioner, men är alltså även involverade när en allergisk (hypersensitiv) reaktion uppstår. 9
Immunisering Immunisering innebär att antikroppar bildas mot specifika antigener. Immunisering kan åstadkommas både aktivt och passivt. Aktiv immunisering Aktiv immunisering innebär att kroppen själv utvecklar att immunologiskt skydd mot ett specifikt antigen. Detta kan kroppen göra vid infektion eller vid vaccination. Passiv immunisering Humana antikroppar tillförs, t ex gammaglobulin (ospecifikt immunglobulin mot t ex hepatit A och mässling). Autoimmunitet Endogent producerade antikroppar skadar kroppsegna molekyler, celler eller vävnader. 10
T-lymfocyter T-lymfocyter mognar i thymus (eller i tonsillen bakom näsan och i tunntarmen) och utvecklas där till antingen T-hjälparceller eller T-mördarceller. T-hjälparceller T-hjälparceller aktiveras när cellmembranet förändras efter att APC eller B-lymfocyter placerat en del av mikroorganismens antigen (epitop) på ytan tillsammans med en MHC-molekyl. De hjälper B-lymfocyter att nyproducera antikroppsproducerande plasmaceller samt medverkar vid utvecklingen av aktiva T-mördarceller och bildningen av minnesceller. T-mördarceller T-mördarcellerna är specialiserade på att direkt döda t ex virusinfekterade celler och cancerceller. Aktivering sker då epiop och MHC-molekyl uppvisas på den främmande cellens yta. T-mördarcellerna dödar den infekterade cellen genom perforering av cellmembranet eller omprogrammering av offrets arvsmassa apoptos 11
Arbeta gärna i grupper med följande frågor för att förstå immunförsvaret bättre: Du har fått ett sår på handryggen där det kommit in smuts. Förklara vad som händer i immunsystemet, varför och hur kroppen reagerar på detta. Du har fått en infektion av Calicivirus, i dagligt tal kallat vinterkräksjukan. Förklara vad som händer i immunsystemet, varför och hur kroppen reagerar på detta. 12