22. Ihmiselimistön ulkoiset uhat

Transkriptio

1 Helena Hohtari Pitkäkurssi I 22. Ihmiselimistön ulkoiset uhat Immuunipuolustus

2 Taudinaiheuttajat Erilaisia mikrobeja: - Bakteerit - Virukset - Sienet - Parasiitit Mikro-organismit elimistölle vieraita, jotkut voivat lisääntyä ihmisessä kuluttavat ympäristön ravinteita ja aiheuttavat erilaisia haittoja

3 Bakteerit eli prokaryootit Oma genomi, entsyymit, ribosomit ja kalvorakenteet kykenevät lisääntymään itsenäisesti Ei erillistä tumaa, genomi lilluu vapaana solulimassa Ei soluorganelleja ribosomeja ja mahdollisia värekarvoja lukuunottamatta Solukalvon ulkopuolella peptidoglykaaniseinämä - peptidoglykaani vain bakteereille tyypillinen rakennemolekyyli hyvä täsmäkohde tietyille antibiooteille Joillakin bakteereilla vielä kapseli

4 Virukset Koko noin 10 nm 200 nm Tarvitsevat lisääntyäkseen aitotumallisen solun proteiinisynteesikoneistoa DNA:sta tai RNA:sta muodostunut genomi Ei soluelimiä (ei edes ribosomeja), eivät kykene koodaamaan kaikkia omaan lisääntymiseen vaadittavia entsyymejä

5 Sienet - aitotumallisia - hiivasienet - rihmasienet - dimorfiset sienet - eivät aiheuta vakavia infektioita perusterveelle, tyypillisesti ihon- ja limakalvojen paikallisinfektioita Parasiitit - alkueläimiä, matoja tai niveljalkaisia - kiertokulku luonnossa väli-isäntien ja isäntien välillä, ihminen usein väli-isäntä

6 Bakteerien taudinaiheuttamiskyky Normaalisti bakteereita kaikkialla terveellä iholla ja limakalvoilla, muodostavat hyödyllisen normaaliflooran Vain tietyt bakteerit patogeenisia, eli ihmiselle tautia aiheuttavia Virulenssi = bakteerin tautia aiheuttava kyky Virulenssitekijät = ne ominaisuudet, jotka saavat aikaan bakteerin taudinaiheuttamiskyvyn - esim. soluseinän M-proteiini ja lipoteikkohappo, ulkopinnan hyaluronihappokapseli Bakteerin virulenssi voi vaihdella apatogeenisuudesta ehdottomaan patogeenisyyteen Ihmisen yleinen terveydentila ja immuunipuolustuksen kunto ratkaisevat pitkälti syntyykö infektio

7 Luonnollinen immuniteetti Kaikki ne tavat joilla elimistö torjuu taudinaiheuttajia ensikosketuksen yhteydessä Tapahtumaan ei liity oppimista eikä muistia torjuntavaste toistuu uuden kosketuksen yhteydessä samanlaisena kuin ensimmäisellä kerralla Syöjäsolujen eli fagosyyttien toiminta Ehjä, terve iho ja limakalvot Ihon ja limakalvojen normaalifloora, erityisen runsasta suolen loppuosassa Monet elimistön eritteet: kyynelneste ja sylki sisältävät lysotsyymiä, mahan suolahappo, maksan sappihapot, mahalaukun, haiman ja suolen ruoansulatusentsyymit Runsas nestevirtaus (esim. virtsateissä) Komplementti

8 Fagosytoivat solut Monosyytit - kiertelevät veressä, siirryttyään kudoksiin erilaistuvat makrofageiksi - makrofagijärjestelmän soluja lähes kaikissa kudoksissa, erityisesti maksassa, pernassa, imusolmukkeissa ja luuytimessä Granulosyytit - Neutrofiilit - Basofiilit - Eosinofiilit Tärkeimmät fagosytoivat solut monosyytit ja neutrofiilit

9 Tulehdus, elimistön tapa puolustautua bakteerihyökkääjää vastaan punoitus, turvotus ja kipu Bakteerien lisääntyessä syntyy molekyylejä, jotka houkuttelevat syöjäsoluja neutrofiilien granulosyyttien kertyminen tulehduspaikalle ilmenee märkäisenä reaktiona eli akuuttina tulehduksena Elimistön keino eristää taudinaiheuttaja ja tukahduttaa infektio heti alkuunsa Märän ilmeneminen toisaalta merkki toimivasta immuunipuolustuksesta, toisaalta häiriötilasta kudoksessa

10 Komplementti Kymmenien proteiinien muodostama kaskadi, jossa proteiinit aktivoivat vesiputousmaisesti toinen toisiaan - aktivoitunut proteiini C1 reagoi proteiinin C2 kanssa, aktivoitunut C2 reagoi C3:n kanssa jne Reaktio voimistuu askel askeleelta, reaktioissa syntyy biologisesti aktiivisia välituotteita - houkuttelevat paikalla valkosoluja, käynnistävät tulehdusreaktiota - opsonoivat bakteereita auttavat fagosytoosia - voivat muodostaa kohdesolujen solukalvoihin reiällisiä renkaita solujen sisään tuhoavia entsyymejä Lopputuote solukalvon tuhoamiskompleksi (membrane attack complex, MAC) - vaurioittaa bakteerien solukalvoa tai vaipallisten virusten vaippaa

11 Imukudos eli lymfaattinen kudos Lymfaattinen elinjärjestelmä eli imukudosjärjestelmä - elimistölle vieraiden aineiden kiinniotto ja tuhoaminen, puolustusreaktion käynnistäminen Lymfaattisia elimiä luuydin, perna, suolen limakalvon imukudos, kateenkorva, nielurisat, kitarisa, kielirisa, imusolmukkeet Kaikelle imukudokselle ominaisia imusolut eli lymfosyytit - myös lymfosyyttien esiasteita ja lymfosyyteistä edelleen kehittyneitä solumuotoja - lymfosyyteistä veressä kiertää kullakin hetkellä n. 2 %, muut lymfaattisissa elimissä

12 Imusuonet Imutiet alkavat umpipohjukkoina kudossolujen välistä Pieni osa hiussuonen valtimopäästä kudosväleihin siirtyneestä nesteestä siirtyy hiussuonen laskimopään sijaan imuteihin Lymfa = imuteissä virtaava neste Imuteitä ei ole ihon pintaosissa, keskushermostossa eikä eräissä luuston ja lihaksiston osissa Imuhiussuonten eli lymfaattisten kapillaarien seinämät erittäin hatarat, ei tyvikalvoa proteiinit ja melko suuretkin kappaleet helposti seinämän läpi

13 Imuteissä runsaasti samanlaisia taskuläppiä kuin laskimoissa nestevirtaus vain läppien sallimaan suuntaan kohti suurempia imuteitä Nestevirtauksen imuteissä saa aikaan: - imusuonten seinämän sileiden lihassyiden supistelu - ympäröivien kudosten liikkumisesta aiheutuva puristus (esim. luurankolihasten supistuminen)

14 Imutiet päättyvät imusolmukkeisiin, imusolmukkeista lähtee suurempia imutierunkoja Imusolmukkeet usein rykelmissä, pinnallisista tärkeimmät sijaitsevat leuan alla, korvan edessä, kaulassa, niskassa, kyynärtaipeissa, polvitaipeissa, kainaloissa ja nivustaipeissa Ruoansulatuskanavassa runsaasti imukudosta Koko alaruumiin ja yläruumiin vasemman puoliskon imutiet yhtyvät rintatiehyeksi (ductus thoracicus), joka laskee vasempaan solislaskimoon Ruumiin oikeasta yläneljänneksestä imutiet laskevat pienemmän imutierungon (ductus thoracicus dexter) välityksellä oikeaan solislaskimoon

15 Imusolmukkeet Pavunmuotoisia, koko n mm Imunestettä tuovat imusuonet tulevat solmukkeen kuperalle puolelle Vievät imusuonet lähtevät koveralta puolelta, imusolmukkeen portista Solmukkeen sisällä runsaasti epätäydellisiä sidekudosväliseiniä Kuoriosassa eri kypsymisvaiheessa olevista lymfosyyteistä muodostuneita follikkeleita eli imukeräsiä Ydinosassa laajoja soluvälitiloja eli poukamia Fagosytoivia soluja

16 Perna Muodoltaan kaareva, sijaitsee vatsaontelon yläosassa vasemmalla puolella Paino noin 150 g Pernaa ympäröi melko hauras sidekudoskotelo, myös sisällä sidekudosjuosteita Koveralla puolella pernan portti, joka on verisuonten kulkureitti Normaalikokoinen perna jää alimpien kylkiluiden alle, ei tunnusteltavissa Verenkierroltaan liittyy mahalaukkuun Valkoinen ydin ja punainen ydin

17 Valkoinen ydin - tavallista imukudosta, etenkin valtimoiden ympärillä - paikoitellen keräsinä, joissa muodostuu imusoluja - vasta-ainetuotantoa Punainen ydin - ympäröi pernan laskimoita - kaikkia veren solumuotoja - erityisen runsaasti fagosytoivia makrofageja - punasolut kulkevat punaisessa ytimessä jonkun matkaa soluvälitilassa, palatessaan suonistoon ne puristuvat verisuonten seinämien pienten aukkojen läpi vanhojen ja viallisten punasolujen hajoaminen syöjäsolut syövät syntyneet jätteet Sikiökaudella verisolujen tuotantoa maksassa ja pernassa, aikuisella vain sairaustiloissa Perna ei elintärkeä ihmiselle, viallinen perna voidaan poistaa immuunipuolustuksen heikkeneminen

18 Kateenkorva Välikarsinassa sydämen etuyläpuolella Parillinen elin, mikroskooppisesti muistuttaa imusolmuketta Syntymän aikaan paino noin g, murrosiässä noin g, aikuisilla surkastunut Sikiöllä toimii T-imusolujen kypsymispaikkana

19 Hankinnainen immuniteetti Suuntautuu hyvin spesifisesti elimistölle vieraita aineita kohtaan, tapahtumaan liittyy oppimista ja muistia Perustuu lymfosyyttien toimintaan: - T-imusolut - tappaja-t-solut - auttaja-t-solut - B-imusolut - plasmasolut - lisäksi tärkeässä asemassa antigeenin esittelijäsolut Käynnistyy kun lymfosyytti tunnistaa antigeenin - ensimmäisellä kerralla hitaampi primaarivaste, toisella kerralla nopeampi ja tehokkaampi sekundaarivaste

20 Antigeeni = molekyyli, jota vastaan immuunipuolustus alkaa reagoida - proteiinit, polysakkaridit, lipidit ja nukleiinihapot kaikki potentiaalisia antigeeneja Antigeeninen deteminantti l. epitooppi = se antigeenin osa, joka varsinaisesti reagoi immuunivasteen aikaansaavien solujen kanssa Luonnollinen immuniteetti kykenee puolustautumaan tehokkaasti vain niitä mikrobeja vastaan, joiden pintamolekyyleja fagosyytit tunnistavat reseptoreillaan - esim. viruksilla ei tunnistettavia pintarakenteita, monilla bakteereilla tunnistamista vaikeuttava kapseli

21 Imusolut eli lymfosyytit Hankinnaisen immuniteetin soluja Jokaisella yksittäisellä lymfosyytillä vain yhdenlaisia reseptoreita, joilla se reagoi vain tietyn antigeenin kanssa Vain ne lymfosyytit, jotka kohtaavat oikean antigeenin aktivoituvat ja lisääntyvät muodostaen soluklooneja Ne lymfosyytit, jotka reagoivat elimistön omia rakenteita vastaan tuhotaan varhaisessa vaiheessa - jos karsiminen ei onnistu, seurauksena autoimmuunitauti

22 Auttaja-T-solut CD4+ (cluster of differentation) Kypsyvät kateenkorvassa Kohdatessaan oikean antigeenin sitoutuu siihen reseptorillaan, aktivoituu ja alkaa erittää sytokiineja, jotka auttavat antigeeniin sitoutunutta B-solua lisääntymään ja muuttumaan plasmasoluksi

23 Kypsyvät luuytimessä B-solut Kohdatessaan reseptorillaan oikean antigeenin sitoutuu siihen Samaan antigeeniin sitoutunut auttaja-t-solu erittää sytokiineja ja aktivoi B-solun lisääntymään ja muuttumaan vasta-aineita erittäväksi plasmasoluksi Vasta-aineet voivat - auttaa fagosytoosia tarttumalla mikrobin pintaan eli opsonisoimalla sen - neutraloida eli tehdä toimintakyvyttömäksi mikrobin tai sen tuotteen, esimerkiksi toksiinin - käynnistää komplementtireaktion

24 Rokottaminen Keinotekoisesti aikaansaatu vasta-ainetuotanto Elimistöön ruiskutetaan heikennettyä tai tapettua taudinaiheuttajaa tai pelkkää sen antigeenia syntyy immuunivaste, vasta-aineita ja muistisoluja, mutta ei itse tautia varsinaisen infektion kohdatessa tautia ei valmiiden vasta-aineiden takia joko synny tai tauti on paljon lievempi

25 Antigeenin esittelijäsolut Kun makrofagi syö bakteerin, bakteerin antigeeneja kulkeutuu makrofagin pinnalle ja sitoutuu MHC-IImolekyyliin - tämä MHC-II-antigeeniyhdistelmä sojottaa ulos solukalvosta - lymfosyytit voivat tunnistaa oikean antigeenin vain, jos se esitellään tällä tavalla Vasta-ainetuotannon käynnistymiseen tarvitaan siis 3 solun vuorovaikutus: - 1. makrofagi esittelee antigeenin auttaja-t:lle - 2. auttaja-t-solu tuottaa sytokiineja B:lle - 3. B-solu muuttuu plasmasoluksi, tuottaa vasta-aineita

26 Solun sisäiset infektiot Useimmat bakteerit lisääntyvät solujen ulkopuolisessa tilassa ja kuolevat joutuessaan syöjäsolun sisälle Solun sisällä mikrobi on kuitenkin turvassa vasta-aineilta - kaikki virukset lisääntyvät solujen sisällä, myös jotkut bakteerit voivat säilyä hengissä fagosytoivien solujen sisällä (esim. tuberkuloosia aiheuttava bakteeri ) Tappaja-T-solut voivat rajoittaa virusten ja solunsisäisten bakteerien aiheuttamia infektioita Virusinfektion alussa useat elimistön solut tuottavat pienimolekyylisiä, sytokiinien luokkaan kuuluvia valkuaisaineita, interferoneja, jotka estävät omalta osaltaan infektion leviämistä

27 Tappaja-T-solut eli sytotoksiset T-solut CD8+ Kypsyvät kateenkorvassa Viruksen lisääntyessä infektoituneessa solussa, sen peptidejä pilkkoutuu solussa ja kulkeutuu solun pintaan - esitellään MHC-I-molekyylissä, sytotoksiset T-solut tunnistavat tämän rakenteen ja tuhoavat virusinfektoituneen solun Vasta-aineet ja komplementti kykenevät rajoittamaan ja tuhoamaan solun ulkopuolella eläviä viruksia