Blodet, lymfoida organ och immunsystemet Innehåll Vad är blod?

11/11/2013
Blodet, lymfoida organ och
immunsystemet
Människan: biologi och hälsa
SJSE11
Annelie Augustinsson
Innehåll
• Vad är blod?
• Röda blodkroppar = syrgastransport,
blodkroppsbildning och blodgrupper
• Blodplättar = blodstillning; bildning av
trombocytplugg och koagel, samt
fibrinolys
• Vita blodkroppar samt immunförsvaret =
granulocyter, monocyter och
lymfocyter samt barriärer,
substanser och lymfoida organ
Vad är blod?
En vuxen människa har mellan 4 och 6 liter
blod.
Blodets funktioner:
• cirkulationssystemets transportmedium
• försvar mot infektioner
• reglerare för vätskebalansen och
jämvikten mellan syror och baser
1
11/11/2013
Vad är blod?
Blodet är en flytande vävnad som består av:
• blodkroppar
• plasma
Vid centrifugering av blodprovsrör
framträder fördelningen av blodets
beståndsdelar tydligt.
Hematopoesen
Blodkropparna bildas från stamceller i den
röda benmärgen. Stamcellerna delar sig och
bildar dels exakta kopior och dels antingen
myeloida eller lymfoida stamceller.
Vidare blodkroppsbildning (hematopoes)
sker stegvis. De blodkroppar som bildas är:
• röda blodkroppar
• vita blodkroppar
• blodplättar
Erytrocyter
Erytrocyterna utgör ungefär 99% av blodkropparna.
Deras främsta uppgift är att transportera
syre (och koldioxid/väte).
Detta gör de med hjälp av proteinet
hemoglobin (Hb), som också ger blodkropparna deras röda färg.
2
11/11/2013
Erytrocyter
Hemoglobinmolekylen består av 4 polypeptidkedjor som bundits samman = globin
Vardera peptidkedja är sedan bunden till en
hemmolekyl som kan binda syre.
Oxyhemoglobin = hemoglobin som bundit
till sig syre
Syretransport
Om alla röda blodkroppars hemoglobinmolekyler binder fyra syremolekyler vardera
utgör oxyhemoglobinet 100% av blodets
hemoglobininnehåll.
Hb:s syremättnad/saturation är då 100%.
Artärblodets syremättnad = 95 – 100%
Venblodets syremättnad = olika
Syretransport
När det syremättade hemoglobinet når
kroppens vävnader måste rätt mängd syre
avlämnas.
Hemoglobinets syreavgivande förmåga
påverkas av vävnadens:
• temperatur
• koldioxidkoncentration
• pH
3
11/11/2013
Blodkroppsbildning
Alla blodkroppar har sitt ursprung i en stamcell i benmärgen, även erytrocyterna.
Aminosyror, järn, folsyra och kobalamin
(vitamin B12) är viktiga byggstenar.
Anemi
Anemi (blodbrist) är den vanligaste blodsjukdomen.
Olika orsaker till anemi
• Blodförlust
• Minskad bildning av röda blodkroppar
• Förkortad livslängd hos de röda
blodkropparna
• Brist på vitaminer eller mineraler
• Njursvikt
Anemi
Symtom
• Hjärtklappning och hjärtsvikt
• Andnöd
• Minskad fysisk prestationsförmåga
• Trötthet
• Huvudvärk och yrsel
• Blekhet
4
11/11/2013
Anemi på grund av vitamin B12-brist
Vitamin B12 behövs bland annat för bildning
av röda blodkroppar, men även för
myelinisering av nervcellernas axon.
En variant av anemi p g a vitamin B12-brist är
perniciös anemi. Avsaknad av ämnet
intrinsic factor (IF) på grund av autoimmun
sjukdom leder då till brist på vitamin B12.
Ytterligare symtom:
• Neuropati (nervskada)
• Tungsveda
Erytropoesen
Erytropoesen = mognadsprocessen av
nybildade erytrocyter
Erytropoetin = det hormon som styr
regleringen av erytropoesen
Blodkroppsnedbrytning
Erytrocyterna cirkulerar runt i blodet och
utför sina uppgifter i ungefär 120 dygn.
Vid nedbrytning hemolyseras blodkropparna och hemoglobinet rinner ut.
Vid nedbrytning av hemoglobin bildas bland
annat det gula färgämnet bilirubin.
Ökad bilirubinkoncentration =
gulsot (ikterus)
5
11/11/2013
Blodgrupper
Anledningen till olika blodgrupper är olika
antigener på de röda blodkropparnas yta.
Antigener = proteiner eller kolhydrater som
fungerar som igenkänningssignaler för
kroppens försvarssystem = immunsystemet.
Immunförsvaret svarar med att bilda
antikroppar mot antigenet.
AB0-systemet
AB0-systemet var det första blodgruppssystem som beskrevs (1901).
Blodgrupper i AB0-systemet:
A
B
A,B = antigener
0
AB
A,B = antikroppar
AB0-systemet
Erytrocyter
Plasma
0
AB
A
B
AB
A
B
0
6
11/11/2013
AB0-systemet
Frekvensen av de olika antigenerna i vår
befolkning (Sverige, 2006):
Fenotyp
Frekvens
A
44%
B
12%
AB
6%
0
38%
Rh-systemet
I Rh-systemet är den person som har Dantigen på erytrocyterna Rh-positiv, medan
den som saknar D-antigen är Rh-negativ.
I Rh-systemet finns inga naturliga
antikroppar, utan de bildas vid direkt
kontakt med Rh-positivt blod genom t ex
blodtransfusion.
Trombocyter
Trombocyterna (blodplättarna) bildas i
benmärgen där de avskiljs från stora
megakaryocyter.
Trombocyterna medverkar i försvaret mot
blodförlust genom att aggregera och bilda
en provisorisk plugg i det hål (skadan) där
blodet rinner ut, samt genom att aktivera
koagulationsfaktorer för en mer hållbar
tätning.
7
11/11/2013
Trombocyter
Försvaret mot blodförlust (hemostas) kan
delas in i olika faser:
• Primär blodstillning
• Koagelbildning
• Koagelupplösning (fibrinolys)
Primär blodstillning
Flera mekanismer samverkar för att snabbt
minska blodförlust vid kärlskada:
• Kärlkonstriktion
• Trombocytplugg
Koagelbildning
De primära blodstillningsmekanismerna
stoppar bara blödningen i ett par timmar.
Därför måste ett stabilt koagel också bildas.
Koagelbildningen är en process där
koagulationsfaktorer (I - XIII) aktiveras i en
bestämd ordning.
Koagulationsfaktorer =
plasmaproteiner + kalciumjoner (Ca2+)
8
11/11/2013
Koagelbildning
Resultatet av aktiveringen blir fibrin (långa,
klibbiga proteintrådar) som bildar ett
blodlever (koagel).
Fibrinolys
För att inte blodet ska koagulera i blodkärlen
och bilda tromboser (blodproppar) finns
dels ett fibrinolytiskt system, dels hämmare
till koagulationsfaktorerna.
Fibrinolys är det samma som nedbrytning av
koagel.
Proteinet antitrombin III hämmar faktor X
och faktor II.
Vid brist på antitrombin III behandlas
patienten med antikoagulantia
(Waran).
Hemofili
Hemofili (blödarsjuka) finns i två typer.
• Hemofili A
• Hemofili B
Hemofili A och B är ärftliga sjukdomar
med könsbunden recessiv arvsgång
(anlag som inte dominerar).
9
11/11/2013
Hemofili
Symtom
• Ledblödningar med utveckling av invaliditet
• Muskelhematom
• Anemi
• Näsblödningar
• Hematuri (blod i urinen)
• Hudblödningar
Plasma eller serum
Serum = plasma – koagulationsfaktorerna
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
10
11/11/2013
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 svar = fagocyterande celler och
naturliga mördarceller (NK-celler)
Komplementsystemet
Komplementsystemet består av ett trettiotal
proteiner i blodplasman som har förmågan
att aktivera varandra i en viss bestämd
ordning.
11
11/11/2013
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
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
12
11/11/2013
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.
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.
13
11/11/2013
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
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
14
11/11/2013
MALT
MALT = mukosaassocierad lymfvävnad
MALT finns i slemhinnor hos olika organ:
• Mag-tarmsystemet
• Mjälten
• Tonsillerna
• Brässen
• Lungorna
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 lymfkörtlar, mjälte,
halsmandlar och blindtarmsbihang.
Vid kontakt med antigener eller vid
stimulering av cytokiner aktiveras
B-lymfocyterna och börjar dela sig
plasmaceller
15
11/11/2013
B-lymfocyter
B-lymfocyternas funktioner:
• presentera antigen för T-lymfocyterna
• producera antikroppar
Antigen-antikroppsbindning aktiverar
B-lymfocyter som
omvandlas till
plasmaceller.
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
16
11/11/2013
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).
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.
17
11/11/2013
Antikroppar
IgE-antikropparna binder bland annat
basofila granulocyter och mastceller. Deras
egentliga funktion är att skydda mot maskoch parasitinfektioner, men är alltså även
involverade när en allergisk (hypersensitiv)
reaktion uppstår.
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.
18
11/11/2013
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.
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.
19
11/11/2013
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
20