NK-rakud on osa kaasasündinud immuunsüsteemi ja kuuluvad leukotsüütide rühma, valged veri rakke. Nende põhiülesanne on nakatunud ja degenereerunud endogeensete rakkude äratundmine ning rakkude otsene rünnak tsütotoksiliste ainete abil, mis lahustavad märklaudraku membraani osaliselt ja alustavad selle programmeeritud rakusurma. NK-rakud tunnevad ära normaalsed somaatilised rakud MHC-I struktuuride järgi, mida terved rakud nende pinnal näitavad.
Mis on NK-rakk?
NK-rakud (looduslikud tapjarakud) on eriline valgete tüüp veri rakk, mis patrullib veres ja lümf. Nad on osa kaasasündinud immuunsüsteemi ja tunneb ära terved, endogeensed rakud spetsiaalsete struktuuride abil, mida nimetatakse peamiseks histosobivuskompleksiks (MHC-I) molekulid, mis esinevad täielikult ainult tervetes rakkudes. Kui rakud on puuduliku MHC-I-ga molekulid tuvastatakse, nakatuvad nad tõenäoliselt rakusiseste mikroorganismide või degeneratsiooni saanud rakkude (kasvajarakkude) poolt. Seejärel aktiveeritakse NK-rakk koheselt ja ründab nakatunud või degenereerunud rakku. Nad on võimelised vabastama tsütotoksilisi aineid, mis põhjustavad osalist membraani lahustumist märklaudrakkudes ja võivad vallandada neis apoptoosi ehk rakkude programmeeritud surma. NK-rakkude vasteks on T-lümfotsüüdid, mis on adaptiivse, omandatud osa immuunsüsteemi. Nad on kõik spetsialiseerunud konkreetsele patogeenile, mille paljastavad rakupinna täiendavad struktuurid ja mida nimetatakse antigeeniks.
Anatoomia ja struktuur
NK-rakud moodustuvad lümfoidsetest eellasrakkudest, mis pärinevad luuüdi. Diferentseerunud NK-rakud lastakse vereringesse ja lümfisüsteemi, kus nad alustavad kohe patrulle. Eripäraks on NK-rakkudel arvukad vesiikulid, mis sisaldavad rünnatud raku membraani lahustamiseks tsütotoksilisi aineid nagu perforiin, ja proteaase, mis aitavad rakku ja viiruslikku RNA-d apoptootiliselt lahti ühendada. Sihtraku apoptoosi eeliseks on näiteks fragmentide määratlemine kuni üksikisikuni aminohapped on toodetud valgud, mis viiakse uuesti ainevahetusse. NK-rakke iseloomustavad nende pinnal asuvad spetsiaalsed retseptorid, mis reageerivad endogeensete rakkude MHC-I struktuuridega. Need on KIR-retseptorid (tapjarakkude immunoglobuliinilaadsed retseptorid) ja nn looduslikud tsütotoksilised retseptorid (NCR). KIR-retseptoreid eristatakse aktiveerivate ja inhibeerivate retseptorite vahel. NCR-id on olulised ka sõbra-vaenlase äratundmiseks ning rünnaku või inaktiveerimise otsustamiseks.
Funktsioon ja ülesanded
NK-rakud täidavad degenereerunud somaatiliste rakkude tuvastamise ja nende vastu võitlemise peamisi ülesandeid. Degenereerunud somaatilised rakud võivad olla rakusisesed nakatunud rakud või kasvajarakud. Selleks toetuvad NK-rakud oma retseptorsüsteemile, mis suudab kontrollida ainult MHC-I struktuuride täielikkust märklaudrakkudes, kuid mitte täiendavaid struktuure nagu antigeenid. Sest mõned viirused kasutavad NK-rakkude tuvastamise spetsiifilist nõrkust, et nende "peremeesrakk" tapja süsteemist ilma jätta, teevad NK-rakud tihedat koostööd tsütotoksiliste T-rakkudega, mis evolutsiooni ülimoodsate arengutena on osa adaptiivsetest ehk omandatud rakkudest immuunsussüsteem. T-rakud on aga spetsialiseerunud ainult ühele antigeenile korraga, seega on vaja väga palju erinevaid viirused mis võib olla suunatud nakkuse vastu. NK-rakke võib nimetada ka esimese rea kaitserakkudeks, kuna pärast degeneratiivse raku või rakusiseselt mikroorganismidega nakatunud raku äratundmist võivad nad kohe oma võitluse alustada. Neid saab võrrelda relvastatud politseijõududega, kes suudavad lisaks luurele ka vajadusel relvastatud jõuga koheselt sekkuda. Kuna NK-rakke petavad ka teatud rakusisesed patogeenid - eriti viirused - kasulik on tsütotoksiliste T-rakkude toetus. Aeg võib mängida suurt rolli haigete rakkude vastu võitlemisel, näiteks viiruse RNA eksponentsiaalse proliferatsiooni vältimiseks. NK-rakkude ülesanne on seetõttu rünnata märklaudrakku tsütotoksiliste ainetega nii, et ka viiruse RNA lagundatakse, et vältida selle edasist paljunemist.
Haigused
Immuunsüsteem kogu oma dünaamikas allub ka hormonaalsetele mõjudele. Isegi sümpaatilise ja parasümpaatilise süsteemi kontroll mõjutab NK-rakke ja tsütotoksilisi T-rakke. Huvitav on see, et kui keha on mõistvalt häälestatud ägedale stress ja seega füüsilise jõudluse saavutamiseks suurendatakse ka NK-rakke ja pannakse neile "kõrgendatud valvsus". Tsütotoksilisi T-rakke aeglustavad ägedad perioodid stress, mis loodi ilmselt evolutsiooni tõttu, kuna kiire immuunvastus on soodne ägeda ohu korral, kus on vigastuste oht ja vastav nakkusoht. Kroonilises stress tingimustes on olukord erinev. Krooniline stress viib immuunsüsteemi nõrgenemiseni, NK-rakkude ja T-rakkude arv ei vähene, vaid ka erksus. Sellepärast näitavad suure jõudlusega sportlased vahetult enne suurvõistlusi sageli suurenenud vastuvõtlikkust nakkustele. NK-rakkude aktiivsuse vähenemine võib tuleneda ka soovimatutest kõrvaltoimetest, mis on tingitud ravimite kokkupuutestkeemiaravi) või kiiritus, samas kui pärilik düsfunktsioon NK-rakkudes on äärmiselt haruldane. NK-rakkude roll koespetsiifilises autoimmuunhaigused nagu tüüp 1 diabeet suhkurtõbi, hulgiskleroosja Hashimoto tõbi või süsteemselt autoimmuunhaigused, ei ole veel piisavalt selgitatud. On mõeldav, et NK-rakkudel on koos T-rakkudega aktiveeriv toime, nii et T-rakud korraldavad tegelikke rünnakuid keha enda rakkude vastu. Teiselt poolt suudavad NK-rakud degeneratsioonina ära tunda ka aktiveeritud, automaatselt reageerivad T-rakud ja tapavad need otse. See tähendab, et NK-rakkudel on väga tõenäoline nii initsiatsioon kui ka soodustav kui ka raviv toime autoimmuunhaigused.
