Afweersysteem

Paragraaf 13.1 Afweersystemen Als ziekteverwekkers het lichaam binnen willen komen moeten ze langs drie afweerlinies. 1e afweerlinie: externe niet-specifieke afweer (lichaamsoppervlak) 2e afweerlinie: interne niet-specifieke afweer (fagocyten en natural killer cellen) 3e afweerlinie: specifieke afweer (T-lymfocyten en B-lymfocyten, mestcellen) Paragraaf 13.2 Eerste afweerlinie De eerste afweerlinie bestaat uit het lichaamsoppervlak. Een ziekteverwekker kan op verscheidene plaatsen tegen worden gehouden. - Mond: Het enzym lyzozym in het speeksel breekt de celwand van de bacterie af - Keelholte: Slijmproducerende cellen met lyzozym op het dekweefsel - Maag: Laag pH, en eiwitverterende enzymen - Dikke darm: autochtone bacteriën - Huid: ondoordringbaar voor de meeste micro-organismen: fysische barrière, en commensalen (onschadelijke bacteriën) scheiden stoffen af die groei schadelijke bacteriën remmen: biochemische barrière - Neusluchtpijp: tegengehouden neusharentrilharen en slijm van de slijmcellen - Ogen: Traanvocht bevat lyzozym - Urinewegen: Gespoeld met urine - Vagina: Natuurlijke bacterieflora en lichtzuur milieu Paragraaf 13.3. Tweede Afweerlinie Zodra een ziekteverwekkend micro-organisme het lichaam is binnengedrongen heet die besmetting. De tijd tussen de besmetting het optreden van de eerste ziekteverschijnselen heet de incubatietijd. Bij besmetting zorgen de witte bloedcellen (leukocyten) voor de verdediging. Bij de 2e afweerlinie zijn de monocyten, granulocyten en de ‘natural killer’ cellen belangrijk

Als je besmet raak met bacteriën in de huid geven de beschadigde huidcellen signaalstoffen af (chemotaxis) en bloedvatverwijdende stoffen: histamine. Chemotaxis + bloedvatverwijding heet ontstekingsreactie. De signaalstoffen en bloedvatverwijdende stoffen zorgen ook voor een verhoogde permeabiliteit van de bloedvaten, en ze trekken monocytenmacrofagen en granulocyten aan. Monocyten veranderen in macrofagen als ze in het weefsel zitten. Granulocyten en macrofagen heten samen fagocyten, zij fagocytoren de ziekteverwekkers, en het weefsel herstelt zich. Bij de fagocytose gaan de granulocyten meestal kapot, macrofagen niet; zij kunnen nog een keer fagocyteren. Als fagocyten zich binden aan een ziekteverwekkend micro-organisme vormen ze een fagosoom. De lysosomen in de fagocyten fuseren dan met het fagosoom en het micro-organisme wordt afgebroken. De restanten worden afgescheiden. Virussen gaan ín de cellen zitten en fagocyten kunnen daar niets aan doen. Natural-killer cellen wel zij herkennen een geïnfecteerde cel omdat erop altijd viruseiwitten blijven zitten. De natural killer cel maakt contact met het celmembraan en scheidt membraandoorborende eiwitten en enzymen af, de cel raakt lek en gaat dood. Als een cel is geïnfecteerd produceert het het eiwit interferon. Interferon beschermt de buurcellen tegen virusinfectie. Als je koorts hebt als gevolg van een infectie komt dat doordat je hersenstam in temperatuur toeneemt en met een hogere temperatuur verloopt fagocytose sneller en wordt de interferonproductie verhoogd. Paragraaf 13.4.1 Immuunsysteem De 3e afweerlinie is het immuunsysteem. Er zijn twee belangrijke principes: 1. Het immuunsysteem heeft een geheugen; 2. Het immuunsysteem is specifiek. Er zijn twee groepen belangrijk voor het immuunsysteem: B-lymfocyten en T-lymfocyten
Paragraaf 13.4.2 Specificiteit en geheugen
Elke lymfocyt heeft celreceptoren op zijn membraan, waarmee ze zich kunnen binden aan een bepaald type ziekteverwekker. Het stukje van de ziekteverwekker waar de lymfocyt zich aan bind heet antigeen. Celreceptoren bestaan uit eiwitten en koolhydraten. De celreceptoren van de T-lymfocyten heten T-celreceptoren, die van de B-lymfocyten heten antistoffen, die als speciale eigenschap hebben dat ze aan het bloed kunnen worden afgegeven. Losse antistoffen in het bloed heten immunoglobulinen. Het geheugen van de lymfocyten komt tot stand door de geheugenlymfocyten. Die worden gemaakt wanneer een lymfocyt zich bindt met een antigeen, die lymfocyt gaat zich delen in geheugenlymfocyten en actieve lymfocyten, deze heet klonale selectie. De geheugenlymfocyten ruimen de ziekteverwekkers meteen op als ze nog een keer komen. 13.4.3 B-lymfocyten B-lymfocyten zorgen voor de humorale immuniteit. Dus de3 immuniteit in het bloed, de lymfe en het weefselvloeistof. De geproduceerde antistoffen die de B-lymfocyten maken daar alle antigenen onschadelijk. B-lymfocyten kunnen maar één type antistof maken. Een antistof is een y-vormig molecuul, de vorm van de twee-armige uiteinden verschilt, daarmee passen ze op een type antigeen. Als een B-lymfocyt in aanraking komt met een ziekteverwekker (en erop past!) gaat hij zich delen in plasmacellen en geheugen B-cellen. De plasmacellen produceren antistoffen, en de geheugen B-cellen zorgen voor het geheugen. Dit alles is de primaire immuunreactie. Als je een tweede keer wordt geïnfecteerd met dezelfde ziekteverwekkers komt de secundaire immuunreactie op gang. Er worden dan in veel kortere tijd meer antistoffen gemaakt zodat je niet ziek wordt. Antistoffen maken op verschillende manieren ziekteverwekkers onschadelijk: 1. Antistoffen die op virussen gaan zitten, voorkomen dat virussen kunnen binden aan lichaamscellen. Ze kunnen deze daardoor niet binnendringen. 2. Antistoffen kunnen zich hechten aan vreemde cellen en aan bacteriën waardoor agglutinatie (samenklontering) optreedt. 3. Antistoffen die binden aan gifstoffen maken deze stoffen onwerkzaam doordat ze aan elkaar gekoppeld worden en vlokkerig worden. 4. Ziekteverwekkers waaraan antistoffen zitten, kunnen beter gefagocyteerd worden. Dit komt doordat macrofagen receptoren op hun celmembraan hebben voor het staartdeel van de antistoffen. 13.4.4 T-lymfocyten Er zijn 2 soorten T-lymfocyten: cytotoxische T-cellen en helper T-cellen. T-lymfocyten bevinden zich in de cellulaire fractie van het bloed terwijl de B-lymfocyten in het bloedplasma zitten. Cytotoxische T-cellen zorgen voor de cellulaire immuniteit. Ze kunnen alleen een met een virus geïnfecteerde cel vernietigen als ze op het celmembraan van die cel
1. Een molecuul van het virus op het celmembraan
2. Een lichaamseigen molecuul

Herkennen. Op het celmembraan van lichaamscellen zitten veel dezelfde lichaamseigen moleculen. De HLA’s of de MHC’s. Twee typen antigenen zijn belangrijk. Klasse I-MHC receptoren en klasse II-MHC receptoren. Een cytotoxische T-cel heeft een klasse I-MHC receptor nodig om hem kapot te maken, dit heet een MHC-restrictie. Als je geïnfecteerd ben met een virus, dringt dat virus een lichaamscel binnen en dwingt de cel nieuwe eiwitten te maken voor nog meer virussen. De cel brengt dan stukjes van die eiwitten aan op het membraan. Zo roept het een cytotoxische T-cel te hulp. Ook de T-celreceptoren zijn maar voor één type antigeen. De cytotoxische T-cel vernietigt de cel zo dat er geen heel virus overblijft, door gebruik te maken van het membraandoorborende eiwit perforine. De cytotoxische T-cel deelt zich dan in actieve cytotoxische T-cellen en geheugencytotoxische T-cellen. B-lymfocyten hebben T-lymfocyten nodig om antistoffen te maken. De helper-T-cellen geven namelijk cytokinen af, die de B-lymfocyten en cytotoxische T-cellen stimuleren om te delen. Ze doen dit zodra een helper-T-cel zich bindt aan een macrofaag. Een helper-T-cel heeft een klasse MHC-II celreceptor nodig en die bevinden zich alleen op witte bloedcellen en ze hebben natuurlijk een antigeen nodig. Voorbeeld: Je wordt geïnfecteerd met een virus. Een macrofaag komt dat virus tegen. Hij fagocyteerd hem, en brengt een stukje van het virus naar de MHC-II receptoren op zijn celmembraan. Hij reist vervolgens door de lymfe in de lymfevaten en komt terecht in een lymfeknoop waar hij verschillende helper-T-cellen tegenkomt. Als er eentje op dat stukje virus past koppelt hij zich daaraan. De macrofaag geeft dan cytokinen af aan de helper-T-cel. De helper-T-cel wordt dan geprikkeld om óók cytokinen af te geven. Hij prikkelt dan zichzelf om te delen. Ondertussen zijn ook cytotoxische T-cellen en B-lymfocyten die op het virus passen het virus tegengekomen. En zijn ze eraan gebonden. Door de cytokinen die de helper-T-cel dan heeft afgegeven worden ze gestimuleerd om te delen. 13.4.5 Ontwikkeling van B- en T-lymfocyten Stamcellen worden gemaakt in: - Rode beenmerg in wervels, - Schedelbeenderen, - Platte beenderen - Uiteinden van pijpbeenderen
B-lymfocyten en T-lymfocyten worden gevormd uit lymfoïden stamcellen. Het worden B-lymfocyten als de lymfoïde stamcel zich heeft ontwikkeld in de in het beenmerg, en het wordt een T-lymfocyt als de stamcel zich heeft ontwikkeld in de thymus. Tijdens de rijping van B- en T-lymfocyten leren ze wat lichaamseigen is. Lymfoïde organen spelen een rol in het rijpingsproces van lymfocyten, lymfoïde organen zijn ook: lymfeknopen, milt en amandelen. In de lymfoïde organen vindt het gevecht plaats tussen leukocyten en ziekteverwekkers. Lymfeknopen staan met elkaar in verbinding d.m.v. lymfevaten. Het lymfesysteem maakt the mogelijk dat de weefselvloeistof uit de ruimten tussen de cellen kan terugkeren naar de bloedsomloop. 13.5.1 ABO-bloedgroepsysteem Landsteiner vond uit dat rode bloedcellen van sommige mensen samenklonterden tijdens het contact van bloed met anderen: dit heet agglutinatie. Er zijn vier typen bloedgroepen: A; B; AB en O. A heeft A antigenen B, B, en AB A en B, O heeft er geen. Iemand met bloedgroep A heeft ook antistoffen tegen B, B heeft antistoffen tegen A, AB heeft geen anti B en geen anti-A. En O heeft anti-A en anti-B. Daarom gaat bloed van sommigen dus samenklonteren met anderen, omdat je lichaam dan antistoffen heeft tegen het donorbloed. 13.5.2 Resus-bloedgroepsysteem Soms zijn kinderen bij de geboorte geel en sterven spoedig daarna. De gele kleur wordt veroorzaakt door de kleurstof bilirubine, dat ontstaat als roe bloedcellen worden afgebroken. Een verschil tussen de ABO-bloedgroep tussen moeder en kind maakt hierbij niet uit omdat die bloedcellen niet door de placenta komen. Je hebt nog een bloedgroep: resus. Mensen met resus hebben het D-antigeen op hun rode bloedcellen. Mensen die resus negatief zijn hebben nog geen antistoffen tegen resus. Maar als ze er één keer mee in contact gekomen zijn wel. Deze antistoffen kunnen de placenta wel passeren bij de bevalling. Bij een volgend resuspositief kind van een resusnegatieve moeder zal het bloed van het resuspositieve kind dus gaan samenklonteren, door de antistoffen van de moeder. Tegenwoordig kan dit verkomen worden op verschillende manieren: 1. De moeder krijgt direct na het bevallen van een resuspositief kind antistoffen tegen resus ingediend, zodat de reusantigenen direct afgebroken worden voordat de moeder er zelf antistoffen tegen hoeft te maken. 2. De foetus krijgt resusnegatieve bloedcellen ingespoten. 3. Het kind krijgt direct na de bevalling een wisseltransfusie waardoor de bilirubine uit het bloed wordt verwijderd. 13.5.3 Bloedtransfusies Bij een transfusie met rode bloedcellen moeten de volgende dingen worden uitgezocht: 1. Bepaling ABO-bloedgroep van donor en patiënt; 2. Bepaling van de reusbloedgroep van donor en patiënt; 3. Bepaling of in het plasma van de patiënt antistoffen tegen één van de andere rode bloedcelantigenen van de donor aanwezig zijn

Bloed kan tegenwoordig goed worden bewaard d.m.v. citraat werd in 1914 het bloed onstolbaar gemaakt. Tegenwoordig wordt ook heparine gebruikt om te voorkomen dat bloed stolt. Tegenwoordig wordt ook alleen nog maar de dingen toegediend die de patiënt nodig heeft: 1. Bloedplasma
2. Bloedplaatjes
3. Witte bloedcellen
4. Rode bloedcellen 13.5.4 Orgaantransplantaties Nieren, beenmerg, alvleesklier, hoornvlies, hart en longen zijn organen die vaak getransplanteerd worden, er is altijd een risico van afstoting. Er zijn drie vormen. 1. hypercaute afstoting (binnen enkele minuten door bv. Een verschil in ABO-bloedgroep van donor en patiënt) 2. acute afstoting (na enkele dagen, opgang gezet door T-lymfocyten) 3. chronische afstoting (na enkele maanden geleidelijke beschadiging van het transplantaat men weet nog niet waarom
Er kunnen enorm veel verschillende typen antigenen op de bloedcellen zijn. Een transplantatie heeft de grootste kans op succes als de meeste antigenen overeen komen. Je hebt verschillende typen antigenen: HLA-DR, HLA-A en HLA-B. Zij worden bepaald door de chromosomen in de cel. Vooral HLA-DR mag weinig verschillen. Er is dus ook een groot tekort aan donororganen, en men probeert het nu ook met varkens. Het transplanteren van een soort naar een ander soort heet xenotransplantatie. Donatie van organen is namelijk alleen mogelijk als de patiënt op de intensive care afdeling van het ziekenhuis overlijdt. 13.6.1 Actieve immunisatie De Engelse plattelandsarts Jenner spoot iemand in met koepokkenblaasjes (een onschuldigere variant van het pokkenvirus) en nadat hij was hersteld spoot hij hem in met het echte dodelijke pokkenvirus en hij werd niet ziek. Dit was de eerste vaccinatie. In een vaccin zitten of verzwakte ziekteverwekkers of antigenen van de ziekte verwekker; dit lokt een primaire immuunreactie uit, waardoor bij een volgende besmetting de secundaire immuunreactie op gang komt waardoor je niet ziek wordt. In Nederland zijn hierdoor veel mensen niet meer ziek geworden. Dit heet kunstmatige actieve immunisatie. Je kan ook op een natuurlijke wijze actief worden geïmmuniseerd, bijvoorbeeld als iemand in je gezicht hoest, maak je daar dan ook zelf antistoffen tegen: natuurlijke actieve immunisatie. 13.6.2 Passieve immunisatie Kunstmatige passieve immunisatie is dat als je antistoffen krijgt ingespoten (antiserum). Je hoeft ze dan niet zelf te maken. Natuurlijke passieve immunisatie is dat je de antistoffen op een natuurlijke wijze krijgt zonder ze zelf te hoeven maken, dit gebeurt bijvoorbeeld bij moedermelk. Zuiver antiserum is overigens heel moeilijk te maken. Aangezien als je de antistoffen uit dieren haalt er vaak ook antistoffen tegen andere antigenen aanwezig zijn waardoor ze niet goed door te kweken zijn. Als je dan een dier infecteert met antigenen, zal hij daartegen in onder andere zijn milt antistoffen tegen maken. Toen is men op het idee gekomen om die miltcellen te laten fuseren met tumorcellen, die wel goed door te kweken zijn. Ze doen daar een gifstof bij waar alleen tumorcellen niet tegen kunnen waardoor ze alleen de gefuseerde cellen groeien. Zij die het gewenste antistof produceren worden doorgekweekt. Zo worden de antistoffen van één B-lymfocyt opgekweekt dit zijn monoklonale antistoffen.
13.6.5 Geneesmiddelen Tegen sommige infecties kunnen geen antisera of vaccins helpen. Toen kwam Fleming tot de ontdekking dat sommigen soorten schimmel stoffen produceerden die de groei van bacteriën remmen. Deze door de schimmel afgescheiden stoffen noemde penicilline. Penicilline beschadigt de celwand van bacteriën. Waksman en Schatz ontdekten een andere bacteriedodende stof die ook werd afgescheiden door een schimmel: streptomycine; het eerste effectieve middel tegen tuberculosebacteriën. Zij gebruikten de term antibioticum, als een chemische verbinding die door een micro-organisme wordt gemaakt en die in staat is om andere micro-organismen te doden of in hun groei te remmen. Antibiotica zijn alleen werkzaam tegen bacteriën en gisten, niet tegen virussen. Als er echter te veel antibiotica wordt ingediend kunnen bacteriën door middel van mutatie immuun worden voor penicilline. 13.7 Virusinfectie en antistoffen. Bacteriën zijn makkelijk aan te tonen. Virussen minder omdat ze ín de cellen gaan zitten. Daarom tonen ze vaak de antistoffen aan die je tegen die virussen hebt gemaakt. Maar dit kan dus alleen na enige tijd na de infectie omdat je dan pas die antistoffen hebt. Als je antistoffen tegen een virus hebt ben je seropositief. Voor aids is er de ELISA test. Aids wordt daarmee aangetoond op de volgende manier: (uitgaande van seropositief voor aids) 1. Er worden in een testputje antigenen van het aids virus gedaan. 2. Het serum van de patiënt met de antistoffen tegen aids wordt er bij gedaan. De antistoffen zullen zich binden aan de antigenen. 3. Er worden enzymen toegevoegd die goed aan antistoffen binden. Degenen die niet binden worden weggewassen. 4. Er wordt een kleurloos substraat toegevoegd dat door de enzymen kan worden omgezet tot een gekleurd eindproduct. Dus als het gekleurd is heb je aids. 13.8.1 Allergie Als er bijvoorbeeld stuifmeelkorrels oplossen in het neusslijmvlies komen er antigenen vrij. Als ze een allergische reactie veroorzaken, worden ze ook wel allergenen genoemd. In het geval van een allergische reactie maken B-lymfocyten een speciaal soort antistof IgE. Als IgE zich heeft gebonden aan een allergeen, gaat hij zich ook binden aan een mestcel. De mestcel wordt dan geprikkeld om histamine af te geven, waardoor bloedvaten verwijden, slijmvliezen zwellen en luchtpijptakjes zich vernauwen. Bij een allergologische test worden allerlei antigenen in de rug geprikt en als je er allergisch voor bent kan je dat zien. Allergieën zijn te voorkomen door of het allergeen te vermijden, antihistamine te slikken en soms een overmaat van allergenen te slikken, door steeds hogere allergeeninjecties te geven. 13.8.2 Aids Onderzoekers toonden aan dat mensen met aids een tekort aan T-lymfocyten hadden voornamelijk helper-T-cellen. Het aids-virus heet ook wil HIV. Een aids-virus is een bolletje met een envelop met verschillende typen uitsteeksel. Er zijn twee kapseltjes van eiwitten een binnenste en een buitenste eiwitmantel. In het centrum liggen twee RNA-moleculen en het enzym reverse transcriptase. HIV-cellen koppelen met helper-T-cellen met hun gp-120 receptor aan de CD4 receptor van de helper-T-cel. Het virus boort en gaatje in de cel en de virusinhoud gaat naar binnen. Het enzym ‘revers transcriptase’ maakt een DNA-afdruk van het virus-RNA. Het virus-DNA vermengt dan met het DNA van de cel, en de cel wordt gedwongen om nieuwe virussen te maken, hierdoor wordt de cel vernietigd. Een geïnfecteerde helper-T-cel kan zich ook binden aan andere helper-T-cellen waardoor er meerdere helper-T-cellen niet kunnen functioneren. Nu er minder helper-T-cellen zijn is men ook veel vatbaarder voor anders onschuldige ziekteverwekkers. Virussen reproduceren zich heel snel, maar soms maakt het “reverse transcriptase” fouten waardoor het geproduceerde virus veranderd (mutatie) het kan dan voorkomen dat het virus agressiever wordt en minder goed bestreden kan worden. Iemand die besmet is met HIV heeft nog geen aids, het is wel vrij zeker dat hij aids zal krijgen. Je zegt pas dat iemand aids heeft als hij infecties krijgt die bij mensen met een normaal afweersysteem niet voorkomen: opportunistische infecties. HIV is nauwelijks besmettelijk, alleen door bloed, sperma, vaginaal vocht en menstruatiebloed kan HIV worden overgebracht: dus ook bij onveilige seks. Ook in speeksel, zweet, moedermelk en urine is een verzwakte vorm van HIV aangetoond. Er zijn geen medicijnen tegen aids die het volledig lam kunnen leggen. Er zijn wel verschillende ‘remmers’: - AZT. AZT lijkt op DNA-nucleode thymine. Dit heeft het virus nodig om reverse transcriptase te maken. Als hij in plaats van thymine AZT inbouwt stopt de verdere synthese van het virus DNA. Er zijn bijverschijnselen zoals bloedarmoede, en na een half jaar zijn veel aids-virussen ongevoelig voor AZT - ddI is ook een reverse transcriptase remmer. - Ritonavir. Protease-enzymen remmer. Protease-enzymen knippen grote eiwitten op maat voor nieuwe virusdeeltjes. Protease remmers verhinderen dus de verdere aanmaak van virussen, ondanks dat het virus DNA zich al in het menselijk DNA genesteld heeft. - Combinatie therapie heel hoopgevend. Zo snel mogelijk een combinatie van AZT-achtige middelen en protease remmers. Na 3 jaar kan het lichaam vrij zijn van virus. Maar het kan zich nog wel schuilhouden op onbekende plekken. 13.8.3 Auto-immuunziekten Soms is er sprake van dat het lichaam antistoffen maakt tegen lichaamseigen antigenen. Dat noem je een auto-immuunziekte. Twee voorbeelden: suikerziekte en reuma. Bij suikerziekte gaat men antistoffen maken voor beta-cellen. Beta-cellen maken insuline dat bijdraagt het glucosegehalte in het bloed constant te houden. Dit komt doordat de eiwitten op de celmembraan veranderen door mutaties in antigenen. Recent is ontdekt dat dat kan komen door virusinfecties zoals rodehond, die kunnen een ontsteking van de beta-cellen veroorzaken, waardoor de eiwitten veranderen in antigenen. De mutaties zijn dan niet spontaan. Reuma is een verzamelnaam voor: aandoeningen die spieren pezen, gewrichten het bijbehorende bindweefsel aantasten met pijn als gevolg. Het afweersysteem valt het gewichtskraakbeen of de gewrichtssmeer-vormende cellen aan. Recent denkt men dat dat komt door bacteriën die bepaalde B- en T-lymfocyten activeren om de gewrichtscellen onschadelijk te maken.