ZCD Anatomi og Fysiologi

Transkript

1 ZCD Anatomi og Fysiologi Modul 8 Immunsystemet Lektion 14 Immunsystemet Immunsystemet Immunsystemet er ofte præsenteret på en måde, der gør forståelsen af hvad begrebet egentligt omfatter meget forvirrende. Omtale af et immunsystem er, for det første, forvirrende, da det er svært at afgrænse immunaktivitet, som omfatter mange integrerede processer og inddrager flere niveauer af anatomisk og fysiologisk aktivitet. For det andet anvendes der ofte mange beskrivelser, der bærer præg af en krigerisk anskuelse af immunsystemet. Dette danner en forestilling af et apparat, som kun manøvreres i stilling når der sker et egentligt angreb. Faktisk er immunfunktionen en kontinuerlig proces, som er meget nuanceret og afstemt i forhold til konstant at understøtte og opretholde kroppens livsvigtige fysiologiske funktioner. Hvis vi antager en anderledes forståelse af immunaktivitet, som er mere i takt med den holistiske tankegang, hvor kroppens dynamiske tilpasning forstås i forhold til det miljø den befinder sig i, kan det der kaldes for immunsystemet afbildes på en måde, der gør det muligt at inddrage det i en forklaring af sygdomsforhold hos individet, og derfor bruges som udgangspunktet for en individuel behandlingsindsats. Faktisk er ordet immun et meget korrekt udtryk at anvende til at beskrive de processer navnet synes at omfatte. Ordet immun, ligesom immunsystem, er et fremmedord fra det engelske sprog. Immun oversættes ofte til dansk som modstandsdygtig. På engelsk har ordet dog en lidt anderledes betydning, og kan bedste oversættes som uimodtagelig eller sikret imod. Ordet immun hentyder til, i det engelsk udtryk immune system, at immunfunktion er i stand til at genkende vores egne velfungerende vævsceller og gøre dem uimodtagelige overfor, og sikre dem imod, de processer der ellers arbejder konstant i et forsøg på at forhindre fremmede celler, patologisk materiale, eller vores egne syge og fejlfungerende vævsceller i at skabe forstyrrelser af kroppens normale fysiologiske forhold. Immunitet i den sammenhæng kan sammenlignes med anvendelse af udtrykket i diplomatisk sammenhæng, hvor diplomatisk immunitet betyder at vedkommende er ukrænkelig og fri for forfølgelse. I den følgende tekst vil der gøres et forsøg på, at præsentere immunfunktion fra en anskuelse, der placerer immunaktivitet i et dynamisk perspektiv. Til at begynde med skal det antages, at immunfunktionen er en integreret tværsystemsproces, der fungerer på forskellige anatomiske og fysiologiske niveauer, og som har til hensigt at promovere organismens fortsatte eksistens. Dette er i overensstemmelse med nyere forskning i psykoneuroimmunologi (PNE), der placerer immunfunktion i sammhæng med et integreret multisystem hvor immunfunktion, igennem informationsveksling mellem kroppens øvrige klassiske kategoriserede systemer, bliver anset 1

2 som en forlængelse af kroppens grundlæggende styrende mekanismer, der opretholder homøostase. Immun aktivitet er, som tidligere beskrevet, en kontinuerlig proces, der begynder inden fødsel og fortsætter, indtil dens funktion ikke længere er i stand til at opretholde livet. Immunfunktion sikrer kroppens fysiologiske såvel som fysiske integritet. Sygdomme opstår, når immunfunktionen bliver svækket, eller når immunfunktionen overbelastes på grund af miljørelatede faktorer, skader eller andre sygdomme. De symptomer der opstår hos et individ, kan forstås som et udtryk for, hvordan individets konstitutionelle sammensætning adapterer sig i forhold til overbelastningerne. F.eks. kan symptombilledet ved en simpel influenza infektion, varierer meget fra person til person hvordan symptomerne rammer individet, er et spørgsmål om det, der ofte kaldes individets konstitution eller sundhedstilstand. Begge er meget abstrakte begreber, der forsøger at nærmere sig en beskrivelse af de faktorer der gør én person mere livskraftig end en anden. Det kunne tænkes, at forskellen mellem denne fremstilling af immunfunktion, og den klassiske krigeriske anskuelse, kun handler om petitesser. Men set fra et holistisk synspunkt, giver den en mulighed for at flytte fokus fra sygdommen mod mennesket, og samtidig inkludere individets konstitution i et mere omfattende sygdomsbillede. Udtryk anvendt i beskrivelsen af immunfunktion Faget immunologi har udviklet sit eget specifikke sprog, for at kunne beskrive forskellige aspekter af immunfunktionen. Patogener en sygdomsfremkaldende organisme eller stof. Når der er tale om små mikroskopiske organismer, anvendes udtrykket patogene mikroorganismer. Almindelige patogener omfatter: Tegning af en adenovirus Vira som f.eks er årsagen til bl.a.: fåresyge, forkølelse, HIV infektion, herpes Mycobacterium tuberculosis bakterie Bakterier som f.eks er årsagen til bl.a.: tuberkulose, salmonella infektion, borelliose 2

3 Candida dyrket i en petriskål Svampe som f.eks er årsagen til bl.a.: ringorm, fodsvampe, candidiasis (gærsvampe) Leishmania spp. Protozoer som f.eks er årsagen til: malaria, giardiasis, Leishmaniasis Børneorm længde ca. 5mm 13mm Helminter som f.eks er årsagen til: børneorme, bendelorme, Antigen et stof, normalt et polysakkarid eller protein, som er i stand til at igangsætte et immunrespons. Antistof et protein molekyle, produceret af de immunaktive celler B-lymfocytter og plasmaceller, som er i stand til at binde sig til antigener. Antistoffer kaldes også immunoglobuliner. Infektion celle og vævsskade forårsaget af et sygdomsfremkaldende patogen. Inflammation et respons til vævsskader karakteriseret ved: Varme (calor) Rødme (rubor) Hævelse (tumor) Smerte (dolor) Funktionsnedsættelse (functio laesa) Årsagen til inflammation kan skyldes fysisk, kemisk, stråle og elektrisk påvirkning eller infektion. I tilfælde af de først fire årsager er der tale om en aseptisk inflammation, da den ikke involverer et patogen. 3

4 Celler involveret i immunfunktion I forhold til immunfunktionen findes der nogle særlige cellulære medspillere, som er dannet fra to stamlinjer med den samme oprindelse (se figure 1). Fra de to stamlinjer opstår de myeloide celler, som dannes i knoglemarven, samt de lymfoide celler, der dannes i lymfesystemet. Fig. 1 De myeloide og de lymfoide celler har særlige funktioner ved forskellige niveauer af immunaktivitet. Mastceller findes i mange typer kropsvæv, hvor de befinder sig i bindevævet. Der findes også mastceller i forbindelse med slimhinderne, hvor deres funktion er tæt forbundet til T-lymfocyt aktivitet. Mastcellerne indeholder stofferne histamin og heparin. Granulocytterne udgør ca. 70% af de hvide blodlegemer (leukocytter) i blodet. De har et granulært (kornet) udseende, når de betragtes gennem et mikroskop. Dette skyldes de mange vesikler der findes i cellerne. Der findes tre typer af granulocytter, som har deres navn fra de forskellige farvestof reagenser de binder bedst med ved klargøring til mikroskopi. Vesiklerne i de neutrofile og eosinofile granulocytter indeholder hydrolytiske enzymer, som anvendes ved fagocytose. De basofile granulocytters vesikler indeholder histamin og heparin, som ved frigivelse fra cellen er i stand til at igangsætte en inflammations respons. Makrofager er relativt store fagocyterende immunceller, som også er af betydning i igangsættelsen af inflammation srespons. Makrofagerne udvikler sig fra monocytter, som er en type hvide blodlegemer (leukocyt) der produceres i knoglemarven, hvorefter de indgår i kroppens kredsløb i nogle få dage, inden de bevæger sig ud i kropsvævet hvor de differentierer til makrofager. Myeloide og Lymfoide Dendritceller er begge meget specialiserede celler, der spiller en central rolle i forhold til immunfunktion, hvor de kommunikerer information mellem forskellige aspekter af immunfunktions processer. B-lymfocytter og plasmaceller kaldes lymfocytter, fordi deres funktion er tilknyttet lymfesystemet. De udfører en meget specialiseret funktion i forhold til immunaktiviteten, hvor de udviser specificitet overfor bestemte patogener. 4

5 T-lymfocytter, eller T-celler, er lymfocytter der, ligesom B-lymfocytter, udviser specificitet overfor bestemte patogener, og har en meget specialiseret funktion. De er også kategoriseret som hvide blodlegemer (leukocytter) og, sammen med naturlige dræberceller, udgør de en stor del af de resterende 30% hvide blodlegemer. Naturlige dræberceller er enzymholdige lymfocyt-celler, som er i stand til at destruer kroppens celler. De naturlige dræberceller reagerer på forstyrrelser i cellevækst eller i forhold til celler inficeret med en virus. Immunfunktions forskellige niveauer Når der er tale om immunfunktion, kan det opdeles i to forskellige aspekter: Den uspecifikke eller medfødte immunfunktion (ofte kaldet det medfødte forsvar) Den specifikke immunfunktion (ofte kaldet specifik- eller erhvervet immunitet/forsvar) De to ovenstående begreber kan forstås i en hierarkisk sammenhæng. Til dagligt befinder kroppen sig konstant i et potentielt skadeligt miljø, hvor den ustandseligt er udsat for skadelige fysiske påvirkninger såvel som sygdomsfremkaldende patogener. Både strukturelt og funktionelt er kroppen dog præget af mekanismer målrettet på opretholdelsen af sin egen integritet. Disse mekanismer kan opdeles i de specifikke og uspecifikke immunfunktioner. Som navnet antyder, fungerer den uspecifikke immunaktivitet uafhængigt af hvilket patogen der er tale om, hvorimod den specifikke immunaktivitet har en specificitet for enkelte typer patogener. Den uspecifikke eller medfødte immunfunktion Den uspecifikke, eller medfødte, immunfunktion (kaldet innate immune system på engelsk) inddrager forskellige aspekter af kroppens anatomi såvel som fysiologi, som kan fremlægges således: Anatomiske immunfunktioner Kropsoverflade immunfunktioner Cellernes naturlige immunfunktion (cytokinerne) Interferon, cellernes naturlige immunfunktion Fagocytose Naturlige dræberceller Komplimentsystemet Anatomiske immunfunktioner og Kropsoverflade immunfunktioner Hudens overflade er modstandsdygtig overfor fysiske påvirkninger, og er samtidig under konstant gendannelse, hvilket sørger for reparation af skader hvis og når de opstår. I øvrigt reguleres hudoverfladens kemiske og biologiske miljø meget nøje, og produktion af bl.a. talg og andre stoffer understøtter en meget kompleks og afstemt hudflora, som gør det sværere for potentielle patogener at kunne etablerer sig. Kropsvæsker fra slimhinderne danner også særlige lokale miljøer, der forhindrer etablering og vækst af skadelige patogener. F.eks. kan der nævnes skedens slimhinde, der producerer en slim rig på stoffet glykogen, som er et sukkerstof, der understøtter den lokale vækst af mælkesyrebakterier. Disse bakterier ernærer sig på glykogen, og producerer mælkesyre der gør skedens kemisk miljø syrligt og forhindrer derved vækst af bestemte patogener som ikke kan tåle et syrligt miljø. Spyt- og tåre-kirtler indeholder enzymet lysozym, som kan skade nogle bakteriers cellemembraner. I øvrigt findes der i kropsvæsker immunstoffer kaldet antistoffer, eller immunoglobuliner, som sørger for, at slimhindefunktionen ikke bliver kompromitteret af skadelige mikroorganismer. Mavesyren er også med til, at forhindre indtrængen af patogene mikroorganismer der findes i mad, da de fleste mikroorganismer ikke kan tåle det ekstremt syrligt miljø i mavesækken. 5

6 I luftvejene er der en række af særlige mekanismer, der sørger for at fjerne indåndede partikler der kunne indeholde mikroorganismer eller potentielt skadelige stoffer. Muslingebenene i næsen danner turbulens i den, gennem næsen, indåndede luft, og luften kommer derved i omfattende kontakt med næsehulens slimhinde. Små partikler i luften bliver opfanget af slim på slimhinderne, og er dermed forhindret i at komme dybere ned i luftvejen. I tilfælde af, at partiklerne ikke bliver standset af denne mekanisme i de øvre luftveje, findes der en anden mekanisme i luftrørets (trachea) og bronkiernes slimhinde, hvor kinocilierne (cillia eller flimrehår) på luftrørets og bronkiernes slimhindeceller danner et effektivt eliminationssystem. I dette system bliver partiklerne opfanget af slim på slimhinderne, hvorefter de bliver transporteret af bølgende bevægelser i kinocllierne op mod svælget, hvor de synkes. Cytokiner Cytokiner er kemiske stoffer produceret af immunceller, som det første trin i en inflammationsrespons, der iværksætter andre immunaktive celler. Navnet cytokin stammer fra det græske ord cyto, der betyder celle, og kinos, der betyder bevægelse. Cytokinerne kan forstås som kommunikations stoffer, der har forskellig indflydelse på immunaktive celler, og som spiller en vigtig medierende rolle i immunfunktionen. Cytokinerne er proteinstoffer produceret af bestemte immunceller, og kan opdeles i: kemokinerne, interleukinerne (IL), lymfokinerne og tumour necrosis factors (TNF). Nogle cytokiner (IL-1, IL-6, IL-8 og TNF-α) stimulerer leveren til, at producere akutfaseprotiener som har indflydelse på mange aspekter af kroppens immunaktivitet bl.a. binder de sig til patogener og gør dem lettere at genkende, samt igangsætter komplimentsystemet, som er en enzymkaskadereaktion der resulterer i ødelæggelse af bakteriers cellemembraner. Kemokinerne fremkalder kemotaxis blandt celler som er følsomme over for kemokinernes indflydelse, som primært gælder de hvide blodlegemer (leukocytter). Kemotaxis er disse cellers evne til, at bevæge sig hen mod det område hvor kemokin-koncentrationen er højest der hvor de blev produceret. Interleukinerne er en række stoffer, som medierer inflammationsresponsen samt har en indflydelse på de specifikke immunfunktioner, ved at regulerer lymfocyt aktiviteten. lymfokinerne omtales her, fordi de er en type cytokiner, produceret af T-celle lymfocytter, og er aktive ved regulering af B-celle lymfocyt immunaktivitet. De er derfor en del af den specifikke immunfunktion, og kan stimulere kemotaxis blandt celler involveret i immunfunktionen. Tumour necrosis factors (TNF) er en række forskellige stoffer, der kan forårsag apoptose (programmeret celledød) hos kræftceller, hvorfra de også har deres navn. Tumour necrosis factors spiller også en væsentlig rolle i B-lymfocytternes funktion. Interferon, cellernes naturlige immunfunktion En virus er per definition ikke en levende organisme, da den ikke er i stand til at formere sig. Vira har en meget simpel opbygning, og selv om der findes mange variationer, består de primært af genetisk materiale, DNA eller RNA, indpakket i en protein kapsel. For at en virus kan replikere sig, kræver det en levende celles proteinsynteseapparat til at producere virussens bestanddele, som kaldes virioner. Når en celle bliver inficeret med en virus, bliver cellens funktion indstillet på, at anvende virussens genetiske materiale samt at udfører proteinsyntese til at danne virioner. Virionerne samles derefter og forlader cellen. På den måde kan en inficeret celle producerer tusinder af nye vira, som kan inficerer andre celler. For at forhindre de nyproducerede vira i, at have let adgang til kroppens øvrige celler, producerer den inficerede celle et polypeptidstof kaldet interferon. Faktisk findes der forskellige varianter af interferon molekylet, og de inddeles i tre hovedtyper; I, II og III. Interferonerne har meget til fælles med polypeptid hormonerne idet, at de efter frigørelsen fra den inficerede celle sætter sig på receptorer på ikke inficerede celler, hvor de igangsætter nogle cellulære foranstaltninger i et forsøg på at begrænse yderligere virus celleinfektion. Interferon fungerer på mange niveauer, i at forhindre virus aktivitet. For det første gør det cellerne mindre modtagelige overfor indtrængen af virus, og samtidig stimuleres cellerne til at producere 6

7 enzymer som nedbryder virus DNA og RNA. I øvrigt aktiverer interferon immuncelleaktivitet. Interferon er også årsagen til nogle af de symptomer, som ledsager en virusinfektion: muskel ømhed, hovedpine, feber, træthed og generel utilpashed. Fagocytose Fagocytose udføres af to typer celler - granulocytterne som kan forlade blodet igennem kapillærerne i væv, hvor der er en inflammationsrespons, samt af makrofagceller som findes i kroppens væv. Disse cellers evne til at fagocytere beskytter vævet fra indtrængende mikroorganismer. Dog er der nogle mikroorganismer som ikke kan fagocyteres af disse celler. Makrofagerne udskiller nogle cytokiner, som understøtter den specifikke immunfunktion. Ligeledes udskiller granulocytterne cytokiner, som både regulerer immunfunktionen og igangsætter leverens produktion af akutfaseproteiner. Naturlige dræberceller De naturlige dræberceller, som på engelsk hedder natural killer og ofte er angivet som NK, er ikke fagocyterende, men fungerer mod infektion ved at beskadige virusinficerede celler eller kropsceller, som er begyndt at vise unormal adfærd mulige kræftceller. Interferon, frigivet af kropsceller inficeret med en virus, stimulerer NK celleaktivitet. NK celler indeholder enzymer, som bliver frigivet i nærheden af NK cellens target, hvor de initierer apoptose (programmeret celledød), eller nedbryder cellen. Komplimentsystemet Komplimentsystemet består af en række protein molekyler i kredsløbet, som bliver produceret af leverceller. I kredsløbet kan disse komplimentproteiner aktiveres af en immunrespons, og igangsætte en kaskadereaktion der frigør forskellige cytokiner med mange forskellige virkninger, der alle understøtter immunresponsen og en inflammationsreaktion. Nogle forårsager frigørelsen af histamin fra mastceller, og øger kapillærenes gennemtrængelighed, mens andre er i stand til at beskadige cellemembraner dog har raske kropsceller en mekanisme der forhindre at de bliver beskadiget. Komplimentsystemet er selvforstærkende, og kaskadereaktionen er et eksempel på en positiv feedback proces. Uhæmmet, er komplimentsystemet potentielt skadeligt for mennesket, men det reguleres af nogle særlige kompliment-regulerende proteinstoffer, som også findes i kredsløbet, og som er i stand til at slukke for reaktionskaskaden. Den specifikke immunfunktion Den specifikke immunfunktion, ofte omtalt som specifik eller erhvervet immunitet/forsvar, har en specificitet overfor enkelte typer patogen. I forhold til de uspecifikke immunfunktioner, har den specifikke immunfunktion en meget specialiseret og effektiv virkning. Den specifikke immunfunktion kan opdeles i to komponenter: Cellulær immunitet (ofte kaldt T-cellesystem) Humoral immunitet (ofte kaldt B-cellesystem) Begge funktioner begynder, når T- og B-lymfocytter møder et antigen, som indeholder nogle identitetsprotein-markører. Typisk stammer antigenet fra et delvist fagocyteret patogen. Da de T- og B- lymfocytter som igangsætter den specifikke immunfunktion findes i lymfesystemet, kræves det, at antigenet skal overføres til lymfesystemet. Det er her, at lymfesystemet spiller en væsentlig rolle, idet at det fjerner overskydende vævsvæske. Ved en infektion sker der en lokal inflammationsrespons i vævet, som resulterer i en stigning i vævsvæskemængden, eller et såkaldt lokalt ødem. Den øgede væskemængde betyder, at det lokale lymfesystem bliver meget aktiv, og optager væsken fra det beskadigede område. Særlige celler, kaldet dendritceller, bærer antigenet fra det inficerende patogen til lymfesystemet via optagelse af vævsvæsken. 7

8 Dendritceller Dendritceller kommunikerer information mellem det uspecifikke og det specifikke aspekt af immunfunktionen. I det inficerede væv tager dendritceller imod antigenmateriale fra granulocyt- og makrofag-fagocytoseaktivitet. Antigenmaterialet består af protein eller polysakkarid molekyler, der fungerer som identitetsmarkører for patogenet. Proteinets eller polysakkaridets kendetegnende molekylære opbygning anvendes af kroppens specifikke immunfunktioner for, at målrette immunfunktionen mod netop det patogen med den specifikke identitetsmarkør. Markøren kan stamme fra en bakterie cellemembran eller fra en virusinficeret kropscelle, der har udviklet en virus-inficeret -markør på sin membran. Ligeledes kan markøren stamme fra kropsceller, der er begyndt udvise potentiel kræftcelleaktivitet. T- og B-lymfocytter antigen præsentation og klonal ekspansion T- og B-lymfocytaktivitet udgør kroppens specifikke immunfunktion. Begge komponenter af den specifikke immunfunktion begynder med præsentationen af et antigen fra en dendritcelle til nogle særlige T- og B-lymfocytter i lymfesystemet. Det kan være naive T- og B-lymfocytter, hvis den specifikke immunfunktion ikke tidligere er blevet udsat for antigenet, eller T- og B- hukommelsesceller hvis der har været en tidligere eksponering af antigenet. På engelsk hedder T- og B-hukommelsesceller memory cells, og er ofte angivet som T M og B M. T M og B M lymfocytter er antigen specifikke, og har receptorprotein strukturer på deres membran, som passer til et bestemt antigen. Når dendritten præsenterer antigenet fra det inficerede væv for en hukommelsescelle, hvor antigenets molekylære struktur passer til cellens receptorer, begynder cellen at replikerer sig ved en særlig proces kaldet klonal ekspansion, der producerer forskellige typer af datterceller. Findes der ikke en antigenspecifik T M eller B M lymfocyt, begynder klonal ekspansion fra naive T- og B-lymfocytter. Det er klonal ekspansion, som er ansvarlig for lokal lymfeknude hævelse ved infektioner. Cellulær immunitet (T-cellesystem) Cellulær immunitet aktivitet reagerer hurtigere end Humoral immunitet. T-lymfocyt respons i vævet ses efter ca. 3-5 dage, og har opnået maksimal effektivitet efter ca. 6-8 dage. B- lymfocyt respons ses efter ca. 5-7 dage, og har opnået maksimal effektivitet efter ca dage. Der er dog store variationer afhængigt af antigentypen, samt om kroppen tidligere har været inficerede med det samme patogen. Cellulær immunitet har en direkte indflydelse på virus infektion, infektion med intracellulære bakterier, samt på kropsceller, som er begyndt at udvise potentiel kræftcelleaktivitet. T- cellesystemet har også en indirekte indflydelse på immunresponsen på bakterier, der inficerer kroppens væv ved at udskille særlige kemiske stoffer, kaldet lymfokiner. Lymfokinerne stimulerer de øvrige immunceller, bl.a. makrofager. Navnet T-lymfocyt stammer fra Thymus, og referer til T-cellemodning i fosteret, som er afhængig af thymus kirtel aktivitet. Under klonal expansion differentierer T M lymfocytter til forskellige typer af T- celler, som kaldes T-effektorceller. T-cytotoksiske celler, også kaldet T-dræberceller angivet som T C celler. T-hjælpe celler. Der findes to typer af T-hjælper celler angivet som T H 1 og T H 2 celler. T-hæmmer celler også kaldet T-suppressor eller T-regulation celler angivet som T S, T REG. T-hukommelsesceller også kaldet T-memory celler angivet som T M. T-forsinket også kaldet T-delayed hypersensitivity celler og angivet som T D. 8

9 Fig. 2 T-cytotoksiske (T C ) celler er effektive imod skadede celler, inklusive virus inficerede og kraft celler. De forlader lymfesystemet, og under indflydelse af cytokiner bevæger de sig via kredsløbet til det beskadigede eller inficerede væv. Når en T C celle finder kropsceller, der bærer antigenet passende til dens receptorer en målcelle kobler T C cellen sig til målcelleb og overfører nogle enzymer, der resulterer i apoptose (programmeret celledød) eller nedbrydning af målcellen. T-hjælper (T H 1 og T H 2) celler regulerer og stimulerer andre immunfunktioner. De producerer lymfokiner, som forstærker aktiviteten af T-cytotoksiske celler, samt makrofager og granulocytter. I forhold til Humoral immunitet stimulerer T H celler antistofproduktionen. T-hæmmer (T S eller T REG ) styrer den specifikke immunfunktion ved at hæmme T-cytotoksisk celleaktivitet, samt ved at hæmme humoral immunitets antistofproduktion efter en effektiv immunrespons. Nyere forskning har vist, at T S celler spiller en vigtig rolle i opretholdelsen af immunitet ved at sikre, at immunfunktionen ikke igangsætter en immunrespons på kroppens egne raske celler. T-hukommelsesceller (T M ) findes i lymfesystemet, og danner grundlaget for cellulær immunitets hukommelse. T M celler bærer receptorer der er specifikke for én type antigen, og når en dendrit præsenterer det antigen der passer til receptoren, er T M cellen i stand til hurtig at gennemgå klonal ekspansion. Flere T M celler dannes under klonal ekspansion. Hvis der ikke findes en T M celle, der er specifik for antigenet, skal der etableres en receptorbærende celle fra naive T-celler (disse celler angives ofte som T 0 celler), som derefter kan gennemgå klonal ekspansion. Ved denne efterfølgende klonal ekspansion dannes der antigenspecifikke T M celler, der sikrer en hurtig immunrespons hvis immunsystemet møder det samme antigen på et senere tidspunkt. T-forsinket (T D ) celler anses som værende en særlig type T H 1 celle, som igangsætter en forsinket inflammatorisk respons, op til 78 timer efter den initiale cellulære immunfunktion respons, ved at udskille lymfokiner der stimulerer makrofag aktivitet. Denne type reaktion kaldes en hypersensitivitetsreaktion, og er en vigtig del af immunfunktionens respons mod aggressive patogener og patogene stoffer. Hypersensitivitetsreaktioner kan, hos nogle mennesker, forårsage kraftig inflammation efter kontakt med et potentielt patogent stof f.eks. nikkel. Det er denne respons, som kaldes en type IV hypersensitivitets reaktion og er den fysiologisk mekanisme bag nikkelallergi m.f. 9

10 Fig. 3 Humoral immunitet (ofte kaldet B-cellesystem) Humoral immunitet udviser, ligesom cellulær immunitet, en høj grad af specificitet overfor antigener. Dog er det, til forskel på cellulær immunitet, ikke selve B-lymfocytterne der står for at fjerne patogener og andre antigenbærende materialer. Aktivitet i humoral immunitet resulterer i, at cellerne producerer særlige immunaktive proteinstrukturer, kaldet antistoffer eller immunoglobuliner forkortet Ig. Ligesom med cellulær immunitet, begynder aktiveringen af den humorale immunrespons med præsentationen af et antigen fra en dendritcelle til nogle særlige lymfocytter som bærer en antigen-specifik receptor på deres overflade. Disse B-lymfocytter hedder B-hukommelsesceller. I tilfælde af, at der ikke findes en B-hukommelsescelle til det specifikke antigen, bliver der dannet en antigen-specifik B-lymfocyt fra en naive B-lymfocyt. Under klonal expansion danner B-hukkommelsesceller to forskellige typer af B-lymfcoytter: plasmaceller og hukommelsesceller. Dannelsen og aktiviteten af plasmaceller aktiveres, understøttes og reguleres af T H og T S celle aktivitet. Plasmaceller kaldes også B-effektorceller, og findes i to varianter de kort-livede og langlivede plasmaceller. De kortlivede har et begrænset liv, og findes hovedsageligt i ikkelymfevæv som er forbundet med lymfeorganer i lymfekirtlernes og miltens strukturer. De lang-livede plasmaceller forlader lymfevævet, og migrerer til knoglemarven, hvor de kan være aktive i flere år. Som nævnt tidligere er plasmaceller ikke selv direkte involveret i fjernelse af patogener ved en immunrespons, men producerer proteinstrukturere, kaldet antistoffer eller immunoglobuliner. Plasmaceller er i stand til, at producere ca immunoglobuliner per sekund. Modne plasmacellers struktur afspejler deres høje proteinsynteseaktivitet, og der findes derfor store mængder af rug endoplasmatisk retikulum samt mange golgi apparater i cellernes cytoplasma. 10

11 Immunoglobulin strukturer er baseret på en molekylær form, som ligner bogstavet Y (se figur 3) og kan opdeles i to dele den variable og den konstante del. Proteinstrukturen i den variable del danner en receptor, som binder sig til et specifikt antigen. Proteinstrukturen i den konstante del findes i fem varianter, der kendetegner de fem forskellige typer immunoglobuliner, som hedder: IgG, IgA, IgM, IgD og IgE. Det er proteinstrukturen af den konstante del, der ved at forbinde sig til nogle særlige immunaktive stoffer, og/eller celler, præsenterer antigenet for immunaktivitet. Immunoglobulin typen afgør samspillet mellem antigen, immunoglobulin og immunaktiviteten. Samspillet kaldes antistof reaktionen. Fig. 3 IgG er kroppens mest almindelig immunoglobulin, som findes i kropsvæskerne. IgG- antistof reaktionen aktiverer kompliment systemet, og immunoglobuliner bundet til antigener kan klumpe sammen og dermed inaktiverer antigenerne en proces der hedder agglutinering. IgG bundne antigener kan også nemt nedbrydes af fagocyterende immunceller. I øvrigt kan IgG passerer fra mor til barnet over moderkagen, og beskytter dermed det nyfødte barn mod infektion. IgA findes primært i slimhindesekret, og er det immunoglobulin der produceres mest af (ca. 3,0g 5,0g/døgn). IgA antistof reaktionen forhindrer antigenbinding til slimhinde-celler, samt aktiverer immuncelle aktivitet (naturlige dræberceller, makrofager, granulocytter). IgA findes i modermælken, og det menes at det forhindrer mave/tarm infektioner hos nyfødte. IgM strukturen er en kompleks sammenkædning af immunoglobulinets Y grundstruktur, og er det største immunoglobulin. På grund af IgM s store molekylære struktur, kan det ikke passerer over membraner, og findes derfor primært i blodserum. IgM antistof reaktionen forhindrer patogen motilitet og fremmer samtidig fagocytose. IgD findes i blodserum og kun i små mængder. IgD forbinder antigener med basofiler, og antistof reaktionen stimulerer frigørelse af et TNF stof fra basofiler, som regulerer B-celle aktivitet. Det menes også, at IgD har en regulerende indflydelse på B-celle modning og aktivering. IgE findes primært i blodserum, hvor det har en særlig funktion i immunaktivitet ved parasit infektion. Antistof reaktionen stimulerer frigørelse af histamin fra mastceller samt makrofag aktivitet. Immunrespons Som nævnt tidligere kan immunaktivitet anses som værende hierarkisk, hvor der findes forskellige niveauer af immunfunktion, som opretholder kroppens integritet. Selv om alle niveauer konstant er i fuld funktion, igangsættes de mere specialiserede funktioner først, når patogenaktiviteten begynder at true kroppens normale funktionalitet. 11