Publisher

National Public Health Institute
Original page

immune system, lymphocytes, microbes, organism, white blood cells

Julkaistu 24.9.2007

Kun mikrobit tunkeutuvat kehoomme, elimistön immuunipuolustus herää välittömästi ja alkaa tuhota hyökkääjiä. Valkosolujen pääsy infektiopaikalle on välttämätöntä puolustusvasteen toiminnalle. Granulosyyttisarjan valkosolut hakeutuvat mikrobien infektoimalle alueelle jo muutamassa tunnissa. Lymfosyytit, jotka vastaavat antigeenispesifisestä puolustuksesta ja immunologisesta muistista, siirtyvät infektiopaikalle hitaammin muutaman vuorokauden kuluessa.

Sekä granulosyytit että lymfosyytit kiertävät normaalisti veressä. Mikrobit sen sijaan tunkeutuvat elimistöön epiteelipintojen, kuten ihon, suoliston ja hengitysteiden kautta. Tämän takia valkosolujen on päästävä verestä kudoksiin etsiessään mikrobeja. Mikrobi-infektio laukaisee kudoksessa tulehdusreaktion, joka johtaa kudoksen verisuonten aktivoitumiseen. Näiden muutosten tuloksena verisuonen sisäpinnan endoteelisoluihin ilmentyy uusia tarttumis- ja aktivaatiomolekyylejä.

Verenkierrossa kiitävät valkosolut tunnistavat nämä kudosta uhkaavasta vaarasta viestivät signaalit. Aluksi valkosolut tekevät tunnustelevia pikakontakteja aktivoituneen endoteelin kanssa. Sen jälkeen ne alkavat vieriä tiiviisti pitkin endoteelin pintaa. Jos valkosolut aistivat tulehduksen synnyttämiä houkutinaineita, ne aktivoituvat ja takertuvat lujasti verisuonen sisäpintaan. Lopuksi valkosolut luikertelevat suonen seinämän läpi kudoksen puolelle joko endoteelisolujen välisten liitosten kautta tai suoraan endoteelisolujen läpi

Kuva: Valkosolun siirtyminen verestä verisuonen seinämän läpi kudokseen. Kuvassa näkyy valkosolun (sininen pallo) ja verisuonen sisäpinnan endoteelisolun (punainen suorakaide, jossa vihreä keskusta) välisen tarttumisketjun eri vaiheet. Suonen alapuolella näkyvät tärkeimmät molekyyliperheet, jotka osallistuvat eri vaiheissa tarttumiseen ja aktivaatioon. Eri perheisiin kuuluu kolmesta kymmeniin yksittäistä molekyyliä.

Lymfosyytit partioivat eri kudoksissa koko ajan. Ne kulkevat verestä imukudoksiin, etsivät siellä mikrobeja tai niiden osasia ja jatkavat matkaansa imusuonten kautta takaisin verenkiertoon. Jos lymfosyytti tunnistaa imukudoksessa antigeeninsa se aktivoituu ennen kuin kulkee edelleen imusuoniston kautta vereen. Tämän leimautumisen seurauksena se sitten ohjautuu verenkierrosta niihin kudoksiin, joista antigeenit olivat alkuaan peräisin (esim. kainalon imusolmukkeessa aktivoitunut lymfosyytti ohjautuu ihoon kun taas suolistossa aktivoitunut solu palaa takaisin suoleen). Granulosyyttejä ei puolestaan ole ollenkaan normaalikudoksissa, vaan ne poistuvat verenkierrosta ainoastaan tulehduspaikoille.

Valkosoluilla avainniput eri kudoksiin

Valkosolujen ja endoteelisolujen välistä vuorovaikutusta välittävät eri vaiheissa kymmenet tarttumis- ja aktivaatiomolekyylit (kuva). Valkosolun pinnalla ilmentyville soluliikenteen ohjausmolekyyleille on endoteelin pinnalla spesifiset vastinkappaleensa. Eräät tarttumis- ja aktivaatiomolekyylit ilmentyvät vain tietyissä valkosolualaluokissa tai kudoksissa ja ne selittävät osaltaan tulehdusvasteen ohjautumista tiettyyn elimeen tai kudokseen.

Soluliikenteen säätelyssä on kuitenkin vielä keskeisempää molekyylien toiminta oikeanlaisena ketjuna. Päästäkseen esim. ihoon valkosolun on ilmennettävä sellainen yhdistelmä tarttumis- ja aktivaatiomolekyylejä, että joka vaiheessa (tunnustelu-, pyörimis- aktivaatio-, sitoutumis- ja transmigraatiovaihe) niille löytyy spesifinen vastinkappale ihon suonistossa. Valkosolulla on siis oltava pinnallaan sellainen nippu avaimia (reseptoreja), että ne sopivat useisiin perättäisiin lukkoihin (ligandi). Jos yhdessäkin vaiheessa oikea avain puuttuu, valkosolu joutuu palaamaan takaisin verivirtaan ja huuhtoutuu pois kudoksesta.

Valkosoluliikenteestä hyötyä ja haittaa

Tehokas valkosoluliikenne on ehdoton edellytys onnistuneelle mikrobipuolustukselle. Myös rokotusvasteen synty edellyttää oikein ohjautunutta valkosolujen kulkua. Toisaalta tarpeeton valkosoluliikenne aiheuttaa monia tauteja silloin kun valkosolut joutuvat kudoksiin, joissa ei ole vieraita mikrobeja torjuttavaksi. Tällaisia autoimmuunitauteja ovat mm. reuma, tulehdukselliset suolistosairaudet, psoriaasi, multippeli skleroosi ja nuoruusiän sokeritauti.

Myös elinsiirteen hyljintäreaktio, hapenpuutteen jälkeinen kudosvaurio (iskemia-reperfuusiovaurio) ja allergiset reaktiot ovat esimerkkejä taudeista, joissa leukosyytteja kertyy kudoksiin ilman että siellä olisi tuhottavia mikrobeja. Näissä tapauksissa kudoksiin eksynyt turhautunut valkosolu tappaa sokeasti ympärillään olevia omia soluja tai alkaa tunnistaa elimistön omia antigeeneja ja käynnistää steriilin tulehdusreaktion.

Soluikenteen salpaajat lääkkeinä

Valkosoluliikennettä salpaamalla voidaan estää tulehdustautien synty. Lääkekehittely on edennyt nopeimmin valkosolun tai verisuonen pinnalla olevien tarttumis- ja aktivaatiomolekyylejä salpaavien vasta-aineiden tuotannossa. Ensimmäiset soluliikenteen salpaajat ovat jo kliinisessä käytössä. Multippeliskleroosissa α4-integriinin (eräs tarttumismolekyyli) salpaaja estää tulehdussolujen kertymisen keskushermostoon. Se rauhoittaa taudin paremmin kuin mikään aiemmin käytössä ollut lääke. αL-integriinin (eräs toinen tarttumismolekyyli) toiminnan estävä monoklonaalinen vasta-aine on osoittautunut tehokkaaksi tiettyjen psoriaasimuotojen uutena hoitona.

Uusia tarttumismolekyylejä etsimässä

Vaikka monet soluliikenteen mekanismit tunnetaan jo yksityiskohtaisesti, ne eivät vielä selitä erilaisten tulehdusten syntyä. Siksi soluliikennelaboratoriossa etsitään uusia tarttumismolekyylejä, jotka osallistuvat valkosolun liikennöintiin veren, kudosten ja imuteiden välillä. Laboratoriossa onkin löydetty useita aivan uudella tavalla toimivia tarttumismolekyylejä, jotka ovat erilaisissa tautimalleissa osoittautuneet hyvin tärkeiksi tulehduksen synnylle. Nämä uudet molekyylit sopivat ominaisuuksiltaan myös erinomaisesti uusien tulehdusta hillitsevien lääkkeiden aihioiksi.

Marko Salmi, laboratorionjohtaja
KTL, Soluliikennelaboratorio