Immunförsvaret: En introduktion

Översikt av immunförsvaret

• Immunförsvaret består av flera lager av skydd, inklusive yttre barriärer, medfött immunförsvar och förvärvat immunförsvar.
• Immunförsvaret är en komplex och dynamisk process som är avgörande för att skydda kroppen mot infektioner och sjukdomar.
• Immunförsvaret kan också bidra till utvecklingen av allergier, autoimmuna sjukdomar och cancer.

Yttre barriärer

• Huden fungerar som en mekanisk barriär och är ogästvänlig för bakterier tack vare sin torrhet.
• Svett och talg innehåller bakteriedödande enzymer, och flagning hindrar mikrober från att fästa.
• Slemhinnor och kinocilier skyddar mekaniskt tillsammans med normalfloran.
• Saltsyra i magsäcken utgör ytterligare ett skydd.

Vita blodkroppar

• Neutrofiler utgör 62 % av de vita blodkropparna.
• Lymfocyter utgör 30 % av de vita blodkropparna.
• Monocyter utgör 5,3 % av de vita blodkropparna.
• Eosinofiler utgör 2,3 % av de vita blodkropparna.
• Basofiler utgör 0,4 % av de vita blodkropparna.

Immunsystemets organ

• Thymus/brässen är ett organ i immunsystemet.
• Mjälten är ett organ i immunsystemet.
• Lymfknutor är en del av immunsystemet.
• Benmärgen är ett viktigt organ i immunsystemet.
• Stamceller finns i immunsystemet och ger ursprung till olika immunceller.

Det medfödda immunförsvaret

• Det medfödda immunförsvaret aktiveras snabbt mot infektioner (sek/min/tim).
• Det innehåller ingen specificitet för specifika patogener/ämnen, utan känner igen mönster - ca 1000 olika mönster (främmande och kroppsegna) genom receptorer på/i celler.
• Effektiviteten ökar inte vid en andra exponering.
• Det finns inget minne i det medfödda immunförsvaret.

Celler i det medfödda immunförsvaret

• Granulocyter, monocyter, NK-celler är celler i det medfödda immunförsvaret.
• Lösliga komponenter som komplementproteiner (komplementsystemet), cytokiner (t ex IL-1, TNF, IL-6, IL-4, IFN och IL-10) och akutfasproteiner (t ex CRP, fibrinogen) produceras i levern som svar på cytokiner tillhör det medfödda immunförsvaret.

Fagocyterande cellers egenskaper

• Neutrofiler och makrofager har hög nedbrytningsförmåga.
• Dendritiska celler har hög förmåga till antigenprocessning.

Makrofager

• Fagocyterande celltyp är stationerade i vävnaden (immigrerade monocyter).
• Makrofager utgör den första försvarslinjen och finns i alveoler, lever, hud etc.
• Mobiliserar även makrofager från omgivningen.
• De har effekt inom minuter.
• Makrofager är storproducenter av cytokiner när de aktiverats.
• TNF ökar kärlpermeabiliteten.
• IL-1 ökar diapedes och komplementfaktorer från lever och benmärgsstimulerande cytokiner.

Fagocytos

• Fagolysosom bildas under fagocytos.
• Bakterier ingår i fagocytosprocessen.
• Lysosomer deltar i fagocytos.

Medfödd immunitet

• Det medfödda immunförsvaret känner igen patogenassocierade molekylära mönster.

Innate Immunity: Neutrofiler

• Neutrofiler utgör 50-75% av alla vita blodkroppar och 10^11 produceras dagligen.
• Rekryteras till infektionsplatsen inom minuter.
• Frisätter granuler med destruktiva enzymer och kemikalier.
• Fagocyterande celltyp, producerar cytokiner.
• De invaderar infekterat område inom några timmar (2:a försvarslinje), rekryteras från blodbanan m h a diapedes och lockas dit av inflammationsprodukter.

Innat immunitet roll

• Makrofager städar upp skräp och hjälper till med vävnadsreparation.
• De frisätter proinflammatoriska molekyler (cytokiner, kemokiner, signaleringslipider).
• Rekryterar neutrofiler från blodet.

Komplementsystem

• Komplementproteiner bildas främst i levern.
• Fungerar på tre sätt: "Täcker" patogener/skadliga ämnen och fagocyter gör det lättare att fagocytera patogenen ("opsonisering"), rekryterar leukocyter (immunceller) till infektionsplatsen (vid inflammation) och bildar porer (MAC) som lyserar/"spränger" sönder patogenen/mikroorganismen.

Opsonisering

• Opsonisering förbättrar fagocytosprocessen.

Det förvärvade immunsystemet

• Komplement aktiveras av antikroppar (IgM, IgG, IgA).
• Viktiga funktioner hos antikroppar inkluderar neutralisering/oskadliggörande av bakterier, virus och toxiner (IgA), exponering för cytotoxiska lymfocyter (T-celler, NK-celler), roll i mastceller, eosinofiler, allergi (IgE) och opsonisering (IgG).

Det förvärvade/specifika immunförsvaret

• Det förvärvade immunförsvaret är specifikt.
• Aktivering av B- och T-celler efter att ha träffat på sitt antigen.
• Antikroppars funktioner.
• Förklaring av opsonisering.
• Immunitet kvarstår även när antikropparna inte längre finns kvar i blodet.

Adaptiv (förvärvad) immunitet

• B-celler mognar i benmärgen.
• T-celler mognar i thymus.
• Både B- och T-celler finns huvudsakligen i lymfkörtlar och mjälte.
• Naiva T-celler aktiveras → cellulära effektorfunktioner:
• CD8+ T-celler → Cytotoxiska T-lymfocyter (CTL).
• CD4+ T-celler → Makrofagförbättring / Hjälpa B-celler.

Humoral & cellmedierad respons

• Naiva B-celler aktiveras → antikroppsproduktion.
• Antikroppar bidrar till utrotningen av patogenen genom komplementaktivering och opsonisering.
• B- och T-celler har unika molekyler.
• Deras specificitet är slumpmässig och stor.

Antikroppar

• Antikroppar produceras av B-celler, har antigenbindande regioner och en Fc-region.
• Producerade antikroppars bidrag tillutrotningen av patogenen sker via komplementaktivering och opsonisering.
• Antikroppar oskadliggör patogener.

Adaptiva immunsystemet

• Virus förökar sig inuti celler.
• Influensa är ett exempel på hur det adaptiva immunsystemet aktiveras.

MHC molekyler

• MHC klass I finns på alla celler i kroppen, kan presentera antigen (från t.ex. virus) och visar att cellen är kroppsegen ("själv").
• MHC klass II finns på antigenpresenterande celler, kan presentera antigen som fagocyterats och presenterar för T-celler.

Aktivering av adaptiv immunitet

• Antigen tas upp från det extracellulära utrymmet till intracellulära vesiklar.
• I tidiga endosomer med neutralt pH är endosomala proteaser inaktiva.
• Försurning av vesiklar aktiverar proteaser för att bryta ned antigen till peptidfragment.
• Vesiklar som innehåller peptider smälter samman med vesiklar som innehåller MHC klass II-molekyler.
• Antigen presenteras på en MHC-molekyl.
• Dendritiska celler går till närmaste lymfkörtel och presenterar främmande antigen för T-celler, vilket aktiverar dem.

Vaccination

• Vaccination efterliknar en infektion på ett kontrollerat sätt.
• Vid resa till länder med sjukdomar som inte finns i Sverige ges ofta både vaccin och gammaglobulin.
• Aktiv immunisering sker exempelvis via vaccination och innebär upprepade immuniseringar.
• Aktiv immunisering kräver att Ag ska vara immunogent och använder adjuvans för bättre immunsvar.
• Passiv immunisering erhålls från annan individ och ger inget minne.

Adaptiv immunitet

• Efter den primära infektionen stannar några T- och B-celler (antigen-specifika) kvar i kroppen som minnesceller.
• Minnesceller består i årtionden och producerar snabbare och starkare immunrespons.
• Minne kan induceras med vaccination utan att behöva gå igenom en primär infektion med en levande patogen.

Inflammatoriska reaktioner

• Ökat blodflöde ger ökad tillströmning av effektorceller (monocyter, granulocyter, lymfocyter).
• Cytokinfrisättning aktiverar kärlendotelet och effektorcellerna.
• Koagulationsaktivering bidrar till att kapsla av infektionen och förhindrar spridning.
• I slutfasen av inflammationen bidrar makrofager till uppbyggnad av skadad vävnad.

Allergi och autoimmunite

• Immunförsvaret reagerar vid allergi och autoimmunitet.
• Vid allergi/eksem sker immunreaktioner mot ofarliga antigen (allergen) - oftast proteiner (pollen, födoämnen mm).
• Vid autoimmunitet sker immunreaktioner mot självantigen (kroppsegna antigen).
• Självantigen presenteras också av MHC-I (HLA-I).
• Multipel skleros (MS) behandlas ibland med cancerläkemedlet rituximab.

Cancer och immunförsvaret

• 2018 års Nobelpris i Fysiologi eller Medicin tilldelades James P. Allison och Tasuku Honjo
• T-celler kan döda muterade celler och förebygga cancer (immunosurveillance).
• I vissa fall kan cancer samexistera med immunsystemet (equilibrium).
• Cancer använder olika mekanismer för att undgå T-cellskontroll och spridas genom kroppen (escape).
• Immunterapier hjälper patientens eget immunsystem att döda cancer.
• Inom cancer och immunologi kan läkemedel blockera blockerare.

Träning och Immunförsvaret

• Studier visar att regelbunden träning minskar antalet förkylningar och dagar med symptom från övre luftvägarna och dämpar låggradig inflammation.
• Träning minskar risken för sjukhus- och iva-inläggning vid Covid-19.
• Immunceller frisätts under träning.
• Under träning ökar förekomsten av NK-celler och även T-celler och B-celler.
• "Open window theory" förklarar hur intensiv träning initialt kan leda till immunsuppression.