Immunforsvaret er den del af vores krop, som hjælper os med at bekæmpe infektioner forårsaget af bakterier og virus. Det består af to komponenter: det medfødte, naturlige immunforsvar og det adaptive, erhvervede immunforsvar.

Det medfødte immunforsvar

Det medfødte, eller uspecifikke, immunforsvar virker mod næsten alt, som er ”fremmed” for vores krop, og skelner ikke mellem forskellige sygdomsfremkaldende organismer. Det består af fysiske barrierer som hud og hår samt muligheden for at lave temperaturændringer eksempelvis ved feber, som gør det svært for nogle bakterier at overleve. Samtidigt udskilles der konstant en række kemiske stoffer som dræber bakterierne.

Man tænker måske ikke så meget over det i hverdagen, men i tilfælde hvor man eksempelvis får en splint i fingeren, opstår der en række fysiske tegn, som viser, at ens immunforsvar er på stedet og arbejder hårdt, uden man selv behøver at gøre noget. Når området omkring splinten hæver, bliver rødt og varmt, er det fordi, der sker en øget blodtilstrømning til stedet og derved at celler i blodet, som kan dræbe invaderende bakterier ved fagocytose, bliver transporteret hen til splinten.

Disse begivenheder kaldes samlet for et inflammatorisk respons. De celler, der først møder de invaderende organismer, er makrofagerne.

Mange af de reaktioner man ser såsom hævelse og rødmen samt feber og andet, er altså ikke ”farligt”, men er ganske naturlige tegn på, at vores immunforsvar er aktivt og virker, som det skal. Man skal derfor bare læne sig tilbage i stolen og lade det udføre det arbejde, som det er bedst til.

Figur 1: Fagocytose og drab af bakterier fra splint.

Det adaptive immunforsvar

Det adaptive immunforsvar er den del af immunforsvaret, der kan reagere mod næsten alle fremmede organismer, der kommer ind i kroppen. Det er også den del af immunforsvaret, som husker, hvordan fremmede organismer ser ud, når de først er mødt en gang. Herefter vil det kunne udføre et effektivt respons, hvis disse organismer skulle komme ind i kroppen igen. Det består af en slags ”huskeceller”, som bærer på information om de forskellige bakterier og virus. Møder de disse igen tilkalder de en hær af dræberceller.

Det adaptive immunforsvar er forskelligt fra person til person og afhænger af, hvilke organismer kroppen har mødt - altså hvilke antigener immunforsvaret er blevet præsenteret for. Det består af lymfocytter, som er en type af kroppens hvide blodlegemer, samt af såkaldte ”antigen præsenterende celler”, som er celler, der kan aktivere lymfocytterne.

Lymfocytterne bliver som alle andre blodceller dannet ved hæmatopoiese i knoglemarven som alle andre af blodets celler og de vigtigste i immunforsvaret er B- og T-cellerne. Disse udgør den cellulære del af det adaptive immunforsvar og antistofferne, som disse celler producerer, udgør den humorale del af immunforsvaret.

Antigener og antistoffer

Antigener er en betegnelse for et område på en bakterie eller virus som kan genkendes af vores immunsystem. Navnet kan være en smule forvirrende idet det, som det antyder, ikke er gener, men derimod proteiner, lipider eller kulhydrater. Det område, der genkendes af antistoffet, er dog kun en lille del af det samlede antigen og benævnes for epitopen og det er altså ikke hele molekylet som genkendes. Dette er illustreret i denne figur som vha. computeranimationer viser epitopen på et molekyle involveret i vaccination mod tuberkulose.

Figur 2: Billedet viser et protein hvor en lille del af det, fungerer som epitop for et antistof.

Antistofferne (også kaldet immunglobuliner, Ig), som binder til antigenernes epitoper, består af to par helt ens proteinkæder bundet sammen af svovlbroer.

Alle antistoffer har en karakteristisk Y-formet struktur og består af to identiske korte, eller lette, kæder og to identiske lange, eller tunge, kæder. Hver af de fire kæder består af en variabel del, som er den del, hvortil antigenerne bindes, og en konstant del, som bestemmer hvilken af de fem antistofklasser, M, D, G, E eller A (IgM, IgD, IgG, IgE, IgA), som antistoffet tilhører. Hver af disse klasser findes i forskellige mængder i blodet, men har også forskellige funktioner og produceres på forskellige stadier af et immunrespons- f.eks. ses IgM som det første antistof som svar på fremmede antigener, mens IgG findes i de højeste koncentrationer i blodet.

Den øverste del af antistoffernes tunge og lette kæder kaldes Fab-delen, og det er her, til den såkaldte paratop, at antigenernes epitop bindes. Den nederste del af de tunge kæder kaldes for Fc-delen, og denne del binder til særlige Fc-receptorer på nogle af immunforsvarets celler. Såfremt et antigen binder til flere antistoffer, som sidder i cellernes Fc-receptorer, krydsbindes antistofferne, hvilket sender signaler ind i immunforsvarscellen og aktiverer denne til eventuelt at fagocytere antigenerne.

Figur 3: Skitse af et antistof.

Se mere om antistofferne i en online version af bogen ”immunology”.

Antistofferne og antigenerne danner ikke-kovalente 

bindinger, men da disse er relativt svage, skal der en masse til for at give effektiv binding. Styrken af en binding benævnes affiniteten og er sammen med specificiteten af antistofferne over for antigenerne to meget anvendte betegnelser til karakterisering af interaktioner.

Lymfocytter - effektorcellerne i det adaptive immunforsvar

T-lymfocytterne er inddelt i TH-celler (hjælperceller) og TC-celler (dræberceller). T-cellerne har på deres overflader en T-cellereceptor, der ikke direkte genkender antigener - de skal være bundet til et bestemt molekyle, som findes på alle celler: MHC-molekylet (Major Histocompatibility Complex). Disse molekyler findes i to former, MHC-I, som findes på alle vores celler og MHC-II, som findes på såkaldte ”professionelle antigenpræsenterende” celler.

Disse MHC-molekyler præsenterer antigener på to forskellige måder, som illustreret i figur 4.

Figur 4: Figuren viser hvordan antigener bliver præsenteret på MHC-I- molekylerne (øverst) og på MHC-II-molekylerne. MHC-I præsenterer antigener dannet inde i cellen, mens MHC-II præsenterer antigener, som er indtaget fra omgivelserne.

For MHC-I-molekylerne gælder det, at de antigener, der præsenteres, er dannet inde i cellen f.eks. som følge af en virusinfektion, men også kræftceller kan præsentere antigener i MHC-I-molekyler og derved signalere til immunforsvaret, at cellen bør destrueres.

MHC-I genkendes hovedsageligt af TC-celler ved interaktion med disses TCR-receptor (T-celle receptor), og dette fører til aktivering af TC-cellerne til såkaldte CTL-celler (Cytotoksisk T-lymfocytcelle), som indeholder en masse granula (små sække) i deres cytoplasma. Disse granula indeholder giftige substanser, der ødelægger cellerne.

Ved senere genkendelse af et MHC-I-molekyle på en af vores celler, som eksempelvis har bundet antigen fra en virus, vil binding mellem MHC-I og T-cellereceptoren på en CTL-celle medføre celledød (apoptose) idet der sprøjtes giftige substanser ind i den inficerede celle, og derved kan virus udryddes fra kroppen.

Figur 5: Figuren viser, hvordan en CTL-celle kan dræbe vores egne celler, hvis de har atypiske antigener på MHC-I-molekylerne.

Læs mere om dette på nettet og se en kort film om dette her.

For MHC-II-molekylerne gælder det, at de præsenterer (eller har bundet) antigener, som er taget ind i cellen ved fagocytose af eksempelvis makrofager. Inde i cellen bliver antigenerne nedbrudt, så kun små epitoper vises på membranoverfladen sammen med MHC-II-molekylerne.

Til MHC-II-molekylerne vil hovedsageligt TH-celler binde og dette medfører, ligesom for TC-cellerne, at disse aktiveres.

TH-cellerne har fået deres navn, fordi de virker som hjælper celler, idet de udskiller specielle stoffer, cytokiner, som er med til at aktivere B-lymfocytterne.

B-lymfocytterne producerer de antistoffer, som genkender antigener på bakterier og virus. Men B-lymfocytterne skal aktiveres af bl.a. antigener, før de producerer antistoffer i tilstrækkelige mængder. B-lymfocytterne tilhører klassen af antigenpræsenterende celler (se Wikipedia), og disse kan optage fremmede antigener og præsentere dem på deres overflade vha. MHC-II-molekylerne.

Men for at blive aktiveret kræves det yderligere, at en aktiveret TH-celle også kan bindes, fordi den genkender antigen bundet til MHC-komplekset. Dette vil stimulere TH-cellen til produktion af cytokiner og andre stimulerende molekyler. Disse virker således som feedback på B-lymfocytten der enten deler sig til en hukommelses B-lymfocyt, som har længere levetid og har antistoffer siddende på membranen, eller en plasma celle, som producerer og udskiller antistoffer til omgivelserne med en hastighed på op til 2000 antistoffer pr. sekund.

Figur 6: Figuren viser, hvordan Th-cellerne aktiveres af en antigenpræsenterende celle, der har bundet antigen på sine MHC-II-molekyler. Den aktiverede T-celle hjælper B-celler, som har optaget antigen og præsenteret det på deres MHC-II-molekyler, til at dele sig.

Du kan se en kort video om aktiveringen af B- og T-lymfocytter her.

Immunisering

Immunisering er en overordnet betegnelse for det at blive immun og en måde, hvorpå dette kan finde sted er ved vaccination. Immuniteten kan være både over for bakterier og virus. Der findes to måder, hvorpå man kan blive immuniseret: passiv og aktiv.

Passiv immunisering foregår ved direkte overførsel af antistoffer. Det ses eksempelvis hos gravide, hvor moderens blod med indeholdende antistoffer overføres til fostret via moderkagen. Serum fra immune eller nyligt vaccinerede individer, indeholder en masse antistoffer, som kan oprenses/isoleres og anvendes til patienter med eksempelvis stivkrampe, difteritis, mæslinger. Passiv immunisering aktiverer dog ikke umiddelbart immunforsvaret, og virkningen er derfor begrænset til nogle uger eller måneder. I serum-afledte produkter er det desuden kun en lille procentdel af de antistoffer der overføres, som er specifikke mod det ønskede antigen.

Derimod er aktiv immunisering langvarig, idet der kan dannes hukommelses B-celler. Dette fungerer ved, at man injicerer den bakterie eller virus (eller dele af dem), der skal vaccineres for. Dog anvendes der ikke aktive bakterier og virus, da dette ville medføre bivirkninger i form af sygdom efter vaccinationen. Man anvender derimod en såkaldt attenueret, eller svækket, organisme, som er en levende organisme, der dog har mistet evnen til at vokse effektivt i kroppen, og derfor er mindre sygdomsfremkaldende. Ligeledes kan organismerne også være inaktiverede ved eksempelvis varme- eller kemisk behandling.

Du kan finde en animation om vaccination ved at klikke her.

Figur 7: Figuren illustrerer hvordan et sekundært møde med et antigen resulterer i langt kraftigere immunrespons.

Det der er vigtigt ved en vaccine er, at den indeholder de epitoper, som kan genkendes af vores celler som værende fremmede og dermed føre til aktivering af B-celler med efterfølgende differentiering til hukommelses B-celler og plasmaceller. Ved senere møde mellem en hukommelses B-celle og den bakterie eller virus, der er vaccineret imod, vil immunresponset være hurtigt og effektivt og kunne forhindre sygdom. 

Figuren viser, at et sekundært møde med det samme antigen vil give et respons der er langt hurtigere og kraftigere end det første.

Mono- og polyklonale antistoffer

Som nævnt i afsnittet om antigener, er disse ofte store molekyler, men kun en lille del heraf, epitopen, kan genkendes af antistofferne. Derved er det muligt, at der kan eksistere flere epitoper på hvert antigen. Men en B-celle, der aktiveres af antigen, producerer kun antistoffer specifikke for ét bestemt antigen. Antistofferne, der kommer fra en B-celle og er rettet mod en bestemt epitop på antigenet, siges at være monoklonale, men den samlede mængde af forskellige monoklonale antistoffer mod et antigen er polyklonal.

I kroppen vil et stort antal lymfocytter aktiveres af et antigen, og det respons der ses, vil være polyklonalt. I medicinsk anvendelse er fordelen ved monoklonale antistoffer, at de er meget specifikke over for en bestemt epitop, men ulempen er, at de dermed også er sensitive over for ændringer i epitoper, hvilket har betydning i nogle mikroorganismer. Fordelen, derimod, ved rekombinante polyklonale antistoffer er, at de har mulighed for at beholde aktiviteten over for muterede organismer, men de er samtidigt også specifikke. For mange virus gælder nemlig, at de ofte muterer (forandrer sig) hvilket gør, at monoklonale antistoffer hurtigt kan miste deres virkning, fordi de ikke længere er i stand til at binde til den pågældende epitop på antigenet. Fordelen ved rekombinante polyklonale antistoffer er, at de har mulighed for at beholde aktiviteten over for muterede organismer, samtidigt med at de også er specifikke ligesom de monoklonale.

Figur 8: Billede af mono og polyklonale antistoffer

Har man en blanding, der indeholder mange forskellige antistoffer, der er effektive over for mange forskellige epitoper på den samme organisme, er der større chance for, at denne opløsning bevarer sin effektivitet.

Dette faktum har Symphogen A/S baseret deres forskning og udvikling på idet de har opfundet en metode til at fremstille polyklonale antistoffer. Herved får man en blanding af antistoffer, som afspejler den, der findes i blodet hos donorerne – de immuniserede individer, og som kan produceres i store mængder i modsætning til antistoffer, der skal isoleres fra donorernes serum.

Læs mere

• Hvis du er interesseret i mere information kan du klikke her og lære mere om immunforsvarets celler og organer.
• Du kan også teste dit ordforråd inden for immunologi (dog på engelsk) ved at klikke her.  

Videre læsning:

• Janeway CA, Jr. et al (2001). Immunobiology., 5th ed., Garland Publishing
• Allergi opstår som følge af et overaktivt immunforsvar.
• Vaccinen blev opdaget af Edward Jenner.
• Oversigt over immunforsvaret fra Kræftens Bekæmpelse.