Så här fungerar immunförsvaret

Genom historien har fler människor dött av infektioner än av krig och svält. Tills alldeles nyligen dog omkring 50 procent av alla barn av infektioner under det första levnadsåret. Så sent som i mitten av 1800-talet förlorade USAs president Abraham Lincoln tre av fyra barn. Genom historien har det därför funnits ett starkt urvalstryck där varje förbättring av immunförsvaret gett stora överlevnadsfördelar. 

Immunförsvar som metafor

Man kan likna immunförsvaret vid en muromgärdad stad. På murarna patrullerar vaktposter. Immunförsvaret kan också ses som en polisstat där varje medborgare omedelbart måste visa upp sin legitimation. Den som visar fel legitimation, och därmed kanske är en fiende, dödas på fläcken. Immunförsvaret kan också ses som en hjärna som hela tiden lär sig och blir bättre av sina erfarenheter. 

En fjärde metafor är att likna immunförsvaret vid ett sinnesorgan som känner av det som är du och inte-du. När immunförsvaret vet vad som är inte-du, måste det genast bestämma om denna främling är en vän (till exempel en banan), en fiende (till exempel ett influensavirus), eller något neutralt( till exempel pollen). 

Om du vill skydda en muromgärdad stad skickar du inte ut soldater för att slåss på öppna fältet. Fiendestammarna är alldeles för många. Du samlar dem inte heller i mitten i en ring runt stadens hjärta, eftersom fienden då slår sönder och plundrar staden. Du placerar istället ut vaktposter på muren och vid stadens ingångar. Vaktposterna får sedan till uppgift att larma så fort de ser fienden. På så sätt sätts hela armén i beredskap och de flesta skickas där de behövs.

Det är exakt så immunförsvaret gör. Immunförsvaret placerar ut vaktposter på strategiska platser som mun, mage, ögon och så vidare. Vaktposterna har namn som neutrofiler, makrofager och dendritceller. De känner igen fiender, eftersom allt det som inte är du har vissa egenskaper. Bakterier har till exempel lipopolysackarider på sin yta, vilket ingen människocell har. 

Det medfödda immunförsvaret 

Det finns flera olika typer av fiender som vill komma åt stadens skatter. Vakterna kan inte vänta tills de är säkra på vad det är de har att göra med, det räcker med att de ser ut som fienden. Vaktposternas signal är därför generell. Det går inte att utesluta något i det första läget. Bättre ropa en gång för mycket än för lite. 

Makrofag betyder storätare och de ser i princip ut som en mun, wikipedia

Det är så makrofager fungerar. De reagerar direkt på det som är främmande. Det leder till inflammation. Inflammation talar om för hjärnan att kroppen har blivit infekterad. Via kemiska budbärare - cytokiner - påverkas hjärnan som skapar ett sjukdomsbeteende. Du är inte så sugen på att gå på en fest när du har influensa. Du tappar aptit, lust och vill dra dig tillbaka från världen. Ett sjukdomsbeteende liknar depression och det finns en stark koppling mellan inflammation och depression. 

Det adaptiva immunförsvaret 

Vaktposterna inte bara larmar, de äter också upp fiender och tar sedan med sig resterna och visar dem för T-cellerna - immunförsvarets elitsoldater. Tack vare fragmenten från fienden lär sig T-cellerna att känna igen exakt rätt fiende; sedan kan de bygga upp egna arméer av T-celler och B-celler som är specialiserade att attackera just den fienden. 

T-cellerna går till attack, medan B-celler avfyrar antikroppar som fastnar på de inträngande mikroberna. Därmed är de märkta som fredlösa och ett tillåtet byte för makrofager. Det bildas flera olika typer av T-celler och några av dess fungerar som minne av den attackerande fienden för framtiden. Din kropp minns dina tidigare infektioner - det är det som är immunitet. Det är så vaccin fungerar. Nästa gång har samma mikrob inte en chans. 

T-celler. Foto: Dariusz Sankowski från Pixabay

Det är immunförsvarets adaptiva respons. Det är långsamt och energikrävande men effektivt. Det tar tid att träna T- och B-celler innan de ger sig ut klädda i rustning och lans. Det är en komplex process där immunceller måste skaka hand och vara överens så att det inte går överstyr. Det är lika viktigt att bromsa immunförsvaret som att starta det. Det medfödda försvaret - makrofager och neutrofiler - är mer som ett uppbåd av bönder och borgare med högafflar och yxor. Utan uppbådet hade dock inte elitsoldaterna haft tid att tänka, lära och träna och du hade slutat som ruin. 

Det bästa immunförsvaret 

Otaliga blogginlägg handlar om att "stärka ditt immunförsvar". Men vill du verkligen det? Du vill inte leva i en polisstat. I det forna Östtyskland angrep säkerhetstjänsten (Stasi) - i brist på verkliga fiender - sina egna medborgare. Bakom den välbevakade Berlinmuren förvandlades livet till ett inflammerat slagfält. Men du klarar dig heller inte utan säkerhetstjänst, för då infiltreras staden av lömska fiender. Du behöver ett immunförsvar i balans, varken för starkt eller för svagt.

Foto: Ralf Kunze från Pixabay

Stafettvasan och telomerer

Nu är det bara några dagar kvar till Stafettvasan. På fredag smäller det. Jag har varit med alla år utom ett sedan 2007. För det mesta har jag kört sista sträckan - 19 ganska lätta kilometrar. 2007 körde jag på 1:40:40 (5:18/km). Då var jag nybörjare och det gick mest på vilja. Sedan har det gått fortare för varje år. I fjol körde jag på 59:15 (3:07/km). I år borde det gå ännu snabbare om nu föret är någorlunda bra. Jag hoppas på 56 minuter. Det skulle se bra ut med en kilometertid under 3 minuter.

Växling Stafettvasan 2011. Alltid vanskligt att sätta fast chippet.

Målet för stafettlaget är att vara bland de 15-20 bästa. 2012 kom vi på 19:e plats av ca 1000 lag, men vi är nog alla lite bättre i år. Jag kommer i alla fall att ge allt. Det är årets sista skidtävling. Nu gäller det att hålla sig frisk sista veckan. Det är en utmaning på en planet som domineras av virus. Just nu är det dessutom både förkylnings- och influensatider. Jag är omringad av sjuka människor.

Vi har inga reserver till stafetten så ingen får bli sjuk. Sannolikheten att jag blir sjuk är i alla fall rätt liten. Ibland känner jag mig lite halvkrasslig och hostig efter att jag har tävlat eller om jag sovit dåligt. Men jag minns inte när jag var riktigt sjuk senast. Det måste vara flera år sedan. Det kanske beror på att jag har långa telomerer. Jag hoppas det. Långa telomerer ger skydd mot infektioner, enligt en ny studie. Dessutom ökar långa telomerer sannolikheten för ett långt och friskt liv. Men det är bara sannolikheter. Man kan dö när som helst och det är helt säkert.

Skydd mot förkylning
I studien om telomerer och infektioner fann man att det gick att förutse risken för att bli förkyld genom att mäta längden på telomererna. Telomerernas längd är en markör för cellernas ålder. Telomererna sitter längst ut som ett skydd på kromosomerna och varje gång en cell delar sig faller en bit av telomererna bort. Till slut blir de så korta att cellen inte kan dela sig utan att skada sitt DNA och cellen dör.

Sedan tidigare vet man att när vi närmar oss 60 ökar risken för sjukdom och död om man har korta telomerer. Man vet också att stress, depressioner och dålig hälsa förkortar telomererna, medan motion - som t ex några löppass i veckan - förlänger telomererna genom att aktivera ett enzym - telomerase - som bygger på och förlänger telomererna. 

Telomererna påverkas alltså av en rad olika miljöfaktorer och tidigare studier har framför allt inriktat sig på äldre personer. I den nya studien ville forskarna se vad telomererna betydde för yngre personer. Man studerade 152 personer mellan 18-55 år och utsatte dem för förkylningsvirus. Det visade sig att de med kortare telomerer var mycket känsligare för virus. Sambandet blev tydligt efter 22 års ålder. Innan dess betydde telomerernas längd ingenting. Särskilt viktiga var telomererna i kroppens cytolytiska T-celler. Förkortade telomerer i dessa celler har tidigare förknippats med sämre immunitet. De är viktiga för att eliminera inkräktare. Forskarna tror att personer med kortare telomerer i de cytolytiska T-cellerna löper en större risk för infektion eftersom de har färre funktionella cytolytiska T-celler tillgängliga som kan attackera förkylningsvirus.

Förläng telomererna med löpning
Löpare är friskare än de som inte löper och kanske är orsaken tillgång till fler cytolytiska T-celler med långa telomerer. Åtminstone kan det vara en del av förklaringen och det är alltid roligt när man kan påverka sitt öde. Genom att springa blir man friskare och lever sannolikt några fler friska år. Det gör att löppasset är en ganska bra investering för framtiden.

I ett tidigare inlägg skrev jag om T-cellernas betydelse för hjärnans tankeverksamhet. Det kanske också styrs av telomererna? Ju längre telomerer, desto fler reglerande T-celler och bättre styrning av immunsystemet så att det inte av misstag attackerar den egna hjärnan. Så efter att ha läst det här vill du nog hjärna ut och springa, hoppas jag.

Dum av en förkylning

När jag är sjuk brukar jag känna mig lite trögare än vanligt. Det gör nog de flesta. Nya studier visar att vi kanske har rätt. Vi blir troligtvis lite dummare. Då är det lika bra att stanna hemma så att man inte gör bort sig mer än vanligt. Det är alltså inte bara för hälsans och smittoriskens skull man bör stanna hemma vid sjukdom.

Det kan tyckas ologiskt att vi skulle bli dummare när vi är sjuka eftersom en förkylning infekterar luftvägarna, inte hjärnan. Hjärnan skyddas av blod-hjärnbarriären som stänger ute de flesta virus och bakterier. Hjärnan ligger skyddad bakom ben och hinnor och skvalpar runt avskild från resten av kroppen.

Koppling mellan kropp och själ
Nyligen fann forskare att hjärnan är beroende av immunförsvarets T-celler när den återhämtar sig efter en skada. I normala fall dödar T-celler infekterade celler och dirigerar andra immunceller så att de kan attackera främmande inkräktare. Hjärnan har själv inga T-celler, men forskarna tror att T-celler utanför hjärnan kan skicka signaler in till hjärnans immunceller (mikroglia och makrofager), som i sin tur skyddar neuronerna från farliga ämnen som bildats efter en skada i hjärnan. T-celler kan inte komma förbi blod-hjärnbarriären, men de kan utöva påverkan på avstånd.

T-cell. Källa Dr. Triche via Wikipedia

I senaste Discover magazine skriver Carl Zimmer om en amerikansk forskare som heter Jonathan Kipnis. Kipnis undrade om T-celler gjorde mer för hjärnan än att bara hjälpa till att läka skador. Vi kanske behöver T-celler för att tänka klart? En hypotes är att T-cellerna avhåller resten av immunsystemet från att oavsiktligt skada hjärnan. Immunförsvaret är en kraftfull armé med många olika divisioner, men ibland - som t ex vid autoimmuna sjukdomar - kan dessa arméer vända sig mot sin egen härskare.

För att testa sin hypotes utförde Kipnis ett experiment på möss. Han födde upp två grupper av möss, en normal grupp och en annan grupp som saknade T-celler. Kipnis skickade sedan mössen till en annan forskare och lät denna göra ett vattentest (water maze test). I detta test läggs mössen i vatten och de börjar genast simma. Strax under vattenytan finns en dold avsats. Om mössen hittar avsatsen, kan de klättra upp och vila sig. Efter några dopp lär sig mössen var avsatsen finns och simmar direkt mot den.

Water maze test.

Efter att ha testat mössen ringde kollegan och sa att några av mössen betedde sig som idioter. De hittade aldrig avsatsen. Det var mössen utan T-celler.

I nästa experiment testade Kipnis om de korkade mössen blev smartare om de fick tillbaka sina T-celler. Det visade sig att när mössen fick tillbaka sina T-celler var de lika duktiga som mössen med ett normalt immunförsvar. Det finns alltså en koppling mellan kroppens immunförsvar och hjärnans förmåga att lära sig. Men hur fungerar det?

Hjärnhinnorna som omger hjärnan är fyllda med T-celler. Forskarna testade först att avlägsna T-cellerna från hjärnhinnorna, men lät resten av kroppen behålla sina T-celler. Det visade sig att mössen blev sämre på att klara vattentestet. Det är alltså T-cellerna närmast hjärnan i hjärnhinnorna som påverkar förmågan till inlärning.

När vi lär oss något nytt, förändras hjärnan. Det sker hela tiden. Det händer - förhoppningsvis - när du läser det här inlägget. Gamla kopplingar försvinner och nya byggs ut. I denna process förbrukas massor av molekyler. Immunsystemet tolkar detta molekylavfall som en infektion eller någon annan typ av problem. Det skapar inflammationer för att öka blodflödet och frisätter ämnen som normalt bekämpar inkräktare som virus och bakterier. Denna försvarsreaktion stör hjärnans förmåga till inlärning. I normalfallet förhindrar dock T-cellerna denna reaktion. När vi är friska och lär oss något nytt, håller T-cellerna fast immunförsvaret så att det inte startar en reaktion i samband med den milda stress som normal inlärning medför.

En liten del av en hjärna.

När vi blir sjuka, tappar T-cellerna detta grepp och ger immunförsvaret fritt spelrum att döda alla främmande inkräktare. Detta krig leder till inflammationer och frisättning av olika ämnen som tar död på fienden, men det hämmar också inlärningen. När vi är sjuka är det viktigare att bli frisk än att ha en skarp hjärna. Det håller hjärnan med om. Efteråt så återhämtar sig hjärnan snabbt. Man får inga bestående men. Man kan tänka skarpt trots lite torrhosta.

Andas genom näsan
Efter fredagens jobbklassiker fick jag en rejäl hosta i några dagar. Jag tror luftrören blev irriterade efter att jag dragit in stora luftvolymer ner i lungan genom munnen. Näsan är bättre på att fukta luften, att rensa bort små partiklar och bilda kväveoxid som vidgar blodkärlen. Näsan är till för att andas med och munnen till för att äta med. Inte tvärtom. Det är svårt att äta med näsan. Men när det är tävling öppnar jag alltid munnen och tar stora tuggor av luften. Jag kan inte låta bli. Musklerna kräver syre. Ibland skulle jag vilja ta in syre med hjälp av öronen.

Fast jag har känt mig ganska dum den här veckan. Klantigt dum. Jag kanske ska skylla på hostan ändå. Jag har i alla fall tagit det säkra före det osäkra och jobbat hemifrån några dagar. Dumhet smittar inte, men det är en smula irriterande för omgivningen.