2011-03-04
Kroppens
Försvar mot sjukdomar
Organ som deltar i immunförsvaret
• hud och slemhinnor – vår barriär mot yttervärlden
• blod och lymfa distribuerar blodkroppar i hela
kroppen
• lymfnoder innehåller vita blodkroppar och filtrerar
lymfan
• B-celler mognar i benmärgen
enmärgen,, där också alla
andra blodkroppar har sitt ursprung
• T-celler mognar i i brässen (thymus
hymus))
• lymfocyter samlas också i mjälten (spleen)
spleen)
1
2011-03-04
figure 1919-01.jpg
19.1
2
2011-03-04
3
2011-03-04
Immunförsvaret - allmänt
• Vi är ständigt utsatta för smittoämnen
• Smittoämnen sprids främst genom vatten,
livsmedel eller vektorer (djur inkl. människan)
• Kroppens försvar kan delas in i:
– IckeIcke-specifika försvaret
(allmänt mot allt
främmande)
– Specifika
(särskilda smittoämnen)
Innan patogener tränger in i kroppen
Vår kropp skyddas mot attacker av mikro
mikro-organismer::
organismer
• hud
• normalflora på kroppsytan (hud
hud,, tarmar..)
tarmar..)
• slem och tårar
– tårar och spott innehåller lysozym
• magsyror och gallsalter
• hår i näsan
• cilier i andningsorganen;
andningsorganen; hosta,
hosta, nysningar
4
2011-03-04
Icke-specifika immunförsvaret
• Vita blodkroppar (inre försvar)
– Förmåga att sluka smittoämnen
– 3 typer av vita blodkroppar i det icke
specifika försvaret
• Makrofager
• NKNK-celler (mördarceller)
• Granulocyter
Icke-specifika immunförsvaret
• Makrofager
– Storätare som cirkulerar i blodet i väntan på
intrång
– Vid intrång så kommer de över till
vävnadsvätskan och bryter ner det
kroppsfrämmande ämnet genom fagocytos
5
2011-03-04
Icke-specifika immunförsvaret
• NKNK-celler (mördarceller)
– Känner igen celler som saknar ett visst
proteinkomplex på cellytan och påbörjar
nedbrytningen
– Påkallar samtidigt makrofagernas
uppmärksamhet
– Viktig vid bekämpning av cancerceller &
virus infektioner
Mördarcell
Icke-specifikaimmunförsvaret
• Granulocyter
– Har struktur av små korn s.k. vesiklar
– Vesiklarna innehåller lysosomer (små
enzymer) som angriper en bakterie & förstör
denna
– En typ av granulocyt avger histamin vilket
ökar blodflödet till infekterade området
Granulocyt
Vesikel
6
2011-03-04
Vita blodkroppar (leukocyter)
• Lymfocyter
– B-celler plasmaceller och B-minnesceller
– T-celler hjälpar
hjälpar--T-celler och cytotoxiska T-celler
– NKNK-celler (natural killer cells)
cells)
• Fagocyter = vita blodkroppar som kan
fagocytera
– monocyter makrofager
– granulocyter
• basofiler
• eosinofiler
• neutrofiler
– dendritceller
– mastceller
När patogener trängt in i
kroppen (1)
• Specifikt immunförsvar (involverar antikroppar;
antikroppar;
tas upp i detalj senare)
senare)
• IckeIcke-specifikt immunförsvar
– feber
– inflammationsrespons
– fagocyter intar och förstör patogener
– NKNK-celler (Natural Killer cells)
cells) förstör egna
celler som blivit infekterade
7
2011-03-04
När patogener trängt in i
kroppen (2)
– antimikrobiella proteiner
• interferoner utsöndras från virusinfekterade
celler för att skydda friska celler
•
komplementproteiner i blodet
1. Hjälper fagocyter att känna igen patogener
2. Deltar i inflammationsresponsen – lockar
fagocyter till infektionshärdar
3. lyserar mikro
mikro--organismer
Fagocyter
• Intar och förstör bakterier, viruspartiklar och
patogena celler
De viktigaste fagocyterna i ickeicke-specifikt immunförsvar
• Neutrofiler:
Neutrofiler: först i infektionshärdar
• Makrofager: mobila eller i lymfnoderna, långlivade
• Dendritceller: i hud, andningsvägar, magmag-tarm
tarm-kanalens vävnader, lymfnoder
8
2011-03-04
figure 1919-05b.jpg
19.5
– Part 2
9
2011-03-04
Inflamationsreaktioner
1.
Smittoämnet tar sig förbi barriär (hud)
2.
Vita blodkroppar intill skadade området
avger histamin vilket vidgar blodkärlen
3.
Trombocyter (blodplättar) ökar till antal &
”täpper” till skadan
4.
Granulocyter & makrofager angriper
smittoämnet och förhindrar spridning
5.
Var bildas (vid skärsår) = döda granulocyter
Inflammation
•
•
•
•
Kemiska försvarssignaler och celler
interagerar..
interagerar
Skada mastceller och basofiler släpper ut
histamin
histamin utvidgar blodkärl och inducerar
läckage i kapillärer rodnad
rodnad,, svullnad
fagocyter kan komma in i vävnaden
komplementproteiner o.a
o.a.. kemiska signaler
lockar neutrofiler och monocyter till platsen
10
2011-03-04
Inflammation
• monocyterna differentierar till makrofager
• Fagocyterna ”städar upp
upp”” patogener och
döda celler (var
var))
• makrofagerna utsöndrar cytokiner
cytokinerCytokiner
Cytokiner
och toxiner från smittämnet, sprider sig i
kroppen. Dessa når hjärnans temperaturtemperaturcentrum och du får feber
specifik immunrespons
Några proteiner i
immunförsvaret
• Produceras gm att patogenen aktiverar
specifik receptor i värdens immunceller aktivering av gentranskription
– Histamin
– Cytokiner
– Komplement
– Interferoner
11
2011-03-04
Särdrag hos den specifika
immunresponsen
1. Specifitet
2. Förmåga att reagera på mängder av olika
antigener
3. Förmåga att skilja egna celler från
främmande celler
4. Minne
12
2011-03-04
Specifika försvaret
• Det specifika försvaret (immuniteten)
utvecklas efter födelse
• Omfattar lymfocyter & antikroppar
• Lymfocyterna kan skilja på kroppsegna
celler & främmande samt har en
minnesfunktion
• I & med detta reagerar kroppen snabbare
vid attack nr 2 & motståndet blir starkare
med åren
Specifika försvaret
• Lymfocyterna är en del av vita
blodkroppar & bildas därmed i benmärg
samt i brässen
• Aktivering & lagring sker därefter i övriga
lymforgan (mjälte, lymfknutor m.m.)
• Lymfocyter - lika men ändå olika (p.g.a.
receptorer på ytan känner igen protein)
• Lymfocyter binder – förstör & producerar
antikroppar som binder specifikt till
mikroorganismen
13
2011-03-04
Specifika försvaret
• Det finns två typer av lymfocyter
– B-lymfocyter
– T-lymfocyter
Specifika försvaret
• B-lymfocyt
• Bildas i benmärg & transporteras vidare till
lymfkärl, mjälte o.s.v.
• Reagerar på smittoämnen och bildar
antikroppar på cellmembranets yta
• Antikroppar = protein som verkar mot
främmande ämnen s.k. antigener & som
produceras av BB-lymfocyter. Oskadliggör
smittoämnen genom att de gör så att ämnena
klumpar ihop sig alternativt spricker.
14
2011-03-04
Specifika försvaret
• B-lymfocyt
• Vid igenkännande av antigen så binder bblymfocyten till ämnet. Börjar därefter dels bilda
minnesceller dels bilda plasmaceller som bildar fria
antikroppar
Översikt - immunförsvaret
Immunförsvaret
Icke specifika försvaret
Fysiologisk
barriär:
temp, ph,
syre etc.
Cellförsvar –
vita
blodkropparna
Specifika försvaret
Passiv
immunitet:
Tillförsel av
antikroppar
Aktiv
immunitet:
Bildning av
minnescell
er
15
2011-03-04
Specifika försvaret
• Aktiv immunitet
• Immun – inte mottaglig för sjukdomen
• Utvecklas genom att minnesceller bildas vid
infektion..
infektion
• Minnescellerna har en mkt lång livstid och
känner igen smittoämnet i ett tidigt skede
varpå ämnet inte hinner föröka sig och ge
några symptom
• Vaccination är ett sätt att bilda minnesceller
mot en specifik sjukdom. Man tillför
smittoämnet som dock är försvagat alternativt
inaktiverat så att sjukdom inte uppstår
16
2011-03-04
Specifika försvaret
• Passiv immunitet
• Ger ett kortvarigt skydd
• Här tillför man antikroppar mot smittan
vilket kallas för serum.
• När antikropparna så småningom
försvinner så avtar immuniteten
• Hos barn som ammar överförs antikroppar
från mor vilket i sin tur är passiv immunitet
Specifika försvaret
• T-lymfocyter
• Kan inte bilda antikroppar men kan själva
attackera antigener
• Attackerar främst virus & tillförda kroppsceller
• Påkallar även makrofagernas uppmärksamhet
17
2011-03-04
Begrepp
• Antikropp (immunoglobulin, Ig
Ig)) = molekyl som
produceras av immunförsvaret och binder till
ett specifikt för kroppen främmande ämne
• Antigen = organism eller molekyl som
antikroppen binder till
• Epitop = den del av antigenen som antikroppen
binder till
En antigen kan ha flera epitoper och således
kan flera olika antikroppar binda till den.
figure 1919-06.jpg
19.6
18
2011-03-04
Det humorala
immunförsvaret
-antikroppar
utsöndrade av
plasmaceller (Bceller) binder till
antigener i
kroppsvätskor
Det cellulära
immunförsvaret
-T-celler attackerar
celler som är
infekte-rade eller
muterade genom att
binda till
antigener på
cellernas yta
Hur uppkommer en specifik
immunrespons? (1)
• I kroppen finns massor med olika B-celler
med olika antikroppar,
antikroppar, och T-celler med olika
T-cellreceptorer
cellreceptorer..
• Varje cell har bara en typ av antikropp.
antikropp.
• Dessa antikroppars och receptorers
uppbyggnad bestäms av slumpen.
slumpen.
• B- och T-celler som känner igen kroppens
egna proteiner förstörs i ett tidigt skede.
skede.
19
2011-03-04
Hur uppkommer en specifik immunrespons? (2)
• När en T-cell
cell--receptor på T-cellens yta binder en
antigen på en infekterad cells yta,
yta, utsöndrar den
cytokiner och inducerar sin egen celldelning
celldelning..
• Det finns cytotoxiska T-celler (TC) och hjälparhjälpar-Tceller (TH).
• TC lyserar infekterade celler
celler..
• TH-celler aktiverar B-celler som presenterar
antigenen..
antigenen
Hur uppkommer en specifik immunrespons? (3)
• B-celler har antikroppar på sin yta.
yta.
• När en B-cell träffar på en antigen
internaliseras den och presenteras sedan på Bcellens yta.
yta.
• TH-cellen binder till antigenen och stimulerar Bcellen att föröka sig
sig..
• De nya B-cellerna
cellerna,, som alla producerar specifik
antikropp,, differentierar till plasmaceller och Bantikropp
minnesceller..
minnesceller
20
2011-03-04
Hur uppkommer en specifik immunrespons? (4)
• Plasmacellerna producerar och utsöndrar
mängder av antikroppar mot antigenen
antigenen..
• Fagocyter känner igen och fagocyterar partiklar
som antikropparna binder till
till..
• På detta sätt ”väljer
väljer”” antigenen själv ut och
aktiverar det specifika immunförsvaret
immunförsvaret..
• B-minnesceller och T-minnesceller stannar kvar
i blodomloppet för att aktiveras snabbt om
samma patogen försöker på nytt
nytt..
figure 1919-07.jpg
19.7
21
2011-03-04
figure 1919-08.jpg
19.8
Hur presenterar celler antigener? (1)
• Alla kroppens celler presenterar antigener på
sin yta,
yta, för att T-celler ska känna igen dem.
• Proteinerna som är ansvariga för detta kallas
Major Histocompatibility Complex (MHC)(MHC)molekyler
• Celler tar hela tiden ”stickprov
stickprov”” av sina
proteiner,, som binds till klass I MHC och
proteiner
presenteras på cellytan
cellytan..
• T-celler binder till kroppsfrämmande proteiner
på ytan av cellerna.
cellerna.
22
2011-03-04
Hur presenterar celler antigener? (2)
• När antigener bundit till antikroppar på
ytan av en B-cell
cell,, presenteras de av klass
II MHCMHC-molekyler.
molekyler.
• Klass II MHC finns också på ytan av Tceller och makrofager
makrofager..
• Olika receptorer på T-celler känner igen
olika MHCMHC-klasser
figure 1919-17b.jpg
19.17
23
2011-03-04
figure 1919-18a.jpg
19.18
24
2011-03-04
figure 1919-18b.jpg
19.18
figure 1919-18c.jpg
19.18
25
2011-03-04
figure 1919-18d.jpg
19.18
Hur skiljer immunförsvaret på egna och
främmande proteiner? (1)
• Odifferentierade lymfocyter kan binda antigener men
inte attackera.
attackera.
• När de binder till kroppsegna antigener dör de genom
programmerad celldöd
celldöd..
• Om främmande antigener finns närvarande i ett tidigt
skede av utvecklingen,
utvecklingen, ””tror
tror”” immunsystemet att de
hör till den egna kroppen och de tolereras.
tolereras.
• Tolerans för kroppsegna proteiner kan förloras autoimmunsjukdomar..
autoimmunsjukdomar
26
2011-03-04
Hur skiljer immunförsvaret på egna och
främmande proteiner? (2)
• T-celler måste känna igen kroppens egna MHCMHCproteiner..
proteiner
• T-celler som inte känner igen kroppens egna
MHC dör (urvalet sker i brässen).
brässen).
• T-celler som känner igen MHC, men också
andra kroppsegna antigener,
antigener, dör.
dör.
Antikroppens struktur
Antikroppar är proteiner bestående av
• Två tunga polypeptidkedjor
• Två lätta polypeptidkedjor
• Både tunga och lätta kedjorna består av en
konstant (C) och en variabel (V) del.
• De variabla delarna binder till antigenen.
antigenen.
• Olika klasser av antigener har olika konstanta
delar..
delar
27
2011-03-04
figure 1919-11.jpg
19.11
28
2011-03-04
Hur uppkommer variation hos antikroppar (B-celler)?
• Flera gener är ansvariga för att skapa
variationen..
variationen
• B-stamcellernas antikroppsgener har flera
uppsättningar konstanta (C) och variabla
(V, D, J) segment.
segment.
• Ett av varje segmenttyp kombineras genom
omarrangering av DNA
Variation hos antikroppar (2)
• Miljoner olika variabla delar kan skapas på
detta sätt
sätt..
• Dessutom kombineras segmenten inexakt och
mutationsfrekvensen i generna är hög ytterligare variation
• eftersom de variabla segment som inte
inkluderats i antikroppsgenen har deleterats
kan antikroppen i en viss cell inte byta
• variation i T-cellreceptorer uppkommer på
samma sätt
29
2011-03-04
Antikroppsklasser
• Den konstanta delen bestämmer vilken klass
antikroppen hör till
till..
• Olika konstanta delar ger olika funktioner för
antikroppen..
antikroppen
• Klassbyte kan ske genom senare gen
gen-omstruktureringar
• klassbyte induceras av cytokincytokin-signaler från Tceller
• cellen kan inte byta tillbaka till en tidigare klass
då den delen av DNA deleterats
table 1919-02.jpg
19.2
30
2011-03-04
31
2011-03-04
32
2011-03-04
33
2011-03-04
34
2011-03-04
Sjukdomar i immunsystemet
• Allergier
– Immunsystemet överreagerar
• Autoimmunsjukdomar
– T- och B-celler som känner igen kroppens
egna proteiner produceras
• Brister i immunförsvaret
a) Någon del i immunförsvaret fungerar inte
normalt..
normalt
b) T.ex.
T.ex. AIDS: HIHI-virus förstör hjälpar
hjälpar--T-celler
HIV
• Retrovirus
• kopierar sitt genom till en kromosom i en
makrofag eller T-hjälparcell
hjälparcell..
• Hög mutationshastighet (reverstranskriptas
(reverstranskriptas
korrekturläser inte)
• AntigenAntigen-presenterande celler för HIV till
lymfnoderna, där HIV infekterar mängder av
T-hjälparceller
• HIVHIV-genomet kan kopieras med T
T--cellens
genom i åratal.
åratal.
35
2011-03-04
HIV
• Då TT-cellen aktiveras aktiveras också
produktionen av viruspartiklar
• Kroppens försvar rensar bort viruspartiklar och
T-cellerna återhämtar sig, men viruset smittar
hela tiden nya TT-celler
• Denna period ofta stabil och kan vara i flera år,
patienten mår OK
• AIDS: HIV förstör TT-cellerna och patientens
immunförsvar bryts ner.
36
