CHAPTER 18 Natural Defenses Against Disease

1
CHAPTER 18Natural Defenses Against Disease
2
det humorala immunförsvaret
det cellulära immunförsvaret
cytokiner
eosinofiler
T-celler
interleukiner
NK-celler
lymfocyter
granulocyter
neutrofiler
B-celler
monocyter
minnesceller
mastceller
dendritceller
histaminer
immunoglobuliner
basofiler
makrofager
interferoner
fagocyter
plasmaceller
major histocompatibility complex
3
Organ som deltar i immunförsvaret

• hud och slemhinnor vår barriär mot yttervärlden
• blod och lymfa distribuerar blodkroppar i hela
  kroppen
• lymfnoder innehåller vita blodkroppar och
  filtrerar lymfan
• B-celler mognar i benmärgen, där också alla andra
  blodkroppar har sitt ursprung
• T-celler mognar i i brässen (thymus)
• lymfocyter samlas också i mjälten (spleen)

4
19.1
figure 19-01.jpg

• Figure 19.1

5
Innan patogener tränger in i kroppen

• Vår kropp skyddas mot attacker av
  mikro-organismer
• hud
• normalflora på kroppsytan (hud, tarmar..)
• slem och tårar
• tårar och spott innehåller lysozym
• magsyror och gallsalter
• hår i näsan
• cilier i andningsorganen hosta, nysningar

6
Vita blodkroppar (leukocyter)

• Lymfocyter
• B-celler ? plasmaceller och B-minnesceller
• T-celler ? hjälpar-T-celler och cytotoxiska
  T-celler
• NK-celler (natural killer cells)
• Fagocyter vita blodkroppar som kan fagocytera
• monocyter ? makrofager
• granulocyter
• basofiler
• eosinofiler
• neutrofiler
• dendritceller
• mastceller

7
När patogener trängt in i kroppen (1)

• Specifikt immunförsvar (involverar antikroppar
  tas upp i detalj senare)
• Icke-specifikt immunförsvar
• feber
• inflammationsrespons
• fagocyter intar och förstör patogener
• NK-celler (Natural Killer cells) förstör egna
  celler som blivit infekterade

8
När patogener trängt in i kroppen (2)

• antimikrobiella proteiner
• interferoner utsöndras från virusinfekterade
  celler för att skydda friska celler
• komplementproteiner i blodet
• Hjälper fagocyter att känna igen patogener
• Deltar i inflammationsresponsen lockar
  fagocyter till infektionshärdar
• lyserar mikro-organismer

9
Fagocyter

• Intar och förstör bakterier, viruspartiklar och
  patogena celler
• De viktigaste fagocyterna i icke-specifikt
  immunförsvar
• Neutrofiler först i infektionshärdar
• Makrofager mobila eller i lymfnoderna,
  långlivade
• Dendritceller i hud, andningsvägar,
  mag-tarm-kanalens vävnader, lymfnoder

10
Inflammation

• Kemiska försvarssignaler och celler interagerar.
• Skada ? mastceller och basofiler släpper ut
  histamin
• histamin utvidgar blodkärl och inducerar läckage
  i kapillärer ? rodnad, svullnad
• fagocyter kan komma in i vävnaden
• komplementproteiner o.a. kemiska signaler lockar
  neutrofiler och monocyter till platsen

11
Inflammation

• monocyterna differentierar till makrofager
• Fagocyterna städar upp patogener och döda
  celler (var)
• makrofagerna utsöndrar cytokiner
• feber
• specifik immunrespons

12
19.5
figure 19-05a.jpg

• Figure 19.5 Part 1

13
19.5
figure 19-05b.jpg

• Figure 19.5 Part 2

14
Några proteiner i immunförsvaret

• Produceras gm att patogenen aktiverar specifik
  receptor i värdens immunceller ? aktivering av
  gentranskription
• Histamin
• Cytokiner
• Komplement
• Interferoner

15
Särdrag hos den specifika immunresponsen

1. Specifitet
2. Förmåga att reagera på mängder av olika antigener
3. Förmåga att skilja egna celler från främmande
   celler
4. Minne

16
Begrepp

• Antikropp (immunoglobulin, Ig) molekyl som
  produceras av immunförsvaret och binder till ett
  specifikt för kroppen främmande ämne
• Antigen organism eller molekyl som antikroppen
  binder till
• Epitop den del av antigenen som antikroppen
  binder till
• En antigen kan ha flera epitoper och således kan
  flera olika antikroppar binda till den.

17
19.6
figure 19-06.jpg

• Figure 19.6

18
Det humorala immunförsvaret
Det cellulära immunförsvaret

• antikroppar utsöndrade av plasmaceller (B-celler)
  binder till antigener i kroppsvätskor

-T-celler attackerar celler som är infekte-rade
eller muterade genom att binda till antigener på
cellernas yta
19
Hur uppkommer en specifik immunrespons? (1)

• I kroppen finns massor med olika B-celler med
  olika antikroppar, och T-celler med olika
  T-cellreceptorer.
• Varje cell har bara en typ av antikropp.
• Dessa antikroppars och receptorers uppbyggnad
  bestäms av slumpen.
• B- och T-celler som känner igen kroppens egna
  proteiner förstörs i ett tidigt skede.

20
Hur uppkommer en specifik immunrespons? (2)

• När en T-cell-receptor på T-cellens yta binder en
  antigen på en infekterad cells yta, utsöndrar den
  cytokiner och inducerar sin egen celldelning.
• Det finns cytotoxiska T-celler (TC) och
  hjälpar-T-celler (TH).
• TC lyserar infekterade celler.
• TH-celler aktiverar B-celler som presenterar
  antigenen.

21
Hur uppkommer en specifik immunrespons? (3)

• B-celler har antikroppar på sin yta.
• När en B-cell träffar på en antigen
  internaliseras den och presenteras sedan på
  B-cellens yta.
• TH-cellen binder till antigenen och stimulerar
  B-cellen att föröka sig.
• De nya B-cellerna, som alla producerar specifik
  antikropp, differentierar till plasmaceller och
  B-minnesceller.

22
Hur uppkommer en specifik immunrespons? (4)

• Plasmacellerna producerar och utsöndrar mängder
  av antikroppar mot antigenen.
• Fagocyter känner igen och fagocyterar partiklar
  som antikropparna binder till.
• På detta sätt väljer antigenen själv ut och
  aktiverar det specifika immunförsvaret.
• B-minnesceller och T-minnesceller stannar kvar i
  blodomloppet för att aktiveras snabbt om samma
  patogen försöker på nytt.

23
19.7
figure 19-07.jpg

• Figure 19.7

24
19.8
figure 19-08.jpg

• Figure 19.8

25
Hur presenterar celler antigener? (1)

• Alla kroppens celler presenterar antigener på sin
  yta, för att T-celler ska känna igen dem.
• Proteinerna som är ansvariga för detta kallas
  Major Histocompatibility Complex (MHC)-molekyler
• Celler tar hela tiden stickprov av sina
  proteiner, som binds till klass I MHC och
  presenteras på cellytan.
• T-celler binder till kroppsfrämmande proteiner på
  ytan av cellerna.

26
Hur presenterar celler antigener? (2)

• När antigener bundit till antikroppar på ytan av
  en B-cell, presenteras de av klass II
  MHC-molekyler.
• Klass II MHC finns också på ytan av T-celler och
  makrofager.
• Olika receptorer på T-celler känner igen olika
  MHC-klasser

27
19.17
figure 19-17b.jpg

• Figure 19.17 Part 2

28
19.16
figure 19-16.jpg

• Figure 19.16

29
19.17
figure 19-17a.jpg

• Figure 19.17 Part 1

30
19.18
figure 19-18a.jpg

• Figure 19.18 Part 1

31
19.18
figure 19-18b.jpg

• Figure 19.18 Part 2

32
19.18
figure 19-18c.jpg

• Figure 19.18 Part 3

33
19.18
figure 19-18d.jpg

• Figure 19.18 Part 4

34
Hur skiljer immunförsvaret på egna och främmande
proteiner? (1)

• Odifferentierade lymfocyter kan binda antigener
  men inte attackera.
• När de binder till kroppsegna antigener dör de
  genom programmerad celldöd.
• Om främmande antigener finns närvarande i ett
  tidigt skede av utvecklingen, tror
  immunsystemet att de hör till den egna kroppen
  och de tolereras.
• Tolerans för kroppsegna proteiner kan förloras ?
  autoimmunsjukdomar.

35
Hur skiljer immunförsvaret på egna och främmande
proteiner? (2)

• T-celler måste känna igen kroppens egna
  MHC-proteiner.
• T-celler som inte känner igen kroppens egna MHC
  dör (urvalet sker i brässen).
• T-celler som känner igen MHC, men också andra
  kroppsegna antigener, dör.

36
Hur skiljer immunförsvaret på egna och främmande
proteiner? (3)

• OBS fel på sid 374 Clonal anergy
• CD28 uttrycks på T-cellen och känner igen
  kostimulus B7 på antigen-presenterande cell, båda
  signalerna behövs för aktivering.
• B7 uttrycks endast på antigen-presenterande
  immunceller.
• T-celler kan aktiveras av kroppens egna celler,
  om de är muterade eller infekterande och
  presenterar ett muterat eller främmande protein
• (mekanism?)

37
Antikroppens struktur

• Antikroppar är proteiner bestående av
• Två tunga polypeptidkedjor
• Två lätta polypeptidkedjor
• Både tunga och lätta kedjorna består av en
  konstant (C) och en variabel (V) del.
• Den variabla delarna binder till antigenen.
• Olika klasser av antigener har olika konstanta
  delar.

38
19.11
figure 19-11.jpg

• Figure 19.11

39
Hur uppkommer variation hos antikroppar
(B-celler)?

• Flera gener är ansvariga för att skapa
  variationen.
• B-stamcellernas antikroppsgener har flera
  uppsättningar konstanta (C) och variabla (V, D,
  J) segment.
• Ett av varje segmenttyp kombineras genom
  omarrangering av DNA

40
19.19
figure 19-19.jpg

• Figure 19.19

41
19.20
figure 19-20a.jpg

• Figure 19.20 Part 1

42
Variation hos antikroppar (2)

• Miljoner olika variabla delar kan skapas på detta
  sätt.
• Dessutom kombineras segmenten inexakt och
  mutationsfrekvensen i generna är hög ?
  ytterligare variation
• eftersom de variabla segment som inte inkluderats
  i antikroppsgenen har deleterats kan antikroppen
  i en viss cell inte byta
• variation i T-cellreceptorer uppkommer på samma
  sätt

43
Antikroppsklasser

• Den konstanta delen bestämmer vilken klass
  antikroppen hör till.
• Olika konstanta delar ger olika funktioner för
  antikroppen.
• Klassbyte kan ske genom senare gen-omstrukturering
  ar
• klassbyte induceras av cytokin-signaler från
  T-celler
• cellen kan inte byta tillbaka till en tidigare
  klass då den delen av DNA deleterats

44
19.21
figure 19-21.jpg

• Figure 19.21

45
19.2
table 19-02.jpg

• Table 19.2

46
Sjukdomar i immunsystemet

• Allergier
• Immunsystemet överreagerar
• Autoimmunsjukdomar
• T- och B-celler som känner igen kroppens egna
  proteiner produceras
• Brister i immunförsvaret
• a) Någon del i immunförsvaret fungerar inte
  normalt.
• b) T.ex. AIDS HI-virus förstör hjälpar-T-celler

47
HIV

• Retrovirus
• kopierar sitt genom till en kromosom i en
  makrofag eller T-hjälparcell.
• Hög mutationshastighet (reverstranskriptas
  korrekturläser inte)
• Antigen-presenterande celler för HIV till
  lymfnoderna, där HIV infekterar mängder av
  T-hjälparceller
• HIV-genomet kan kopieras med T-cellens genom i
  åratal.

48
HIV

• Då T-cellen aktiveras aktiveras också
  produktionen av viruspartiklar
• Kroppens försvar rensar bort viruspartiklar och
  T-cellerna återhämtar sig, men viruset smittar
  hela tiden nya T-celler
• Denna period ofta stabil och kan vara i flera år,
  patienten mår OK
• AIDS HIV förstör T-cellerna och patientens
  immunförsvar bryts ner.

49
LEUKOCYTER VITA BLODKROPPAR
DET SPECI-FIKA IMMUN- FÖRSVARET
DET SPECI-FIKA IMMUN- FÖRSVARET Lymfo-cyter B-celler Plasmaceller Utsöndrar antikroppar
DET SPECI-FIKA IMMUN- FÖRSVARET Lymfo-cyter B-celler B-minnesceller Upprätthåller immunitet
DET SPECI-FIKA IMMUN- FÖRSVARET Lymfo-cyter T-celler Cytotoxiska T-celler Lyserar virus-infekterade eller muterade celler
DET SPECI-FIKA IMMUN- FÖRSVARET Lymfo-cyter T-celler Hjälpar-T-celler Aktiverar B-celler
DET ICKE-SPECI-FIKA IMMMUN- FÖRSVARET Lymfo-cyter T-celler NK-celler Lyserar virus-infekterade eller muterade celler
DET ICKE-SPECI-FIKA IMMMUN- FÖRSVARET Fagocyter Samlingsnamn för fagocyterande celler
DET ICKE-SPECI-FIKA IMMMUN- FÖRSVARET Granulo-cyter (grupp-namn enl.utseende) Basofiler Utsöndrar histamin
DET ICKE-SPECI-FIKA IMMMUN- FÖRSVARET Granulo-cyter (grupp-namn enl.utseende) Eosinofiler Migrerar ut i vävnader och dödar parasiter täckta av antikroppar
DET ICKE-SPECI-FIKA IMMMUN- FÖRSVARET Granulo-cyter (grupp-namn enl.utseende) Neutrofiler Fagocyterar debris och patogener
DET ICKE-SPECI-FIKA IMMMUN- FÖRSVARET Monocyter Makrofager Makrofager är differentierade monocyter. Monocyter migrerar ut i infekterade vävnader, differentierar, fagocyterar och utsöndrar cytokiner ? aktiverar T-celler
DET ICKE-SPECI-FIKA IMMMUN- FÖRSVARET Dendritceller Finns i vävnaderna Presenterar antigener för T-celler
DET ICKE-SPECI-FIKA IMMMUN- FÖRSVARET Mastceller Finns under huden och runt organ. Utsöndrar histamin.
50
det humorala immunförsvaret
det cellulära immunförsvaret
cytokiner
eosinofiler
T-celler
interleukiner
NK-celler
lymfocyter
granulocyter
neutrofiler
B-celler
monocyter
minnesceller
mastceller
dendritceller
histaminer
immunoglobuliner
basofiler
makrofager
interferoner
fagocyter
plasmaceller
major histocompatibility complex