Elämä on yhtä kamppailua. Meillä on pieniä ja suuria murheita. Philipp Dettmerin kirja ”Immune – A Journey into the Mysterious System That Keeps You Alive” kertoo immuunijärjestelmästä, joka suojaa meitä niiltä pienikokoisimmilta murheilta kaiken aikaa, estää niistä tulemasta suurempia murheita ja kirjaimellisesti pitää meidät hengissä. Joka sekunti joukko suolistobakteereita yrittää tunkeutua syvemmälle kehoomme, jokaisella hengenvedolla lauma viruksia yrittää huijata tiensä hengitysteiden soluihin ja tämän tekstin lukemisen aikana muutama solu muuttuu syöpäsoluksi. Luultavasti immuunijärjestelmä torjuu kaikki nämä uhat, täysin tietämättämme. Toisinaan tietysti huomaamme, että kurkku on karhea tai pieni nirhauma iholla punoittaa. Immuunipuolustus on silloin taistelutantereella ja yleensä muutaman päivän kuluttua vihollinen on tuhottu. Oireetkin aiheutuvat enimmäkseen immuunijärjestelmästä eivätkä patogeeneistä.
Immuunijärjestelmä on hämmentävän hienostunut ja monimutkainen. Se koostuu kahdesta erillisestä kokonaisuudesta: luontaisesta eli synnynnäisestä ja hankitusta eli adaptiivisesta järjestelmästä. Synnynnäinen järjestelmä on nimensä mukaisesti valmis puolustamaan meitä ensimmäisestä parkaisusta saakka. Se osaa tunnistaa vieraan omasta kudoksesta ja käy sumeilematta taisteluun, jos tulokas ei kuulu hyvin rajattuun vieraslistaan. Se osaa myös luokitella viholliset ja käynnistää tarvittaessa toisen linjan puolustuksen. Tämän adaptiivisen järjestelmän valtavasta kirjastosta löytyy täsmäase jokaiselle tunkeutujalle, jonka luonto sen eteen heittää. Ensimmäisellä kerralla sen aktivoituminen kestää muutaman päivän, mutta jos sama vihollinen näyttäytyy uudelleen, se saa kyytiä välittömästi.
Mahdollisimman aggressiivinen puolustusjärjestelmä ei kuitenkaan ole ihanteellinen. On parempi säilyttää tasapaino, homeostaasi. Täytyy olla tarkkana, mutta ei saa ylireagoida, ettei kehity allergioita tai vielä pahempia seuraamuksia, kuten autoimmuunisairauksia, joissa omaa kehoa aletaan pitää vihollisena.
Immuunijärjestelmän tehtävä on puolustaa koko kehoa. Tunkeutujia ei kannata päästää yhtään syvemmälle kuin on pakko, joten ensimmäinen puolustusmuuri on rakennettu kehon ulkopinnalle. Iho onkin melkoinen panssari, vaikka on vain millimetrin paksuinen. Ulkopintaa on tavallaan myös limakalvo, vaikka se onkin kääntynyt kehon sisään. Ihoa ihmisellä on pari neliömetriä, mutta limakalvoa sata kertaa enemmän. Siinä on vahtimista, varsinkin kun limakalvolla ei voi noudattaa samanlaista nollatoleranssia kuin iholla. Ihmisen täytyy hengittää ja syödä, joten kaikkea ei voi torjua. Limakalvo onkin kehon haavoittuvin osa. Ulkoisten vihollisten lisäksi immuunijärjestelmän täytyy valvoa myös sisäisiä uhkia. Toisinaan oma solu sanoo yhteiskuntasopimuksen irti ja ryhtyy kapinoimaan kasvattamalla syöpäkasvainta. Siihenkin immuunijärjestelmä on varautunut.
Jos patogeenejä pääsee ulkokuoren läpi, synnynnäinen immuunipuolustus hyökkää välittömästi niiden kimppuun. Syöjäsolut alkavat ahmia tunkeutujia ja oman kudoksen kuolleita soluja. Ne myös käynnistävät tulehdusreaktion erittämällä kemikaaleja. Tulehdus informoi aivoja sekä kutsuu taistelukentälle lisää immuunisoluja ja myös hiljaisia tappajia, komplementtiproteiineja, jotka repivät bakteereihin kymmeniä pieniä haavoja. Mikäli uhka saadaan näillä toimilla torjuttua, tulehdus laskee ja immuunijärjestelmä sulkee itsensä. Syöjäsolut vielä siivoavat jäljet ja informoivat soluille, että vaara on poistunut ja että vahingoittuneen kudoksen voi nyt korjata. Lopuksi ne tekevät apoptoosin, ohjelmoidun itsemurhan.
Joskus tunkeutujien joukossa on patogeeni, jota ensilinjan puolustus ei onnistu hävittämään. Se pitää uudesta ympäristöstään ja alkaa lisääntyä. Silloin on aika kutsua paikalle toisen linjan puolustus, adaptiivinen järjestelmä. Se on dendriittisolun tehtävä. Se liikkuu taistelevien osapuolten keskellä, osallistumatta tappamiseen, keräillen taistelukentältä muutaman tunnin ajan näytteitä, jotka kiikuttaa sitten imusuonistoa pitkin suurelle kokoontumispaikalle, imusolmukkeeseen.
Imusolmukkeessa dendriittisolu esittelee antigeenejä, solujen pintarakenteen osia, pinnallaan T-soluille. Tässä vaiheessa oleellisinta on sovittaa antigeenejä auttaja-T-solun reseptoreihin, kunnes jokin niistä napsahtaa paikalleen kuin kolmiulotteisen palapelin osa. Auttaja-T-solu ei kuitenkaan aktivoidu heti, vaan se tarvitsee vielä vahvistussignaalin toisen reseptorin kautta. Dendriittisolu käynnistää myös tappaja-T-solun aktivoitumisen, mutta B-solun aktivoituminen alkaa suoraan antigeenistä, joita imusuonisto kuljettaa taistelukentältä. Aktivoitumisen loppuunsaattaminen edellyttää taas toista signaalia, jonka sekä tappaja-T-solu että B-solu saavat samasta antigeenistä aktivoituneelta auttaja-T-solulta. Tälle solujen tanssille monimutkaisine koreografioineen on hyvä syy. Immuunijärjestelmä voi tappaa muutamassa minuutissa, mutta esimerkiksi ebola tarvitsee siihen tyypillisesti kuusi päivää. Tappolupia ei kannata jakaa huolettomasti.
Viidestä seitsemään päivää patogeenien ilmaantumisesta adaptiivisen järjestelmän T-solut saapuvat taistelukentälle. Auttaja-T-solut johtavat puolustustoimia ja tappaja-T-solut tappavat omia, vioittuneita soluja, kuten virusinfektion saaneita tai syöpäsoluja. B-solujen tuottamat vasta-aineet saapuvat myös taistelukentälle. Ne ovat täsmäaseita, joita vastaan patogeeneillä ei yleensä ole mahdollisuuksia.
Mutta kuinka adaptiivisella immuunijärjestelmällä voi olla toimivia täsmäaseita juuri elimistöön tunkeutuneelle patogeenille? Vastaus tähän kysymykseen saattaa kuulostaa epäuskottavalta, mutta totta se on: elimistössämme on vasta-aine kaikille mahdollisille patogeeneille, joita maailmassa on tai tulee joskus olemaan. Syntyessämme saamme jo satoja miljoonia T- ja B-soluja. Niillä on runsaasti reseptoreja, joista jokainen tunnistaa yhden potentiaalisen antigeenin. Yhteensä kaikkien T- ja B-solujen reseptorit muodostavat valtavan kirjaston, jossa on ainakin muutama reseptori jokaista mahdollista uhkaa vastaan, jonka universumi päättää heittää solujen eteen.
Tätä torjuntakirjastoa ei muodosteta millään järjestelmällisellä tavalla, vaan täysin satunnaisesti. Imusolujen käytössä on joukko geenin fragmentteja, siis ei edes kokonaisia geenejä vaan niiden osia. Näitä kombinoimalla ne kykenevät muodostamaan miljardeja erilaisia reseptoreja. Tässä piilee kuitenkin valtava riski: kombinointi tuottaa reseptoreja myös kehon omille soluille – ei pelkästään patogeeneille. Oman kehon antigeenejä tunnistavat solut pitää siis karsia pois. Niin käy 98 %:lle kokelaista. Joka päivä 10 – 20 miljoonaa niistä läpäisee testin, mutta sadat miljoonat kuolevat.
Kun taistelu on voitettu, T- ja B-solut tekevät itsekin apoptoosin, lukuun ottamatta pientä osaa, joista tulee muistisoluja. Ne säilyttävät tiedon infektion aiheuttaneesta patogeenista, tai itse asiassa sille ominaisesta antigeenistä. Jos sama patogeeni yrittää uudestaan päästä elimistöön, se tunnistetaan heti ilman, että dendriittisolujen täytyy tehdä matkaansa imusolmukkeelle apua hakemaan. Tyypillisesti patogeeni saa vain yhden mahdollisuuden. Seuraavalla yrityksellä se tuhotaan välittömästi.
hippuja ja säikeitä 