Tapja rakk

Tapjarakud on osa immuunsussüsteemist. Nn tsütotoksiliste T-rakkudena (omandatud immuunsussüsteem) või looduslike tapjarakkudena (kaasasündinud immuunsussüsteem) tunnevad nad ära keha rünnakuid ja muudetud endogeenseid rakke nagu vähirakud, viiruste või bakteritega nakatunud rakud või vananevad rakud ja ründavad neid. Tapjarakud vabastavad aineid, mis perforeerivad rünnatud rakkude rakumembraani osaliselt, nii et programmeeritud rakusurm ehk apoptoos käivitub.

Mis on tapjarakk?

Tapjarakud on immuunsussüsteemi oluline osa. Nad tunnevad ära kehale võõrad struktuurid ja keha enda rakud, näiteks viiruste või bakterite nakatunud rakud ja vähirakkudeks degenereerunud rakud.

Võib tuvastada kahte erinevat tüüpi tapjarakke, nn looduslikke tapjarakke (NK-rakke), mis on kaasasündinud immuunsussüsteemi osa, ja tsütotoksilisi T-rakke, mis on osa adaptiivsest või adaptiivsest immuunsussüsteemist. Sõbra ja vaenlase eristamiseks töötavad kaks rakutüüpi erinevate süsteemidega. NK-rakkudel on teatud retseptorid, mis asuvad nende plasmamembraanis ja interakteeruvad niinimetatud MHC-I molekulidega (Major Histocompatibility Complex), mille pinnal on terved endogeensed rakud.

Kui MHC-I molekulid puuduvad või puuduvad teatud molekulid - nagu tavaliselt vähirakkude või viirustega nakatunud rakkude puhul, siis need aktiveeritakse. Ehkki NK-rakud töötavad mittespetsiifiliselt, iseloomustab tsütotoksilisi T-rakke nende ekstreemsus. Nakatunud keharakkudes sisaldavad MHC-I kompleksid ka teisi peptiide või muid spetsiifilisi aineid, nn antigeene. Tsütotoksilised T-rakud on spetsialiseerunud ainult konkreetse antigeeni äratundmisele.

Anatoomia ja struktuur

NK-rakud pärinevad lümfisüsteemi prekursorrakkudest, mis arenevad luuüdis ja pärast diferentseerumist vabanevad verre ja lümfisüsteemi. Tapetavate rakkude vastase relvana on nende tsütoplasmas arvukalt lüsosoome, mis NK-raku aktiveerimisel hävivad, nii et lüsosoomides olev tsütotoksiline aine vabaneb ja sihtrakk lüüsitakse.

Oluline anatoomiline tunnus on nende pinnal paiknevad kahte tüüpi retseptorid. Nad inhibeerivad ja aktiveerivad retseptoreid, mis reageerivad MHC-I molekulidega, esindavad sihtrakke nende pinnal ja aktiveerivad või inaktiveerivad NK-rakke. Tsütotoksilised T-rakud pärinevad ka luuüdist, kuid nende eristamiseks viivad ümbersõit harknääre kaudu, mis on andnud neile nime T-rakud.

Harknääres diferentseeruvad rakud T-rakkudeks ja saavad oma spetsiifilise T-raku retseptori enne nende vereringesse vabastamist. Nende spetsiifiline retseptor koosneb valgukompleksist, mida nad kannavad oma pinnal ja tunnevad ära spetsiifilised antigeenid, mis esinevad sihtrakkudele koos MHC-I molekulidega.

Funktsioon ja ülesanded

Tapjarakkude peamine ülesanne on nakatunud rakkude ja degenereerunud kasvajarakkude tuvastamine ja viivitamatu hävitamine viiruste või muude rakusiseste patogeenidega. Selle ülesande täitmiseks on saadaval kaks erinevat tüüpi tapjarakku, NK-rakud ja tsütotoksilised T-rakud. Evolutsiooniliselt palju vanematel NK-rakkudel on võimalus kontrollida sihtrakkude ja nende MHC-I molekulide “ID-kaarte” olemasolu ja täielikkuse osas. Kui NK-rakud puutuvad kokku mittetäielike MHC-I molekulidega või ilma tuvastatavate MHC-I-molekulidega rakkudega, ründavad NK-rakud viivitamatult.

Nad vabastavad ained, mis lüüsivad rünnatud rakkude rakumembraani. Rünnatud rakus vallandub tavaliselt apoptoos, programmeeritud rakusurm, mis hõlmab omamoodi enesehävitamist määratletud fragmentidega, mis enamasti viiakse tagasi vahepealsesse metabolismi. Seejärel fagotsüteeritakse makrofaagid jäänused ja transporditakse need minema. Evolutsiooniliselt palju "kaasaegsemad" tsütotoksilised tapjarakud on spetsialiseerunud ainult ühele konkreetsele antigeenile nende spetsiifiliste retseptorite kaudu, seega ei tunne nad teisi antigeene ära, kuid aktiveerimisel on neil rohkem võimalusi.

Nad võivad suurel kiirusel küpseda T-abistajarakkudeks või tsütotoksilisteks T-rakkudeks ja vastavalt muutuda aktiivseks. Nad vabastavad proove, et lüüsida sihtraku membraani ja apoptoosi vallandavaid ensüüme. Lisaks sellele eritavad nad interleukiinid ja interferoonid, regulatiivsed peptiidid, mis kontrollivad viirusinfektsiooni immuunvastust. Kuna tsütotoksiline T-rakk suudab ära tunda ainult oma spetsiifilise antigeeni, peab tüümus tootma tsütotoksilisi T-rakke igat tüüpi antigeeni jaoks, mida on tõenäoliselt mitu miljonit.

Spetsialiseerumise eeliseks on see, et immuunsüsteem suudab kohaneda uute nõuetega, nt. B. pidevalt modifitseeritud viirused saavad kohaneda. Adaptiivse immuunsussüsteemi ja geneetiliselt muundavate viiruste vahel toimub praktiliselt pidev võistlus. Selleks, et ei peaks pidevalt hoidma iga vajaliku T-raku suurt reservuaari, toodab harknääre pikaealised mälurakud, mis on aluseks uue patogeeniga uuesti nakatumise vastu võitlemisele ja muudavad immuunvastuse 100 korda kiiremaks.

Ravimid leiate siit

Haigused

Tapjarakkude töö on väga dünaamiline ja allub ka hormonaalsele kontrollile. Näiteks põhjustab äge stressisündmus NK-rakkude suurenenud vohamist ja suuremat valvsust, niiöelda punase märguande puhul.

Spetsiifiliselt tõhusad tsütotoksilised T-rakud aeglustuvad, kuna kiirele reageerimisele eelneva ägeda olukorra korral ei suuda need vaevalt kasulikku abi anda. Kroonilise stressi korral nõrgeneb aga kogu immuunsussüsteem. Igat tüüpi tapjarakke väheneb nende arv ja valvsus, nii et vastuvõtlikkus nakkustele suureneb.

Üks olulisemaid tsütotoksiliste T-rakkudega seotud haigusi on autoimmuunhaigused, mille puhul tapjarakud ei tunne keha enda rakke kui selliseid, vaid ründavad neid ja moodustavad vastavad autoimmuunsed antikehad. Autoimmuunhaiguste tekkemehhanism pole veel täielikult teada. Üldiselt on aktsepteeritud, et geneetilised tegurid mängivad siin vähemalt soodsat rolli.