Gamle anatomer

Jeg har levd med gamle anatomer siden studiedagene. Da detaljene i menneskekroppen ble utforsket på 18- og 1900-tallet, trengte man navn på det man så. Slik fikk mange celler og strukturer med ukjent funksjon navn etter sin oppdager. Nå som jeg selv underviser, gir det en spesiell glede å kunne forklare hva cellene gjør og ikke bare minne om den gamle anatomen som først fant dem.

Langerhans oppdaget sine celler i 1868, mens han fortsatt var student. Langerhanscellene finnes i overhuden, det vil si i den delen av huden som lager taket i vannblemmen, hvis man skulle være så uheldig å få et gnagsår. Langerhansceller er stjerneformet og strekker sine armer ut i alle retninger mellom de egentlige hudcellene. På grunn av formen trodde Langerhans at de var hudens nerveceller. Først ganske nylig har vi lært at disse cellene fungerer som vaktposter i immunforsvaret. Nå kalles de like gjerne dendrittiske celler, etter det spesielle utseendet.

Langerhans celler (DC) fanger opp bakterier som trenger inn i overhuden. De spiser bakteriene, blir aktivert og vandrer inn i lymfekarene til nærmeste lymfeknute.

Langerhansceller (DC) har lange utløpere som fanger opp bakterier som trenger inn i overhuden. Langerhanscellene spiser bakteriene, blir aktivert (aDC) og vandrer inn i lymfekarene der de fraktes til nærmeste lymfeknute.

Når mikrober trenger igjennom huden, vil Langerhanscellene fange dem inn og spise dem på samme måte som makrofager gjør. Dette fører til at Langerhanscellene blir aktivert. De trekker inn fangarmene og beveger seg ut av huden og innover i kroppen til lymfekarene for å dra til nærmeste lymfeknute. Her vil de vise fram biter av mikroben til forbipasserende T-celler og dermed sette igang en immunreaksjon.

Det er ikke bare i huden vi har dendrittiske celler. Vi har slike celler i tilknytning til alle deler av kroppen som kommer i mer eller mindre direkte kontakt med miljøet, som lungene, urinveiene, skjeden og tarmen. I tillegg finnes det dendrittiske celler i immunsystemets egne organer: lymfeknuter, milt og thymus.

Dendrittiske celler er profesjonelle antigenpresenterende celler som er i slekt med makrofagene. Men der makrofagene er stedbundne og satt til å ivareta mange oppgaver knyttet til renovasjon av bakterier og døde celler, er de dendrittiske cellene sterkt bevegelige og med én eneste oppgave, å fange inn og presentere mikrober for T-cellene. De ferske, naive T-cellene er på konstant vandring rundt i kroppen fra blod til vev til lymfe og tilbake til blod. Men siden det i utgangspunktet er svært få T-celler som kan reagere på én bestemt mikrobe eller antigen, er det svært liten sjanse for at en ustimulert T-celle skal klare å finne fram til den ene eller de få antigenpresenterende cellene i vevet som presenterer akkurat det T-cellen reagerer på. Ved at både T-cellen og den dendrittiske cellen møter opp på samme sted i lymfeknuten, øker sjansen sterkt for at T-cellen skal oppdage «sin» mikrobe.

Langerhansceller som begrep er stort sett erstattet med dendrittiske celler. Men Langerhans har også fått navnet sitt knyttet til en annen en struktur i kroppen, Langerhans øyer i bukspyttkjertelen. Dette er grupper av celler som lager hormoner som regulerer blodsukkeret. Det er ikke helt uvanlig at immunforsvaret ved en feil går til angrep på de insulinproduserende cellene i disse øyene. Det fører til type 1 diabetes. Hvordan dette kan skje, skal jeg komme tilbake til ved en senere anledning.

Så selv om Langerhansceller er på vei ut av vokabularet, har vi fortsatt ikke noe bedre ord for Langerhans øyer. De gamle anatomene er det ikke så lett å bli kvitt.

Blogginnlegg av Anne Spurkland, publisert 30. mars 2013

Visning

Når jeg kommer inn i oppgangen vår, hender det at det lukter deilig av hvitløksspekket fårestek eller nystekte boller i gangen. Jeg får lyst til å gå inn til naboen i stedet for hjem til meg selv. Dette grepet blir ofte brukt ved visning. Lukten av nystekte boller får potensielle kjøpere positivt innstilt til leiligheten allerede mens de er i oppgangen.

Det som skjer er at luktstoffer fra maten sprer seg fra kjøkkenet og ut i oppgangen som en usynlig sky. Lukten er sterkest på kjøkkenet, avtar i resten av leiligheten, og nederst i oppgangen er lukten av nystekte boller bare så vidt merkbar. Men siden luktesansen vår er svært følsom, kan vi merke duft av boller eller fårestek selv om det bare er noen få molekyler i luften. Etter hvert som vi kommer nærmere, blir lukten sterkere og vi blir sikrere og sikrere på at den finnes og at vi gjerne vil dit lukten kommer fra. I biologien kalles dette fenomenet for kjemotakse. Celler beveger seg i retning av kilden til en kjemisk stimulans.

Mange av immuncellene våre flytter hele tiden gjennom kroppen, fra blodet til vevet, over i lymfeårene via lymfeknutene og tilbake til blodet igjen. Den stadige trafikken av celler er delvis styrt av kjemotakse. Mange ulike stoffer kan virke som «duftmolekyler» for celler. For eksempel virker fragmenter av bakterier eller aktivert komplement kjemotaktisk på granulocytter, som trekkes til stedet kort tid etter at bakterier er kommet inn i et sår. Men immuncellene påvirkes også av en hel gruppe med beslektede signalmolekyler, kalt kjemokiner, som binder seg til reseptorer som likner luktreseptorene i nesen. Fellestrekket er at reseptorene er stukket syv ganger ut og inn gjennom cellens yttermembran.

T-celler og antigenpresenterende celler finner hverandre i lymfeknutene ved hjelp av kjemotakse. T=T-celle, DC=dendritisk celler (en antigenpresenterende celle), E=celle i lymfeknuten som skiller ut kjemokinet CCL21. Både T-cellen og antigenpresenterende celle har samme kjemokinreseptor CCR7 som binder seg til CCL21.

Ikke alle immunceller har de samme kjemokinreseptorene på overflaten hele tiden, og ikke alle kjemokiner produseres alle steder i kroppen. Slik får man et system der immuncellene vet hvor de skal til enhver tid. Kjemokiner bidrar til at T-cellene finner fram til aktiverte, antigenpresenterende celler i lymfeknutene, og til at B-cellene finner fram til området i milten der det er stor sjanse for å møte antigen. Når T- og B-cellene i disse områdene blir aktivert vil de få andre kjemokinreseptorer på overflaten enn de hadde før. Det betyr at de aktiverte og mer erfarne cellene nå vil gå til andre steder i kroppen enn tidligere. Slik sikrer kjemokinene at de rette cellene møter opp på rett sted i rett tid for å iverksette og videreutvikle en immunrespons.

Så eiendomsmegling og kjemotakse av immunceller har en god del felles. Det gjelder å bidra til at den rette kjøperen finner fram, noe som øker sjansen for et raskt salg. Men får man en erfaren huskjøper på visning, kan man regne med at han eller hun bryr seg mindre om duften av de nystekte bollene, men heller går ekstra nøye gjennom rom som andre huskjøpere overser. Lukter det for eksempel mugg under badekaret?

Blogginnlegg av Anne Spurkland, publisert 16. mars 2013

Førerkort

I helgen så vi filmen «Spise. Sove. Dø», der tenåringen Rasja får prøveansettelse som omreisende selger. Problemet er at hun mangler førerkort. Hun klarer seg likevel fint som sjåfør, inntil sjefen spør om å få se førerkortet hennes. På vei hjem fra kinoen diskuterte vi hva som trengs for å være en god sjåfør, og ble enige om at det er hverken nødvendig eller tilstrekkelig med førerkort. Les videre

Dalmatiner

Da jeg var 13 år, fikk familien en dalmatiner. Valget av rase var motivert av min fars ambivalens til hundehold. En hvit hund med svarte prikker var et passe ironisk valg. Dalmatineren fikk navnet Polka, med henvisning til polka dots, et regelmessig mønster av like store sirkler som var populært bikinimønster i mine foreldres ungdom.

Polka var ikke perfekt. Prikkene var for mange, og fløt over i hverandre. Men de svarte prikkene var skarpt avgrenset mot det hvite. Hvordan er det mulig at ellers helt like celler som ligger rett ved siden av hverandre likevel kan ha ulik farge? Svaret har betydning for å forstå hvorfor autoimmune sykdommer ofte rammer bare ett bestemt organ.

Hver eneste celle i kroppen har en full kopi av arvemassen. Menneskets arvemasse eller genom inneholder omtrent 25 000 gener. Det betyr at hver eneste celle i kroppen har 25 000 gener til disposisjon. Likevel brukes bare en mindre del av dem til enhver tid. Genene er oppskriftene på cellenes byggestener, og det er bare noen av disse oppskriftene som trengs for å lage en bestemt celletype, mens andre av oppskriftene trengs for å lage en annen celletype. Det at celler er forskjellige og bruker ulike oppskrifter, er helt avgjørende for at vi kan utvikle oss fra en befruktet eggcelle til et fullt utviklet individ som består av milliarder av celler som samarbeider og deler oppgavene seg imellom.

De svarte, regelmessige prikkene i en dalmatiners hvite hud er resultat av bevisst avl. Men skarpe grenser mellom ulike pigmenter i huden er også resultat av tilpasning til miljøet: Sebraens striper bidrar til å holde det store dyret delvis usynlig i spillet mellom lys og skygge i det høye gresset på savannen. Gener som styrer at naboceller har ulik farge er dermed blitt fremelsket gjennom generasjoner av dyr.

Alle kroppens celler innholder alle genene, men bruker bare en mindre del av dem til en hver tid. Naboceller kan derfor bruke ulike gener, og produsere ulike proteiner. Den hvite cellen bruker bare gen B, mens den svarte nabocellen også bruker gen A som gjør at cellen produserer "svarte" proteiner. Biter av proteinene vises på overflaten av cellene, bundet til HLA-klasse I molekyler. Dette gir grunnlag for sykdommer der immunforsvaret ødelegger bestemte celler og sparer andre.

Den hvite hudcellen bruker bare gen B, mens den svarte nabocellen også bruker gen A. Gen A gjør at cellen lager «svarte» proteiner. «Alle» proteiner inni cellen blir også vist fram som biter bundet til HLA-klasse I molekyler på overflaten av cellene. For T-cellene vil derfor den svarte cellen «se» forskjellig ut fra den hvite.

I prinsippet blir alle proteiner som produseres i cellen også presentert på overflaten som peptider bundet til HLA-molekyler. De svarte hudcellene produserer fargete proteiner som de hvite ikke har. De svarte cellene vil kunne vise fram HLA-molekyler med biter fra de «svarte» proteinene. Slike HLA-peptidkombinasjoner mangler på de hvite cellene. Det er derfor fullt mulig å tenke seg et selektivt immunologisk angrep på de svarte hudcellene, mens de hvite blir spart. Faktisk finnes det en hudsykdom, vitiligo, der pigmentet i huden blir helt eller flekkvis borte. Årsaken til vitiligo er ukjent, men en sannsynlig mulighet er at immunforsvarets celler dreper de pigmentproduserende melanocyttene i huden.

Tilsvarende er det for mange andre sykdommer, der vi tror immunforsvaret er involvert. Fordi celler med en bestemt funksjon i et bestemt organ kan være de eneste i hele kroppen som bruker visse gener og dermed uttrykker bestemte proteiner, vil de kunne være de eneste cellene som blir rammet hvis immunforsvaret ved en feil skulle finne på å gå til angrep.

Polka levde med sine langt fra perfekte prikker hele livet. Min største skuffelse som hundeeier var at prikkene hennes ikke var bra nok for videre avl. Men som immunologisk eksempel fungerer de jo som bare det!

Blogginnlegg av Anne Spurkland, publisert 1. mars 2013.