Mechanisms of Disease 1
HC02 - Introduction to the immune system
Defensie
- Beschermingsmechanisme van het lichaam bestaat uit 3 lagen
(buiten binnen):
1. Fysieke en chemische barrière
2. Aangeboren immuunsysteem, ook wel innate immune
system
3. Verkregen immuunsysteem, ook wel adaptive immune
system
- Fysieke barrière wordt gevormd door je huid en de epithelia van
de gastro-intestinale tractus, de urogenitale tractus en de
respiratoire tractus.
o Epitheel in de huid en de holtes (die in contact staan met de
buitenwereld, zoals darmen en longen) vormen een stevige
ondoordringbare barrière
- Chemische barrière wordt gevormd door o.a. antimicrobiele
stoffen op het epitheel, bacteriedodende enzymen in bv. speeksel en
een lage pH-waarde in bv. de maag
Zorgen samen dat de pathogenen geen weefsel gaan koloniseren
Het immuunsysteem
- Soms komen pathogenen door de eerste laag (bv. door een wond)
dan treedt het aangeboren immuunsysteem in werking, bevat
verschillende cellen en stoffen:
o Leukocyten: witte bloedcellen (lymfocyten, macrofagen en
granulocyten)
o Cytokinen: moleculen die worden afgegeven om te
communiceren, zoals;
Interleukinen (IL): zorgen voor communicatie met
andere cellen
Chemokinen: trekken leukocyten aan
Interferonen: interferen met de replicatie van virussen
o Verschillende soorten proteïnen in het bloed, zoals
complement componenten
- Het immuunsysteem herkent en onderscheid lichaamsvreemde van
lichaamseigen stoffen, bij een auto-immuunziekte gaat dit fout
- Immuunsysteem bestaat uit aangeboren (= innate) en verkregen
(= adaptive)
o Innate is sneller in werking maar minder specifiek
o Adaptive doet veel langer over om in werking te komen, maar
is dan ook veel specifieker, verbetert ook met de tijd en na de
infectie is er geheugen
Geheugen zorgt ervoor dat er bij volgende infectie van
zelfde type pathogeen het immuunsysteem sneller in werking
kan worden gezet
,Aangeboren/ innate imuunsysteem
- Begint als er een pathogeen wordt herkend (wat door fysieke
barrière is getreden)
- Innate immune system zorgt voor het afbreken van het pathogeen
- Doet hij met behulp van leukocyten en het complement system
- Het complement system bestaat o.a. uit de clasical pathway en
gebruikt een keten van proteins genummerd van C1 t/m C9
o Complement system acts really fast
o Is already there and no need for B-T-cells
- Belangrijke cellen bij de werking van het innate immune system zijn
effectorcellen:
o Granulocyten (in bloed)
Neutrofielen: eet de slechte (lichaamsvreemde) cel op,
eerste afweer bij bacteriële infectie
Eosinofielen (vaak bij parasieten en allergieën)
Basofielen (vaak bij allergieën)
o Mestcellen
o Dendritische cellen (neutrofielen van de huid i.p.v. in het
bloed)
o Macrofagen (antigeen presenterende cel)
o Monocyten
Deze herkennen en fagocyteren samen de pathogenen en
scheiden vervolgens cytokinen uit
- Activatie van het complementsystem zorgt voor binding van een
complement component aan de pathogenen
- Deze complement componenten kunnen vervolgend herkend
worden door de receptoren op de effectorcellen, waarna de
pathogenen worden gefagocyteerd
1. Dendritische cell/macrofaag pakt pathogeen op en ‘proeft’
2. Scheidt vervolgens cytokines uit
3. Cytokines over pathogeen heen: opsonisatie van complement
4. Neutrofielen en macrofagen eten het pathogen op
Adaptive immune respons (verkregen)
Bij een complexer organism (=pathogen) die je
lichaam aanvalt, hoort een complexere aanval (wel
B/T-cellen nodig en dus specifieker)
- Belangrijke cellen bij het adaptive immune
system
o B-cellen: lymfocyten met B-celreceptoren (Y-vorm)
o T-cellen: lymfocyten met T-celreceptoren
o Antigeen presenterende cellen (APC): maken ook deel uit
van aangeboren immuunsysteem, deze cellen presenteren na
fagocytose van het pathogeen het antigen (lichaamsvreemd
proteïne) op hun celmembraan;
Macrofagen
Dendritische cellen
- APC presenteren het antigeen op MHC-moleculen op het
celmembraan
, - B-cellen (worden ‘geroepen’ door T-helpercellen) en T-cellen hebben
receptoren op het celmembraan waar de antigenen op de APC aan
kunnen binden
o De plek waar het antigen bindt verschilt van vorm met andere
B/T-cellen
o Verschillende lymfocyten kunnen dus verschillende antigenen
binden
- Als een antigen aan een B-cel receptor bindt, kan de B-cel
antilichamen afgeven
o Deze hebben dezelfde vorm als de B-cel receptor en kunnen
daardoor hetzelfde antigen binden
- Als de lymfocyt een antigeen bindt zal de lymfocyt zich gaan
vermeerderen: clonal expansion
o Ontstaat een grote groep B- en T-cellen met de juiste receptor
om het antigeen te kunnen binden en daardoor de infectie te
kunnen bestrijden
o Als de infectie voorbij is zal het aantal lymfocyten weer
verminderen, maar, de infectie wordt wel opgeslagen in het
geheugen van het immuunsysteem
o De paar lymfocyten die blijven bestaan zullen bij een volgende
infectie van hetzelfde pathogeen snel kunnen reageren
Lymfesysteem
- B-cellen worden gemaakt in het beenmerg
- T-cellen worden ook gemaakt in het beenmerg maar migreren
daarna naar de thymus om daar verder te ontwikkelen
- In de lymfeknopen bevinden zich grote hoeveelheden lymfocyten
o Bij een infectie zal de APC zich naar de lymfeknopen
verplaatsen, waar hij lymfocyten tegenkomt en de
immuunreactie in gang kan worden gezet
Take home message
- Belangrijk; verschil tussen innate/adaptive immunity
- Ken de cel types en hun functie bij immune responses
Een groot pathogen
- Mestcell pikt het grote pathogen op en eet het op
- Begint cytokines te produceren om de eosinophil te ‘roepen’
- De eosinophil laat granulen vrij
Infection
- Infectie heeft 4 herkenbare symptomen: zwelling, roodheid, warmte
en pijn
- In een vroeg stadium van een infectie scheiden macrofagen en
mestcellen verschillende stoffen uit, zoals histamine, cytokinen en
serotonine
- De permeabiliteit van de bloedvaten wordt verhoogd, waardoor het
makkelijker wordt voor andere cellen van het immuunsysteem om
de plaats van infectie te bereiken
, - Neutrofielen worden aangetrokken door de chemokines die rond de
infectie worden afgescheiden
- Het complement systeem treedt dan in werking en labelt de
pathogenen, zodat deze makkelijker herkenbaar zijn voor de
fagocyten.
- Later treedt ook het adaptive immuun systeem in werking
Vaccinatie
- Deel van een virus wordt toegevoegd, lichaam gaat dan
antilichamen produceren tegen dit virus
- Wanneer in de toekomst dit virus het lichaam binnen treedt, kan het
zo snel bestreden worden
Gebreken in het immuunsysteem
- Immuunsysteem kan overactief reageren op lichaamsvreemde
stoffen, zoals bij hooikoorts, nikkelallergie of glutenallergie
- Lichaam kan lichaamseigen cellen, weefsel en organen aanvallen
(Myasthenia gravis, SLE en diabetes type 1)
- Na transplantatie kunnen T-cellen het donororgaan aanvallen en
kunnen er antilichamen tegen worden gevormd (= afstoting vh
donororgaan)
- Lichaam kan een gebrek aan lymfocyten en fagocyten hebben
- Lichaam kan gebreken in het complementsysteem hebben, met als
gevolg een te lage immuunrespons en infecties kunnen herhaald
worden
Patiënten met een donororgaan of een auto-immuunziekte kan
immunosuppressieve medicatie helpen, deze onderdrukken het
immuunsysteem
HC03 - Mechanisms of innate immunity
Immunity – twee soorten systemen (innate vs adaptive)
Innate (aangeboren)
- Fast
- Less specific (patterns)
- Does not improve (is direct maximal)
- No memory
Adaptive (later HC)
- Slow
- Highly specific
- Improves in time
- Memory
Innate en adaptive werken samen!
Inflammation
- Te herkennen aan: redness, swelling, heat, pain and sometimes
functional loss
- Reactions that bring cells and soluble molecules of the immune
system to sites of infection or tissue damage
HC02 - Introduction to the immune system
Defensie
- Beschermingsmechanisme van het lichaam bestaat uit 3 lagen
(buiten binnen):
1. Fysieke en chemische barrière
2. Aangeboren immuunsysteem, ook wel innate immune
system
3. Verkregen immuunsysteem, ook wel adaptive immune
system
- Fysieke barrière wordt gevormd door je huid en de epithelia van
de gastro-intestinale tractus, de urogenitale tractus en de
respiratoire tractus.
o Epitheel in de huid en de holtes (die in contact staan met de
buitenwereld, zoals darmen en longen) vormen een stevige
ondoordringbare barrière
- Chemische barrière wordt gevormd door o.a. antimicrobiele
stoffen op het epitheel, bacteriedodende enzymen in bv. speeksel en
een lage pH-waarde in bv. de maag
Zorgen samen dat de pathogenen geen weefsel gaan koloniseren
Het immuunsysteem
- Soms komen pathogenen door de eerste laag (bv. door een wond)
dan treedt het aangeboren immuunsysteem in werking, bevat
verschillende cellen en stoffen:
o Leukocyten: witte bloedcellen (lymfocyten, macrofagen en
granulocyten)
o Cytokinen: moleculen die worden afgegeven om te
communiceren, zoals;
Interleukinen (IL): zorgen voor communicatie met
andere cellen
Chemokinen: trekken leukocyten aan
Interferonen: interferen met de replicatie van virussen
o Verschillende soorten proteïnen in het bloed, zoals
complement componenten
- Het immuunsysteem herkent en onderscheid lichaamsvreemde van
lichaamseigen stoffen, bij een auto-immuunziekte gaat dit fout
- Immuunsysteem bestaat uit aangeboren (= innate) en verkregen
(= adaptive)
o Innate is sneller in werking maar minder specifiek
o Adaptive doet veel langer over om in werking te komen, maar
is dan ook veel specifieker, verbetert ook met de tijd en na de
infectie is er geheugen
Geheugen zorgt ervoor dat er bij volgende infectie van
zelfde type pathogeen het immuunsysteem sneller in werking
kan worden gezet
,Aangeboren/ innate imuunsysteem
- Begint als er een pathogeen wordt herkend (wat door fysieke
barrière is getreden)
- Innate immune system zorgt voor het afbreken van het pathogeen
- Doet hij met behulp van leukocyten en het complement system
- Het complement system bestaat o.a. uit de clasical pathway en
gebruikt een keten van proteins genummerd van C1 t/m C9
o Complement system acts really fast
o Is already there and no need for B-T-cells
- Belangrijke cellen bij de werking van het innate immune system zijn
effectorcellen:
o Granulocyten (in bloed)
Neutrofielen: eet de slechte (lichaamsvreemde) cel op,
eerste afweer bij bacteriële infectie
Eosinofielen (vaak bij parasieten en allergieën)
Basofielen (vaak bij allergieën)
o Mestcellen
o Dendritische cellen (neutrofielen van de huid i.p.v. in het
bloed)
o Macrofagen (antigeen presenterende cel)
o Monocyten
Deze herkennen en fagocyteren samen de pathogenen en
scheiden vervolgens cytokinen uit
- Activatie van het complementsystem zorgt voor binding van een
complement component aan de pathogenen
- Deze complement componenten kunnen vervolgend herkend
worden door de receptoren op de effectorcellen, waarna de
pathogenen worden gefagocyteerd
1. Dendritische cell/macrofaag pakt pathogeen op en ‘proeft’
2. Scheidt vervolgens cytokines uit
3. Cytokines over pathogeen heen: opsonisatie van complement
4. Neutrofielen en macrofagen eten het pathogen op
Adaptive immune respons (verkregen)
Bij een complexer organism (=pathogen) die je
lichaam aanvalt, hoort een complexere aanval (wel
B/T-cellen nodig en dus specifieker)
- Belangrijke cellen bij het adaptive immune
system
o B-cellen: lymfocyten met B-celreceptoren (Y-vorm)
o T-cellen: lymfocyten met T-celreceptoren
o Antigeen presenterende cellen (APC): maken ook deel uit
van aangeboren immuunsysteem, deze cellen presenteren na
fagocytose van het pathogeen het antigen (lichaamsvreemd
proteïne) op hun celmembraan;
Macrofagen
Dendritische cellen
- APC presenteren het antigeen op MHC-moleculen op het
celmembraan
, - B-cellen (worden ‘geroepen’ door T-helpercellen) en T-cellen hebben
receptoren op het celmembraan waar de antigenen op de APC aan
kunnen binden
o De plek waar het antigen bindt verschilt van vorm met andere
B/T-cellen
o Verschillende lymfocyten kunnen dus verschillende antigenen
binden
- Als een antigen aan een B-cel receptor bindt, kan de B-cel
antilichamen afgeven
o Deze hebben dezelfde vorm als de B-cel receptor en kunnen
daardoor hetzelfde antigen binden
- Als de lymfocyt een antigeen bindt zal de lymfocyt zich gaan
vermeerderen: clonal expansion
o Ontstaat een grote groep B- en T-cellen met de juiste receptor
om het antigeen te kunnen binden en daardoor de infectie te
kunnen bestrijden
o Als de infectie voorbij is zal het aantal lymfocyten weer
verminderen, maar, de infectie wordt wel opgeslagen in het
geheugen van het immuunsysteem
o De paar lymfocyten die blijven bestaan zullen bij een volgende
infectie van hetzelfde pathogeen snel kunnen reageren
Lymfesysteem
- B-cellen worden gemaakt in het beenmerg
- T-cellen worden ook gemaakt in het beenmerg maar migreren
daarna naar de thymus om daar verder te ontwikkelen
- In de lymfeknopen bevinden zich grote hoeveelheden lymfocyten
o Bij een infectie zal de APC zich naar de lymfeknopen
verplaatsen, waar hij lymfocyten tegenkomt en de
immuunreactie in gang kan worden gezet
Take home message
- Belangrijk; verschil tussen innate/adaptive immunity
- Ken de cel types en hun functie bij immune responses
Een groot pathogen
- Mestcell pikt het grote pathogen op en eet het op
- Begint cytokines te produceren om de eosinophil te ‘roepen’
- De eosinophil laat granulen vrij
Infection
- Infectie heeft 4 herkenbare symptomen: zwelling, roodheid, warmte
en pijn
- In een vroeg stadium van een infectie scheiden macrofagen en
mestcellen verschillende stoffen uit, zoals histamine, cytokinen en
serotonine
- De permeabiliteit van de bloedvaten wordt verhoogd, waardoor het
makkelijker wordt voor andere cellen van het immuunsysteem om
de plaats van infectie te bereiken
, - Neutrofielen worden aangetrokken door de chemokines die rond de
infectie worden afgescheiden
- Het complement systeem treedt dan in werking en labelt de
pathogenen, zodat deze makkelijker herkenbaar zijn voor de
fagocyten.
- Later treedt ook het adaptive immuun systeem in werking
Vaccinatie
- Deel van een virus wordt toegevoegd, lichaam gaat dan
antilichamen produceren tegen dit virus
- Wanneer in de toekomst dit virus het lichaam binnen treedt, kan het
zo snel bestreden worden
Gebreken in het immuunsysteem
- Immuunsysteem kan overactief reageren op lichaamsvreemde
stoffen, zoals bij hooikoorts, nikkelallergie of glutenallergie
- Lichaam kan lichaamseigen cellen, weefsel en organen aanvallen
(Myasthenia gravis, SLE en diabetes type 1)
- Na transplantatie kunnen T-cellen het donororgaan aanvallen en
kunnen er antilichamen tegen worden gevormd (= afstoting vh
donororgaan)
- Lichaam kan een gebrek aan lymfocyten en fagocyten hebben
- Lichaam kan gebreken in het complementsysteem hebben, met als
gevolg een te lage immuunrespons en infecties kunnen herhaald
worden
Patiënten met een donororgaan of een auto-immuunziekte kan
immunosuppressieve medicatie helpen, deze onderdrukken het
immuunsysteem
HC03 - Mechanisms of innate immunity
Immunity – twee soorten systemen (innate vs adaptive)
Innate (aangeboren)
- Fast
- Less specific (patterns)
- Does not improve (is direct maximal)
- No memory
Adaptive (later HC)
- Slow
- Highly specific
- Improves in time
- Memory
Innate en adaptive werken samen!
Inflammation
- Te herkennen aan: redness, swelling, heat, pain and sometimes
functional loss
- Reactions that bring cells and soluble molecules of the immune
system to sites of infection or tissue damage
