WOLD MÖLNE
Äntligen en lärobok på svenska om inflammationssjukdomar!
På ett pedagogiskt sätt beskriver boken inflammationsprocessens viktigaste celler, molekyler och förlopp. Den tydliggör också hur inflammation ingår i ett livsviktigt försvarssystem mot inre och yttre hot, men också hur plågsam och ibland farlig den kan vara. Feber, svullnad och värk i muskler och leder är typiska symtom på inflammation som uppstår när immunsystemet aktiveras av bakterier, virus och döende celler och som gör att vi söker sjukvård. Inflammationssjukdomar är avsedd för grund- och vidareutbildning av sjuksköterskor, biomedicinska analytiker och sjukgymnaster. Även läkare, tandläkare, apotekare och andra med intresse för människokroppens funktioner vid hälsa och sjukdom kommer att ha nytta och glädje av att läsa boken.
Inflammationssjukdomar
Inflammation spelar en central roll i många viktiga sjukdomsgrupper – infektioner, allergi och autoimmuna sjukdomar. Inflammationssjukdomar är en rikt illustrerad bok som förklarar hur inflammationsprocessen bidrar till många av våra vanligaste sjukdomar som exempelvis lunginflammation, åderförkalkning och magsår.
Inflammationssjukdomar
AGNES WOLD JOHAN MÖLNE
med illustrationer av författarna
AGNES WOLD är professor och överläkare i klinisk bakteriologi och även specialist i klinisk immunologi. JOHAN MÖLNE är docent och överläkare i patologi. Båda är verksamma vid Sahlgrenska universitetssjukhuset och Göteborgs universitet.
Författarna har tidigare skrivit boken Inflammation (Liber ) avsedd för studenter på läkar-, apotekaroch biologprogrammen. FOTO: JOEL ROHDIN
Best.nr 47-09360-1 Tryck.nr 47-09360-1
4709360ot.indd 1-3
2011-11-14 12.26
Inammationssjukdomar
Inflammationssjukdomar.indb 1
2011-11-15 16.12
Inflammationssjukdomar.indb 2
2011-11-15 16.12
Inflammationssjukdomar AGNES WOLD JOHAN MÖLNE
Liber
Inflammationssjukdomar.indb 3
2011-11-15 16.12
Innehåll Förord
9
1
Vad är inflammation?
2
Förändringar i blodkärlen vid inflammation
11 Introduktion 11 Vad är inflammation? 12 Inflammation – en del av infektionsförsvaret 13 Vad utlöser inflammation? 18 Hur styrs inflammationen? 19 Inflammatoriska sjukdomar och tillstånd 19 Behandling av inflammation och dess symtom 21 Inflammation på gott och ont 21 23
Den normala blodcirkulationen 23 Kärlbäddens omställning vid inflammation 25 Mediatorer 27
3
Inflammationens celler
4
Inflammationens molekyler
5
Vad utlöser inflammation?
6
Kroppens reaktion på inflammation
Inflammationssjukdomar.indb 5
29 Den normala vävnadens struktur 29 Blodburna celler som deltar i inflammationsprocessen 33 Benmärgen 37 Olika inflammationstyper 38 42 Cytokiner 43 Prostaglandiner, tromboxaner och leukotriener 50 Syre- och kväveradikaler 52 Histamin 52 Plasmaproteiner med inflammatorisk potential 53 62 Mikrobiella larmsignaler 62 Vad skiljer våra celler från mikroorganismernas? 63 Inre larmsignaler 70 Receptorer för larmsignaler 73 76 Generella symtom vid inflammation 76 Ändrad temperaturreglering: feber och frossa 77 Omställning av känslor och beteende: trötthet, aptitlöshet och sjukdomskänsla 81 Akutfasreaktionen 81 Bildning av kortisol 87 Inflammationens effekter på ämnesomsättningen 89
2011-11-15 16.12
7
Det förvärvade immunsystemet
8
Inflammationens vävnadsskadande effekter
9
Allergier
96 Det förvärvade immunsystemets uppbyggnad 96 Varför behöver vi det förvärvade immunsystemet? 104 Hur aktiveras det förvärvade immunsystemet? 105 Det förvärvade immunsystemets viktigaste reaktionsmönster 107 Hur styrs det förvärvade immunsystemet? 114
118 Vävnadsskadande ämnen från fagocyter 118 Det förvärvade immunsystemets vävnadsskadande potential 120 Autoimmuna sjukdomar 123 127 Vad är allergi? 127 Olika typer av allergi 128 Sensibilisering och klinisk allergi 130 IgE-medierad allergi 130 Kontaktallergi 137
10 Läkningsreaktionen
141 Nedbrytning av vävnaden vid inflammation 141 Läkning med bindvävsbildning 142 Bildning av nya blodkärl 146 Bildning av nytt epitel 148 Läkningens faser 149
11 Infektioner
151 Sterila och icke-sterila organ 151 Försvaret mot mikroorganismer 153 Vad är en infektion? 154 Balansen mellan värd och mikroorganismer 157 Infektioner i olika organ 158 Försvaret mot olika typer av mikroorganismer 160 Symtom på infektion 167 Sepsis – generaliserad infektion 169
12 Inflammationssjukdomar i luftvägarna
172
Luftvägarnas uppbyggnad och försvar 172 Infektioner i luftvägarna 174 Cystisk fibros 182 Kronisk bronkit 182 Bronkiektasier 182 Emfysem 182 Kroniskt obstruktiv lungsjukdom (KOL) 183 Lungfibros 184 Allergiska manifestationer i luftvägarna 184 Sensorisk hyperreaktivitet 185
Inflammationssjukdomar.indb 6
2011-11-15 16.12
13 Inflammationssjukdomar i mag–tarmkanalen
188
Mag–tarmkanalens uppbyggnad 188 Försvaret mot mikroorganismer 190 Inflammationssjukdomar i magsäcken 191 Inflammationssjukdomar i levern 194 Inflammation i bukspottkörteln – pankreatit 196 Inflammationssjukdomar i tarmen 197
14 Hudens inflammationssjukdomar
202
Översikt över hudens struktur 202 Hudens normala försvar 203 Hudinfektioner 205 Allergiska hudmanifestationer 206 Icke-allergiskt eksem 209 Psoriasis 210
15 Inflammation i njure och urinvägar
212 Njurens filtreringsfunktion 212 Urinvägarnas uppbyggnad och försvar mot mikroorganismer 214 Urinvägsinfektion 218 Asymtomatisk bakteriuri 221 Prostatit 222
16 Inflammation i rörelseapparaten
223
Rörelseapparatens uppbyggnad 223 Infektioner i leder och skelett 224 Inflammatoriska ledsjukdomar 226 Osteoporos 229
17 Inflammation i hjärta och kärl
232 Översikt över cirkulationssystemet 232 Inflammationssjukdomar i blodkärlen 234 Inflammationssjukdomar i hjärtat 239
18 Inflammation i hjärna och nerver
244 Nervsystemets uppbyggnad 244 Nervsystemets funktion och beslutsfattande 247 Nervsystemets celler 249 Hjärnan, hjärnhinnorna och cerebrospinalvätskan 250 Försvaret av nervsystemet 251 Inflammationssjukdomar i nervsystemet 253 Sjukdomar med inflammatoriska inslag 258
19 Inflammation i endokrina organ
263 Översikt över hormonsystemet 263 Sköldkörtelns inflammationssjukdomar 265 Diabetes 268
Inflammationssjukdomar.indb 7
2011-11-15 16.12
20 Transplantation
277 Organtransplantation – en vanlig åtgärd i dag 277 Transplantatet – ett främmande organ 278 Olika immunreaktioner som leder till avstötning 284 Benmärgstransplantation 289 Immunhämmande behandling 290
21 Inflammation och cancer
292 Vad är cancer? 292 Gradering och stadieindelning 295 Hur uppstår cancer? 296 Inflammation och cancer 300
22 Hur mäter man inflammation?
305
Feber 305 Akutfasproteiner 305 CRP 307 Sänka 309 Elektrofores av serumproteiner 310 Prokalcitonin 312 Inflammatoriska mediatorer i feces 312
23 Behandling av inflammation och dess symtom
315 Översikt över olika typer av antiinflammatoriska läkemedel 315 Kortisol och andra glukokortioider 317 Antikroppar som hämmar cytokiner och deras effekt 322 NSAID-preparat 323 Paracetamol 324 Läkemedel med effekt på allergisk inflammation 325 Immunhämmande läkemedel 327 Läkemedelsbehandling av olika inflammationssjukdomar 330
Ordlista
333
Cellnyckel Register
Inflammationssjukdomar.indb 8
340
345
2011-11-15 16.12
Förord
Det är inflammationssymtom – feber, svullnad, smärta och trötthet – som får de flesta patienter att söka vård, oavsett vilken sjukdom som ligger bakom. Diagnostik och behandling av inflammation utgör därmed en stor del av sjukvården. Ändå får blivande sjukvårdspersonal lära sig märkvärdigt lite om inflammationsprocessen under sin utbildning. Inflammation är ett svårt område – mängder av celler och molekyler aktiveras och samverkar till att utlösa symtom och vävnadsskador. Forskningen inom området är intensiv och kunskaper blir snabbt föråldrade. Det är helt enkelt svårt att hänga med för lärare och studenter, för att inte tala om för den sjukvårdspersonal som skall sköta inflammationens praktiska konsekvenser. Inflammation är kroppens viktigaste försvar mot bakterier, virus och svampar – inflammationen uppkommer när celler och molekyler i det medfödda immunsystemet eliminerar dessa inkräktare. Men inflammationsprocessen kan också skada vår kropp om den aktiveras i onödan, som vid autoimmuna sjukdomar och allergi. Slutligen leder vävnadsdöd och cellskada till inflammation, till exempel vid hjärtinfarkt och kirurgiska operationer. Denna inflammation är nödvändig för att starta läkningsprocessen. Inflammation är därmed en central komponent hos flera av våra största folksjukdomar: arterioskleros, allergier, infektioner och reumatiska sjukdomar. Syftet med vår bok är att ge den intresserade en chans att förstå inflammationsprocessen utan att bli knäckt på kuppen. Det faktum att området är svårt betyder inte att det skall vara svårt att ta till sig – vi har använt våra erfarenheter från tiotals år av undervisning om ämnet för att servera ämnet i så lättbegriplig form som möjligt. Vi har plöjt mängder av vetenskapliga artiklar och flera läroböcker i grundläggande medicin för att ge en syntes av ämnet som är vår egen. Därför finns inga referenser till artiklar eller läroböcker – den som vill tränga djupare in i ämnet kan lätt söka sig vidare till översiktsartiklar som produceras i en strid ström. Vi har lagt ned stor möda på att använda ett klart, enkelt och smidigt språk utan ”svengelska”, förkortningar och onödig latin. Vi har själva ritat hundratals pedagogiska bilder som både skall vara klara och informativa, men också trevliga att titta på. Längst bak i boken finns en plansch över de celler som är inblandade i inflammationsprocesserna och en ordlista som underlättar för den 9
Inflammationssjukdomar.indb 9
2011-11-15 16.12
som använder boken som uppslagsbok. Vi vill att boken skall kunna användas både om man undrar varför man får feber och vad CRP betyder, och om man vill få en uppfattning om den senaste forskningen om inflammationens molekyler och processer. Boken är tänkt att användas i undervisningen av sjuksköterskor och biomedicinska analytiker, men vi tror också att den kan vara till nytta för kliniskt aktiva läkare, forskare och intresserad allmänhet. Boken bygger vidare på vår bok ”Inflammation” som gavs ut och som ger en grundlig beskrivning av inflammationsprocessens biologi. Denna information finns i förkortad version även i den nya boken, samtidigt som den största delen är helt nyskriven och förklarar hur inflammationen ingår i vanliga sjukdomar som vårdpersonal ofta kommer i kontakt med. För att betona den mer kliniska inriktningen i vår nya bok har den fått namnet ”Inflammationssjukdomar”. Vi har haft en ovärderlig hjälp av Lennart Boman, Claes Wikström, Fredrik Ståhl och Kerstin Dagborn som är lärare vid Högskolan i Borås. De har hjälpt oss att välja ut relevanta sjukdomar och ämnesområden så att boken blir användbar för sköterskeutbildningen och vårdpersonal. Utan dem hade boken inte kommit till. Vi tackar också Bengt Andersson, Ola Nilsson, Claes Nordborg och Jan Holgersson som läst enskilda kapitel och lämnat expertkommentarer som förbättrat boken. Inte minst vill vi tacka Monica Perman som låtit oss låna hennes underbara släktgård vid den vackra Sävelången i Norsesund för vårt skrivande. Där har vi tillbringat intensiva arbetsdagar som startat med espressokaffe vid datorerna, fortsatt via sillunch och middag med vin för att sluta fram emot midnatt i pappershögarna. Utan denna inspirerande miljö hade arbetet gått betydligt trögare! Göteborg september
10
Inflammationssjukdomar.indb 10
2011-11-15 16.12
Kapitel
Vad är inflammation?
Introduktion Många som söker vård har symtom på inflammation. Ordet kommer från latinets inflammare som betyder ”tända eld på” och syftar på den rodnad och värmekänsla som uppstår i ett inflammerat område. Andra typiska inflammationssymtom är smärta, feber, aptitlöshet och trötthet. Den inflammerade patienten uppvisar också förändrade laboratorievärden, till exempel förhöjd ”sänka” och CRP. Inflammationen är en process som dras i gång vid infektion och vävnadsskada. Dess syfte är att döda och eliminera mikroorganismer, skaffa undan skadade celler och därefter läka vävnaden. Inflammationen är en livsnödvändig reaktion, men dess yttringar, till exempel feber och smärta, är nog så plågsamma för patienten och att lindra inflammation utgör en stor del av vårdarbetet. I detta kapitel ges en översikt över inflammationsreaktionen och bakgrunden till dess typiska symtom.
11
Inflammationssjukdomar.indb 11
2011-11-15 16.12
VAD ÄR INFLAMMATION?
Vad är inflammation? Inflammationen är ofta en lokal process. Det inflammerade området benämns inflammationsfokus och där syns följande förändringar (bild .): • en ökad genomblödning av vävnaden och läckage av blodplasma från blodkärlen • utträde av vita blodkroppar från blodkärlen och in i den inflammerade vävnaden. Den ökade genomblödningen gör att området blir rött och känns varmt. Läckage av blodplasma gör att den svullnar. Substanser som bildas under inflammationsprocessen, eller läcker ut från celler som skadas eller dödas i processen, aktiverar smärtreceptorer i vävnaden. Smärta är alltså ett karakteristiskt symtom på inflammation. Rodnad, hetta, smärta och svullnad beskrevs redan för mer än tvåtusen år sedan som inflammationens kardinalsymtom, alltså viktigaste symtom. Om inflammationen är tillräckligt kraftig sker också en påverkan på hela kroppen: ämnesomsättning och kroppsfunktioner ställs om och vi får feber, blir trötta och tappar aptiten. Dessa generella effekter är framträdande vid många sjukdomstillstånd och är inte sällan den viktigaste orsaken till att patienter uppsöker sjukvården (se kapitel ).
påverkan på ämnesomsättning och beteende
kär
lvid gni
ng
inflammationsfokus
plasmaläckage
blo d
kär
l
inflammatoriska celler
svullnad värme
smärta rodnad
BILD .. Ett inflammationsfokus. Vid inflammation i en vävnad vidgas lokala blodkärl och deras genomsläpplighet för vätska och plasmaproteiner ökar. Vita blodkroppar träder ut i vävnaden från blodbanan. Dessa förändringar ger upphov till de lokala symtomen: rodnad, värmeökning, svullnad och smärta. Substanser som bildas i det lokala inflammationsfokuset förs med blodbanan till hjärnan och andra organ och ställer om ämnesomsättningen och beteendet.
12
Inflammationssjukdomar.indb 12
2011-11-15 16.12
Inflammation – en del av infektionsförsvaret Vi lever i en värld full av mikroorganismer (bakterier, virus och mikroskopiska svampar och parasiter). Att vi inte invaderas och äts upp av alla dessa mikroorganismer beror på våra oerhört effektiva försvarsmekanismer, som kan delas upp i tre nivåer (bild .): • fysiska barriärer, som hindrar mikroorganismer från att tränga in i kroppen • det medfödda immunsystemet, som med hjälp av fagocyter (celler som äter andra celler) och lösliga antimikrobiella substanser snabbt eliminerar de mikroorganismer som tagit sig igenom barriärerna • det förvärvade immunsystemet, som består av B- och T-celler vilka känner igen unika strukturer (kallade antigener) och aktiveras när de träffar på dessa strukturer; det specifika immunsystemet tar längre tid att aktiveras än det medfödda och behövs egentligen bara om de två första nivåerna inte klarar av att hålla ute eller eliminera inkräktaren. Det är aktiveringen av det medfödda immunsystemet som orsakar inflammation. Nedan beskrivs infektionsförsvarets tre nivåer lite mer detaljerat. antimikrobiella peptider
bakterier
slem
slemproducerande cell
epitelcell
Barriärer INFLAMMATION
fagocyter komplement fagocytos
neutrofil granulocyt
Medfödda immunsystemet makrofag
antikroppar
T-cell
Förvärvade immunsystemet
B-celler T-celler aktivering
plasmacell Kapitel 1 BILD .. Infektionsförsvarets tre nivåer.
Slemhinnorna utgör en barriär mot mikroorganismer, men om dessa tränger in i vävnaden attackeras de av det medfödda immunsystemet. Makrofager och neutrofila granulocyter äter upp (fagocyterar) mikroorganismer och lösliga molekyler, såsom komplement, hjälper till att eliminera dem.
2
Under processen uppstår inflammation. Om mikroorganismerna fortfarande inte kan elimineras måste det förvärvade immunsystemet aktiveras. Antikroppar och aktiverade T-celler med specificitet för mikroorganismerna bildas och hjälper det medfödda immunförsvaret att eliminera mikroorganismerna.
13
Inflammationssjukdomar.indb 13
2011-11-15 16.12
VAD ÄR INFLAMMATION?
Barriärer Huden skyddar vårt inre från omvärlden. Den består av många cellager. Nya hudceller bildas ständigt underifrån, samtidigt som det översta lagret dör och stöts av. Körtlar i huden avsöndrar fettsyror som motverkar bakterieväxt (bild .). Därför är det ovanligt att mikroorganismer lyckas ta sig igenom oskadad hud. Om hudbarriären förstörs, som till exempel vid en brännskada eller ett ytligt sår, tränger mikroorganismer lätt in och etablerar en infektion. Hudens försvar behandlas närmare i kapitel . Luftvägar, mag–tarmkanal, urinvägar och könsorgan täcks av slemhinnor. Dessa är byggda för att underlätta utbyte mellan kroppen och omgivningen, till exempel upptag av syre och utsöndring av koldioxid i lungorna (se kapitel ) och upptag av näring i mag–tarmkanalen (se kapitel ). En alltför kraftig barriär skulle förhindra ett sådant utbyte och slemhinnorna är betydligt mer känsliga för skador och infektioner än huden. Epitelceller kallas de celler som utgör avgränsningen mellan omvärlden och vårt inre. På slemhinnorna täcks, som namnet antyder, epitelet av slem (mukus, på latin mucus) som bildas av slemproducerande celler. I luftvägarna transporteras slemlagret mot svalget genom en synkroniserad rörelse hos flimmerhåren (cilierna), vilket gör att bakterier och virus inte får chansen att tillväxa på plats (bild .). I tarmen är slemlagret mycket tjockt och utgör näring för en mängd bakterier i normalfloran (bild .). Tarmens epitelceller saknar cilier, men har mikrovilli, vilket ökar den yta som är tillgänglig för att suga upp näringsämnen ur tarminnehållet.
hud
lunga
tarm slem
döda celler
cilier
epitelceller
slembildande cell
epitelceller
mikrovilli
slembildande cell
BILD .. Barriärer. Huden täcks av fett som bildas av talgkörtlar och antimikrobiella peptider bildade av hudcellerna. Slemhinnorna täcks av slem som bildas av slemproducerande celler. Slemlagret i luftvägarna förflyttas mot svalget med hjälp av ciliernas rörelse, vilket leder till borttransport av mikroorganismer och andra partiklar.
fettbildande talgkörtel
14
Inflammationssjukdomar.indb 14
2011-11-15 16.12
Antimikrobiella peptider utsöndras på slemhinnorna och bidrar till att begränsa tillväxten av mikroorganismer (tabell .). De är små proteiner med stark positiv laddning som dödar mikroorganismer. Antimikrobiella peptider finns också i de vita blodkropparna, inte minst i de neutrofila granulocyterna, som är viktiga medlemmar i det inflammatoriska systemet och som utgör nästa nivå i skyddet mot mikroorganismer. TABELL .. Antimikrobiella peptider.
Grupp
Beteckning
Förekomst
Alfadefensiner
HNP-1-4
Neutrofila granulocyter
HD-5-6
Tunntarmsepitel (Paneth-celler)
Betadefensiner
HBD-1-4
Epitelceller i hud, mun, lungor och urinvägar
Catecilidiner
LL-37
Epitelceller, vita blodkroppar
Det medfödda immunsystemet – inflammatoriska systemet Trots våra sinnrikt konstruerade barriärer händer det ganska ofta att mikroorganismer slinker in i kroppen, till exempel genom munslemhinnan, från tandköttsfickorna eller över tarmväggen. Vissa mikroorganismer har också specialiserat sig på att tränga igenom våra försvar, till exempel virus som infekterar slemhinnans epitelceller. När mikroorganismer kommer in i våra vävnader aktiveras omedelbart det medfödda immunsystemet. Det innehåller både celler och lösliga molekyler med antimikrobiell effekt (tabell .). Celler som kan äta upp (fagocytera, av fagos = äta, cytos = cell) bakterier och andra partiklar finns i alla vävnader. Dessa kallas makrofager, vilket betyder storätare (se kapitel ). I blodet finns monocyter och neutrofila granulocyter som också kan fagocytera och avdöda bakterier (bild ., tabell .). Ett viktigt syfte med inflammationsprocessen är att locka ut sådana celler från blodbanan till den vävnad som hotas av angrepp från mikroorganismer, eller där våra egna celler skadats. De celler som rekryteras TABELL .. Celler och lösliga molekyler i det medfödda och förvärvade immunsystemet.
Immunsystem
Celler
Lösliga molekyler
Medfött
Fagocyterande celler: makrofager, monocyter, neutrofila granulocyter Övriga celler: mastceller, eosinofila granulocyter, basofila granulocyter
Komplementfaktorer, koagulationsfaktorer, akutfasproteiner, antimikrobiella peptider
Förvärvat
B-lymfocyter (B-celler), plasmaceller, T-lymfocyter (T-celler)
Antikroppar, cytokiner
15
Inflammationssjukdomar.indb 15
2011-11-15 16.12
VAD ÄR INFLAMMATION?
neutrofil granulocyt
bakterier
antimikrobiella substanser BILD .. Det medfödda immunförsvaret. Bakterier som kommer in i krop-
fagocytos
avdödning
pen elimineras genom att de fagocyteras av makrofager, neutrofila granulocyter och monocyter. Antimikrobiella substanser som finns i blodplasma hjälper till att döda bakterierna.
makrofag
monocyt
från blodet kan då hjälpa makrofagerna att äta upp och rensa bort bakterier och döda celler (se kapitel ). Det medfödda immunsystemet innehåller också lösliga molekyler med förmåga att döda mikroorganismer (bild ., tabell .). Många av dessa cirkulerar i blodplasman och har normalt ingen chans att komma ut i vävnaden. En viktig funktion för inflammationsreaktionen är därför att öka blodkärlens genomsläpplighet så att bakteriedödande molekyler får tillträde till vävnaden och de inkräktare som finns där. När det medfödda immunsystemet aktiveras uppkommer inflammation, en omställning av vävnadens och ibland hela kroppens funktion. Denna omställning syftar till att underlätta elimination av mikroorganismer och läkning av den skadade vävnaden. Feber, muskelvärk och trötthet är exempel på symtom orsakade av inflammatorisk aktivering av det medfödda immunsystemet.
Det förvärvade immunsystemet Först om det medfödda försvaret misslyckas med att eliminera invaderande mikroorganismer krävs att det förvärvade immunsystemet griper in. Detta försvarssystem består av lymfocyter (B- och T-lymfocyter, även kallade Boch T-celler) där varje cell i princip har en egen, unik specificitet (tabell ., bild .) för en viss struktur – ett antigen (se kapitel ). Det förvärvade immunsystemet kallades därför tidigare det ”specifika immunsystemet”. B-celler och T-celler aktiveras endast om de råkar träffa på just ”sitt” eget, unika antigen. Då delar de sig och mognar. B-cellerna utvecklas till plasmaceller. Dessa producerar antikroppar, vilket är proteiner som känner igen och binder till det specifika antigenet, till exempel en ytstruktur på en bakte16
Inflammationssjukdomar.indb 16
2011-11-15 16.12
rie eller ett virus. Dessa antikroppar hjälper det medfödda immunsystemet att eliminera inkräktaren, bland annat genom att underlätta fagocytosen. T-celler som aktiverats av sitt specifika antigen kan ha många funktioner. Bland annat hjälper de det medfödda immunförsvaret att eliminera mikroorganismer genom att stimulera makrofagers bakteriedödande förmåga. När det förvärvade immunsystemet samverkar med det medfödda immunsystemet stimuleras än en gång inflammationen. Det förvärvade immunsystemet beskrivs mer ingående i kapitel . När en mikroorganism för första gången kommer in i kroppen finns endast omogna (”naiva”) B- och T-lymfocyter med specificitet för denna mikroorganism. Dessa celler måste aktiveras, dela sig och mogna innan de kan delta i försvaret, en process som tar en till två veckor. Vi är därför helt beroende av det medfödda immunsystemet, som alltid är redo att skydda oss mot inkräktare. Även när det förvärvade immunsvaret aktiverats, är det till sist det medfödda försvaret som ser till att mikroorganismen dödas. Mikroorganismerna elimeneras alltså genom en samverkan mellan förvärvad och medfödd immunitet. aktivering aktiverade lymfocyter
T-lymfocyter B-lymfocyter
BILD .. Det förvärvade immunförsvaret. Det förvärvade immunförsvaret
består av B- och T-lymfocyter som var och en har en unik specificitet för en viss struktur som kallas antigen. Om lymfocyten träffar på just detta antigen aktiveras den, delar sig och mognar. B-celler omvandlas till plasmaceller som bildar antikroppar, medan aktiverade T-celler bildar cytokiner som styr andra cellers funktioner. Antikroppar och aktiverade T-celler hjälper det medfödda immunsystemet att eliminera mikroorganismer genom att underlätta deras fagocytos och avdödning.
antigen plasmacell elimination
antikroppar signalmolekyler fagocyter
17
Inflammationssjukdomar.indb 17
2011-11-15 16.12
VAD ÄR INFLAMMATION?
Vad utlöser inflammation? Inflammation kan startas av • mikroorganismer • döda eller skadade kroppsegna celler • specifika immunreaktioner, alltså när antikroppar eller T-celler binder till ”sitt” antigen. Mikroorganismer har strukturer som vi själva saknar, till exempel cellvägg och särskilda typer av genetiskt material. Det medfödda immunsystemet känner igen och aktiveras av sådana strukturer. Dessa kallas larmsignaler (på engelska danger signals), eftersom de signalerar att en inkräktare tagit sig in i kroppen och måste elimineras (bild .). Larmsignalerna beskrivs i kapitel . När våra egna celler dödas eller skadas läcker substanser ut som normalt finns dolda inne i cellerna. Även sådana strukturer kan fungera som larmsignaler och dra i gång inflammationsprocessen (bild .). Aktivering av det förvärvade immunsystemet leder i de flesta fall också till aktivering av det inflammatoriska systemet. Anledningen är att elimineringen av det främmande ämne som framkallat immunsvaret sköts om av det inflammatoriska systemet. Exempelvis kan antikroppar som bundit till en bakterie öka fagocytosen och T-celler som aktiverats kan göra makrofager mer effektiva på att döda en bakterie eller parasit de ätit upp. Samarbetet mellan det specifika immunsystemet och det inflammatoriska systemet beskrivs i kapitel .
cellskada svampar bakterier
r”
le na
virus
sig
rm
“la
aktivering av celler och molekyler
immunreaktioner
BILD .. Larmsignaler. Inflammation uppkommer genom att celler och molekyler i det medfödda immunsvaret känner igen och aktiveras av vissa strukturer på bakterier, virus och svampar – larmsignaler. Substanser som läcker ut ur våra egna skadade celler utgör också larmsignaler. Aktivering av det förvärvade immunförsvaret utlöser också inflammationsreaktioner. Immunkomplex (komplex mellan antigen och antikroppar) och aktiverade T-celler drar igång celler och molekyler i det medfödda immunsvaret, vilket leder till inflammation.
INFLAMMATION
18
Inflammationssjukdomar.indb 18
2011-11-15 16.12
cellskada
svampar
bakterier virus
r
feber, sjukdomssymtom
ale
ign
s arm
l BILD .. Inflammatoriska mediatorer. Makrofager som aktiveras av
larmsignaler bildar mediatorer som styr inflammationsförloppet. Vissa mediatorer styr blodkärlens vidd och genomsläpplighet, andra rekryterar inflammatoriska celler från blodbanan. Vissa mediatorer ger upphov till inflammationssymtom såsom feber, smärta och trötthet.
rer
effekter på blodkärl
ato edi
m rekrytering av inflammatoriska celler
Hur styrs inflammationen? Celler som påverkas av larmsignaler bildar en rad mediatorer, alltså substanser som styr inflammationsprocessen. Vissa mediatorer reglerar kärlväggens vidd och genomsläpplighet, andra styr rekryteringen av celler från blodbanan till inflammationsfokuset (bild .). Mediatorer som bildas i inflammationsfokuset kan transporteras med blodbanan till andra organ och ge upphov till inflammationssymtom såsom feber, trötthet och aptitlöshet (se bild .). Då kärlväggens genomsläpplighet ökar i samband med inflammationen tillförs substanser från blodplasma som kan eliminera mikroorganismer och läka vävnaden. Inflammationens mediatorer behandlas i kapitel .
Inflammatoriska sjukdomar och tillstånd Inflammation är en viktig komponent i många vanliga sjukdomar, till exempel infektioner, allergi, tumörsjukdomar och autoimmunitet (bild .). Infektioner innebär att bakterier, virus, svampar eller parasiter kommit in i kroppen eller slagit sig ned på slemhinnor som normalt ska vara sterila. Deras larmsignaler startar en inflammationsreaktion som ger upphov till de klassiska infektionssymtomen: feber, trötthet, aptitlöshet och allmän ruggighet. Virus och bakterier kan också skada våra celler och den vägen aktivera det inflammatoriska systemet.
19
Inflammationssjukdomar.indb 19
2011-11-15 16.12
VAD ÄR INFLAMMATION?
BILD . Sjukdomar med inflammation.
infektion mikroorganismer tumör, skada, kirurgi
autoimmunitet, allergi
immunaktivering
skada på celler och vävnader
Inflammation är en central komponent i många stora sjukdomsgrupper. Vid infektion orsakas symtomen av att mikroorganismerna aktiverar det inflammatoriska systemet. Vid sårskador, kirurgiska ingrepp och tumörväxt uppstår inflammation som svar på substanser som läcker ut ur skadade celler. Autoimmuna och allergiska sjukdomar kännetecknas av immunsvar mot kroppsegna strukturer respektive ofarliga substanser i luft och föda. Dessa immunreaktioner drar med sig aktivering av det medfödda immunsystemet, vilket leder till inflammationssymtom.
Vid benbrott, kirurgiska operationer, infarkt och annan vävnadsdöd frisätts larmsignaler från skadade och döda celler och drar i gång inflammationsreaktionen. Cancerpatienter uppvisar ofta symtom på inflammation. Det beror på att tumörer som växer snabbt kan drabbas av syre- och näringsbrist. Tumörceller dör och larmsignaler frisätts som startar inflammation. Så kallad tumörfeber är ett uttryck för detta fenomen. Vid autoimmuna sjukdomar reagerar det förvärvade immunförsvaret mot våra egna vävnader. Antikroppar och aktiverade T-lymfocyter som träffar på sitt antigen inne i kroppen kommer i sin tur att aktivera inflammatoriska celler och molekyler. Detta kan leda till nedbrytning av egna organ. Dessa skadliga effekter av immunsystemets aktivering behandlas i kapitel . Vid allergi bildas i stället kraftiga immunsvar mot ofarliga antigener i omgivningen, till exempel pollen och födoämnen, som vi normalt ska vara toleranta mot. När dessa ämnen kommer in i kroppen startas immunreaktioner som utlöser inflammation, vilket kan ge upphov till livshotande allergiska reaktioner. Allergier beskrivs i kapitel . Den inflammatoriska processen kan förlöpa tämligen likartat, oavsett om den utlöses av infektion, vävnadsskada eller immunaktivering. Det kan därför vara svårt att veta vad som utlöser inflammation hos just den patient man har framför sig. En patient med hög feber och nedsatt allmäntillstånd kan således ha cancer, autoimmun sjukdom eller svår infektion, eller en kombination av dessa tillstånd. Eftersom behandlingen dramatiskt skiljer sig åt mellan infektion (antibiotika) och autoimmunitet (läkemedel som dämpar immunsystemet) är det alltid nödvändigt att ta reda på orsaken till den inflammatoriska reaktionen.
20
Inflammationssjukdomar.indb 20
2011-11-15 16.12
Behandling av inflammation och dess symtom Eftersom inflammation är en så central del i många av våra vanligaste sjukdomar är inflammationsdämpande medel flitigt använda. Hit hör febernedsättande och smärtstillande medel som acetylsalicylsyra (till exempel Treo, Albyl och Magnecyl), paracetamol (till exempel Panodil och Alvedon) och kortison, som dämpar själva inflammationsförloppet. Läkemedlen mot inflammation behandlas i kapitel . Patienter som står på kraftig inflammationshämmande behandling kan ha en livshotande infektion utan att få påtagliga symtom, eftersom symtomen ju orsakas av inflammationen och inte infektionen i sig. Detta är viktigt att ha i minnet.
Inflammation på gott och ont Inflammation är ett urgammalt och mycket effektivt sätt att bekämpa främmande inkräktare och att eliminera skadade och döda celler. Larmsignaler från mikroorganismer och skadade celler startar en lokal inflammationsprocess som dödar mikroorganismerna, men som också ofta skadar den egna vävnaden. Många av de molekyler som bildas i samband med inflammationen är nämligen vävnadsskadande (se kapitel och ). Detta är ett pris man får betala för att kunna rädda resten av kroppen. När inkräktaren oskadliggjorts och eliminerats och döda celler skaffats undan startar läkningsprocessen. Läkningen leder oftast till att vävnaden ersätts med bindväv, vilket kallas ärrbildning. Ibland är detta relativt betydelselöst, men i andra fall kan organ förstöras. Vid ledsjukdomen reumatoid artrit (artrit = ledinflammation, se kapitel ) angrips brosket i lederna och ersätts av bindväv. Leden blir nu helt deformerad och rörligheten begränsas. Ett annat exempel är långvarig inflammation i levern som successivt leder till läkning i form av bindvävsbildning, levercirros.
21
Inflammationssjukdomar.indb 21
2011-11-15 16.12
VAD ÄR INFLAMMATION?
Sammanfattning ■ Inflammationen syftar till att döda och eliminera mikroorganismer och skaffa undan skadade celler. Efter att inflammationen avklingat startar läkningen som vanligen leder till ärrbildning. ■ Inflammation är ett resultat av aktivering av det medfödda immunsystemet, vars celler och molekyler känner igen larmsignaler på mikroorganismer eller från skadade kroppsegna celler. Som svar på denna aktivering bildar cellerna olika mediatorer som styr inflammationsprocessen. ■ Inflammation kännetecknas lokalt av – ökad genomblödning – ökad genomsläpplighet i blodkärlen – ansamling av inflammatoriska celler som rekryteras från blodet. ■ Inflammationens lokala huvudsymtom är rodnad, värmeökning, svullnad och smärta. ■ Vid kraftig inflammation uppkommer generella symtom, såsom trötthet, feber och aptitlöshet, och ämnesomsättning och reaktionsmönster ändras. ■ Inflammation är en livsviktig del av vårt infektionsförsvar, men det är inflammationen som orsakar infektionssymtomen. ■ Inflammation är en viktig komponent vid autoimmuna sjukdomar och allergier. ■ Inflammation aktiveras även vid sårskador, kirurgiska ingrepp och tumörväxt.
22
Inflammationssjukdomar.indb 22
2011-11-15 16.12
Kapitel
Förändringar i blodkärlen vid inflammation Omställningar i blodflödet är en central del av inflammationsreaktionen. Den rodnad och svullnad som är så karakteristisk för den inflammerade vävnaden beror på ökad genomblödning och läckage över blodkärlsväggen. Denna omställning gör att celler och molekyler från blodbanan får tillträde till den hotade vävnaden och kan eliminera mikroorganismer, skaffa undan skadade egna celler och påbörja läkningen. I detta kapitel beskrivs den normala blodförsörjningen av en vävnad och hur denna ställs om vid inflammation.
Den normala blodcirkulationen Blodomloppet har som uppgift att förse kroppens organ och vävnader med syre- och näringsrikt blod, samt att eliminera de restprodukter som bildas vid ämnesomsättningen i kroppens celler. Det normala blodomloppet visas översiktligt i bild .. lungan
aorta
BILD .. Blodcirkulationen. Hjärtat pumpar ut
syrerikt blod (rött) från vänster kammare (VK) via aorta som grenar upp sig till artärer som försörjer olika organ. Artärerna grenar i sin tur upp sig till arterioler som försörjer kapillärbädden där näringsämnen och syre avlämnas. Det syrefattiga blodet (blått) förs från kapillärbädden via venoler och vener tillbaka till hjärtats högra förmak (HF). Det pumpas ut från höger kammare (HK) till lungorna där det syrsätts. Det syrerika blodet förs tillbaka till vänster förmak (VF) och därifrån till vänster kammare för att åter pumpas ut i kroppen.
hjärtat
HF
VF
HK VK
artärer arterioler venoler
vener
23
Inflammationssjukdomar.indb 23
2011-11-15 16.12
FÖRÄNDRINGAR I BLODK ÄRLEN VID INFLAMMATION
Syrerikt blod pumpas ut från hjärtats vänstra kammare via aorta, som grenar upp sig till artärer som försörjer de olika organen. Artärerna har ett tjockt lager av glattmuskelceller i sin vägg som kan dra ihop sig eller slappna av beroende på nervsignaler, hormoner och inflammatoriska mediatorer. När glattmuskelcellerna i artärerna dras ihop ökar blodtrycket, medan det sjunker om muskelcellerna slappnar av. Artärerna delar sig i allt mindre grenar där de minsta kallas arterioler och försörjer kapillärbädden i ett vävnadsavsnitt. När syre och näring avlämnats och koldioxid och slaggprodukter hämtats upp samlas blodet i venoler som i sin tur samlas ihop till större kärl – vener – som för blodet tillbaka till hjärtat. Venerna har stor diameter och ett tunt lager med glattmuskelceller. Blodet flyter därför långsamt och blodtrycket är lågt. Från hjärtats högra kammare pumpas det syrefattiga blodet ut till lungorna, där det lämnar av koldioxid och tar upp syre. Det syrerika blodet anländer till vänster hjärthalva för att åter pumpas ut via aorta (bild .). I den lokala kärlbädden som försörjs av en arteriol sker mikrocirkulationen (bild .). Där arteriolen övergår i kapillärbädden finns ett extra tjockt lager med glattmuskelceller i kärlväggen, en så kallad prekapillär sfinkter (bild .). Om denna dras ihop snörs det lilla kärlet samman och nästan inget blod passerar, medan blodet strömmar in om den slappnar av. Normalt öppnas och sluts de prekapillära sfinktrarna enligt ett visst schema så att endast en mindre del av kapillärbädden genomblöds i varje ögonblick. De olika kärlavsnitten visas i genomskärning i bild .. Arteriolen har ett tjockt skikt av glattmuskelceller i väggen som kan dra ihop sig eller slappna av och därmed reglera mängden blod som passerar. Kapillären består av ett lager endotelceller som avgränsar blodet från vävnaden. Endotelcellerna bildar normalt ett ogenomträngligt skikt genom att cellerna bildar täta kontakter med varandra, tight junctions, och blodplasman och blodkropparna hålls därmed normalt inne i blodkärlet.
prekapillär sfinkter
l
rio
ve
no
l
te
ar
kapillärbädd
BILD .. Mikrocirkulationen. Ett vävnadsavsnitt försörjs av en arteriol som levererar syrerikt (rött) blod till kapillärbädden där syre och näringsämnen avlämnas och koldioxid och avfallsprodukter från cellerna hämtas upp. Blodet samlas sedan upp av venoler och förs bort från vävnaden. Prekapillära sfinktrar reglerar tillträdet av blodet till varje del av vävnaden. När de är sammandragna kan blodet inte passera in i denna del av kapillärbädden, men när de slappnar av strömmar blodet in.
24
Inflammationssjukdomar.indb 24
2011-11-15 16.12
ISBN 978-91-47-09360-1 © 2011 Agnes Wold, Johan Mölne och Liber AB Redaktör: Annica E-M Olsson Projektledare: Karin Sjögren Marklund Produktion: Jürgen Borchert Omslag: Nette Lövgren Formgivning och ombrytning: Nette Lövgren Illustrationer: Johan Mölne och Agnes Wold Fotograf författarporträtt: Joel Rhodin Omslagsbilder: Shutterstock Första upplagan 1 Repro: Repro 8 AB, Stockholm Tryck: Kina 2012
Kopieringsförbud Detta verk är skyddat av upphovsrättslagen. Kopiering, utöver lärares rätt att kopiera för undervisningsbruk enligt BONUSavtal, är förbjuden. BONUS-avtal tecknas mellan upphovsrättsorganisationer och huvudmän för utbildningssamordnare, t. ex. kommuner/universitet. Den som bryter mot lagen om upphovsrätt kan åtalas av allmän åklagare och dömas till böter eller fängelse i upp till två år samt bli skyldig att erlägga ersättning till upphovsman/rättsinnehavare. Liber AB, 113 98 Stockholm Tfn 08-690 92 00 www.liber.se Kundservice tfn 08-690 93 30, fax 08-690 93 01 e-post: kundservice.liber@liber.se
Inflammationssjukdomar.indb 4
2011-11-15 16.12
WOLD MÖLNE
Äntligen en lärobok på svenska om inflammationssjukdomar!
På ett pedagogiskt sätt beskriver boken inflammationsprocessens viktigaste celler, molekyler och förlopp. Den tydliggör också hur inflammation ingår i ett livsviktigt försvarssystem mot inre och yttre hot, men också hur plågsam och ibland farlig den kan vara. Feber, svullnad och värk i muskler och leder är typiska symtom på inflammation som uppstår när immunsystemet aktiveras av bakterier, virus och döende celler och som gör att vi söker sjukvård. Inflammationssjukdomar är avsedd för grund- och vidareutbildning av sjuksköterskor, biomedicinska analytiker och sjukgymnaster. Även läkare, tandläkare, apotekare och andra med intresse för människokroppens funktioner vid hälsa och sjukdom kommer att ha nytta och glädje av att läsa boken.
Inflammationssjukdomar
Inflammation spelar en central roll i många viktiga sjukdomsgrupper – infektioner, allergi och autoimmuna sjukdomar. Inflammationssjukdomar är en rikt illustrerad bok som förklarar hur inflammationsprocessen bidrar till många av våra vanligaste sjukdomar som exempelvis lunginflammation, åderförkalkning och magsår.
Inflammationssjukdomar
AGNES WOLD JOHAN MÖLNE
med illustrationer av författarna
AGNES WOLD är professor och överläkare i klinisk bakteriologi och även specialist i klinisk immunologi. JOHAN MÖLNE är docent och överläkare i patologi. Båda är verksamma vid Sahlgrenska universitetssjukhuset och Göteborgs universitet.
Författarna har tidigare skrivit boken Inflammation (Liber ) avsedd för studenter på läkar-, apotekaroch biologprogrammen. FOTO: JOEL ROHDIN
Best.nr 47-09360-1 Tryck.nr 47-09360-1
4709360ot.indd 1-3
2011-11-14 12.26