Sikkerhetskontroll

Sist jeg skulle fly var køen til sikkerhetskontrollen urovekkende lang. Likevel tok det ikke mer en drøyt 15 minutter før vi var igjennom. Vel framme ved kontrollen sprer køen seg til 10-15 gjennomlysningsstasjoner. Selv om kontrollen tar et par minutter per person, sjekkes så mange parallelt at gjennomstrømningen likevel blir ganske høy.

Også  kroppens viktigste transportsystem, blodkretsløpet, har sikkerhetskontroll, som utføres av kroppens mest mystiske organ, milten. På størrelse med en liten knyttneve ligger den til venstre i bukhulen, skjult under ribbeina. I oldtiden ble milten forbundet med melankoli, og fortsatt har det engelske ordet for milt, spleen, også betydningen å være melankolsk.

Blodet forsyner kroppen med næring og oksygen og fjerner avfallsstoffer. I tillegg transporterer blodet immunforsvarets celler og våpen slik som komplement og antistoffer. I løpet av kort tid har blodet vært innom alle delene av kroppen. En mikrobe som kommer seg inn i blodkretsløpet, og som ikke straks blir ødelagt av komplement, utgjør en stor sikkerhetsrisiko. Noen bakterier har en ekstra kappe, som gjør dem motstandsdyktige mot komplement. De spres derfor lettere med blodet enn andre bakterier.

IMG_9735

Skisse av miltens anatomiske organisering. Svarte sirkler=røde blodlegemer. Hvite sirkler=immunforsvarets B- og T-celler. M=makrofager. Milten er omgitt av en kapsel av bindevev=tykk svart strek.

For hvert hjerteslag blir 5% av blodet sendt til milten. Her fordeles det ut i tallrike miltstrenger, der sikkerhetskontrollen foregår. Miltens securitasvakter er makrofagene. De sjekker alle blodceller og fjerner dem som er merket med antistoffer eller som er gamle og stive og ikke lenger klarer å presse seg gjennom filteret og tilbake til blodbanen. I tillegg fjerner makrofagene bakterier og cellerester som kommer med blodet.

Når blodcellene er kommet seg forbi sikkerhetskontrollen, vet de like godt som flypassasjerer hvor de skal videre. De røde blodlegemene drar rett tilbake til blodsirkulasjonen. Men omtrent som reisende med gullkort, som stikker innom flyselskapenes Lounge mens de venter på å dra videre, vil immunforsvarets B- og T celler trekkes mot områder i milten der de vet at de vil treffe andre likesinnede. Her møter de også av og til aktiverte antigenpresenterende celler, og noen T-celler og B-celler vil bli stimulert til en immunrespons. Milten fungerer derfor som en slags lymfeknute i blodbanen.

Det hender at milten må fjernes på grunnn av sykdom eller skade. Det pleier å gå helt fint. Mange av miltens oppgaver kan også utføres andre steder i kroppen. Det er heller ikke så ofte vi får kapselkledde bakterier inn i blodbanen, men skulle det skje, har pasienter uten milt økt risiko for bli alvorlig syke av blodforgiftning. Så for å være på den sikre siden, blir pasienter som får fjernet milten vaksinert mot kapselkledte pneumokokker, og beskjed om raskt å kontakte lege hvis de får feber.

PS: Som alle metaforer har også denne sine svakheter: Den strenge sikkerhetskontrollen på flyplassene er mye en konsekvens av flyangrepet mot USA 11. september 2001. Milten derimot finnes hos alle virveldyr, også fisk, altså har vi hatt slik kontroll i millioner av år. Dessuten, securitasvaktene på Gardermoen nøyer seg bare med å fjerne «bakteriene». Heldigvis slipper gamle og skrøpelige flypassasjerer fortsatt gjennom kontrollen.

Blogginnlegg av Anne Spurkland, skrevet 2. desember 2012

Rollespill

Den første Ringenes Herre-filmen kom samtidig som vi leste triologien høyt for ungene. Kampene mellom det gode og det onde gjorde enormt inntrykk. I årevis gav Tolkiens verk inspirasjon til rollespill, skolestiler og kunstverk. I mørke høstkvelder kjempet tolvåringene drabelige slag utstyrt med tresverd og kapper inspirert av Ringenes Herre. De skulle bare visst at liknende kamper foregikk i deres egne kropper hver dag.

Når en bakterie kommer inn i kroppen, gjelder det å få den vekk fortest mulig. Jeg har tidligere blogget om at det aller første som skjer, er at proteiner fra blodet aktiveres til å stikke hull på bakteriene. Dette gir samtidig signal til celler i blodet om at de må komme og hjelpe til.

De som kommer først er såkalte «nøytrofile granulocytter». Navnet er lite kjent selv om dette er de hvite blodlegemene vi har flest av. De kalles granulocytter fordi de inneholder tallrike, små korn (egentlig små, membrankledte blærer) med potente stoffer som kan drepe bakterier. Granulocyttene dannes i beinmargen og lever bare to-tre dager i blodet før de dør. Trolig lever de så kort for å unngå at de skader vevet unødig. Uten disse blodcellene vil vi raskt bukke under for de mest banale infeksjoner.

Granulocyttene registrerer forandringer i blodkaret (I), presser seg ut i vevet (II) , spiser en bakterien (III), dreper den (IV) og dør (V).

Granulocyttene kan «lukte seg fram» til der bakteriene befinner seg i kroppen. Akkurat som vi kan gå i retning av der en lukt er sterkest, kan granulocyttene følge et kjemisk stoff i retning mot stadig høyere konsentrasjon. Ett av stoffene som nøytrofile granulocytter tiltrekkes av, er aktivert komplement. På steder der komplement er aktivert, er også blodkarene blitt litt endret. Dette får granulocyttene til å bremse opp og trenge igjennom karveggen og ut i vevet.

På samme måte som makrofagene, som allerede er på plass i vevet, kan også granulocytter spise bakterier. De bakteriene som makrofagene i vevet ikke har klart å ta unna, tar de nøytrofile granulocyttene seg av. Etter at en granulocytt har spist en bakterie, blir den drept ved at blærene med giftig innhold blir tømt inn til bakterien. Deretter begår granulocytten kontrollert selvmord. Det er stort sett døde granulocytter og bakterier som gir slimet grønn farge når man er forkjølet, har verk i en finger eller puss i et sår.

Så av alle helteepos burde fortellingen om granulocyttene kunne kvalifisere til plass blant de fremste. Disse hvite ridderne i immunforsvarets førstelinje ofrer seg selv for at de onde (altså bakteriene) ikke skal få overtaket i kroppen. Så neste gang du tørker grønt snørr av ungen, send en vennlig tanke til granulocyttene. Takket være deres innsats  kommer ikke bakteriene lengre inn i kroppen enn til neseslimhinnen ved en vanlig forkjølelse. Om dette er fantasieggende nok til rollespill i kveldsmørket, er imidlertid en annen sak.

Blogginnlegg av Anne Spurkland, skrevet 20. november 2012

Ballonglek

Da barna var mindre, la jeg mye arbeid i å arrangere morsomme bursdagsselskaper. Én av flere aktuelle leker var ballongleken. Den går ut på at alle får en ballong knyttet til foten. Så gjelder det å sprekke de andre sin ballong uten å få ødelagt sin egen.

Det medfødte immunforsvaret leker ballongleken hele tiden. Det gjelder å sprekke fremmede celler som kommer inn i kroppen uten å ødelegge egne celler. Barns ballonglek er egentlig en litt blek metafor. En sverm av blodtørstige mygg som stikker hull på alt er et mer passende bilde. Dette er ett av de aller eldste forsvarssystemene vi har. Det kalles komplementsystemet fordi det ble oppfattet som et tillegg til antistoffenes funksjon da det i sin tid ble oppdaget. Systemets «default»-innstilling er å lage hull i alle cellemembraner. Slike hull er like ødeleggende for en celle som et nystukket hull er for en oppblåst ballong. For at dette skal fungere, må selvsagt egne celler være beskyttet av «myggmiddel» så de ikke blir stukket, de også.

Når komplement møter en bakterie deles C3 i to. Den ene delen (C3b) fester seg til bakterien. Det starter komplementkaskaden som ender med at en gruppe C9 danner hull i lipidmembranen.

Når vi kutter oss i fingeren, er komplement det aller første forsvaret som møter bakterier som kommer inn i såret, og ofte kan det være nok til å stoppe infeksjonen. Komplementsystemet består av omtrent 20 ulike proteiner, som finnes i blodet og som hovedsakelig produseres i leveren. Komplementproteinene er normalt «sovende», men kan raskt bli «vekket» til aktivitet av hverandre. Aktivering av disse proteinene kan sammenliknes med et fyrverkeri. En liten glo kan antenne en hel kaskade av aktiverte gnister. Når komplementkaskaden settes igang, utvikler den seg omtrent så fort som en påtent nyttårsrakett, og sluttresultatet er tallrike hull i cellemembranen.

Når komplementsystemet ikke lager hull i våre egne celler, er det fordi cellene våre har effektive beskyttelsesmekanismer. Fra naturens side er det lettere å lage et robust vern mot eget komplementsystem enn å finne opp effektive systemer for å lage hull bare i fremmede celler som man ennå ikke har møtt.

At komplementsystemet er effektivt, viser erfaringene som ble gjort da man første gang forsøkte å transplantere et grisehjerte til en ape. Håpet var selvsagt at grisehjerter kunne brukes til mennesker. Men bare minutter etter at apens blodforsyningen var koblet til grisehjertet, var hjertet ødelagt og svart. En viktig grunn var at grisehjertets celler ikke hadde beskyttelse mot komplementproteinene i apens blod, og cellene ble derfor straks gjennomhullet av komplement. Håpet om å kunne bruke gris som organdonor for mennesket er ikke oppgitt, men det krever utvikling av griser som blant annet er genetisk tilpasset menneskets medfødte immunforsvar.

Som barneselskaparrangør for to barn ble jeg etterhvert god til å variere innholdet i selskapene fra år til år, uten likevel å bytte ut grunnelementene for hver gang. Ballonger kan for eksempel utnyttes på mange måter. Det er ikke alltid nødvendig å sprekke dem for å ha det gøy med dem. Slik er det med immunsystemet også. Elementer av komplementsystemet blir brukt til mer enn å lage hull, og reglene for hva startskuddet for hullene skal være, kan også variere. Dette kommer jeg nok tilbake til senere på bloggen.

Blogginnlegg av Anne Spurkland, skrevet 1.november 2012

Hamarpålegg

Selv om jeg er altetende, må jeg ha meierismør på brødskiven, ellers mister jeg matlysten. På samme måte er Hamarpålegg i følge Nestléreklamen en effektiv hjelp for å få ungene til å spise brødskiver. Makrofagene har det litt på samme måte, de spiser alt, men det hjelper hvis en bakterie er dekket med HaPå. Da går det mye fortere unna.

Det er antistoffene, ett av immunforsvarets viktigste angrepsvåpen, som fungerer som «HaPå» for makrofagene. Antistoffene lages av B-cellene og er helt like B-cellenes immunreseptorer, bortsett fra at de ikke sitter fast i cellemembranen lenger. I stedet skilles de ut fra B-cellene og sprestil hele kroppen via blodbanen.

Hvert antistoff binder seg spesielt godt til én bestemt bakterie. Den første gangen en bakterie kommer inn i kroppen, er det få antistoffer mot bakterien.

Som oftest finnes det likevel noen B-celler som har en reseptor som kan binde seg til bakterien. Dette vil stimulere B-cellene til å skille ut mer og etterhvert faktisk også bedre antistoffer (hvordan det skjer, skal jeg komme tilbake til en annen gang).

Neste gang samme bakterie dukker opp, vil kroppen derfor være godt forberedt. Bakterien blir raskt dekket av antistoffer, makrofagene får økt appetitt og spiser opp bakterien før den rekker å gjøre særlig mye skade. På kort tid er forhåpentligvis bakterien bekjempet og faren er over.

Makrofagene (Mø) får bedre appetitt når bakteriene er dekket med antistoffer!

Makrofagene liker bakterier med «HaPå» veldig godt fordi de har noen spesielle Fc-reseptorer i cellemembranen som binder seg til antistoffene på bakterien.

Disse reseptorene virker nærmest som en slags fangarmer. Signalene fra disse armene sørger for at makrofagene spiser opp «maten» sin.

Så neste gang du skal lokke indianerungene til å spise ved hjelp av HaPå, kan du jo tilby å «opsonisere» brødskivene for dem. For det er det dette fenomenet kalles når det gjelder antistoffer og makrofager.

Blogginnlegg av Anne Spurkland, 20.9.12
Sist endret 5. mars 2016
English version here.

Storeteren

Jeg er veldig glad i mat, og spiser så å si alt. Kanskje det er derfor jeg er så fascinert av immunforsvarets makrofager?

Immunforsvaret kan deles opp på ulike måter. Et viktig skille går mellom de cellene som reagerer umiddelbart på en ytre fare og de cellene som nærmest har en akademisk tilnærming, som analyserer situasjonen, veier for og imot og må bruke flere dager før de går til aksjon. Storeteren, eller makrofagen, hører med til de cellene som reagerer umiddelbart.

Makrofagene finnes rundt omkring i kroppen, i blodbanen eller i vevene. De fungerer som kroppens søppelarbeidere og fjerner døde celler, cellebiter og mikrober. Makrofagene fjerner «søppelet» ved å spise det opp og deretter bryte det ned til resirkulerbare byggesteiner. Spiseprosessen kalles fagocytose.

Makrofag som spiser og fordøyer en bakterie vist i fem trinn. L=lysosomet

Men hvordan foregår egentlig denne spisingen? Makrofager er som celler flest, stort sett runde og tilsynelatende symmetriske. Det er ingen åpning inn i cellen noe sted på overflaten av cellemembranen. Men festet i cellemembranen har makrofagen ulike proteiner som fungerer som mottakermolekyler eller reseptorer. Når noen av disse proteinene bindes til en bakterie, vil cellemembranen i dette området snart danne en stor lomme som bakterien trekkes inn i. Til slutt omsluttes bakterien helt av membran på alle sider, og lommen avsnøres så forbindelsen med overflaten blir brutt. Nå befinner bakterien seg inne i makrofagen, riktignok innkapslet i et lag med membran. Selve fordøyelsesprosessen inkluderer blant annet at det pumpes syre og blekemiddel (peroksyd) inn til bakterien, så den blir drept. Deretter smelter bakterieposen sammen med et lite celleorgan som kalles lysosomet og som er fullt av fordøyelsesenzymer. Slik blir bakterien brutt ned til sine enkelte bestanddeler, til fettsyrer, sukkerarter og aminosyrer.

Makrofager og bakterier er utvilsomt fiender. Derfor har mange bakterier utviklet strategier for å unngå makrofagenes nådeløse renholdsverk. Noen bakterier tåler syre eller ødelegger blekemiddelet og blir derfor ikke drept inne i makrofagen. En velkjent bakterie som oppfører seg slik er tuberkulosebakterien, den tåler syre og kan leve i mange år i kroppen, innkapslet i makrofager.

Under radaren

Svartedauen, som kom til Norge i 1349, tok på kort tid livet av mellom en tredjedel og halvparten av befolkningen i Europa. Hvordan kunne dette skje?

Når store sykdomsutbrudd med mange døde på kort tid er forholdsvis sjelden i menneskenes nyere historie, skyldes det at kroppen har et finmasket nett av forsvarsmekanismer mot mikrober. Mikrobene på sin side, utvikler stadig nye strategier for å unnslippe eller tilpasse seg disse forsvarsmekanismene.

Pesten ble ofte framstilt som en gammel kone med rive

Svartedauen var en byllepest. Fra man merket de første symptomene til døden inntraff gikk det bare to-tre dager. De syke fikk byller i lyskene, under armene og rundt halsen. Før de døde fikk de syke ofte utbredte blødninger i huden, derav navnet Svartedauen.

Det er svært sannsynlig at Svartedauen skyldes en bakterie, yersinia pestis. Bakterien kan smitte både rotter og mennesker, og overføres fra rotter til mennesker via loppebitt. Når bakterien er kommet inn i huden, blir den plukket opp av immunforsvarets spiseceller, som frakter den til nærmeste lymfeknute. I motsetning til mange andre bakterier, blir ikke pestbakterien drept av spisecellene. Tvert i mot klarer bakterien å slippe under immunsystemets radar. De karakteristiske byllene skyldes betennelse i lymfeknutene utløst av pestbakterien. Byllene gir også bakterien mulighet til å spre seg til blodet og utløse livstruende blødninger over alt i kroppen.

En av strategiene pestbakterien har utviklet for å slippe under radaren, er å kortslutte immunsystemets celler. I en artikkel i Nature i juli 2012, viser forskere ved Universitetet i California at yersinia pestis YopH protein blokkerer mobilisering av immunforsvaret (gjennom å hindre aktivering av T-cellene). Strategien kan sammenliknes med å kutte forbindelsen til Forsvarets overkommando. I nærvær av en aggressiv fiende kan resultatet bli katastrofalt.

Blogginnlegg av Anne Spurkland, 28.7.12