Immunsystemet – Biologiskolen

Patogener og det uspecifikke immunforsvar

Indholdsfortegnelse

16.1 Hvordan immunsystemet aktiveres

Et patogen er en sygdomsfremkaldende mikroorganisme, som trænger ind i vores krop. Det kan være bakterier, en virus, svampe eller parasitter, som kan gøre skade.

Patogen

De fleste patogener komme ind i vores krop, ved at vi trækker vejret, men også gennem vores kost og det vi drikker, eller ved at vi får en skade i huden.

Derfor er det vigtigt, at vores immunsystem kan skelne mellem patogener (“ikke selv”) og vores egne celler (“selv”).

Vores egne celler kan genkendes af vores immunsystem, ved at vores celler indeholder unikke proteiner på overfladen af cellernes cellemembran.

Klik for at forstørre. Cellemembranen med mange forskellige molekyler i - og på overfladen af cellen.

Klik for at forstørre.
Cellemembranen med mange forskellige molekyler på overfladen af cellen.

På samme måde kan patogener genkendes og stimulere vores immunsystem til at reagere og ødelægge patogenet.

Et antigen er et stof fra patogenet, som får vores immunsystem til at reagere.

16.2 Medfødt og tillært forsvar

Vores immunforsvar kan opdeles i to typer:

Det uspicifikke immunforsvar er medfødt og reagerer på alle patogener øjeblikkeligt, men med samme reaktion uanset hvilket patogen.
Det specifikke immunforsvar, som først reagerer efter dage, men som lærer undervejs, reagerer forskelligt på forskellige patogener.

Fælles for mange af immunforsvarets celler er, at de er dannet ud fra knoglemarv og kaldes hvide blodlegemer.

16.3 Hvide blodlegemer

De hvide blodlegemer dannes ud fra blodstamceller.

Hvide blodlegemer

Der er mange forskellige hvide blodlegemer.

Hvide blodlegemer.
Klik for at forstørre.

På figuren ses også røde blodlegemer (eller blodceller). De dannes også fra blodstamceller fra knoglemarv, men er ikke en del af immunforsvaret.

Nogle af de hvide blodlegemer kaldes ædeceller eller fagocytter. Den vigtigste og største ædecelle er makrofagen.

Granulacytter er også ædeceller. Fælles for granulacytter er, at de indeholder granula, som er stoffer, der kan udskilles og skade mikroorganismerne.

På figuren ovenfor mangler mastcellen, som vi vil behandle senere, men mastcellen er også en granulocyt.

Klik for at forstørre. Billede taget af Volker Brinkmann med et elektron mikroskop viser en ædecelle æde en bakterie (orange).

Klik for at forstørre. Billedet, taget af Volker Brinkmann med et elektron mikroskop, viser en ædecelle æde en bakterie (orange).

16.4 Det uspecifikke immunsystem

Det uspecifikke immunforsvar

Vores uspecifikke immunsystem forhindrer patogener i at komme ind i vores krop. Det sker på mange forskellige måder i vores krop:

Huden forhindrer patogener i at trænge ind i vores krop, og kirtler i huden danner fedtsyrer, som patogener ikke kan overleve i.
Slimhinder i svælg og luftveje danner slim, som indkapsler patogener og forhindrer dem i at trænge ind.
Mavesyre bestående af HCl (saltsyre) danner et meget surt miljø, som patogener ikke kan leve i.
Tårer og spyt indeholder enzymer, som nedbryder bakterier.

Hvis patogenerne alligevel kommer ind i vores krop for eksempel ved en hudafskrabning, så reagerer vores uspecifikke immunsystem, ved at de hvide blodlegemer, ædecellerne, tilkaldes:

Kemikalier udløses, hvorved ædeceller, der æder patogenerne, tilkaldes.

Ædecellerne forårsager feber, der udgør et fjendtligt miljø for patogenerne.

shutterstock_292723997 immun

Ædecellerne dør efter at have ædt mellem 20-100 bakterier, hvilket resulterer i pus.

Pus i en betændt finger, hvilket skyldes døde ædeceller.

Bakterier trænger ind i vores krop – hvad sker der så?

Sårheling. Klik for at forstørre.

Læringsmål

Færdighedsmål

Eleven kan med modeller forklare kroppens forsvarsmekanismer

Vidensmål

Eleven har viden om faktorer, der påvirker menneskets forsvarsmekanismer

Det specifikke forsvar

16.5 Det specifikke forsvar

Mens det uspecifikke har travlt med at forhindre, at en infektion spreder sig, aktiveres det specifikke forsvar. Men det tager et par dage, før det specifikke forsvar er fuld funktionsdygtigt, og derfor når man at blive syg.

Det specifikke immunforsvar

Det specifikke forsvar består i overordnede træk af:

B-lymfocytter, hvis vigtigste opgaver er at producere antistoffer.
T-lymfocytter, hvoraf T-hjælpelymfocytter aktiverer B-lymfocytter.

Det uspecifikke forsvar kan ikke lære af infektioner. Det kan det specifikke immunforsvar.

16.6 Mere om makrofager, en ædecelle

For at forstå hvordan det specifikke immunforsvar virker, skal vi lige se mere på ædecellerne der hed makrofager.

Makrofagen udstiller antigen

Vi ved allerede, at makrofager er en del af det uspicifikke immunforsvar. Makrofagerne æder sygdomsfremkaldende mikroorganismer eller stoffer, også kaldet patogener. Hvis en sygdomsfremkaldende bakterie for eksempel trænger ind i vores krop, så udstiller den altid et såkaldt unikt antigen på sin overflade, så makrofager kan genkende cellen som fremmed og æde den.

Figuren nedenfor viser, hvordan makrofagen æder bakterien, og ligeså vigtigt hvordan makrofagen udstiller rester af bakterien på sin overflade.

Klik for at forstørre.

Hvorfor makrofagen udstiller bakteriens antigen på sin overflade, får du svar på i det følgende afsnit om B-lymfocytterne.

16.7 T- lymfocytter

Der findes flere forskellige typer T-lymfocytten med hver deres funktion. Deres funktion er at genkende inficerede celler ved hjælp af cellens antigen, og derfor har T-lymfocytterne receptorer på overfladen.

shutterstock_292723997 immun tcelle

Men den type T-lymfocyt, der igangsætter mange andre celler og funktioner, er T-hjælpe-cellerne, og når kroppen inficeres, skal T-hjælpe-cellen aktiveres.

T-hjælpe-cellens aktivering og funktion

Vi har tidligere omtalt, at makrofagen, som er en ædecelle, udstiller et antigen. En T-hjælpe-celle kan binde sig til et antigen på mikrofagen.

Ved denne sammenkoplingen med makrofagen aktiveres T-hjælpe-cellen (ved hjælp af lokalhormoner). Når den er aktiveret, så løsriver den sig igen og begynder at klone sig selv – det vil sige, at den kopierer sig selv.

Klik for at forstørre.

Nogle af dem forbliver i vores krop i mange år, og de kaldes T-huske-lymfocytter.

De mange nye T-hjælpe-celler frigiver cytokiner (lokalhormon), hvorved de aktiverer B-lymfocytter – herom mere senere.

T-hjælpe-celler aktiverer også en type T-lymfocyt, der kaldes T-dræberlymfocytter, der kan dræbe inficerede celler. T-dræber-lymfocytter kan genkende inficerede celler, fordi disse celler udstiller antigenet udenpå cellemembranen. T-dræberlymfocytter dræber cellen ved at udskille et stof, der gennemhuller cellemembranen, indtil cellen sprænges.

T-dræber-lymfocytter aktivering og funktion

T-dræber-lymfocytters aktivering og funktion

T-dræber-lymfocytter.
Klik for at forstørre.

Endelig aktiverer T-hjælpe-cellerne også makrofager, som æder og rydder op efter dræbercellerne.

16.8 B- lymfocytter

B-lymfocytter er hvide blodlegemer og dannes i knoglemarven.

B-lymfocytternes vigtigst opgave er at producere antistoffer. Antistoffer er bestemte proteiner kaldet glycoproteiner, der produceres som svar på, at et bestemt antigen bliver opdaget i vores krop. Antigener binder sig til disse antistoffer, hvilket har stor betydning for immunsystemet, men det beskrives senere.

shutterstock_292723997 immun B lymfocyt version2

B-lymfocytter kan kendes på de Y-formede antistoffer i cellens cellemembran.

Antistoffer er alle sammen forskellige, fordi der er forskellige aminosyrekæder i proteinet, men opbygningen af de forskellige antistoffer kan opdeles i fem forskellige, som det ses i figuren nedenfor.

Forskellige typer af antistoffer. Ig står for immunglubin.

Forskellige typer af antistoffer. Ig står for immunoglobulin.

Eksempelvis kan antistofferne af typen IgG passere moderkagens membran, og IgG-antistoffet kan dermed beskytte et nyfødt barn mod infektionssygdomme. For IgM gælder det, at 5 antistoffer er bundet sammen.

Det er disse antistoffer, B-lymfocytterne producerer, og hver B-lymfocyt kan kun danne ét bestemt antistof, som passer på netop ét antigen, fra mikroorganismen vi vil bekæmpe. Men for at b-lymfocytten kan producere antistoffer, skal den aktiveres.

B-lymfocytter

Når en B-lymfocyt møder et antigen, som lige præcis passer til B-lymfocyttens antistof, så bindes antigenet, det bringes ind i cellen, nedbrydes i små stykker, og så udstiller B-lymfocytten dette antigen på B-lymfocyttens overflade.

Nu kan en aktiveret T-hjælpe-celle aktivere B-lymfocytten. Det gøres ved at T-hjælpecellen binder sig på det udstillede antigen, hvorved T-hjælpe-cellen udskiller cytokiner (lokalhormon). Disse kemiske stoffer aktiverer B-lymfocytten, som deler sig og bliver til mange B-lymfocytter. Ved hver celledeling bliver B-lymfocytten bedre og bedre til at binde til dét antigen, de er lavet til at passe sammen med.

De bedste af de mange nydannede B-lymfocytter modnes, og blive omdannet til plasmaceller og B-huske-lymfocytter.

Plasmaceller er bare store B-lymfocytter, der er særlig udviklet til at producere de antistoffer, der skal bekæmpe den fremmede mikroorganisme.

B-huske-lymfocytterne gemmer et eksemplar af det pågældende antistof i sin cellemembran, men har altså ikke nogle antigener siddende på overfladen, så længe vi er raske. B-huske-lymfocytterne bliver i vores krop, så længe vi lever, og sikrer, at immunsystemet hurtigere kan reagere, hvis kroppen bliver udsat for samme antigen igen.

16.9 Antigener og antistoffer

Antistoffer

Antistoffer kaldes også for immunoglobuliner, og der er 5 forskellige typer. Men de består også af en variabel del, som kan variere på utallige måder.

Antistoffer har en karakteristisk Y-form, og på billedet nedenfor ses en computermodel af et antistof.
shutterstock_102810104 Immun antistof

Antistoffet IgM består af 5 Y-formede molekyler forbundet i en ringform. Det kan binde mange forskellige antigener, og er derfor det første antistof, der dannes, når kroppen inficeres med en ukendt mikroorganisme. Prisen for, at antistoffet kan binde mange forskellige antigener, er, at det ikke binder særlig godt.

Det gør til gengæld antistoffet IgG, som er det mest almindelige antistof, og som oftest ses ved infektioner, der ikke er førstegangsinfektioner.

Når vores krop første gang bliver inficeret af et patogen med et bestemt antigen, så har vi ikke på forhånd nogle antistoffer. Det kaldes en primær infektion. I det tilfælde tager det lidt tid for vores specifikke immunsystem at blive funktionsdygtigt.

Klik for at forstørre.

Som det ses af figuren ovenfor, så er antistofkoncentrationen langsom ved første infektion, men ved anden infektion starter antistofproduktionene næsten med det samme.

Antistofferne produceres af B-lymfocytter, der er blevet til plasmaceller. Når antistofferne frigives, bevæger de sig frit rundt i kroppen og binder det antigen, det netop passer sammen med. Herved pakkes mikroorganismen ind, så den for eksempel forhindres i at dele sig, hvorved den gøres inaktiv. Samtidig klumpes flere mikroorganismer sammen, fordi antistoffer kan binde to antigener, hvorved antistofferne bliver nemmere for ædecellerne at æde.

Antistoffer fra mor

IgG kan overføres fra mor til foster og beskytter barnet det første halve år.

IgA forekommer i modermælk, og særligt den allerførste modermælk, der dannes lige efter fødslen, har et højt indhold af antistoffer.
shutterstock_346377233 baby

Aktivitet: Undgå smitte

Vi oplever i vinterperioden ofte influenza epidemier, hvor alt for mange danskere bliver syge, og hvor ældre og svækkede danskere dør af influenza.

Læs de ti myter om influenza og forkølelse på Videnskab.dk her.

Når I har læst, skal I gå i grupper og diskutere hvilke regler, der bør gælde, for personer der bliver syge.

Fremstil en poster, der kan hænges op, så flere elever opfører sig hensigtsmæssigt i tilfælde af sygdom.

Aktivitet: Forklar immunforsvaret

Gå sammen i par, og noter og forklar begreberne:

Patogen, det uspecifikke immunforsvar, det specifikke immunforsvar, hvide blodlegemer, ædeceller, T-lymfocytter, B-lymfocytter og antistoffer.

Læringsmål

Færdighedsmål

Eleven kan med modeller forklare kroppens forsvarsmekanismer
Eleven kan diskutere aktuelle løsnings- og handlingsforslag og relaterede interessemodsætninger i forhold til sundhedsproblemstillinger

Vidensmål

Eleven har viden om faktorer, der påvirker menneskets forsvarsmekanismer
Eleven har viden om den biologiske baggrund for forebyggelses- og helbredelsesmetoder