Tapjarakud on osa immuunsussüsteemist. Niinimetatud tsütotoksiliste T-rakkudena (omandatud immuunsussüsteem) või looduslike tapjarakkudena (kaasasündinud immuunsussüsteem) tunnevad nad ära ja ründavad kehale võõraid rakke ning muudetud keharakke nagu vähirakud, viiruste või bakteritega nakatunud rakud või vananevad rakud. 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 ära tunda 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 paiknev 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 viiakse suures osas tagasi vahepealsesse metabolismi. Seejärel fagotsüteeritakse makrofaagid prahist ja transporditakse minema. Evolutsiooniliselt palju kaasaegsemad tsütotoksilised tapjarakud on spetsialiseerunud ainult ühele konkreetsele antigeenile nende spetsiifiliste retseptorite kaudu, seega ei tunne nad teisi antigeene ära, kuid neil on nende aktiveerimise korral rohkem võimalusi.
Nad võivad suurel kiirusel küpseda T-abistajarakkudeks või tsütotoksilisteks T-rakkudeks ja vastavalt muutuda aktiivseks. Nad vabastavad proove sihtraku membraani ja apoptoosi vallandavate ensüümide lüüsimiseks. Lisaks sellele eritavad nad interleukiinid ja interferoonid, regulatiivsed peptiidid, mis kontrollivad viirusinfektsiooni immuunvastust.Kuna tsütotoksiline T-rakk suudab ära tunda ainult “selle” 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 pikaealisi mälurakke, mis on aluseks uue patogeeniga uuesti nakatumise vastu võitlemisel ja muudavad immuunvastuse 100 korda kiiremaks.
Ravimid leiate siit
➔ Kaitse- ja immuunsussüsteemi tugevdavad ravimidHaigused
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 tsütotoksiliste T-rakkudega seotud olulisemaid haigusi on autoimmuunhaigused, mille korral tapjarakud ei tunne keha enda rakke kui selliseid, vaid ründavad neid ja tekitavad vastavaid autoimmuunseid antikehi. Autoimmuunhaiguste tekkemehhanism pole veel täielikult teada. Üldiselt on aktsepteeritud, et geneetilised tegurid mängivad siin vähemalt soodsat rolli.
