4/2/2015 Immunsystemet Människan: biologi och hälsa SJSE11 2015-04-10 Annelie Augustinsson Kursmål • Kunna förklara immunsystemets betydelse för människans hälsa. • Kunna använda medicinsk terminologi på ett relevant sätt. Innehåll • Ospecifika immunförsvaret – Barriärer – Kemiskt försvar – Cellulärt försvar • Specifika immunförsvaret – Lymfkärl och lymfknutor – B-lymfocyter och antikroppar – T-mördarceller och T-hjälparceller 1 4/2/2015 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 Tlymfocyter 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 4/2/2015 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 4/2/2015 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 4/2/2015 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. Sammanfattning Hud- och slemhinnebarriär Makrofag eller neutrofil granulocyt fagocyterar bakterie Komplement C1 – C9 Virusinfekterad cell NK-cell Punktering av infekterad cell eller cancercell 40°C Interferoner från virusinfekterad cell motverkar spridning av virus Inflammation p g a histamin, leukotriener och prostaglandiner Tumor Rubor Dolor Calor Feber orsakas av interleukin-1 från makrofager och monocyter 5 4/2/2015 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 Tlymfocyter 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 4/2/2015 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 4/2/2015 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 4/2/2015 Antikroppar IgA bildas framför allt i mag-tarm-kanalens 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 4/2/2015 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 4/2/2015 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 4/2/2015 Vita blodkroppar försvarar Makrofager identifierar T-hjälparceller dirigerar B-celler producerar antikroppar T-mördarceller dödar HIV förändras konstant HIV gömmer sig HIV förstör immunsystemet 12