Immunolgi för (lek)män och kvinnor - Del 4: Flykten från alcatraz

Hej alla (tre?) som läser

Låt oss hoppa direkt in i mathen:

------


I förra "lektionen" talade vi om de T och B celler som lyckas fly från sin dödsdom. Men innan vi kommer till dessa immunsystemets problembarn så ska vi sammanfatta vad vi lärt oss såhär långt:

1. T och B celler bekämpar virus och bakterier
2. Varje T och B cell har en unik receptor.
3. Då vi blir infekterade, aktiveras den (eller ett fåtal) T cellen vars receptor känner igen angriparen (nyckel-i-låset-analogin). Cellen börjar dela sig så vi på kort tid får väldigt många kompetenta virus/bakterie-bekämpande T celler.

Här är en bild som illustrerar förloppet:


Så långt är allt väl. Men som vi konstaterade sist så förklarar detta inte varför kroppens celler fattar varför de ska anfalla bara bakterieprotein. Alla protein, oberoende av vilken art det kommer från, har samma byggstenar och är essentiellt lika.


Så hur kan vi vet vilka protein vi ska anfalla?

1. Vissa T och B celler känner visserligen igen kroppsegna protein
2. Men, kroppen har designat ett system för att eliminera dessa självreaktiva T och B celler
3 Detta system är inte 100%-igt, dvs. vissa T och B celler flyr från sin död och far ut i kroppen och ställer till med elände.

Så vi har vissa soldater som befinner sig på ett slagfält men som inte vet vilka som är fienden och vilka som är kamrater. Som vi förstår kommer dem förr eller senare att skjuta på sina vänner.

I fallet diabetes är det organet bukspottskörteln eller pankreas som är drabbad. Pankreas har flera funktioner, en av dem är att producera proteinet insulin som är viktigt för att kroppens celler ska kunna ta upp socker. Just insulinproduktionen sköts av en viss typ av celler i pankreas som kallas för betaceller.

Typ 1 diabetes (även kallat barndiabetes) innebär att betacellerna i pankreas blir angripna av T celler vilket resulterar i att dem dör och försvinner. Allt detta är problematiskt för personen som drabbas, då betacellen producerar insulin som är kritiskt för blodsockerbalansen.




Så hur går detta till undrar ni. Se nedan:




1. En T cell som borde avlivats lyckas överleva
2. Denne flykting lyckas hitta det som den (olyckligtvis) har en receptor som känner igen
3. Cellen aktiveras och börjar förstöra det den känner igen (i det här fallet proteinet insulin).
4. Personen förlorar sina betaceller och får diabetes.


Såååå..... Det är p.g.a. av allt detta som poisonsångaren Bret Michaels fick diabetes.
Även om cellen trodde den räddade dig från en farlig bakterie så gjorde den dig diabetiker. Man skulle kunna säga att "every rose has its thorn". Fyra långa blogginlägg, all leading up to a simple pun. Men det var det värt.







Tack för mig. Har ni frågor eller vill skriva profaniteter så finns det alltid ett kommentarsfält.

Immunologi för lek(män) och kvinnor - Del 3: Det adaptiva immunförsvaret

Hej go'vänner,

Välkommen åter till kursen i immunologi som ingen bett om. Men likt en full kille/tjej på något uteställe som inte fattar att ingen är intresserad av dennes raljerande, så fortsätter jag envetet.

----


Sist pratade vi om konceptet med receptorer och ligander. De flesta djur nyttjar receptorer för att känna igen patogener såsom virus/bakterier/parasiter. Detta kallade vi (djupt förenklat) för det medfödda immunförsvaret. Så långt är allt väl. Idag kommer vi gå igenom hur det adaptiva immunförsvaret fungerar.

Som vi konstaterade sist så räcker det medfödda immunförsvaret inte speciellt långt mot virus och bakterier som ständigt ändrar utseende för att undkomma dessa receptorer. Man kan definiera problemet på följande sätt:

Hur bekämpar man en fiende som, i princip, kan anta vilket utseende som helst?

För att förstå svaret till detta måste vi introducera tre nya celltyper:

1. T-celler ("hjälpande" eller celldödande)
Dödar celler som är infekterade med virus/bakterier och hjälper B celler

2. B-celler
Producerar antikroppar (riktade missiler som bara har ett enda mål)

3. Dendritceller
Aktiverar T- och B-celler

B- och T-cellerna är huvudpersonern för vårt drama. Det är dessa celler som skyddar oss från yttre angrepp. Saknar vi B och T celler så får vi antingen bosätta oss i en plastbubbla (ni minns "the bubble boy" från Seinfeld) eller skaffa en benmärgstransplantation från en tvilling (om man nu har en sådan).

B- och T-celler utvecklas enligt samma princip, fast på olika vis. För att göra principen tydlig, så tänker jag ljuga lite för er. Detta grundar jag på goda paternalistiska grunder då jag misstänker att ingen orkar lyssna på långa utläggningar som man inte förstår sig på.

Som du kanske lägger märke till så har jag ritat ut en receptor på B- och T-cellerna. Det är dessa receptorer som är nyckeln till hur de kan bekämpa patogener. Så hur går detta till?

B och T-celler har tre mycket viktiga egenskaper.

1. De har endast en receptor (kallad TCR=T cell receptor eller BCR=B cell receptor)
2. Varje cell har en unik receptor.
3. De angriper endast främmande föremål.

Dessa punkter är mycket viktiga att ha klara för sig innan vi gå vidare, så läs och begrunda de tre punkterna jag angett här.


Så, förenklat, T och B celler angriper det som deras receptor känner igen. Jämför med en hund som lärt sig känna igen heroin i en resväska. Lägger du fram en bit kokain så reagerar inte hunden. På samma vis är T och B celler specifika för just det deras receptor känner igen.

----

Hur kan då en cell se skillnad på vad som är främmande och eget? undrar ni. Cellen har inga ögon och kan därmed inte avgöra huruvida proteinet den just fått syn på (via sin receptor) är från en illasinnad bakterie eller från en av kroppens egna celler.

Detta undrade även världens immunologer. Gåtan fick först sin lösning någon gång på 70-talet. På bilden nedan visas hur det går till (angivet för T celler, men samma teori håller för B celler).


Kroppen "utbildar" B och T cellerna så att de av dem som har en receptor som är riktad mot kroppsegna strukturer dör (se bilden ovan). Kvar bli de miljontals unika B och T celler som kan skydda mot bakterier och virus. På så vis så slipper vi en situation där kroppen anfaller sig själv och orsakar stor skada. Eller hur?

Men nu lever vi tyvärr inte i den bästa av alla världar, oavsett vad Leibnitz har att säga om den saken. Anledningen till att Bret Michaels fick diabetes är att punkt 3 som jag listade ovan inte stämmer till 100%.


Som vi ser här så inträffar det då och då att T celler överlever den process som normalt ska eliminera dem. Det är dessa "fugitives" som nästa del av vår historia kommer handla om.

Har ni frågor, eller vill ägna er åt ärekränkning, så går det bra att kommentera.

Tack för mig.

Immunolgi för (lek)män och kvinnor - Del 2: Hotet utifrån

Hej alla (tre-fyra) läsare.

Idag ska vi fortsätta vår undersökning angående hur det gick till när sångaren i Poison, Bret Michaels, fick diabetes.

Första delen hittar du här.

Låtom oss fortsätta..


-----------

Sist så avslutade vi genom att prata om hotet från utsidan: patogener, såsom bakterier och virus.

Låt oss ta en titt på bakterien så vi vet vad vi pratar om. Givetvis är detta en fruktansvärt förenklad bild, men det viktigaste (för vår undersökning) är med.



En bakterie har vissa likheter med våra egna celler:
1. Den har ett cellmembran
2. Den har DNA som den använder som ritning för att bygga protein (se lektion 1)
3. Den behöver energi för att överleva

Men det finns saker som skiljer sig:
1. Bakterier (vissa) har en flagell som den använder för förflyttning, likt en propeller
2. Ett hölje bestående av protein och sockararter
3. Baktiespecifika proteiner (kallade för protein A,B och C i bilden ovan)



Dessa små gynnare lever av energin som den stjäl från sin värd (dvs. cellen). Bilden nedan går igenom hur ett bakterieangrepp kan gå till.


Så inga större överraskningar där. Bakterierna tar sig in, delar sig (replikation) och drar vidare. Ur cellens synvinkel är det ingen vidare bra deal.

Så nu kommer vi till problemet: Hur faen ska vi bli av med dem?

För oss människor finns det två svar på den frågan:

1. Det medfödda immunförsvaret
2. Det adaptiva immunförsvaret


Innan jag ger mig in i att förklara vad exakt dessa två kategorier innebär så är det kanske på sin plats för att gå igenom ett mycket mycket mycket viktigt koncept inom biologi: receptorn.
Receptorn är ett protein som sitter i cellens cellmembran och är riktad mot utsidan. Det finns även receptorer som flyter fritt inne i cellen, men dem är inte intressanta för oss just nu.

Receptorns funktion är att binda till sin ligand (ligand, som egentligen bara betyder "det-som-receptorn-binder-till"). Varje cell har oerhört många receptorer och varje receptor har en eller ett fåtal specifika ligander.



När receptorn stöter på sin ligand, så ändrar en sin struktur. Detta känns av av protein på insidan av cellen (sk. signaleringsprotein) som då signalerar till cellen att utföra en mängd uppgifter (baserat på vilken receptor som aktiverades).


I sammanfattning: Dessa receptorer fungerar som cellens händer som är kapabla att känna av vad som finns på utsidan.


Så, varför behöver vi veta det här? Jo, både det medfödda och det adaptiva immunförsvaret handlar enligt denna princip som kan sammanfattas med
"Använd receptorer för att känna igen farliga saker"

Det är detta som är det medfödda immunförsvaret. Namnet kommer ifrån att vi har detta skydd från början och behöver inte utsättas för bakterien/viruset för att kunna försvara sig mot den. Exempelvis kan en av liganderna vara Protein A , som ni minns satt på ytan på bakterier. Genom att ha en receptor som binder Protein A så kan vi sätta igång försvarsreaktioner som dödar bakterien innan den kan replikera sig.

"Men vänta nu!" ropar vän av ordning. "Om detta vore hela sanningen så borde bakterier och virus inte vara något problem, eller hur? Det handlar ju bara om att ha rätt receptor så är saken fixad." Vän av ordning har givetvis rätt.
Problemet är att bakterier och virus ändrar utseende hela tiden och våra celler har ingen möjlighet att bygga miljontals olika receptorer. Så hur löser vi den saken?

Det kommer vi ta reda på i nästa del av vår kurs då vi ska utforska det adaptiva immunförsvaret. Och vad har detta med diabetes att göra? undrar ni.

Svaret är: allt!

Tack för mig.

Immunologi for (lek)män och kvinnor - Del 1: Cellen

Välkommen till kursen "Immunologi för lekmän och kvinnor". Denna kurs har som främsta syfte att hindra mig från faktiskt arbete samtidigt som någon kanske lär sig något. Kanske.

När kursen är klar kommer jag förhoppningsvis kunnat förklara hur det gick till när Bret Michaels, sångare i det gamla arenarockbandet Poison, drabbades av typ 1 diabetes.




Otäcka bilder det där..


Nu sätter vi igång med lite cellbiologi (riktat till de som inte har tidigare kunskap i biologi).


I början fanns det inga celler. För 3-4 miljarder år sedan bestämde sig en samling molekyler för att det var dags att stänga in sig själva i ett lipidmembran: första cellen var född. Kort därefter (egentligen sjukt lång tid därefter) började cellen bli förmögen att dela på sig och därmed leva vidare. Världens första art hade nu sett dagens ljus.

Så vad är en cell?

Där har vi cellen i all sin prakt, vansinnigt förenklad. I cellkärnan hittar vi DNA, det som vi i folkmun brukar kalla våra gener. DNA fungerar som ritningar för bygge av proteiner, som i sin tur utför cellens många funktioner (cellstruktur/signalering/rörelse etc.).

Man kan säga att DNA är ritningen för de verktyg cellen behöver och att proteinerna är själva verktygen. Det som skiljer olika arter åt är dels vilka proteiner som DNA kodar för (människan har många proteiner som saknas i jästsvampar) och dels hur proteinerna ser ut (apor och människor har i stort samma proteiner, men proteinerna ser olika ut).

Proteiner kan antingen finnas inuti cellen eller i cellmembranet. Just de proteiner som sitter i cellmembranet kommer visa sig vara mycket viktiga för våra framtida studier. Här nedan visas en bild på ett två proteiner som sitter i cellmembranet: MHC-I och MHC-II.


Dessa två gynnare kommer senare visa sig vara huvudrollsinnehavare i vårt drama kretsande kring Bret Michaels diabetes.

Nu vet vi (i mycket grova drag) vad proteiner är och kan därmed gå vidare i vår jakt på kunskap, and all that jazz.

----

Vi hoppar längre fram i tiden och nu så har flercelliga organismer dykt upp. För dessa flercelliga varelser väntar ett hot. Ett hot som vill parasitera på cellens energi för sin egen vinning. Detta hot är det vi kallar för patogener.

Två av dessa patogener kommer vi ägna extra tid åt: bakterier och virus.

Mer om det nästa gång.