Introduktion til immunforsvaret

Immunforsvaret er den del af vores krop, som hjælper os med at bekæmpe infektioner forårsaget af bakterier og virus. Det består af to komponenter, der begge har mange navne: (1) det medfødte eller uspecifikke immunforsvar og (2) det adaptive, erhvervede eller specifikke immunforsvar.

Det medfødte immunforsvar

Det medfødte, eller uspecifikke, immunforsvar virker mod næsten alt, som er fremmed for vores krop, og det skelner ikke mellem forskellige sygdomsfremkaldende organismer. Det består af visse celletyper samt fysiske barrierer som hud og hår. Derudover er muligheden for at ændre kropstemperaturen, som man kender det fra feber, en del af det uspecifikke immunforsvar. Den højere kropstemperatur gør det sværere for bakterier og vira at overleve. Samtidigt udskiller kroppen konstant en række kemiske stoffer som dræber bakterier, fx i spyt og tårer.

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 at man selv behøver at gøre noget. Når området omkring splinten hæver, samt bliver rødt og varmt, er det fordi der sker en øget blodtilstrømning til stedet og derved bliver celler fra blodet transporteret hen til splinten. Her kan cellerne dræbe invaderende bakterier ved fagocytose.

Figur 1. Fagocytose og drab af bakterier fra en splint. Man ser, at den blå fagocyterende celle træder ud af blodkarret og begynder at fagocytere det fremmede materiale (rødt), der er trængt ind med splinten.

Det erhvervede immunforsvar

Det erhvervede immunforsvar kaldes også det adaptive immunforsvar. Det er denne del af immunforsvaret, der tilpasser sig de omgivelser, man befinder sig i. Det kan reagere mod fremmede organismer, typisk bakterier og vira, når de 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. Når en fremmed organisme først er mødt, så kan det adaptive immunforsvar udføre et mere effektivt respons, hvis den samme organisme skulle komme ind i kroppen igen. Denne del af immunforsvaret består blandt andet huskeceller, der bærer på information om de forskellige bakterier og vira, som kroppen har mødt. Møder huskeceller igen de samme organismer, aktiveres de hurtigt, og immunforsvaret bliver straks sat i gang. Immunsystemet tilpasser (adapterer) sig således til de bakterier og vira, der findes i omgivelserne.

Det adaptive immunforsvar er forskelligt fra person til person, og afhænger af, hvilke organismer kroppen har mødt. Immunforsvarets celler bruger specifikke overfladeområder på de fremmede organismer til at genkende dem. Det kan fx være proteiner eller kulhydrater, der sidder på deres membran. Disse overflademolekyler kaldes også antigener, og den adaptive del af immunforsvarets sammensætning afhænger af, hvilke antigener immunforsvaret har mødt før.

Det adaptive immunsystem består af lymfocytter. Det er en undertype af kroppens hvide blodlegemer. De hjælpes af ”antigen præsenterende celler”, som er de celler, der kan aktivere lymfocytterne ved at præsentere dem for et antigen (fx resterne af en nedbrudt bakterie). Makrofager er et eksempel på en antigen præsenterende celle. Lymfocytter cirkulerer i blodet og bliver, som alle andre af blodets celler, dannet ved hæmatopoiese i knoglemarven. Lymfocytterne opdeles i B- og T-celler, og det er disse celler, der varetager det adaptive immunforsvars funktioner. Det foregår via antistoffer (B-celler) og det cytologiske immunforsvar (T-celler).

Lymfocytter og MHC-molekylerne

T-cellerne er inddelt i T-hjælperceller (TH-celler) og cytotoksiske T-celler (TC-celler). T-cellerne har på deres overflade en T-cellereceptor (TCR), der bruges til at genkende antigener. Antigenerne bliver kun genkendt, hvis de er bundet til et Major Histocompability Complex (MHC). MHC-molekyler findes i alle celler.

MHC-molekyler findes i to former: MHC-I, der findes på alle vores celler, og MHC-II, der kun findes på de såkaldte ”professionelle antigen præsenterende” celler (og som har fået deres navn pga. MHC-II-molekylet). Man siger, at disse MHC-molekyler præsenterer antigenerne ved at binde til dem og transportere dem til cellemembranen. Det foregår på to forskellige måder, alt efter om det er MHC-I eller MHC-II, som illustreret i figur 2.

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

MHC-I og et bundet antigen (MHC-I-kompleks) genkendes hovedsageligt af TC-cellernes TCR, og dette fører til en aktivering af cellerne. TC-cellerne indeholder granula (små sække i deres cytoplasma). Disse granula indeholder giftige substanser, som frigives ved TC-cellens aktivering, og som ødelægger den aktiverende celle vha. MHC-I-receptoren. På den måde fjernes de celler, der fx er virusinficerede eller har muterede proteiner. Se Figur 3.

MHC-II-molekylerne præsenterer (eller binder) antigener, som er trængt ind i cellen ved fagocytose (f.eks. ved brug af makrofager). Inde i cellen bliver antigenerne nedbrudt til mindre dele, som binder til MHC-II-molekylerne og derefter transporteres til cellemembranen.

MHC-II-molekylerne på cellemembranen vil hovedsageligt binde til TH-celler. Det medfører, ligesom for TC-cellerne, at TH-cellerne aktiveres. TH-cellerne har fået deres navn, fordi de virker som hjælperceller. De udskiller specielle stoffer, cytokiner, som er med til at stimulere immunforsvaret, herunder B-cellerne. B-celler producerer en tidlig form for antistoffer der er bundet til B-cellens membran. Det tidlige antistof kan genkende et specifikt antigen på en bakterie og virus. Før B-celler producerer rigtige antistoffer, der ikke er membranbundne, kræves det, at de membranbundne antistoffer genkender et antigen – dvs. at B-cellen fx møder en bakterie.

Figur 2. Figuren viser, hvordan antigener bliver præsenteret på MHC-I-molekylerne (øverst) og på MHC-II-molekylerne. MHC-I præsenterer antigener, der findes inde i (endogent) cellens cytoplasma (fx fra en virus), mens MHC-II præsenterer antigener, som er indtaget (exogent) fra omgivelserne (fx ved fagocytose af et protein).

Figur 4. Figuren viser, hvordan TH-cellerne aktiveres af en antigen præsenterende celle, der har bundet et antigen på sin MHC-II. Den aktiverede T-celle stimulerer B-celler, som også har optaget antigen og præsenterer det på deres MHC-II-molekyler. B-cellen aktiveres dermed og danner antistoffer og hukommelsesceller.

Figur 5. En epitop (vist i cyan) er den del af et antigen (vist som et foldet protein i pink) der genkendes af et antistof. 

Antistofferne (også kaldt immunglobuliner eller 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 lette kæder og to identiske 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, og har forskellige funktioner, og produceres på forskellige stadier af et immunrespons. IgM er det første antistof, der produceres som svar på fremmede antigener, mens IgG findes i de højeste koncentrationer i blodet.

Figur 6. Skitse af et antistof. De lette kæder er farvet rød og de tunge kæder blå.