onsdag 4 september 2013

Motion och immunförsvar

Igår vaknade jag med rejäl träningvärk efter säsongens första corepass och tänkte skriva lite om det onda som kommer dagen efter. Jag tänkte skriva om träningsvärk, mikroskador och inflammation. Men som så ofta: ju djupare man tränger in i ett ämne, desto mindre vet man och när man inser det, blir hjärnan 100 % plastisk och beredd att forma sig efter nya kunskaper. Jag bestämde mig istället för att skriva om träningsvärk i ett kommande inlägg och nöja mig med att först ”bara” beskriva immunförsvaret och hur det påverkas av motion.

Människans immunförsvar består av två system: det medfödda och det adaptiva immunförsvaret. Det medfödda kan i sin tur delas in i ett yttre och ett inre försvar. Vi är helt beroende av detta skydd för att överleva; minsta brist utnyttjas av kroppens fiender och det jobbar i det tysta, dag efter dag, år efter år. Det är inget man tänker på, tills den dag man drabbas av en infektion, allergier eller någon autoimmun sjukdom. Immunförsvaret är ett komplext system, som i sin tur består av massor av system och det görs nya upptäckter hela tiden. Därför blir det här en mycket grundläggande genomgång och jag beskriver inte allt. Vill du skippa detaljerna kan du hoppa direkt till rubriken ”Orienteringsdöd och Bartonella” längre ner.

Det medfödda immunförsvaret - det inre och det yttre försvaret
Immunförsvaret finns av en, enda anledning. Om det inte fanns, skulle den varma, fuktiga och näringsrika kroppen vara ett paradis för olika patogener, som bakterier, svampar, virus och parasiter. Immunförsvaret har egentligen bara två uppgifter: att hålla dessa främmande livsformer utanför och att söka upp och eliminera de som ändå lyckas ta sig in.

Det medfödda immunförsvaret uppstod i livets gryning och består av ett yttre och ett inre försvar. Det yttre består av hud, oljor, enzymer, bakterier, slemhinnor, tårar, saliv och frätande magsafter. En del av detta kan tyckas finnas på insidan, men skär man en kropp itu ser man att den har ett hålrum i mitten; detta hål börjar i munnen och fortsätter sedan ner genom mag- tarmkanalen. Vår utsida sträcker sig in och ner i detta hål; man kan likna kroppen som en stapel av en massa munkar med hål i ovanpå varandra.
Så det vi stoppar i oss och som kommer ut på andra sidan har gudskelov aldrig varit inne i oss. Det har bara passerat igenom (och förlorat näring på vägen). För att något ska komma in i kroppen måste det ta sig igenom en vägg av tuffa epitelceller och där under väntar det inre försvaret. Det är alltid redo. Det ligger just under huden och reagerar snabbt och signalerar och angriper allt det den inte känner igen, d v s allt som inte tillhör den egna kroppen.

Inflammation
En inflammation är en del av det medfödda immunförsvaret. Den inflammatoriska responsen är snabbt, men orsakar också skador på den egna kroppen. Om huden genomborras av en spik nersmetad med bakterier, reagerar först de skadade cellerna med att skicka ut signalämnen (kemokiner) som talar om för resten av kroppen att något har hänt. Det är en alarmklocka. En särskilt sorts celler (mastceller) nära ytan sänder också ut ämnen, sk histaminer, vilka får blodkärlens väggar att utvidga sig i närheten av skadan. Därmed får det plats med mer blod, vilket får området för skadan att svälla upp och bli inflammerat. De utsläppta signalämnena får vita blodkroppar (fagocyter) att dra sig till platsen och det finns gott om plats. De rullar längs kärlväggarna och tränger igenom de svällda kärlväggarna på platsen för inflammationen. Den vanligaste sortens fagocyter kallas neutrofiler och de är många, snabba och - för säkerhets skull - kortlivade. Neutrofilerna simmar ständigt runt som hajar i blodkärlen i väntan på att äta upp och slita fiender i stycken. De kan också kasta ut nät som fångar in bakterierna eller spruta kraftfulla fria radikaler på dem. När bakterierna är oskadliggjorda kommer stora fagocyter och äter upp allt som blev kvar på slagfältet och vävnaden byggs upp på nytt. En inflammation är en komplex process som man bör lägga sig i så lite som möjligt. En frisk kropp läker sig själv.

Det adaptiva immunförsvaret
En del fagocyter som ätit upp en patogen, tar sedan en bit av dessa patogener och presenterar dess form på sin egen cellyta med hjälp av ett protein (MHC2). Om en kringflytande B-cell kan haka fast med sin receptor på denna, som en nyckel till ett lås, blir B-cellen aktiverad och börjar dela sig och producera nya B-celler, som antingen spottar ut antikroppar (tusentals i sekunden per cell) som är kopior av receptorerena hos B-cellen eller som blir kvar som ett slags minnesceller för framtiden. Antikropparna fäster sedan vid patogenerna så att de får svårt att fungera och de signalerar även till fagocyter att de ska komma dit och äta. Nästa gång samma patogen infekterar kroppen kommer systemet att reagera snabbare. Det är det som kallas immunitet. Om man drabbas av influensa är man sedan immun mot samma variant i 10-20 år. Tyvärr gäller det inte förkylningar för det finns minst 300 olika varianter av förkylningsvirus. Men det blir bättre efter småbarnsåren, eftersom man utsätts för ganska många varianter under den tiden.

Det adaptiva är evolutionärt ett ganska nytt system och består framför allt av B- och T-celler. B-celler bildas i benmärgen och producerar antikroppar som attackerar patogener genom att sätta gaffeln i dem och servera dem för fagocyterna. Dessutom får patogenerna svårare att röra sig när de klistrats ihop med antikroppar. Flera olika typer av T-cellerna bildas i brässen, bl a en typ med rätt att döda - s k mördar-t-celler - och en som hjälper och organiserar immunförsvaret, T-hjälparceller.

Två fagocyter attackerar och dödar en cancercell. Bildkälla.
Hur kan det adaptiva immunförsvaret känna igen nya patogener? Det finns ju hur många virus och bakterier som helst och de förändras ständigt. Nu vet man att det bildas flera miljarder olika receptorer på B- och T-celler genom omkombination av endast fyra gener. I normala fall skulle det ge fyra receptorer eftersom en gen ofta kodar för ett protein, men tack vare denna blandning finns det 10^13 olika sorters möjliga kombinationer. Eftersom det skapas så många olika varianter, kan det dock inte finnas mer än en handfull av varje variant så nästa fråga är hur rätt B- och T-celler hittar patogenerna. Säg att det finns 10 T-celler som känner till borrelia eller någon annan otäck bakterie. Hur ska någon av de 10 hitta borrelia? Jo, alldeles under huden finns en typ av spretiga B-celler (dendritceller) som vaktar på inträngande patogener. Om de känner av patogener blir de aktiverade och vandrar vidare i kroppen till lymfan och samlas i lymfknutarna där det finns B- och T-celler. Om den inte träffar på en passande receptor hos T- och B-celler inom ett dygn vandrar den vidare till nästa lymfknut. När den hittar T- och B-celler som passar kickar det adaptiva systemet igång och börjar producera antikroppar, mördar-t-celler och T-hjälparceller.

Den fantastiska T-hjälparcellen
T-hjälparcellerna är oerhört viktiga (HIV slår ut dem, det är därför HIV-infekterade är så känsliga för infektioner). De styr och organiserar immunförsvaret. Det börjar oftast med att en fagocyt presenterar en patogen på sin cellyta för T-hjälparcellerna. Jag hittade det här och dödade det och nu får ni i det adaptiva systemet ta över, säger fagocyten. Den T-hjälparcell som passar ihop med patogenens protein börjar dela sig i minnesceller för framtiden och en annan sorts celler som sprider kemiska signaler (cytokiner), vilka aktiverar B-celler, fagocyter och mördar-t-celler som i sin tur börjar dela sig och angripa de inträngande patogenerna. Det råder fullt krig i kroppen och vi känner oss som sjukast just då, men i själva verket är vi på väg att bli friska.

Ett intressant faktum är att B-celler som kopplat sig till en patogen först måste aktiveras av T-hjälparceller som klonats fram först efter att T-hjälparcellen i sin tur fästat vid samma typ av patogen. Det adaptiva svaret kräver alltså handskakning mellan två system för att fungera, kanske ett slags skyddsåtgärd så att inte B-cellerna ska börja attackera den egna kroppen. För att inte T-celler ska attackera egen vävnad testas de först i brässen så att de inte reagerar mot kroppens egna proteiner och de som inte fungerar rensas också bort. De övriga får gå vidare ut i kroppen. Men trots alla säkerhetssystem kan immunförsvaret ibland attackera den egna kroppen och det känner vi som autoimmuna sjukdomar.

Celler som redan infekterats eller börjat utveckla cancer eller beter sig allmänt fel signalerar detta genom att sätta en flagga av protein på sin cellyta som signalerar till fagocyter att de vill bli dödade. Alla celler med en cellkärna är utrustade med ett sådant protein (MHC1).

T-hjälparcellerna kan även anfalla själva. Om kroppen infekteras av en parasit kastar sig T-hjälparcellerna mot den som kamikazepiloter tills den får nog och drar sig ur kroppen. De påverkar även andra funktioner i kroppen så att kroppen verkligen kan skölja ut parasiten.

Efter den här ytliga genomgången förstår nog de flesta att immunförsvaret är både komplicerat och viktigt och man ska inte utsätta sig för onödiga risker, som att springa med en infektion i kroppen.

Orienteringsdöd och Bartonella
En positiv effekt av fysisk aktivitet är att det stärker immunförsvaret. Under tiden man springer ett ultralopp förstärks immunförsvaret, men efteråt försvagas det tillfälligt, innan det återhämtar sig med lite högre nivåer av B- och T-celler. Men om man inte vilar tillräckligt mycket efter ett lopp försämras denna återhämtning och immunförsvaret försvagas och det är lätt att man kommer in i en ond spiral som gör försvaret allt svagare. En av de viktigaste lärdomarna är vad som hände med svenska elitorienterare mellan åren 1979 och 1992. Under dessa år dog 16 unga elitorienterare och ingen visste varför.

Nu tror man sig veta att orienterarna blivit infekterade av bakterien Bartonella, en bakterie som finns hos katter och gnagare och därför förekommer i naturen (och är 4-5 gånger vanligare hos orienterare än hos andra idrottsutövare). I vanliga fall klarar en människa enkelt av en infektion av Bartonella, men man tror att elitorienterarna (inga motionärer drabbades) tränade för hårt utan återhämtning, vilket ledde till att deras immunförsvar var kraftigt nedsatt och inte kunde bekämpa infektionen; hos ett fåtal unga män ledde det till uppkomsten av långdragen och livsfarlig och vissa fall dödlig hjärtmuskelinflammation.
Fall av plötslig hjärtdöd bland svenska orienterare under 35 år mellan 1979 och 1992. Källa.
1992 drog orienteringsförbundet i handbromsen och införde tävlingsförbud och lade in återhämtningsperioder. Sedan dess har bara en elitorienterare under 35 år dött och idrottare i allmänhet har fått en förståelse för värdet av återhämtning och att inte träna med en infektion i kroppen.

Ett öppet immunförsvar
För 30 år sedan lanserades teorin om ett "öppet fönster" efter ett hårt träningspass, d v s den period efter avslutad träning som immunförsvaret är tillfälligt nedsatt och infektionsrisken ökar. I en studie kunde man se att ultralöpare var mer och svårare förkylda än övriga familjemedlemmar som rimligtvis borde vara utsatta för samma virus. Man såg även att de som sprang snabbast hade svårare förkylningar än de som sprang mindre snabbt. Det tycks alltså som immunförsvaret påverkas mer, ju hårdare man anstränger sig. Däremot blir det starkare, om man ser till att det får tid att återhämta sig och förbereda nästa attack från yttervärlden.

7 kommentarer:

  1. Tack för en mycket bra blogg som jag ofta och gärna länkar till.

    Jag tänkte på dig när jag läste den här årsgamla artikeln om Man-mot-Häst-tävlingar i långdistans och hur vi evolverade till långlöpare

    http://www.slate.com/articles/sports/sports_nut/2012/06/long_distance_running_and_evolution_why_humans_can_outrun_horses_but_can_t_jump_higher_than_cats_.html

    SvaraRadera
    Svar
    1. Tack, kul att du gillar bloggen och jag har sett att det kommer läsare från din blogg ibland:)

      Bra artikel, tycker jag förstås:)

      Radera
  2. Hej Johan,
    jag kände mig nu nödd och tvungen idag att helt enkelt uttrycka min beundran för din förmåga att ta till dig kunskap och på ett lättbegripligt sätt beskriva många olika processer som sker i kroppen.
    Jag är läkare och vet hur svårt det kan vara att hitta rätt nivå när man skall förklara för lekmän hur olika saker fungerar.

    Jag följer din blogg sen en tid tillbaks och har mycket stor behållning av den.

    Tack för det!

    Lisa

    SvaraRadera
    Svar
    1. Oj vad glad jag blev för din kommentar Lisa:) Jag lägger ner ganska mycket tid på att göra det svåra begripligt för det är så spännande processer och system och det är så kul när det uppskattas:)

      Radera
  3. Tack för ett mycket intressant och pedagogiskt välskrivet inlägg! Jag tycker detta mikrokosmos är oerhört fascinerande och när jag läste ditt inlägg var jag bara tvungen att plocka fram en bok, "Pietà" av George Klein. En för övrigt mycket läsvärd bok, men jag drog mig till minnes hans otroligt spännande beskrivning om hur retroviruset HIV fungerar och sprider sig i kroppen. Läskigt smart virus.

    Igår kändes det verkligen som jag höll på att bli förkyld. Många på jobbet har halsont och hosta. Kan de inte hålla sig hemma. Jag som ska till England nästa vecka och springa. Du vet ju hur det är Johan innan en ultratävling. En vecka innan start kan man inte göra så mycket åt formen, men en förkylning kan rasera allt. Så nu är det nojornas tid som råder;-)

    SvaraRadera
    Svar
    1. Kul att du gillade inlägget. Inte världens enklaste. Jag läste Pietà fär många år sen och den var riktigt bra, kanske dags att plocka ner den igen.

      Hoppas du klarar dig från förkylningsvirusen och överlever nojorna. Håll 2 meters avstånd till de där ohyfsade kollegorna. Ett sånt fint och spännande lopp får du ju inte missa. Det ska bli kul att se bilderna sen.

      Radera
  4. Tack för en trevlig blogg med intressanta synvinklar, jag inte ens har vågat att titta åt.

    Jag själv har varit väldigt ambivalent när det kommer till träning med förkylningssymtom, men det här får en att tänka till en extra gång!

    SvaraRadera