Immunsystemet – kroppens forsvar mod sygdom

Vores immunsystem er helt centralt for vores liv. Uden et meget effektivt immunsystem ville vi næppe overleve. Mennesker og dyr forsvarer sig hele tiden imod udefrakommende mikroorganismer.

Der findes mange forskellige potentielt sygdomsfremkaldende (patogene) mikroorganismer, der kan trænge ind i vores organisme, bl.a. virus, svampe og bakterier. Vi er omgivet af dem! De kan give os forskellige sygdomme som fx influenza og Covid-19 (virus), lungebetændelse og tyfus (bakterier), trøske og hudsvamp (svampe).

Vores immunsystem udgøres af forskellige systemer og forskellige celler. Det kan inddeles i:

• Det ikke-specifikke immunsystem (naturlig immunitet, medfødt immunitet)
• Det specifikke immunsystem (erhvervet immunitet, adaptiv immunitet).

Hvad er naturlig immunitet?

Det, vi kalder naturlig immunitet, dækker over mekanismer, der helt generelt beskytter os imod indtrængende mikroorganismer. Det er medfødte mekanismer, der enten forhindrer bakterier, virus svampe mv. i at komme ind i organismen eller dræber dem, når de er kommet ind.

• De ikke-specifikke forsvarsmekanismer udgøres af fysiske barrierer som fx hud, kemiske barrierer i form af stoffer, der skader eller dræber indtrængende organismer, samt celler, der angriber fremmede celler og de af kroppens egne celler, der indeholder fremmede celler. Blandt de vigtigste er disse:
• Huden er svær at trænge igennem, og den producerer fedtstoffer, der kan dræbe visse bakterier, samt enzymet lysozym, der kan nedbryde mange bakterier.
• Slimhinder, der bl.a. findes i næsen, munden og mave-tarm-systemet, har celler, der producerer slim, som kan indfange små partikler. Andre celler har små fimrehår, der transporterer slim med de indfangede organismer bort, fx ud af kroppen eller ned i mavesækken, hvor de nedbrydes.
• Hud og slimhinder har desuden naturligt forekommende bakterier, som producerer stoffer, der forhindrer andre bakterier og svampe i at trænge ind i kroppen.
• Visse kropsvæsker, eksempelvis tårer og spyt, indeholder stoffer, der kan dræbe mikroorganismer. Og vores mavesaft er så sur, at ikke mange mikroorganismer kan overleve her.
• Nogle væv og vævsvæsker indeholder enzymer, der kan dræbe mikroorganismer.
• Blodet indeholder stoffer, der kan angribe indtrængende mikroorganismer. Komplementsystemet kan aktiveres af mikroorganismer, hvorved en kædereaktion sættes i gang: Aktivering af en komponent aktiverer andre osv. Disse samarbejder om at ødelægge indtrængende celler, bl.a. ved at celler, der kan optage mikroorganismer ved fagocytose, tiltrækkes og aktiveres. 
• Celler, der er inficeret med virus, producerer interferoner, som er proteiner, der hæmmer formeringen af virus både i den pågældende celle og i naboceller.
• De mange forskellige ikke-specifikke mekanismer til beskyttelse af organismen mod indtrængende mikroorganismer virker mod enhver fremmed organisme. Det er generelle mekanismer, der bekæmper ethvert potentielt patogen.

Hvad er erhvervet immunitet?

Mennesker og andre hvirveldyr har udover det ikke-specifikke immunsystem et avanceret specifikt system, der på effektiv vis bekæmper indtrængende molekyler, som kroppen har mødt tidligere: den erhvervede immunitet. 

Den erhvervede immunitet er altså specifik. Hvor den naturlige immunitet ikke skelner mellem forskellige indtrængende organismer eller molekyler, kan systemet bag den erhvervede immunitet kende forskel. 

Det betyder, at man i mange tilfælde ikke bliver syg af den samme sygdom flere gange. Første gang tager det nogen tid, før immunsystemet får opbygget en styrke, der kan bekæmpe sygdommen. Næste gang kan der lynhurtigt igangsættes en specifik reaktion mod den, fordi kroppen genkender den og kan trække på immunsystemets hukommelse.

En logisk følge heraf er, at mødet med én sygdom ikke beskytter mod at blive syg af en anden og evt. lignende sygdom. 

Det specifikke immunsystem hos mennesker og dyr består af forskellige organer, celler og molekyler. Det vil vi nu kigge nærmere på.

Immunsystemets organer

Visse organer i kroppen er særligt dedikeret til immunforsvaret.

I knoglemarven dannes de hvide blodlegemer. Herfra vandrer de ud i organismen med blodet. De videreudvikles i bl.a. thymus, milt og lymfeknuder. Vi har lymfeknuder mange steder, fx i armhulerne, på halsen og i tarmvæggen.

Leukocytter – hvide blodlegemer

De dele af immunsystemet, der består af celler, udgøres primært af leukocytter: de hvide blodlegeme. De dannes i knoglemarven og findes i blodet og lymfesystemet. Blod og lymfe transporterer leukocytterne rundt og ud i stort set alle områder af kroppen. Fra blod og lymfe kan disse celler trænge ud i vævet og udføre deres del af organismens forsvar mod indtrængende stoffer.

Der er forskellige typer af leukocytter:

• Makrofager
• Granulocytter
• T-lymfocytter eller T-celler
• B-lymfocytter eller B-celler
• Dem kigger vi nærmere på nu.

Fagocyterende celler

Særlige celler, fagocytter, kan ved fagocytose optage partikler, bl.a. mikroorganismer, og destruere dem. Det er en proces, der kendes fra amøber, som optager føde på denne måde. Nogle af leukocytterne fungerer som fagocytter, nemlig makrofager og granulocytter. 

Granulocytter udgør hovedparten af blodets leukocytter, nemlig 70 %. Ved fagocytose optager de mikroorganismer, som dræbes af granulocyttens indhold af toksiske stoffer og enzymer. 

Makrofager bliver dannet ud fra nogle forstadier, monocytter, i knoglemarven, der udgør en lille del af leukocytterne, under 10 %. Disse monocytter modnes i vævene til makrofager, der kan optage og nedbryde mikroorganismer og fremmede stoffer. Som en del af disse processer aktiveres en anden del af immunsystemet, nemlig T-lymfocytterne.

Lymfocytter

Lymfocytterne er en helt særlig del af leukocytterne, da de er i stand til at skelne mellem specifikke molekyler og dermed mellem forskellige typer af indtrængende fremmede. De spiller en hovedrolle i den erhvervede immunitet.

Der er to typer af lymfocytter, T-lymfocytter og B-lymfocytter eller T-celler og B-celler. De dannes begge ud fra stamceller i knoglemarven, men de udvikles ikke på samme måde, og de har forskellige funktioner. Et immunrespons involverer begge typer af lymfocytter, ligesom de begge kan aktivere eller forstærke forskellige dele af det ikke-specifikke forsvar.

Lymfocytternes evne til at genkende fremmede molekyler hænger sammen med receptormolekyler. Både T- og B-lymfocytter har receptorer placeret i celleoverfladen. Derudover frigiver B-lymfocytterne receptormolekyler til fx blodet: antistoffer.

T-lymfocytter

Stamcellerne deler sig uophørligt og frigiver umodne lymfocytter til blodet. Nogle af disse bevæger sig til thymus (brislen), hvor de deler sig og modnes til T-lymfocytter med specifikke antigen-receptorer. T-lymfocytterne udgør omkring 50 % af vores lymfocytter. Blodet bringer T-lymfocytterne fra thymus til kroppens forskellige lymfevæv, bl.a. lymfeknuder. T-lymfocytter kan aktiveres af B-lymfocytter og makrofager, hvorved de deler sig og kan gå til direkte angreb på indtrængende fremmede: De indgår i det cellemedierede immunrespons. De danner før og under celledelingen cytokiner, som er signalproteiner, der er med til at regulere immunreaktionen. 

T-lymfocytter genkender kun fremmede, der har inficeret en af kroppens egne celler. Desuden virker de ved at regulere virkningen af B-lymfocytterne.

B-lymfocytter

Nogle lymfocytter bliver i knoglemarven og udvikles yderligere her. De går direkte fra dannelsen i knoglemarven til lymfocyt-rige organer som lymfeknuder, milt mv. B-lymfocytter har deres B fra et organ i tarmen hos høns, Bursa Fabricii, hvor de modnes. Dette organ har vi mennesker ikke. B-lymfocytter kan være hvilende, eller de kan ligesom T-lymfocytter modnes og dele sig, når de aktiveres. 

Aktiverede B-lymfocytter bliver til plasmaceller, der producerer antistoffer. Disse angriber fremmede stoffer, der ikke er trængt ind i kroppens celler.

Antigener

Et stof, der kan aktivere immunsystemets lymfocytter, kaldes et antigen. Et antigen bindes specifikt til en receptor på T-cellers overflade eller til et antistof produceret af en B-lymfocyt. På cellers overflade, fx på overfladen af en bakterie, sidder proteiner, kulhydrater eller andre molekyler, der er specifikke for den pågældende celle. Det betyder, at cellen kan identificeres ved disse molekyler, der kan optræde som antigener.

Antigener har typisk en tredimensional struktur med forskellige områder, der – helt tilfældigt – kan binde til forskellige lymfocyt-receptorer. Man siger ofte, at når et antigen bindes til en receptor, er det, fordi de passer sammen som en nøgle i en lås.

Det specifikke immunsystems celler aktiveres ved kontakt med antigener. 

Antigen-receptorer og antistoffer

Det specifikke immunsystem kan genkende et næsten uendeligt antal antigener, fordi lymfocytterne producerer et næsten uendeligt antal forskellige antigen-receptorer. Hver lymfocyt producerer én unik receptor, som har mulighed for at reagere med et antigen. Når en lymfocyt møder et antigen, der bindes til receptoren, stimuleres cellen til celledeling. Hver celle i denne population bærer den samme receptor. At et antigen bindes af en lymfocyt-receptor, medfører dermed, at antallet af celler med netop denne receptor stiger kraftigt.

Antigen-receptorer findes dels fastholdt i membranen på B-lymfocytter, dels i form af antistoffer, der frigives af B-lymfocytter til blod og væv, når cellen stimuleres af et antigen. Igen: Alle en celles antigen-receptorer er identiske.

Antistoffers struktur

Antistoffer hedder også immunglobuliner. Antistofmolekyler er Y-formede og består af fire polypeptidkæder. To af kæderne er de samme for alle immunglobulinmolekyler, mens de to andre kæder varierer. De antigenbindende områder på molekylet findes yderst på Y’ets arme og er ens for de to arme. Binding med et antigen sker, når antigenets struktur ”passer” ind i strukturen på antigenbindingsstedet på antistoffet. 

Forskellige gener koder for antistoffernes fire kæder. Dog er det ikke sådan, at der findes et gen for hver af de enormt mange forskellige antigen-receptorer yderst på Y’ets arme. Der findes derimod et antal gen-segmenter. Disse segmenter klippes på tilfældig vis sammen til det gen, der koder for det pågældende polypeptid. Ydermere sker der ofte mutationer i DNA, der koder for antigen-receptorer. Derved opstår den kæmpestore variation i konstruktionen af receptorerne.

Der er forskellige klasser af immunglobuliner: IgA, IgD, IgE, IgG og IgM. De har forskellige specialiserede opgaver og findes i forskellige mængder. Fx findes IgA især i slimhinderne og er dermed længst fremme i forsvaret, mens IgG er af stor betydning i blodet.

Antistofferne er medvirkende til, at vi kan reagere hurtigt på en organisme, vi tidligere har reageret imod (sekundær immunreaktion, immunologisk hukommelse), idet de findes i blodet i lang tid.

T-lymfocyt-receptorer

• T-lymfocytters antigen-receptorer er forankret i cellemembranen og består af to forskellige polypeptidkæder. De mange tusinde receptormolekyler på hver celle har et enkelt variabelt antigenbindende område, der dannes på stort set samme måde som de antigenbindende områder på B-lymfocytternes receptorer.
• T-lymfocytterne kan ikke binde sig til ”løse” antigener. De kan i stedet binde sig til fragmenter af fremmede proteiner, der ”udstilles” på overfladen af de af organismens egne celler, der er blevet inficeret, eller som har optaget den fremmede ved fagocytose. Disse antigenpræsenterende celler er primært makrofager, dendritceller og B-lymfocytter. Stumper af proteiner fra nedbrydningen bliver koblet til særlige præsentationsmolekyler, MHC-molekyler (der hos mennesket benævnes HLA-molekyler – forkortelserne står for hhv. Major Histocompatibility Complex og humant leukocyt-antigen). 
• MHC-l-molekyler findes på overfladen af stort set alle kroppens celler, mens en anden type, MHC-ll-molekyler, findes på de fleste B-lymfocytter, nogle T-lymfocytter samt makrofager og dendritceller.
• Under modningen i thymus sker en differentiering af de umodne T-lymfocytter til hhv. T-dræberceller og T-hjælperceller. 
• T-dræberceller destruerer celler i kroppen, der udgør en fare for organismen, fx celler, der indeholder skadelige mikroorganismer, samt kræftceller. T-dræberceller genkender celler med antigener i forbindelse med MHC-I.
• T-hjælperceller deltager i aktiveringen af andre af de hvide blodlegemer, nemlig T-dræberceller, B-lymfocytter og makrofager, især ved at producere nogle særlige signalmolekyler, cytokiner. T-hjælpercellerne aktiveres af fremmede antigener i forbindelse med MCH-ll-molekyler på overfladen af makrofager eller B-lymfocytter.

Også andre receptorer og molekyler er involveret i T-lymfocytternes forsvar af organismen – dem kommer vi ikke nærmere ind på her. 

Aktivering af B- og T-lymfocytter

Møder en lymfocyt et antigen, der bindes til receptoren, aktiveres lymfocytten, hvorved den ved celledeling danner et stort antal identiske celler, en klon. Nogle af disse celler deltager aktivt i denne primære immunreaktion: Hos B-lymfocytterne drejer det sig om plasmaceller, der producerer antistoffer, hos T-lymfocytterne om T-hjælperceller og T-dræberceller.

Derudover dannes længelevende memory-celler. Disse deltager ikke i den primære immunreaktion. De aktiveres, hvis organismen igen på et senere tidspunkt udsættes for det antigen, der aktiverede dannelsen af dem. Sker det, er de parate til meget hurtigt at igangsætte en såkaldt sekundær immunreaktion, hvorved der igen dannes et stort antal aktive celler og memory-celler. På denne måde opnår vi immunitet overfor sygdomme, vi tidligere har været udsat for. 

Betændelse – hvad er det?

Vi taler tit om betændelse eller inflammation i forbindelse med sygdom. Betændelse er det, der sker i vævet, når der sker ødelæggelse af celler, fx forårsaget af indtrængende mikroorganismer: Et område kan blive rødt, varmt, hævet, og det kan gøre ondt. Disse symptomer skyldes en udvidelse af de små blodkar og en øget blodgennemstrømning.

Blodkarrene udvides, fordi celler, der er aktive i immunreaktionen, udsender signalstoffer. Også gennemtrængeligheden af blodkarrenes vægge bliver større. Derved trænger blodplasma ud i vævene, og endnu flere systemer aktiveres, som igen øger betændelsesreaktionen. Den øgede mængde af blod betyder, at et stort antal af immunsystemets celler kommer til det angrebne sted. Betændelse er altså et tydeligt tegn på, at der sker en immunreaktion.

Pus, det gullige, flydende stof, vi også forbinder med betændelse, er vævsvæske med diverse cellerester og hvide blodlegemer samt evt. bakterier.

Immunitet kan opnås ved vaccination

Når vi vaccinerer mod sygdomme, fx røde hunde, stivkrampe eller Covid-19, benytter vi os af kroppens evne til at reagere kraftigt på antigener, den har mødt før. Ved at give en ufarlig vaccine aktiveres immunresponset, uden at personen bliver alvorligt syg, og grunden lægges for en senere kraftig reaktion i forbindelse med evt. smitte med samme sygdom. 

En vaccine indeholder enten:

• levende og svækkede mikroorganismer
• inaktiverede mikroorganismer
• dele af mikroorganismer, fx protein. 

Nogle vacciner gives flere gange (boostervacciner) for at opnå god beskyttelse mod sygdommen.

Autoimmunitet: Når immunsystemet angriber organismens egne celler 

Det er af stor betydning, at immunsystemet kan kende forskel på ”sig selv” og fremmede. Det sker dog, at antistoffer og lymfocytter går til angreb på kroppens egne celler, hvilket betegnes autoimmunitet. Et lavt niveau af autoimmunitet er helt normalt. Det undertrykkes og reguleres, bl.a. ved at T-lymfocytter, der reagerer mod ”selv”, aldrig forlader thymus, ligesom B-lymfocytter med antigen-receptorer, der genkender ”selv”, i vid udstrækning fjernes. Organismen har dermed en vis immunologisk tolerans overfor sig selv.

Det sker dog indimellem, at immunsystemets regulering af autoimmuniteten svigter, og der opstår betændelsesreaktioner, der ligner dem, der opstår under et normalt forsvar mod fremmede. Hvis der derved sker skader på væv, er der tale om autoimmun sygdom. 

Der findes mange autoimmune sygdomme, bl.a. cøliaki, kronisk leddegigt, multipel sklerose og psoriasis.

Allergi er en immunreaktion

Allergi opstår, når immunsystemet reagerer eller overreagerer mod stoffer, der normalt tåles. Denne overfølsomhed opstår normalt over tid i takt med gentagne kontakter med det pågældende stof – det pågældende allergen. Pollen, dyrehår og husstøvmider er fx allergener, der hyppigt giver anledning til allergi.

Reaktionen skyldes, at der er dannet antistof eller T-lymfocytter mod stoffet.

Immunsystemet har betydning ved organtransplantation

Ved organtransplantation spiller immunsystemet også en rolle. Et transplanteret organ opfattes naturligt nok som ”ikke selv”, og immunsystemet vil gå i gang med at bekæmpe det. Det vil medføre, at organet afstødes inden for få uger. Især MHC-1- og MHC-2-molekyler på det transplanterede organ har betydning for, om organet opfattes som fremmed. Der kan være større og mindre overensstemmelse mellem MHC-1- og MHC-2-molekyler hos to mennesker. Ved transplantation søger man så vidt muligt vævsforligelighed mellem donor og modtager.

For at undgå afstødning gives immunsupprimerende lægemidler, der undertrykker det normale immunforsvar. En bivirkning herved er, at det kan øge risikoen for infektion med mikroorganismer og dermed sygdom.

Immunsystemet kan bekæmpe kræft

Kræftceller er helt almindelige kropsceller, der pga. mutation er ændret, så de vokser uhæmmet og ikke respekterer de normale grænser mellem forskellige væv i kroppen. Resultatet er, at der opstår grupper af celler, tumorer, der bliver ved med at dele sig samt invaderer andre væv i kroppen. Ofte med det resultat, at det invaderede organ ikke længere kan fungere. 

Immunsystemet kan genkende kræftceller. Kræftceller har antigener (tumorantigener), som normale og raske celler ikke har, eller som er præsenteret på anden vis. Der sker altså et immunrespons imod kræftceller – men det er dog ikke altid kraftigt nok til at fjerne svulsten.

Vigtige begreber

• Antigen: Stof, der kan igangsætte et immunrespons, især ved at aktivere immunsystemets lymfocytter. 
• Antistoffer: Proteiner produceret af immunsystemet, som specifikt kan binde sig til antigener.
• Bakterie: Encellet organisme uden cellekerne. Der findes rigtig mange forskellige slags; nogle er helt ufarlige for mennesker og dyr, mens andre er sygdomsfremkaldende.
• Enzym: Protein, der virker som katalysator i kemiske reaktioner.
• Fagocytose: En celle kan ”spise” en partikel, ved at dens cellevæg danner en fordybning omkring partiklen, snører sig sammen om den og indoptager denne lille blære i cellen, hvor den nedbrydes.
• Lysozym: Enzym, der kan ødelægge bakteriers cellevæg. Det spalter visse polysakkarider.
• Polypeptid: Stof bestående af to eller flere aminosyrer, der er bundet sammen. 
• Receptor: Signalmodtager på en celle i form af et stort proteinmolekyle, hvortil signalmolekylet (eller et antigen) bindes.
• Virus: Lille, simpel mikroorganisme, der udgøres af et stykke nukleinsyre (DNA eller RNA) omgivet af en proteinkappe. Kan ikke mangfoldiggøre sig uden hjælp fra en celle, den har inficeret (plante-, dyre- eller bakteriecelle). 
• Væv: Gruppe af forskellige typer af celler, som udgør en funktionel enhed. Flercellede organismer som mennesker, dyr og planter har mange forskellige væv: hud, knoglevæv, muskler m.m.