Biologia 4: luku 13 Elimistön puolustusjärjestelmä
Haitallisia
mikrobeja pääsee elimistöön ruuan ja juoman mukana, hentgitysilmasta,
sukupuoliteitse sekä veren välityksellä esim verensiirrosta tai huumeruiskusta.
Bakteerit elävät ja lisääntyvät kudosnesteessä, ja niiden vahingollinen
vaikutus elimistölle perustuu yleensä niiden erittämiin myrkyllisiin aineisiin.
Virusten on päästävä solujen sisälle kyetäkseen lisääntymään. Bakteerien
lisäksi jotkin alkueliöt, hiivat ja homeet ovat elimistölle haitallisia.
Ihmisen
elimistö puolustautuu tunkeutujia vastaan ensinnäkin yrittämällä torjua niiden
pääsyn elimistöön. Tätä torjuntatapaa kutsutaan elimistön ulkoiseksi
puolustukseksi. Sisäinen puolustus käynnistyy, jos tunkeutujat pääsevät sisälle
elimistöön. Sisäinen puolustus voidaan jakaa synnynnäiseen ja hankittuun
puolustukseen. Ulkoiseen puolustukseen osallistuvat kyynelneste, nenän
limakalvo, sylki, iho, henkitorven värekarvat, hiki, mahaneste ja emättimen
happamuus.
Mikrobien on vaikea päästä elimistön ulkoisen puolustuksen läpi
Ihon
pinnalla elää vaarattomia bakteereita, jotka syrjäyttävät pahoja bakteereita ja
pitävät ihon pH:n alhaisena. Alhainen pH estää monien vahingollisten bakteerien
kasvun. Lisäksi ihon hiki- ja talirauhasten eritteet sisältävät bakteereita
tuhoavia entsyymejä.
Limakalvoja
on ruuansulatuskanavassa, hengitysteissä, virtsateissä ja sukupuolielimissä. Limakalvo
koostuu ohuesta solukerroksesta, jonka päällä on sitkeää limaa. Mikrobit ja
monet pienet hiukkaset tarttuvat limaan helposti kiinni. Hengitysteiden
limakalvoilla on värekarvoja, jotka siirtävät limaa nieluun, jolloin limaan
tarttuneet mikrobit sylkäistään pois tai nielaistaan mahalaukkuun. Mahalaukussa
mikrobit tuhoutuvat, koska siellä on hapan pH ja proteiineja pilkkovaa pepsiinientsyymiä.
Syöjäsolut aloittavat synnynnäisen puolustuksen
Tehokkaasta
ulkoisesta poulustuksesta huolimatta jotkin mikrobit onnistuvat pääsemään
elimistöön. Tällöin elimistö tarvitsee leukosyyttejä tuhotakseen tunkeilijat. Leukosyytit
kulkevat veren mukana siihen elimistön osaan, mihin bakteerit, virukset tai
muut mikrobit ovat tunkeutuneet. Leukosyytit syntyvät luuytimessä kaikille verisoluille yhteisistä
kantasoluista, joista ne erilaistuvat erilaisiin toimintoihin. Erilaisten
leukosyyttien reaktioita taudinaiheuttajiin kutsutaan immuunivasteeksi.
Leukosyyttien
toimintaa avustavat maksassa syntyvät proteiinit. Bakteerien läsnäolo aktivoi
niitä. Nämä proteiinit alkava edelleen aktivoimaan muita proteiineja, jotka
lisäävät hiussuonten läpäisevyyttä tulehduspaikalla ja houkuttelevat sinne
uusia syöjäsoluja.
Imusolut vastaavat elimistön hankitusta puolustuksesta
Jos
mikrobeja on paljon tai virukset ovat jo ehtineet tunkeutua isäntäsoluihinsa,
eivät syöjäsolut yksin kykene puolustamaan elimistöä. Tällöin tarvitaan mukaan
imusoluja. Kukin imusolu on erikoistunut tuhoamaan vain yhdenlaista
taudinaiheuttajaa. Imusolut kykenevät siis valikoivaan puolustukseen. Se
kehittyy ihmiselle syntymän jälkeen sen mukaan, millaisessa ympäristössä hän
elää. Aina kun elimistö kohtaa uuden taudinaiheuttajan, se tallentaa tästä
tiedon kyseiseen taudinaiheuttajaan erikoistuneisiin imusoluihin. Jos sama
mikrobi hyökkää uudelleen, pystyy valikoiva puolustus reagoimaan nopeasti ja
tehokkaasti. Koska järjestelmä kehittyy elämän aikana, sitä kutsutaan
hankituksi immuniteetiksi.
Kuten
muutkin valkosolut, imusolutkin syntyvät luuytimessä kaikille verisoluille
yhteisistä kantasoluista. Imusoluja on kahta tyyppiä, T- ja B-imusoluja.
Luuytimestä T-solut siirtyvät kypsymään kateenkorvaan ja B-solut punaiseen
luuytimeen. Kypsymisvaiheessa imusolulle kehittyy solukalvon pintaan
reseptoreja, joiden avulla kukin imusolutyyppi pystyy tunnistamaan tietyn
tunkeutujan pintarakenteen.
Imukudosta
on pernassa, imusolmukkeissa, suolen, hengitysteiden ja virtsateiden seinämissä
sekä nielu- ja kitarisoissa. Noihin kudoksiin kypsät imusolut siirtyvät kateenkorvasta
ja punaisesta luuytimestä. Valmiit imusolut lähtevät verenkierron tai
imusuoniston mukana kiertämään elimistössä. Ne ovat passiivisia, elleivät ne
kohtaa juuri sitä tunkeutujaa, johon ne ovat erikoistuneet.
Antigeenit käynnistävät immuunireaktion
Imusolu
kykenee tunnistamaan vain tietyn antigeenin, toisin kuin syöjäsolut.
Antigeeniksi sanotaan bakteerien ja virusten pintarakenteissa olevia
proteiineja ja polysakkarideja. Myös elimistön omat vioittuneet tai haitalliset
solut voivat toimia antigeeneinä. Jotta immuunipuolustus ei ala tuhota terveitä
kudoksia, imusolujen tulee erottaa mikrobit ja syöpäsolut elimistön omista
kudoksista. Tämä tapahtuu eliminoimalla elimistön omiin soluihin reagoivat
imusolut niiden kypsymisprosessin aikana.
B-imusolut tuottavat vasta-aineita
Kun
B-solu tunnistaa vieraan mikrobin sen pinnalla olevan antigeenin avulla, niin
B-solu aktivoituu jakautumaan ja erikoistumaan plasmasoluiksi. Nämä solut
erittävät vasta-aineita. Veressä vapaina kiertävät vasta-ainemolekyylit
tarttuvat mikrobin pinnan antigeeneihin, mikä johtaa mikrobin tuhoamiseen. Vasta-aineet
tehostavat syöjäsolujen työtä auttamalla niitä tunnistamaan taudinaiheuttajia.
Vasta-aineisiin voi myös tarttua proteiineja, jotka kykenevät tunkeutumaan
bakteerin solukalvoon ja tekemään siihen reikiä, jolloin bakteeri hajoaa.
T-imusolut ovat tärkeitä virusten torjunnassa
T-imusolut
eivät kykene tunnistamaan mikrobien antigeenejä, vaan ne tunnistavat pääasiassa
virusten saastuttamia elimistön omia soluja tai syöpäsoluja. T-solut voidaan
jakaa T-tappajasoluihin ja T-auttajasoluihin. T-tappajasolut käyvät suoraan
kohteensa kimppuun ja T-auttajasolut tuottavat sytokiinejä tunnistettuaan
viruksen saastuttaman solun tai saatuaan B-solulta tai makrofagilta tiedon
elimistöön tunkeutuneesta taudinaiheuttajasta. Sytokiinit ovat viestiaineita,
jotka lisäävät imusolujen jakautumista ja erilaistumista sekä tehostavat
makrofagien solusyöntiä. Viruksen infektoima solu voi tuottaa myös interferonia
(viestiaine), jonka vaikutuksesta muut solut tuottavat proteiineja, jotka
estävät virusten lisääntymisen soluissa.
Rokotus perustuu elimistön immunologiseen muistiin
Rokottamista
kutsutaan aktiiviseksi immunisaatioksi. Siinä elimistöön ruiskutetaan tapettua
tai heikennettyä taudinaiheuttajaa taisen osaa, jonka B-solut tunnistavat
vieraaksi antigeeniksi ja käynnistävät vasta-aineen tuotannon plasmasolujen
avulla. B-soluista syntyy myös runsaasti muistisoluja, joita on valmiina, kun
taudinaiheuttajaa joutuu myöhemmin uudestaan elimistöön.
Elimistöön voidaan myös ruiskuttaa vasta-ainetta, jos
henkilöä ei ole rokotettu tai jos taudinaiheuttajaan ei ole olemassa rokotevalmistetta.
Tällaista menetelmää kutsutaan passiiviseksi immunisaatioksi. Se ei aiheuta
immuunivastetta, joten vasta-aineita joudutaan ruiskuttamaan uudestaan, mikäli
henkilö sairastuu samaan infektioon uudelleen.
Elimistön puolustusjärjestelmä ei toimi aina moitteettomasti
Ulkoinen
puolustus sekä synnynnäinen ja hankittu immuniteetti täydentävät toisiaan.
Tehokas immuunivaste edellyttää, että kaikki osatekijät toimivat normaalisti. Aidsin
aiheuttaa seksuaalisissa kontakteissa tai veren mukana tarttuva HI-virus. Se
käyttää isäntäsolunaan T-auttajasoluja. Immuunipuolustus tuhoaa virusten
valloittamat T-auttajasolut, mikä heikentää sekä muiden imusolujen että
syöjäsolujen toimintaa. Näin koko elimistön immuunivaste heikkenee
dramaattisesti.
Kun
HI-virukset aktivoituvat infektoimissaan T-soluissa, virusten tehokas tuotanto
alkaa. Niitä voi syntyä vuorokaudessa miljardeja, ja ne siirtyvät aina uusiin
T-auttajasoluihin tuottamaan uusia viruksia. Elimistön puolustus ei kestä kovin
kauan ilman riittävää määrää T-auttajasoluja ja ihminen sairastuu aidsiin. Aids-potilaat
kuolevat yleensä infektioihin, jotka terveiden ihmisten immuunijärjestelmä
kykenee torjumaan. Aidsiin sairastuneet ihmiset menehtyvät usein myös syöpään.
Autoimmuunisairaudet johtuvat immunologisen järjestelmän tunnistusvirheistä
Tauteja,
joissa immuunijärjestelmä tuhoaa elimistön omia soluja ja kudoksia, kutsutaan
autoimmuunisairauksiksi. Joidenkin bakteerien antigeenit voivat muistuttaa
elimistön omia proteiineja. Tällöin elimistö hyökkää sekä bakteerien että
niiden solujen kimppuun, joiden pinnassa on bakteerille ominaisia proteiineja. Esim
kihti ja nivelreuma ovat tällaisia sairauksia.
Myös
virusinfektiot tai lääkeaineet voivat muuttaa solujen kalvoproteiineja, jolloin
elimistö tunnistaa omat solut vieraiksi tunkeilijoiksi. Esim tyypin 1 diabetes
aiheutuu T-tappajasolujen käynnistämästä hyökkäyksestä haiman insuliinia
tuottavia soluja vastaan.
Allergiassa elimistön puolustusjärjestelmä reagoi liian voimakkaasti
Allergialla
tarkoitetaan immuunireaktiota, jossa elimistö reagoi liian voimakkaasti
tavallisesti vaarattomaan aineeseen. Allergiaa aiheuttavia aineita kutsutaan
allergeeneiksi. Allergiset reaktiot ovat vaihtelevia ja ne voivat olla jopa
hengenvaarallisia. Välittömässä allergiassa henkilö voi saada allergisen
reaktion heti allergeenille altistumisen jälkeen.
Viivästynyt
allerginen reaktio on seurausta siitä, että solut joutuvat toistuvasti
tekemisiin allergeenin kanssa. Viivästyneessä allergiassa allergeenin
tunnistaminen elimistössä tapahtuu solujen välityksellä, ei vasta-aineiden
kautta kuten välittömässä allergiassa. Nikkeliallergia on tyypillinen
viivästynyt allergia. T-imusolut käynnistävät paikallisen puolustusreaktion,
joka tuntuu kipuna ja näkyy ihon punoituksena ja muina tyypillisinä
tulehdusreaktion oireina.
Kudos- ja elinsiirrot aiheuttavat hylkimisreaktioita
T-imusolut
pystyvät tunnistamaan elimistön jokaisen solun pinnalla olevat
kudostyyppiproteiinit. Siksi T-imusolut eivät tuhoa elimistön omia soluja.
Jokaisella ihmisellä on hieman erilaiset kudostyyppiproteiinit. Kudos- ja
elinsiirroissa T-imusolut tunnistavat vieraat solut ja pyrkivät tuhoamaan ne. Niimpä
elinsiirroissa varmistetaan luovuttajan ja vastaanottajan kudostyyppien
samankaltaisuus hylkimisreaktioiden estämiseksi. Hylkimisreaktoita voidaan
lievittää hylkimisenestolääkkeillä.
ABO-veriryhmä
selvitetään aina, kun verta siirretään henkilöstä toiseen. ABO-veriryhmiin
liittyvät vasta-aineet syntyvät ilman aikaisempaa altistusta, ja niiden
muodostuminen alkaa kuuden kuukauden ikäisellä lapsella. Vasta-aineet liimaavat
punasolut toisiinsa kiinni kasaumiksi, jotka voivat aiheuttaa hengenvaaran
tukkimalla verisuonia esim sydämessä tai aivoissa.
Punasolujen
pinnalla on muitakin antigeenejä. Raskauden aikana ja verensiirroissa voi tulla
ongelmia, jotka aiheuttaa D-antigeeni, josta käytetään nimeä reesustekijä
(Rh-tekijä). Jos henkilöllä on Rh-tekijä punasolujensa pinnalla, hän on
Rh-positiivinen, ja jos häneltä puuttuu se, on hän Rh-negatiivinen.
Jos
Rh-negatiivisen ihmisen elimistöön joutuu Rh-positiivista verta esim
verensiirrossa, hänen elimistönsä alkaa tuottaa vasta-ainetta D-antigeeniä
vastaan. Jos lasta odottava äiti on Rh-negatiivinen ja syntyvä lapsi
Rh-positiivinen, äidin elimistö reagoi erilaiseen veriryhmätekijään.
Ensimmäisen raskauden aikana äidin veressä ei muodostu vasta-ainetta, koska
sikiön punasolut eivät mahdu siirtymään äidin verenkiertoon istukan läpi. Sen
sijaan synnytyksen tai keskenmenon yhteydessä lapsen punasoluja voi joutua
äidin vereen, jolloin äidin elimistö muodostaa vasta-ainetta lapsen verisolujen
D-antigeeniä vastaan.
Seuraavan
Rh-positiivisen raskauden aikana nämä syntyneet vasta-aineet mahtuvat
siirtymään istukan kautta äidin verenkierrosta sikiöön, ja ne tuhoavat sikiön
punasoluja. Näin lapsi voi kärsiä hengenvaarallisesta anemiasta. Rh-negatiivisen
äidin vasta-ainetuotanto estetään antamalla hänelle D-vasta-ainetta heti
synnytyksen jälkeen, joka tuhoaa nopeasti äitiin synnytyksessä siirtyneet
sikiön punasolut. Näin seuraavakin raskaus on turvallinen.
Ei kommentteja:
Lähetä kommentti