thumb|Neutrofiili (keltainen) ympäröimässä pernaruttobakteereja (oranssi). Kuva otettu elektronimikroskoopilla. Elimistön puolustusjärjestelmä eli immuunijärjestelmä suojelee elimistöä taudinaiheuttajilta kuten viruksilta, bakteereilta ja syöpäsoluilta. Se pyrkii tunnistamaan ja tuhoamaan myös elimistöön kulkeutuneet vierasaineet.
Immuunijärjestelmän toimintaa ei tunneta vielä täysin. Erään teorian mukaan nimenomaan patogeenien aiheuttamat kudosvauriot johtaisivat immuunijärjestelmän heräämiseen. Immuunijärjestelmän toiminnan sivutuotteena saattaa lisäksi syntyä yhtä paljon kudosvaurioita kuin patogeenit ehtivät aiheuttaa. Kudosvauriot saattavat johtaa jopa siihen, että muutoin vaarattomat normaaliflooran mikrobit tunkeutuvat soluihin ja alkavat vaurioittaa niitä.
Ihmisen immuunijärjestelmään kuuluvat imusuonisto, imusolmukkeet, kateenkorva, perna, ohutsuolessa olevien sykkyräsuolien alueet (ns. Peyerin levyt), kitarisat, umpisuoli ja punainen luuydin. Puolustusjärjestelmä voidaan jakaa luonnolliseen eli synnynnäiseen vastustuskykyyn () ja hankittuun eli adaptiiviseen vastustuskykyyn ().
Suurin osa immuunijärjestelmän soluista syntyy ja kypsyy luuytimessäNew study shows antipsychotic drugs can suppress the immune system. 14.8.2019. https://www.une.edu/news/2019/new-study-shows-antipsychotic-drugs-can-suppress-immune-system. Immuunipuolustukseen erikoistuneet solut tuottavat verenkiertoon vasta-aineita, jotka auttavat tekemään elimistöön tunkeutuneet haitta-aineet ja eliöt vaarattomiksiPertti Mustajoki: Autoimmuunisairaudet. Verkkolehti Duodecim 19.11.2018. kiinnittymällä niiden pintaan.
Verenkierron kuljettamat imusolut eli lymfosyytit osallistuvat immuunipuolustukseen tuhoamalla tunkeilijoita.
Myös LDL-kolesteroli osallistuu immuunijärjestelmän toimintaan inaktivoimalla mikrobeja ja niiden erittämiä haitta-aineita. Suolistomikrobit puolestaan totuttavat elimistöä muihin mikrobeihin ja tehostavat puolustusjärjestelmän toimintaa. Niiden avulla elimistömme oppii erottamaan ystävälliset mikrobit taudinaiheuttajista, ja mikrobiston muodostama tiheikkö estää taudinaiheuttajia asettumaan aloilleen.
Kolmas immuunipuolustuksen toimintatapa liittyy ravintoaineisiin, minkä vuoksi sitä kutsutaan ravinnepuolustukseksi (engl. nutritional immunity). Ravinnepuolustus taistelee taudinaiheuttajia vastaan estämällä niitä saamasta elintärkeitä siirtymämetalli-ioneja kuten rautaa, sinkkiä tai mangaania. Esimerkiksi paikallisesti kohonneet sinkkipitoisuudet parantavat makrofagien ja neutrofiilien kykyä taistella nenänielun limakalvojen pneumokokkeja vastaan. Myös sinkin kuljettaminen solujen sisään saattaa parantaa makrofagien ja neutrofiilien kykyä taistella bakteereja vastaan.The Role of Copper and Zinc Toxicity in Innate Immune Defense against Bacterial Pathogens. Conclusions. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4521016/#FN1
Maalla asuvilla on havaittu olevan taajamissa asuvia terveempi immuunipuolustus. Maaperästä ihoon, hengitysteihin ja suolistoon siirtyneet saprofyyttimikrobit stimuloivat ihmisen immuunijärjestelmääSIETOKYKY JA SEN PARANTAMINEN ALLERGIASSA. Kansallisen allergiatyöryhmän raportti 2007. Kansanterveyslaitoksen julkaisuja. https://www.julkari.fi/bitstream/handle/10024/78281/2007b05.pdf?sequence=1.
Naisilla on miehiä vahvempi synnynnäinen ja hankittu immuunivaste. Heillä on tästä johtuen 80 prosenttia suurempi todennäköisyys sairastua autoimmuunisairauteen, ja miehillä taas on lähes kaksinkertainen todennäköisyys kuolla pahanlaatuiseen syöpään.
Immuunijärjestelmän toiminta heikkenee ihmisen vanhetessa.
Termi ”immuuni” on peräisin latinan kielen adjektiivista immunis eli ’vapaa jostakin’.
Neutrofiilit Neutrofiili on immuunipuolustuksen yleisin valkosolutyyppi. Neutrofiilit voivat liikkua vapaasti kehon eri kudoksiin. Niiden päätehtävänä on reagoida akuuttiin kudosvaurioon tulehdusvasteella. Neutrofiilien tuottama tulehdusvaste tarkoittaa sitä, että ne tuhoavat kehoon tunkeutuneet mikrobit sekä vaurioituneen kudoksen syömällä ne.
Neutrofiilien epänormaalin pieni määrä veressä eli neutropenia altistaa bakteeri-infektioille kuten korva-, poskiontelo- ja ientulehdukselle tai paiseille sekä keuhkokuumeelle taikka johtuu niistä. Neutropenia voi johtua myös liian rankasta urheilusta, korkeasta stressitasosta ja tupakoinnista, tiettyjen lääkkeiden käytöstä, eräistä virustaudeista, kemoterapiasta, sädehoidosta, verisairauksista kuten leukemiasta, vaikeasta aplastisesta anemiasta, luuytimeen vaikuttavista sairauksista taikka Fanconin anemian ja Shwachman-Diamondin oireyhtymän kaltaisista perinnöllisistä sairauksista. Neutrofiilien (B-Neut) viitearvo on aikuisilla 1,5–6,7 × E9/l. Neutrofiilien suhteellinen osuus kaikista leukosyyteista on aikuisilla normaalisti 40–80 prosenttia.
Luonnollinen vastustuskyky Luonnollinen eli synnynnäinen immuunijärjestelmä tarkoittaa kaikkea sitä, millä elimistö torjuu mikrobeja nopeasti ja erittelemättä. Synnynnäinen vastutuskyky toimii tehokkaasti etenkin lapsilla.
Synnynnäiseen vastustuskykyyn kuuluvat komplementti, syöjäsolut eli fagosyytit, granulosyytit eli basofiilit, eosinofiilit ja neutrofiilit, syöttösolut, luonnolliset tappajasolut sekä edellämainittujen solujen tuottamat välittäjäaineet. Myös terve, ehjä iho ja limakalvot, elimistön eritteet, kuten hiki, kyynelneste, sylki ja ruoansulatusentsyymit, sekä ihon ja limakalvojen normaalifloora kuuluvat synnynnäiseen vastustuskykyyn. Myös elimistön tuottama tulehdusreaktio kuuluu synnynnäiseen immuunijärjestelmään. Kudosten yleispuolustuskeinoja ovat pintakudos, limakalvo, matala pH sekä tietyt entsyymit ja eritteet. Luonnollinen vastustuskyky ei muodosta muistijälkiä, joten se reagoi aina samalla tavalla elimistöön kohdistuvia hyökkäyksiä vastaan. Luonnollinen vastustuskyky on yleensä ensimmäinen taudinaiheuttajien kohtaama puolustusjärjestelmä, joten sen tarkoituksena on reagoida nopeasti. Luonnollisen vastustuskyvyn osat tunnistavat vieraita molekyylirakenteita vain karkeasti. Ne pystyvät esimerkiksi erottamaan tietyt bakteerien soluseinän rakenteet, sokerirakenteet ja lipopolysakkaridit elimistön omien kudosten rakenteista.
Hankittu vastustuskyky thumb|Imusolu Hankittu eli adaptiivinen vastustuskyky on selkärankaisilla esiintyvä, synnynnäistä vastustuskykyä tehokkaampi ja hienovaraisempi järjestelmä, jonka pääpiirre on taudinaiheuttajien ”muistaminen”.
Ihminen saa osan hankitusta vastustuskyvystä jo kohdussa. Äidin verestä sikiöön siirtyneet immunoglobuliinit eli vasta-aineet suojaavat tätä vielä monta kuukautta syntymän jälkeen. Esimerkiksi äidin lapsuudessa sairastaman vesirokon synnyttämä immuniteetti suojaa lasta sairaudelta. Äidinmaito sisältää lisäksi etenkin IgA-vasta-aineita, jotka peittävät suoliston seinämät tuhoten bakteereita vielä monta tuntia imetyksen jälkeen.
Hankittu vastustuskyky perustuu B-solujen tuottamiin vasta-aineisiin ja T-soluihin, joita on kahdentyyppisiä: tappaja-T-soluja ja auttaja-T-soluja. B- ja T-solut ovat imusoluiksi eli lymfosyyteiksi kutsuttuja erikoistuneita valkosoluja. Litra terveen ihmisen verta sisältää noin 3,4–8,2 miljardia valkosolua.
Lymfosyyteillä on kyky tunnistaa elimistöön kulkeutuneita vieraita rakenteita antigeenireseptorinsa avulla. B-solut tuottavat aktivoiduttuaan vasta-aineita eli immunoglobuliineja. T-lymfosyytit vastaavat soluvälitteisestä immuniteetista.
B-soluihin perustuvaa puolustusjärjestelmää kutsutaan vasta-ainevälitteiseksi eli humoraaliseksi vastustuskyvyksi ja T-soluihin perustuvaa järjestelmää soluvälitteiseksi vastustuskyvyksi.
Kun hankittu puolustusjärjestelmä kohtaa uuden antigeenin eli vierasperäisen rakenteen, se muodostaa kyseiseen rakenteeseen erikoistuneita muistisoluja. Jos sama taudinaiheuttaja hyökkää uudestaan elimistön kimppuun, muistisolut aktivoituvat ja tuhoavat sen aiempaa nopeammin. Tätä kutsutaan immunologiseksi muistiksi. Jokaiselle ihmiselle ja eläimelle muodostuu näin elämän myötä yksilöllinen puolustusjärjestelmä.
Ykkös- ja kakkostyypin immuunivaste Ykköstyypin immuunivaste suojaa useimmilta taudinaiheuttajilta lukuun ottamatta suuria eukarioottisia taudinaiheuttajiaType 1/Type 2 Immunity in Infectious Diseases. https://academic.oup.com/cid/article/32/1/76/311106 kuten ihon alla ja limakalvoilla elävät loiset, joita vastaan kakkostyypin immuunipuolustus on kehittynyt taistelemaan. Ykköstyypin t-auttajasolut (th1-solut) stimuloivat ykköstyypin immuunivastetta erittämällä interleukiini kakkosta, gammainterferonia ja lymfotoksiini alfaa. Kakkostyypin auttajasolut (th2-solut) stimuloivat kakkostyypin immuunivastetta erittämällä interleukiini nelosta, viitosta, yhdeksää, kymmentä ja kolmeatoista.
Vakava-asteinen systeeminen stressi, immuunipuutos tai liian suurelle mikrobimäärälle altistuminen siirtää immuunijärjestelmän normaalista ykköstyypin vasteesta kohti soluvälitteistä tulehdusta stimuloivaa kakkostyypin vastettaType 1/Type 2 Immunity in Infectious Diseases. https://academic.oup.com/cid/article/32/1/76/311106. Antimikrobinen kemoterapia ja sytokiinihoito auttavat tällöin elimistöä sammuttamaan soluvälitteisen tulehduksen.
Tehtävä
Oikein toimiessaan puolustusjärjestelmä tuhoaa valkosolujen vasta-aineiden avulla elimistöön tunkeutuneet taudinaiheuttajat. Puolustusjärjestelmä myös muistaa torjumansa taudinaiheuttajat erityisten muistisolujen avulla, minkä ansiosta aikaisemmin kohdattujen taudinaiheuttajien aiheuttamat tartunnat saadaan seuraavilla kerroilla torjuttua nopeammin ja torjuttuja taudinaiheuttajia vastaan kehittyy immuniteetti (ks. vesirokko). Myös rokotteet perustuvat muistisolujen toimintaan. Osa taudinaiheuttajista voi kiertää puolustusjärjestelmän muistin geenimuutosten avulla. Immuunijärjestelmä ei välttämättä tunnista aiemmin kohdatun taudinaiheuttajan, esimerkiksi viruksen tai bakteerin, muuntunutta muotoa samaksi taudiksi, ja tauti iskee uudelleen, kun elimistö altistuu tartunnalle (ks. influenssa). Joskus puolustusjärjestelmä saattaa myös hyökätä elimistön hyödyllisiä osia vastaan. Tällöin kyseessä on autoimmuunisairaus.
Immuunijärjestelmän häiriöt
Immuunijärjestelmän häiriöt, kuten allergiat, astma, Crohnin tauti, diabetes ja MS-tauti ovat lisääntyneet.
Ihmisen immuunipuolustus on tehostunut luonnonvalinnan kautta. Esimerkiksi 1300-luvulla riehunut tappava paiserutto muunsi ihmisen immuunijärjestelmää siten, että erap2-geenin tietyn muunnoksen kaksoiskopio yleistyi. Kyseinen mutaatio tehostaa sytokiinien toimintaa ja saa erap2-geenin tuottamaan enemmän vasta-aineita, jolloin koko immuunijärjestelmä toimii tehokkaammin. Tämä yliaktiivisuus lisää kuitenkin esimerkiksi autoimmuunisairaus Chronin taudin riskiä.
Immuunijärjestelmä saattaa tuottaa myös autoimmuunireaktioita aiheuttavia autovasta-aineita, jotka häiritsevät immuunipuolustusta kiinnittymällä virusten ja bakteerien sijaan immuunipuolustuksen tuottamiin välittäjä-aineisiin kuten interferoneihin sekä elimistön omien solujen pinnalle. Autovasta-aineet saattavat aiheuttaa myös suoria kudosvaurioita ja estää B-lymfosyyttejä tuottamasta oikeita vasta-aineita. Autovasta-aineet saattavat selittää esimerkiksi sen, miksi borrelioosin sairastaneille saattaa esiintyä jälkioireita, vaikka borreliabakteeri on jo häädetty elimistöstä. Osa tunnetuista autovasta-aineista näyttää altistavan myös korona-viruksen aiheuttamalle vakavalle tautimuodolle.
Erään teorian mukaan esimerkiksi haavainen paksusuolen tulehdus saattaisi johtua siitä, että immuunijärjestelmä ylireagoi harmittomiin normaaliflooran mikrobeihin, koska se ei kykene erottamaan niitä patogeeneistä.
Myös immuunipuutokset lisäävät eräiden autoimmuunisairauksien riskiä. Esimerkiksi veren tavallista alhaisempi immunoglobuliini G:n pitoisuus lisää riskiä sairastua nivelreumaan.
Ylikierroksilla käyvä immuunijärjestelmä saattaa aiheuttaa verisuonten vuotamista, jota ei osata hoitaa.
Immuunijärjestelmää heikentäviä tekijöitä