Cellers grundstruktur

Transkript

1

2 Cellers grundstruktur Cytoplasma Plasmamembran Arvemateriale Figur 1.1

3 Celledelingen Figur 1.2. En celle med arvemateriale (1) vokser, og arvematerialet fordobles (2). Cellen begynder at dele sig med dannelsen af en indsnøring på midten (3). Processen fortsætter, indtil plasmamembranen fra siderne mødes og smelter sammen (4), hvorved de to datterceller dannes og adskilles (5).

4 Celler, væv og organer 1 Forskellige celletyper - 2 Forskellige vævstyper 3 Udsnit af et organ 4 Organ Organsystem Figur 1.3. Eksempel som (forsimplet) viser, hvordan forskellige celletyper (1) kan sammensættes til simple væv (2), der kan indgå i sammensatte væv (3). Et organ, her en nyre, (4) består af et eller flere sammensatte væv. Organer (her to nyrer, urinledere, blære og urinrør) kan danne et organsystem.

5 Proteiners opbygning A B C Figur 1.4. Kæder bestående af mange forskellige aminosyrer (A). Hver kæde foldes på en bestemt måde, afhængigt af rækkefølgen af de forskellige typer aminosyrer i kæden (B). Et protein består af en eller flere foldede kæder, der sammensættes og foldes til en unik tredimensional struktur (C). (I figuren er kun vist et lille antal aminosyrer).

6 Plasmamembranen Uden for cellen Cytoplasma Fedtmolekyle Membranproteiner Figur 1.5. Viser udsnit af plasmamembranen bestående af to lag af fedtmolekyler, hale mod hale. Mellem fedtmolekylerne ses store membranproteiner, der bl.a. kan fungere som pumper eller kanaler for hver sin slags små molekyler, der passerer ind eller ud af cellen.

7 Arvematerialets opbygning Kromosom (kompakt DNA) Celle med kromosom DNA (foldet ud) Nukleotider Gen (afsnit på DNA) Figur 1.6. Cellens arvemateriale består af DNA, der er sammenrullet til en kompakt struktur, et kromosom. Folder man kromosomet ud, ses at DNA et er en dobbeltspiral bestående af to strenge, hver opbygget af små enheder kaldet nukleotider, hvoraf der findes fire forskellige typer i DNA (A, T, C, G). Hver DNA-streng holdes sammen ved bindinger mellem nukleotider, der sidder over for hinanden i par (A over for T og C over for G). Et gen er et afsnit på DNA et bestående af mange nukleotider (kun få er vist her), og indeholder opskriften på ét protein.

8 Fra DNA til mrna til protein Arvemateriale Transskription Ribosom mrna Proteinsyntese Protein Figur 1.7. Generne i cellens arvemateriale (bestående af DNA) indeholder opskriften på de forskellige proteiners opbygning. Informationen i det gen, som koder for det bestemte protein, cellen skal lave, oversættes ved transskription til mange kopier af mrna. mrna fordeles til ribosomerne, som ud fra opskriften ved proteinsyntesen sammensætter de rette aminosyrer i den rigtige rækkefølge, dannende mange eksemplarer af det protein, genet koder for.

9 Transskriptionen A C A G G T C A G T A C U G U C C A G U C Enzymkompleks Nukleotid mrna bestående af nukleotider DNA (åbnet) Figur 1.8. Transskriptionen foregår ved at et enzymkompleks skiller de to DNA-strenge fra hinanden og aflæser og oversætter den ene DNA-streng til mrna.

10 Proteinsyntesen mrna A G U U G U C C A A U A C G C G Ribosom (store og lille subunit) trna med aminosyre Proteinkæde af aminosyrer Figur 1.9. Proteinsyntesen forgår på ribosomet som bevæger sig langs mrna et.

11 Ekstracellulært materiale i væv Ekstracellulært materiale med forskellige typer proteiner Makrofag Bindevævscelle Figur Viser et væv (her bindevæv) bestående af spredte celler i ekstracellulært materiale.

12 Menneskecelle Ribosomer Cellekerne Plasmamembran Cytoplasma Lysosom Golgiapparat Mitochondrier Endoplasmatisk reticulum Arvemateriale Figur Eksempel på en menneskecelles opbygning med de forskellige grundstrukturer inkl. væsentlige organeller. De mange forskellige celler i menneskekroppen kan have mange former og størrelser, men de fleste indeholder de grundstrukturer, som er vist her, og er således variationer over denne. Andre dyreceller har en tilsvarende grundopbygning.

13 Bakteriecelle Cellevæg Cytoplasma Plasmamembran Arvemateriale Ribosomer Figur Skitse af bakteriecellers grundstruktur, bestående af cellevæg, plasmamembran, cytoplasma, ribosomer og arvemateriale. Formen og størrelsen kan variere, foruden at der kan være andre strukturer (se figur 2.6 og kapitel 2).

14 Størrelsen af celler og virus Bakterier Eukaryot celle Virus 1 m Cellekerne Figur Illustration af det typiske størrelsesforhold mellem en eukaryot celle (f.eks. en menneskecelle), to forskellige bakterieceller (prokaryote), en kugleformet og en cylinderformet, og en viruspartikel. Der findes dog en betydelig variation i størrelsen af forskellige typer celler og virus.

15 Ukønnet formering Figur Eksempel på ukønnet formering. Den enkelte bakteriecelle giver ophav til nye bakterier (datterbakterieceller) ved simpel deling, dvs. uden dannelse af kønsceller. Alle bakterierne har som udgangspunkt samme arvemateriale som den oprindelige moderbakterie (øverst).

16 Kønnet formering Figur Eksempel på kønnet formering. Kønsceller (sædcelle og ægcelle) fra to forskellige individer (her mand og kvinde) smelter ved befrugtningen sammen til en celle, det befrugtede æg. Denne celle danner ved talrige celledelinger mange celler og derved et nyt individ (her en mand), der igen kan danne kønsceller. Det befrugtede æg har et unikt arvemateriale, bestående af en kombination af halvdelen af generne fra faren (medbragt i sædcellen) og halvdelen fra moren (i ægcellen).

17 Osmose Vand Vand Vand Vand Vand Vand A Vand Vand Vand Vand Vand Vand B Figur 2.1 Viser hvad der sker med en celle uden cellevæg (række A) og en celle med cellevæg (række B) når de befinder sig i henholdsvis en hypoton (til venstre), isoton (i midten) eller hyperton væske (til højre).

18 Bakteriens cellevæg Membranproteiner Cellevæg Plasmamembran Cytoplasma Figur 2.2. Udsnit af en bakteries cellevæg og plasmamembran. Cellevæggen består af et molekylefletværk uden på plasmamembranen. Hos grampositive bakterier (se s. 56) er molekylefletværket mange lag tykt (her er kun vist tre lag), mens det hos de gramnegative består af få lag (se figur 2.5).

19 Bakteriers forskellige former Stave Kokker 1 mikrometer Spirochaete Figur 2.3. Eksempler på bakteriecellers forskellige former.

20 Bakteriers udseende i mikroskop Figur 2.4. Eksempler på udseende af forskellige bakterier, som de kan se ud i mikroskopet efter gramfarvning. Der ses gramnegative og grampositive stave og kokker lejret som par (såkaldte diplokokker), samt grampositive kokker lejret i kæder henholdsvis i hobe (klumper). Sml. med foto 2.1.

21 Gramnegative bakteriers cellevæg Ydre membran Cellevæg Membranproteiner Plasmamembran Cytoplasma Figur 2.5. Gram-negative bakteriers cellevæg bundet til ydersiden af plasmamembranen.

22 Bakteriecellens strukturer Kromosom Cytoplasma Ribosomer Pili Kapsel Cellevæg Plasmamembran Flagel Plasmid Fiigur 2.6. Illustration af en bakteriecelle opbygget af grundstrukturerne (som vist i figur 1.12) samt andre væsentlige strukturer, som mange, men ikke alle, bakterieceller har.

23 Biofilm Fast overflade Slimsubstans Bakterier Figur 2.7. Biofilm bestående af bakterier og den slimsubstans, de danner omkring sig.

24 Bakteriers overlevelsesevne Hallo Jeg får det bare bedre og bedre. Figur 2.8. Humoristisk illustration af at der blandt bakterier som regel findes varianter, i stand til at overleve udsættelse for diverse giftstoffer og antibiotika.

25 Bakteriers tilpasning A B C Ikke-resistente bakterier Resistente bakterier Figur 2.9. Illustration af hvordan sammensætningen i en population af bakterier ændres ved udsættelse for antibiotika. Først ses en blanding af forskellige bakterier, hvoraf den resistente udgør et lille mindretal (A). Ved tilførsel af antibiotika (symboliseret ved mørk baggrund) dør de følsomme (ikke-resistente) bakterier efterhånden, mens den resistente overlever (B). Den resistente bakterie vokser og formerer sig nu uden konkurrence fra de følsomme, og hele bestanden består af de resistente bakterier (C).

26 Paddehattesvampe Figur 3.1. Paddehattesvampe med netværk af hyfer i jorden.

27 Svampecellens grundstruktur Ribosomer Lysosom Cellekerne Cellevæg Plasmamembran Cytoplasma Golgiapparat Mitochondrier Endoplasmatisk reticulum Arvemateriale Figur 3.2. Viser grundstrukturerne i en svampecelle. Svampeceller er eukaryote celler og ligner i grundopbygningen menneske- og andre dyreceller meget (sml. med figur 1.11). En markant forskel er, at svampeceller har cellevæg.

28 Svampe som encellede og flercellede mikroorganismer Enkeltvise gærceller A Hyfe B Netværk af hyfer C Figur 3.3. Gærceller optræder ofte som enkeltvise celler, dvs. encellede mikroorganismer (A). Skimmelsvampe danner derimod hyfer bestående af mange sammenhængende celler (B) og er dermed typisk flercellede mikroorganismer. Nogle gærsvampe kan også danne hyfer under visse forhold. Skimmelsvampe danner et stort netværk af hyfer kaldet et mycelium (C). C er vist i mindre forstørrelse end A og B.

29 Skimmelsvamp Sporer Hyfer Figur 3.4. Illustration af skimmelsvamp (mug) i brød. Fra netværket af hyfer i brødet vokser særlige hyfer op i luften, og fra disse spredes svampesporer. (Skimmelsvampen er vist meget forstørret i forhold til brødet!).

30 Virus grundstruktur Virusskal Virus arvemateriale Figur 4.1. Øverst ses en viruspartikel udefra, som en mangekantet terning med en virusskal bestående af plader af virusproteiner samt andre virusproteiner, der stikker ud som pigge. Nederst ses et tværsnit af viruspartiklen, med virusarvematerialet i dets indre, omgivet af virusskallen. (I virkeligheden fylder virusarvematerialet stort set hele viruspartiklens indre).

31 Formering af virus A D Celle med cellekerne Viruspartikel B E C Figur 4.2. Opformering (mangfoldiggørelsen) af virus starter med, at viruspartiklen bindes til en celles plasmamembran (A), som den trænger igennem (B). I cytoplasmaet dannes nye viruspartikler (C) ved brug af cellens produktionssystemer (nærmere forklaring følger i teksten og figur 4.5). Cellen ødelægges pga. virusdannelsen, og mange viruspartikler frigives (D). De trænger ind i flere celler (E), og opformeringen kan fortsætte. (Viruspartiklerne er vist stærkt forstørret i forhold til cellen).

32 Membranbærende virus Virusmembran Virusskal Virus arvemateriale Virusprotein i virusmembran Figur 4.3. Øverst ses viruspartiklen udefra som en kugle med overfladen dækket af virusmembranen indeholdende virusproteiner, hvoraf nogle stikker ud som pigge. Nederst ses tværsnit af viruspartiklen med virusarvemateriale omgivet af virusskallen og virusmembranen.

33 Membranbærende virus indtrængen i værtscelle A B C D Figur 4.4. Viruspartiklen binder sig med sine pigge af virusproteiner til overfladen af værtscellen (A), og virusmembranen smelter sammen med værtscellens plasmamembran (B), hvorved virusskallen med virusarvematerialet kommer ind i cytoplasmaet (C og D). (Viruspartiklen er vist stærkt forstørret i forhold til cellen).

34 Dannelse af virus i værtscelle A B C D E F Virusarvemateriale/ virus-mrna Ribosom på virus-mrna Komponenter til virusskal Virusskal Figur 4.5. Figuren viser, hvad der sker, efter at en viruspartikel er trængt ind i en værtscelle (figur 4.x B). Virusskallen opløses (A) og virusarvematerialet frigives til cytoplasmaet (B), hvorefter det kopieres mange gange (C). Ud fra virusarvematerialet laves virus-mrna (ikke vist), som indeholder koden på virusproteiner, der produceres på værtscellens ribosomer (D og E). Virusproteinerne samles til virusskaller, som pakkes med virusarvematerialet, og dermed dannes nye viruspartikler (F). (Viruspartiklerne er vist stærkt forstørret i forhold til cellen).

35 Frigivelse af membranbærende virus fra værtscelle A B C Figur 4.7. Viser hvordan nogle viru direkte fra værtscelle til værtscelle smelte disses plasmamembraner en åbning. Den øverste celle er en (Viruspartiklen er vist stærkt forstø cellen). Figur 4.6. I takt med dannelsen af virusskaller indeholdende virusarvemateriale (se figur 4.5) indsættes virusproteiner (her: blå kugler) i områder af værtscellens plasmamembran (A). Viruspartiklerne lægger sig op ad disse områder (B), der tages med som virusmembranen, når viruspartiklen frigives fra værtscellen (C). (Viruspartiklerne er vist stærkt forstørret i forhold til cellen).

36 Direkte spredning af virus mellem celler Figur 4.7. Viser hvordan nogle virus kan spredes direkte fra værtscelle til værtscelle ved at sammensmelte disses plasmamembraner og derved danne en åbning. Den øverste celle er endnu ikke inficeret. (Viruspartiklen er vist stærkt forstørret i forhold til cellen).

37 Hudens normale struktur Blodårer Svedkirtel Hår i hårsæk Overhud Læderhud Underhud Figur 5.1. Skematisk tegning af huden med dens tre lag.

38 Slimhinders immunforsvar Blodåre Epitelcelle Makrofag Slimproducerende celle Slim Bakterie Figur 5.2. Illustration af stærkt forstørret udsnit af slimhinden i tarmen. Overfladen af slimhinden ind mod tarmens hulrum ses dækket af slim. I hulrummet findes tarmindholdet med bakterier. Vævet under epitelcellerne indeholder diverse immunceller (leukocytter) s. 116, inkl. såkaldte makrofager der overvåger vævet, samt blodårer (kun én vist) og lymfekar (ikke vist). Tarmen er brugt som eksempel på alle slimhinder, om end der er visse forskelle i de forskellige slimhinders opbygning.

39 Fordøjelseskanal : Spiserør 2: Mavesæk 3: Tolvfingertarm 4: Lever 5: Galdeblære 6: Bugspytkirtel 7: Tyndtarm 8: Blindtarm 9: Tyktarm 10: Endetarm Figur 5.3. Oversigt over fordøjelseskanalens forskellige afsnit fra spiserør til endetarm, samt den omtrentlige placering af lever, galdeblære og bugspytkirtel i forhold hertil.

40 De øvre og de nedre luftveje Næsesvælg Mundsvælg Strubelåg Strube med stemmelæber Luftrør Spiserør Bronkie Alveole Bronkiole Figur 5.4. Oversigt over de vigtigste afsnit af de øvre og de nedre luftveje, foruden første del af fordøjelseskanalen (mund, mundsvælg og første del af spiserøret). Et udsnit af lungevævet med alveoler og en bronkiole i tværsnit er vist stærkt forstørret.

41 Det mukociliære apparat Slim Cilier Ciliebærende epitelcelle Slimproducerende celle Figur 5.5. Lille udsnit af slimhinde i luftvejene. Slimen bevæges i én retning af cilierne på epitelcellerne.

42 Øjets tåreapparat Tårekirtel Tårekanaler Tåresæk Figur 5.6. Tårevæsken dannes i den store tårekirtel, placeret i øjenhulen (gemt bag knoglen) over øjet ud mod tindingen. (De mange meget små tårekirtler i øjenlågene er ikke vist). Tårevæsken løber fra kirtlen ud på øjets slimhinde via små udførselsgange og fordeles ved øjenlågenes blinken. Tårevæsken løber langsomt ud gennem to små huller i de øvre og de nedre øjenlåg ved indre øjenkrog og derfra via tårekanalerne til tåresækken, der fortsætter i tåregangen (ligger inde i knoglen), som munder ud inde på næseslimhinden. Større mængder tårevæske kan også løbe ud over kanten af de nedre øjenlåg som tårer.

43 Nyrer og urinveje A Nyre Nyrebækken Urinleder Urinblære Urinrør B Nyre Nyrebækken Urinleder Urinblære Prostata Urinrør Figur 5.7. Nyrer og urinveje hos kvinde (A) og mand (B).

44 Makrofag Figur 5.8. Makrofagen har en meget uregelmæssig afgrænsning, ofte med udposninger der ligner fangarme.

45 Fagocytose Figur 5.9. Viser en makrofag der fagocyterer en bakterie (blå stav). Makrofagen griber fat i bakterien med en fangarm (udposning) (1) og trækker den til sig (2). Bakterien krænges ind i makrofagen sammen med et område af plasmamembranen (3 og 4) dannende en membranblære som indeholder bakterien (5). Membranblæren smelter sammen med et eller flere lysosomer (kun vist et) (6) og bakterien dræbes og opløses af diverse gifte og fordøjelsesenzymer (7). (Neutrofile granulocytter kan på tilsvarende vis som makrofagen udføre fagocytose).

46 Neutrofil granulocyt Figur En neutrofil granulocyt, med en cellekerne delt i flere lapper, hvilet er karakteristisk for neutrofile.

47 Immunmolekylers virkemåder. Alarmsignal A B C Figur Viser forskellige immunmolekyler (f.eks. komplementfaktorer) og en bakterie (A). Én slags immunmolekyler sætter sig på bakteriens overflade (B), hvorved de aktiveres og bliver i stand til at spalte én anden slags immunmolekyler til små dele (C). Disse fungerer så som alarmsignaler, dvs. cytokiner der fremkalder inflammation s På den måde bliver det øvrige immunforsvar gjort opmærksomt på bakteriens tilstedeværelse.

48 Immunmolekylers virkemåder. Direkte drab A B C Figur Immunmolekyler bindes til bakteriens overflade (A) og danner kanaler igennem plasmamembranen (B), så cytoplasmaet løber ud (C), og bakterien dør.

49 Immunmolekylers virkemåder. Hjælp til fagocytose A Immunmolekyler Bakterie B Neutrofil Figur Viser immunmolekyler bundet til en bakterie (A). Den neutrofile granulocyt kan få et fast greb om bakterien ved at hæfte sig på immunmolekylerne med særlige receptorer og derved lettes fagocytosen (B).

50 Immunforsvarets organer Thymus Lever Milt Lymfekar Lymfeknuder Knoglemarv Figur Skematisk illustration af immunforsvarets væsentligste væv og organer. Lymfekar og -knuder er kun vist på den ene side af kroppen, og kun én knogle er vist.

51 Lymfeknudens struktur Kapsel Arterie Vene Leukocyt Figur Viser en lymfeknude gennemskåret på langs. To eller flere lymfekar leder lymfevæske med leukocytter (bl.a. makrofager) ude fra vævene til lymfeknuden. Inde i lymfeknuden sidder i forskellige områder diverse typer leukocytter, ikke mindst lymfocytter. Lymfevæsken løber videre i et enkelt fraførende lymfekar. Endvidere føres blod som i andre væv til og fra lymfeknuden i henholdsvis en arterie og en vene. Leukocytterne kan også bruge venens små forgreninger som indgang til og udgang fra lymfeknuden.

52 Inflammation i en slimhinde A Blodåre B Figur Slimhinde som vist i figur 5.2. Her er der sket en skade på overfladen, og bakterier fra tarmen trænger ind i det underliggende væv. Vævsskaden og bakterierne opdages af makrofager og/eller immunmolekyler (ikke vist), og der dannes cytokiner (A). Cytokinerne påvirker blodåren, så den udvides, og de tiltrækker samtidigt leukocytter fra blodet, især neutrofile som trænger ud i vævet (B). De mange neutrofile, som også trænger helt ud på slimhindens overflade, fagocyterer og fjerner efterhånden bakterierne. Mængden af slim på overfladen øges, hvilket modvirker bakteriernes indtrængen og fremmer deres fjernelse fra overfladen. (Den øgede tilførsel af diverse immunmolekyler er ikke vist). Tilsvarende forandringer ses ved inflammation i andre slimhinder. C Epitelcelle Slim Makrofag Slimproducerende celle Bakterie Cytokiner Neutrofil

53 Lymfocytterne T-lymfocyt B-lymfocyt Figur Viser T- og B-lymfocyt. -

54 Antigener på mikroorganismer Virus Bakterier Figur Illustration af antigener på bakterier og virus. Antigenerne er vist som kugler (blå og røde), men er i virkeligheden bare forskellige proteiner eller komplekse kuldhydrater på mikroorganismen. De udgør ofte, som vist her, en del af f.eks. bakteriers kapsel, pili, flagel og/eller cellevæg, og tilsvarende hos virus, ofte en del af virusskallen og/eller virusmembranen.

55 Antigenreceptorer på lymfocytter T-lymfocyt B-lymfocyt Figur Illustration af hvordan lymfocytter genkender én bestemt type antigener (her kun vist to typer, enten røde eller grønne kugler). Til hver type antigen er der både nogle få T-lymfocytter og B-lymfocytter (her kun vist én af hver), der genkender antigenet og kun dette. T- og B-lymfocytterne bruger lidt forskellige slags antigenreceptorer til at genkende samme antigen BOKS 5.6.

56 Makrofagers antigenindsamling Figur Viser ligesom figur 5.9 en makrofag, der fagocyterer en bakterie. Nu er bakterien blot vist med antigener i overfladen. Bakterien fordøjes med undtagelse af antigenerne (6 og 7), som makrofagen gemmer og udstiller på overfladen bundet til særlige membranproteiner (8).

57 Makrofagernes antigenpræsentation A B Figur (A) En makrofag fremviser antigener, den har indsamlet (figur 5.20), til forskellige lymfocytter (f.eks. i en lymfeknude). Kun de lymfocytter, som har antigenreceptorer (her de røde), der passer til antigenet, bliver udvalgt og aktiveret ved mødet med makrofagen. De andre (med blå og grønne antigenreceptorer) forbliver inaktive. (B) De udvalgte lymfocytter begynder at vokse og dele sig, dannende mange lymfocytter med samme antigenreceptorer. (Her er kun vist T-lymfocytter, men samme princip gælder for B-lymfocytter).

58 Plasmacelle Figur 5.22 Illustration af plasmacelle

59 Antistoffer, specifikke immunmolekyler A B Figur Viser forskellige antistoffer, som passer specifikt til hver deres antigen (kun de røde antistoffer binder de røde antigener). Antigenet kan sidde i en mikroorganisme (her en bakterie) (A) eller være frie molekyler (B), f.eks. toksiner fra bakterier (se teksten). (Antistofferne er vist meget forstørret i forhold til bakterien).

60 Antistoffers hjælp til fagocytose A B Figur Viser antistoffer bundet til antigener i en bakteries kapsel (A). Den neutrofile granulocyt kan hæfte sig på antistofferne (B) og derved få et fast greb om bakterien, og det letter fagocytosen.

61 Antistoffers neutralisering af virus Figur Antistoffer bindes til antigener i virus overflade og forhindrer dermed virus i at bindes til værtscellerne, således at virus ikke opformeres. (Antistofferne er vist meget forstørret i forhold til virus og cellerne).

62 Antistofklasserne IgG IgM IgA IgE IgD Figur Antistoffer, der passer til samme antigen, kan laves i fem forskellige udgaver, antistofklasser, kaldet IgG, IgM, IgA, IgE og IgD. IgM udskilt fra B-lymfocytter er sammensat af fem enkelte IgM, mens IgA på slimhinderne er sat sammen to og to. De øvrige findes kun enkeltvis.

63 Fra lymfocyt til plasmacelle T-hjælper-lymfocytter B-lymfocyt 1 B-lymfocyt 2 Plasmacelle IgM IgG Figur Den udvalgte B-lymfocyt med antistof i overfladen stimuleres af cytokiner fra en tilsvarende udvalgt T-hjælper-lymfocyt (1) og begynder at udskille antistoffer af IgM-klassen. Efter yderligere stimulation og modning omdannes den til en plasmacelle (2), der udskiller store mængder IgG-antistof (kunne også være IgA eller IgE). (B-lymfocytten deler sig mange gange i forbindelse med denne udvikling, men det er for overskuelighedens skyld ikke vist her).

64 IgA på slimhinderne Epitelcelle Plasmacelle Slimproducerende celle Virus Slim Bakterie IgA Figur Viser IgA-antistoffer dannet af plasmacelle og udskilt til slimhindens overflade, hvor de binder sig til mikroorganismer og derved beskytter kroppen mod disse (se teksten).

65 Antistofdannelse (oversigt) a 4b T-hjælper-lymfocyt 5 Cytokiner B-lymfocyt 6 Plasmacelle Figur Makrofager indsamler ved fagocytose antigener fra mikroorganismen (her en bakterie) (1 og 2) og præsenterer dette for lymfocytter (3). Såvel en T-hjælper- (4a) som en B-lymfocyt udvælges (4b). T-hjælperlymfocytten stimulerer B-lymfocytten (i virkeligheden mange, da der sker en opformering af de udvalgte lymfocytter) med cytokiner (5), og denne bliver efter modning til en plasmacelle, som udskiller store mængder antistoffer, f.eks. IgG (6). (Se flere detaljer i figur 5.20, 5.21 og 5.27). IgG

66 Immunreaktion imod indvoldsorm Cytokiner Eosinofil granulocyt Mastcelle Gift fra eosinofil granulocyt IgE Figur Mastcelle med IgE (antistoffer) mod ormen sætter sig på denne og aktiveres derved til at udskille cytokiner (1). Frie IgE bindes også til ormens overflade. Cytokinerne fremkalder inflammation og tiltrækker eosinofile granulocytter (2), der binder sig til antistofferne på ormen og udskiller gift på ormen (3).

67 A B 1 T-dræber-lymfocyt 2 T-hjælper-lymfocyt Cytokiner Aktiverede T-hjælper-lymfocytter 3 4 C Aktiverede T-dræber-lymfocytter

68 Type 1-allergi A C B D Allergen Cytokiner IgE Eosinofil granulocyt Mastcelle Figur Sensibiliseringsfasen (A): Et allergen kommer i kontakt med immunforsvaret på en slimhinde, og efter ca. to uger danner plasmaceller (kun én vist) IgE mod allergenet. Den allergiske reaktion (B-D): Når allergenet senere kommer i kontakt med slimhinden, har mastcellerne bundet IgE i overfladen (B). Allergenet bindes til disse, hvorved mastcellerne aktiveres til at udskille cytokiner (C). Cytokinerne fremkalder inflammation (bl.a. øget slimdannelse) og tiltrækker eosinofile granulocytter (D).

69 5.32 A). Antistofdannelsen sker principielt på samme måde, som var der tale om en infektion. Allergenet, f.eks. et græspollen, kommer ind i slimhinderne i øjne og næse, hvor makrofager sidder og overvåger kroppens grænser. Pollenkornet, eller rettere de proteiner det består af, bliver optaget af makrofagen, og nedbrydningsprodukter bliver siden udstillet på dens overflade og præsenteret for T-hjælper- og B-lymfocytter. De få T-hjælper- og B-lymfocytter, der genkender antigenet fra pollenkornet, aktiveres, og det medfører efter 1-2 uger, at plasmaceller danner IgE mod allergenet fra pollenkornene, altså som om der var tale om invasion med parasitter BOKS 5.9. IgE-antistofferne fordeles med blodet og sætter sig på mastceller, der er en særlig type leukocytter, som især findes i slimhinderne og huden. Antistofferne sidder med Fc-delen BOKS 5.7 i mastcellens plasmamembran og den allergen-bindende del (Fab) vendt udad. Disse sensibiliserede mastceller, som nu sidder i slimhinderne, huden og andre stedet i kroppen, er klar til at blive aktiveret, når allergenet igen lander på slimhinderne eller eventuelt kommer ind under huden (f.eks. ved allergi over for biers eller hvepses gift, eller diverse lægemidler). Sensibiliseringen sker dog kun hos nogle personer, nemlig de som bliver allergiske, mens andre i stedet vil danne antistoffer af typen IgA. IgA kan ikke sætte sig på mastcellerne, men vil i stedet bare findes på slimhinderne og binde sig til antigenet, som føres bort, og der opstår ingen symptomer, dvs. ingen allergi. Hvorfor nogle mennesker danner IgE i stedet for IgA, og derved bliver allergiske, ved man ikke præcis, men det er et emne, som har stor forskningsmæssig interesse. Den anden fase i den allergiske reaktion er, når den sensibiliserede person næste gang og fremover kommer i kontakt med allergenet, f.eks. græspollen, eller hvad personen nu er allergisk overfor. Allergenet, som kommer i kontakt med kroppen, bindes til mastcellerne med IgE-antistoffer, der netop passer til allergenet (figur 5.32). Bindingen aktiverer mastcellen til at udskille en række forskellige cytokiner, herunder histamin, som virker stærkt inflammationsfremkaldende, præcis som hvis det var en parasit, der forsøgte at invadere kroppen BOKS 5.9. Symptomerne ved type 1-allergi: Symptomerne svarer til dem, vi kender fra lokal inflammation generelt, men deres præcise karakter afhænger af hvilke(t) organsystem(er), der udsættes for allergenet, dvs. indgangsporten for allergenet: Øjne: Allergisk øjenbetændelse ved høfeber, med røde, kløende/sviende øjne og tåreflod. Næse: Allergisk snue (høfeber) med nys, kløe i næsen, snue og hævede slimhinder med tæthedsfornemmelse i næsen. Nedre luftveje: Allergisk astma med forpustelse, åndenød og ofte hoste. Huden: Allergisk nældefeber (urticaria) med rødme, kraftig kløe, evt. hævelse i huden og underhuden (såkaldte kvadler) (foto 5.1). Tarmen (fødevareallergi): Kvalme, opkastning, diarré og mavesmerter. Foto 5.1. Nældefeber-udslæt med kvadler på ryg og skulder.

70 Bakterier der skifter antigener A B Antigener Antistof Bakterie Plasmacelle Figur Viser hvordan en bakterie beskytter sig mod antistoffernes virkning ved at skifte kapsel. De antistoffer, som er dannet mod bakteriens ene type kapsel (her med røde antigener), kan kun binde sig til bakterien, når den har den kapsel (A). Når bakterien skifter kapsel (her med grønne antigener), passer antistofferne ikke og kan ikke bruges mod bakterien (B). Med andre ord kan antistoffer dannet ved én infektion ikke bruges, hvis den samme type bakterie næste gang, den giver infektion, har skiftet til en anden type kapsel.

71 Forurening Kolonisation Infektion Figur 6.1. Skematisk illustration af forbindelserne mellem forurening, kolonisation og infektion. Alle tre tilstande kan medføre de andre. Forholdet mellem forurening og kolonisation er allerede omtalt s Infektion vil altid forudgås af enten forurening eller kolonisation s Modsat kan infektion også give ophav til forurening og dermed evt. kolonisation og infektion, f.eks ved at sygdomsfremkaldende mikroorganismer fra ét sår med infektion overføres til andre sår uden infektion.

72 Infektioners forskellige faser A D Blodåre B E C Epitelcelle Slim Makrofag Slimproducerende celle Toksiner Neutrofil Lavpatogen bakterie Patogen bakterie Figur 6.2. Eksempel på faserne i en infektion, hvor indgangsporten er en tarmslimhinde. De patogene bakterier trænger gennem slimen og hæfter sig fast til epitelcellerne (A). Derefter trænger de ind i vævet under slimhinden (B), hvor der sker en opformering (C). Bakterierne spredes lokalt i vævet og forsvarer sig (i dette eksempel) ved at producere toksiner, som ødelægger de neutrofile s. 189 (D). Bakterierne spredes i nogle tilfælde ud i blodet (E).

73 Kateterinfektion Intravenøst kateter Studs til injektion af medicin Overhud Læderhud Underhud Vene Bakterier Figur 6.3. Viser hvordan et intravenøst kateter kan blive forurenet og derved koloniseret eller inficeret med bakterier (eller svampe). Bakterierne kan komme fra: Patientens hud (1) eller fra sundhedspersonalets hænder (2), og vokse på kateterets overflade langs ydersiden. Fra personale ved berøring af injektionsstudsen og vokse på indersiden af kateteret (3). Det kan give anledning til bakterier i biofilm på den del af kateteret, som ligger inde i blodbanen (4), og derfra kan bakterier afgives til blodet (5). Bakterier, der spredes fra et andet sted i kroppen med blodet (6), kan også sætte sig på kateteret og danne biofilm.

74 Bakteriekapsel og fagocytose Figur 6.4. Viser hvordan en bakterie undgår at blive fagocyteret, fordi makrofagen har svært ved at få et fast greb i bakteriens slimede kapsel.

75 Biofilm og infektion Figur 6.5. Viser bakterier, der sidder i en biofilm på et fremmedlegeme. De neutrofile og makrofagerne kan ikke trænge ind i biofilmen og fagocytere bakterierne. Fremmedlegeme Biofilm med bakterier Neutrofil Makrofag BOKS 6.1. Hvordan virus undgår og modvirker immunforsvaret

76 Absces i huden Absces Blodårer Svedkirtel Hår i hårsæk Overhud Læderhud Underhud Figur 6.6. Viser en absces lige under hudoverfladen. Der er ingen blodårer, som går ind i abscessen, som er fyldt med pus. Omkring abscessen ses en zone med inflammation.

77 Lokal, regional og systemisk infektion Figur 6.7. Illustration af lokal infektion (venstre), der ved spredning giver regional (midten) og systemisk infektion (højre).

78 Kronisk fase: Den sene fase. Infektion (asymptomatisk) Inkubationstid Infektionssygdom Infektionen overstået med eller uden men Død pga. infektionen Langvarigt forløb Kronisk infektionssygdom Død af anden årsag livslang infektion Figur 7.1. Forløbsdiagram der viser mulige forløb af infektion.

79 Smittemåder A B Direkte kontaktsmitte Direkte dråbesmitte Figur 8.1. Eksempler på forskellige smittemåder. Overførsel af smitstof ved direkte kontakt mellem hænder (A). Dråber med smitstof slynges ved f.eks. nys direkte på anden person over kort afstand (B). Indirekte kontaktsmitte, hvor hænder på f.eks. en sygeplejerske bliver forurenet med smitstof fra én patient og siden overfører det til en anden patient (C). Smitstof tilføres luften ved hoste fra en person, svæver i længere tid eller over længere afstand i dråbekerner og smitter en anden person (D). C Indirekte kontaktsmitte D Luftbåren smitte

80 Koncentration i blodet IgG IgM Tid Infektionens start Figur 9.1. Skematisk illustration af forekomsten af specifikt IgM og IgG i blodet set i forhold til tiden efter en specifik infektion første gang finder sted. IgM dannes typisk efter 1-2 uger, mens IgG først kommer senere efter 2-3 uger. I de fleste tilfælde vil dannelsen af IgM ophøre efter relativt kort tid og mængden igen falde til nul. Mængden af IgG topper derimod noget senere, og ofte vil IgG være til stede resten af livet.

81 Urinretention som risikofaktor for urinvejsinfektion 1 Urinleder Urinblære 2 3 Bakterier Prostata Urinrør Figur Viser en urinblære, der løbende fyldes med urin fra nyrerne og ikke tømmes fuldstændig ved vandladning. Nogle få bakterier er kommet op i urinen i urinblæren, hvor de begynder at formere sig, mens blæren fyldes (1). Efter vandladning er urinblæren ikke blevet tømt fuldstændigt, og der er derfor stadig bakterier i urinen (2). De vil fortsætte med at formere sig, mens blæren igen fyldes (3). Ved næste vandladning tømmes blæren igen ufuldstændigt, og der vil derfor hele tiden være bakterier, der formerer sig i urinen medførende øget risiko for infektion.

82 Blærekateter Nyre Nyrebækken Urinleder Urinblære Prostata Urinrør Kateter Figur Viser et blærekateter hos en mand. Kateteret er ført op gennem urinrøret til urinblæren, hvorfra urinen gennem åbninger i spidsen kan løbe ud i f.eks. en urinkolbe eller til en urinpose, som kan kobles til studsen. Kateteret forhindres i at falde ud af den ballon, der er indbygget lige bag kateterspidsen. Efter kateteranlæggelsen fyldes ballonen med sterilt vand gennem en lille ekstra kanal, der går fra sidestudsen til ballonen.

83 Foto 2.1. Bakterier som de ses ved ca ganges forstørrelse i lysmikroskop efter gramfarvning. Øverst ses grampositive kokker lejret i hobe, og nederst gramnegative stave.

84 Foto 3.1. Gærceller set i et lysmikroskop ved ca ganges forstørrelse. Ved pilen ses en gærcelle, der er ved at dele sig ved knopskydning.

85 Foto 9.1. Røntgenbillede af brysthulen (thorax) hos et barn. Billedet viser et unormalt skyet område (såkaldt infiltrat) på venstre lunge (højre side af billedet, i område ved de fire pile), der skyldes en pneumoni. Den pæreformede skygge i midten af billedet er hjertet (stiplede pil).

86 Foto 9.2. Resistensundersøgelse. En opløsning med den bakteriestamme der ønskes resistensundersøgt, spredes på et vækstmedium (her en blodagar-plade) (billede 1). Derefter placerer man på vækstmediet nogle særlige tabletter, der hver indeholder et bestemt antibiotikum, som diffunderer ud i området omkring tabletten (billede 2). Pladen anbringes derefter i varmeskab ved ca. 35 grader, således at bakterierne kan vokse og formere sig. Efter ca. et døgn er bakterierne blevet så mange, at de kan ses som et slimet lag (såkaldt vækst) på overfladen af vækstmediet (billede 3). Omkring de tabletter, der indeholder antibiotikum, som bakterien er følsom over for, vil der være en stor zone uden vækst (ved den solide pil), fordi antibiotikummet hæmmer eller dræber bakterierne. Er bakterien derimod resistent over for det pågældende antibiotikum, vil de vokse tættere på tabletten (ved den stiplede pil).

87 Foto Hvide grynede belægninger af gærsvampe på gane og svælg.

88 Foto Børnesår med typiske gule skorper i ansigtet på et større barn.

89 - Foto Rosen (erysipelas) på underben og fod.

90 Foto Infektion med gærsvampe i bleområdet hos spædbarn.

91 Foto Forkølelsessår (herpes labialis) på underlæbe, med begyndende blæredannelse.

92 Foto Skoldkopper (variceller) hos barn.

93 Foto Udbrud af helvedesild (zoster) i ansigt.