Infectie en afweer
Hoofdstuk 1: Microbiologie in de beweging
1.1. Inleiding:
Microbiologie = interactie vd mens met zijn omgeving
Meestal samenleving met microbiële wereld oke, tenzij samenlevingspatroon verstoord
wordt vb covid
Systeem in onevenwicht = pathogenen kunnen overgroeien
Heel wat micro-organismen leven samen met ons in een niche (= soort van
plaats/conditie waarin de micro-organismen zich goed voelen):
- Commensalen = ze zijn continue bij ons aanwezig
- Symbionten = we helpen mekaar (voordeel uit halen)
- Pathogenen = ziekmakende micro-organismen
Toenemende prevalentie van astma en atopische ziektes = door eigen wil om minder
infecties door te maken door vaccinatie.
1.2. De drie domeinen van het leven:
17e eeuw: uitvinding microscoop → beschrijven van de kokken, staven, staphylokokken (=
levende micro-organismen)
19e eeuw: link met rottingsprocessen, wijn en ziekte (hieruit weten we dat de beestjes
metabool actief zijn).
Men dacht vroeger dat het leven opgesplitst was in het zichtbare en het onzichtbare.
Hierbij was de toenmalige visie dat het onzichtbare leven ontstaat uit het levenloze en
het zichtbare leven door god is geschapen.
1.3. Van zichtbare kenmerken tot moleculaire kenmerken:
De diversiteit van de microbiële wereld is vele malen groter dan deze van de
multicellulaire visuele wereld. Deze kunnen we kwantificeren door ribosomaal RNA-
sequentie (De ribosomen zijn de organellen die mRNA omzetten in eiwitten →
enzymatische activiteit).
16S rRNA = kleine subunit van het ribosoom bij prokaryoten (= bacteriën). Het is sterk
gelinkt aan het 18S rRNA (= eukaryoten).
De rRNA moleculen heeft een heel complexe structuur. Deze structuur heeft een deel van
de ondersteuning van het ribosoom en de enzymatische activiteit. Als er hier mutaties in
groeien kan het ervoor zorgen dat heel het rRNA niet meer werkt. Daarom is in de evolutie
1
,van het DNA dat codeert voor het 16S rRNA/18S rRNA heel sterk bewaard/geconserveerd
(zit weinig variatie in).
We kunnen op basis van het 16S rRNA, bacteriën gaan identificeren (taxonomie/fylogenie).
Dit doen we door de sequentie bekijken en te zien welke soort wat is. Twee bacteriën zijn
van een andere soort als er minstens zoveel % van de nucleotiden verschillend zijn.
Fylogenetische boom: moderne voorstelling van de levensboom gebaseerd op
nucleïnezuursequenties: 16S/18S rRNA + DNA sequenties
De drie domeinen van het leven zijn: bacteriën, archaea (lijken op bacteriën) en
eukaryoten. Archaea zijn ook eencelligen die vooral in de omgeving voorkomen. We
hebben nog geen bewijs dat deze ziektes kunnen veroorzaken.
Eukaryoten hebben ene celkern en bevatten de planten dieren en fungi (schimmels).
Virussen niet opgenomen in de boom want ze zijn geen levende organismen (= een
organisme of cel die metabool actief kunnen zijn en eiwitten hebben die ervoor zorgen
dat er een omzetting gebeurt van producten zodat er energie ontstaat (bv
mitochondriën)). Virussen kunnen dus zelf geen energie produceren en hebben hiervoor
een levende gastheer nodig. Een dode huid is daarom dan ook een ideale barrière tegen
virale infecties.
LUCA = last universal common ancestor (oercel) heeft waarschijnlijk nooit echt bestaan.
Dit omdat we uitwisseling hebben tussen genen (horizontale gentransfer). Bij bacteriën
is een horizontale gentransfer duidelijk waarneembaar en frequent (bv. antibiotica-
resistentie)
De E. coli heeft een genoom van ongeveer 5000 genen met een core genoom bestaande
uit 2200 genen (= aanwezig in alle E. coli). Als we alle E.coli’s van de wereld samen
leggen, weten we dat er 13 000 verschillende genen zijn.
Virussen en bacteriën passen zich aan de omgeving aan met een enorme snelheid onder
andere omdat hun voortplantingssnelheid ook vele malen hoger ligt dan deze van de
mens.
2
,Bij deze proef hebben ze een bak vol met antibiotica concentratie gevuld (de cijfers = de
concentratie antibiotica). Men brengt op het einde de E.coli bacterie aan en laat ze
diffunderen. Tussen de overgangen van antibiotica, komen niet alle bacteriën erdoor,
maar een selectie van de resistente kolonies.
Deze variaties ontstaan door enerzijds mutaties maar ook anderzijds fenotypische
aanpassingen (bv. bacterie komt in een gebied met antibiotica en switcht een eiwit
waardoor deze resistent wordt = inductie van resistentie).
Dit gebeurt ook in ons leven: Als je een pte hebt die een infectie heeft en je behandeld
deze met antibiotica, dan kan in sommige gevallen dat de pte verbetert maar na een
week hervalt. Via laboratoriumtesten kan je zien dat de bacterie dezelfde is als ervoor
maar nu resistent is tegen het antibioticum, dus ga je moeten switchen van medicatie.
Bacteriën kunnen heel snel evolueren. Sneller als de mens zich zou kunnen evolueren.
Virussen zijn niet zichtbaar met een LM. Om ze te kunnen zien heb je een EM nodig. Via
een ‘Chamberlandfilter’ kan je bacteriën en virussen filteren. Zo houdt de filter bacteriën
tegen en zijn de virussen het filtreerbaar agens.
Het virus verdund niet uit in tegenstelling tot vergif. Wel kan het virus zich dupliceren.
8% van het humaan genoom is afkomstig van de endogene retrovirussen (= 8% van het
humaan genoom bestaat uit ingebouwd viraal materiaal). Een endogeen retrovirus is een
virus dat zich ooit in een humaan genoom heeft ingenesteld, maar die niet meer
repliceren maar af en toe wel nog eiwitten kunnen maken.
3
,1.4. De kiemtheorie:
Hypothese: ‘Infectieuze ziektes worden veroorzaakt door micro-organismen’.
Infectieziekten kunnen overgedragen worden door niet zieke personen. De verwekker
veroorzaakt niet altijd ziekte = afhankelijk van de vatbaarheid individu voor kolonisatie,
invasie en immuunrespons kan deze symptomen uiten of niet.
- Conditionele pathogenen: maken gebruik van de opportuniteit om ziekte te
veroorzaken bij vatbare individuen (bv. blaasinfectie door E coli)
- Opportunistische pathogenen: door een veralgemeende vermindering van de
immuniteit (bv. wondje, immuunsuppressie), geen ziekte mogelijk bij gezonde
personen. De veroorzaker hiervan kan geen ziekte veroorzaken bij gezonde
personen. (bv pneumonie door pneumocystis jeroveci)
- Dysbacteriose: lokale flora is uit balans. De symptomen zijn niet toe te schrijven
aan een overgroei van één kiem
Links zie je de normale afweer waarbij een bacterie
binnenkomt en zo snel mogelijk een infectie wilt
veroorzaken.
Zijn eerste obstakel die hij tegenkomt = kolonisatie-
resistentie (= bacterie komt in competitie met
andere commensale bacteriën; de niche is al
ingenomen).
Zijn tweede obstakel = de anatomie; je hebt de
intacte huid. Zolang deze huid intact is, zal er geen
virale infectie oplopen. Wanneer de barrière is
doorbroken door een trauma (bv. chirurgische
ingreep) krijgen we een invasie.
Pas op het einde zal ons immuunsysteem in actie
komen.
Bij een persoon met een verzwakte afweer zullen de
bacteriën sneller een infectie kunnen veroorzaken.
4
,Er zijn verschillende pathogenen onder de archaea, bacteria en eukaryoten:
Een schimmelinfectie = alarm van verminderde weerstand. Dit komt niet voor bij een
gezonde persoon (enkel een vaginale candida infectie kan wel voorkomen bij een
gezonde persoon).
Ook virussen zijn ziekteverwerkers, maar deze zijn geen levende wezens.
Pathogeniciteit veronderstelt dat de pathogenen dezelfde niche delen met ons. Dus geen
pathogenen bij de archaea, want er is geen contact met mens.
Het pathogeen muteert en de meest infectieuze variant neemt de overhand =
evolutietheorie
1.5. Interacties tussen species in één niche:
We leven samen met pathogenen in een macroscopische niche (= onze omgeving). Een
goed voorbeeld hiervan zijn de mazelen. Mazelen: overleeft enkel in mens, eens contact
= mens overlijdt of is levenslang immuun (daarom dat mazelen een kinderziekte is. Het
komt dus niet/zelden voor bij volwassenen). Enkel niet-immune mensen worden ziek ->
virus overleeft enkel in grote populaties (> 10 000 personen). Als de
mensengemeenschap te klein is, kan het virus niet overleven.
• commensale bacteriën: niet-ziekmakende symbionten
o Fysiologisch steriel: geen micro-organismen → verwachten geen bacteriën,
wel virussen.
▪ Bloed en intern milieu (hersenen, lever,…) → Alles onder een
basaal membraan (afgescheiden van de buitenwereld door een
epitheel)
▪ Broncheoli, alveoli (ademhaling)
▪ Urineblaas, ureter (urogenitaal)
▪ Prostaat, baarmoeder, zaad- en eileiders
5
, o fysiologisch niet-steriel:
▪ Huid
▪ Mond-anus (bv. Pte die gesondeerd worden hebben geen flush en
zijn vatbaarder voor bacteriële infecties)
▪ Dikke/dunne darm = de plaats van het microbioom. Gecombineerd
genoom (5x106 genen): enorme metabole activiteit die de humane
metabole activiteit (2x104 genen) aanvult (= metabool orgaan). Voor
de mens zorgt het gecombineerd genoom voor het verteren van
onverteerbare polysachariden of productie van vitaminen.
o virussen (vooral bacteriofagen) zitten in de faeces en hebben belang voor
horizontale gentransfer. Bacteriën baden in de virale genen. (Er zijn meer
virussen dan bacteriën)
• next generation sequencing (NGS): de niches in ons lichaam
Het humaan metagenoom = microbioom (= microbieel DNA) + viroom (= viraal
RNA/DNA)
De mens leeft samen met darmbacteriën, huidbacteriën,… en samen gedragen we ons
als één organisme (= symbiose).
Microbiota krijgen in onze darm een voedselrijk milieu met een constante temperatuur
(= goede broeihaard)
• Dynamische habitat:
o Voeding, lifestyle, hygiëne en medicatie (bv. antibiotica) hebben een invloed op
de samenstelling van het microbioom. Het metagenoom kan veranderen ->
vatbaarheid voor ziekte.
o Inname van antibiotica kan voor gevolg hebbe dat het bacterieel
evenwicht in de darm wordt verstoord en zo zware diarree optreedt.
• Germ free animals (kiemvrije dieren): Dergelijke muizen hebben uitgezet caecum,
verkleind darmoppervlakte met minder absorptie van voedingsstoffen en
onderontwikkeld immuunsysteem (IS). Dit leidt tot verlengde gastro-intestinale
transit, verminderde peristaltiek en vermeerderde epitheliale permeabiliteit. Dit zorgt
uiteindelijk voor minder obesitas: je hebt meer calorie-inname nodig voor hetzelfde
gewicht.
6
Hoofdstuk 1: Microbiologie in de beweging
1.1. Inleiding:
Microbiologie = interactie vd mens met zijn omgeving
Meestal samenleving met microbiële wereld oke, tenzij samenlevingspatroon verstoord
wordt vb covid
Systeem in onevenwicht = pathogenen kunnen overgroeien
Heel wat micro-organismen leven samen met ons in een niche (= soort van
plaats/conditie waarin de micro-organismen zich goed voelen):
- Commensalen = ze zijn continue bij ons aanwezig
- Symbionten = we helpen mekaar (voordeel uit halen)
- Pathogenen = ziekmakende micro-organismen
Toenemende prevalentie van astma en atopische ziektes = door eigen wil om minder
infecties door te maken door vaccinatie.
1.2. De drie domeinen van het leven:
17e eeuw: uitvinding microscoop → beschrijven van de kokken, staven, staphylokokken (=
levende micro-organismen)
19e eeuw: link met rottingsprocessen, wijn en ziekte (hieruit weten we dat de beestjes
metabool actief zijn).
Men dacht vroeger dat het leven opgesplitst was in het zichtbare en het onzichtbare.
Hierbij was de toenmalige visie dat het onzichtbare leven ontstaat uit het levenloze en
het zichtbare leven door god is geschapen.
1.3. Van zichtbare kenmerken tot moleculaire kenmerken:
De diversiteit van de microbiële wereld is vele malen groter dan deze van de
multicellulaire visuele wereld. Deze kunnen we kwantificeren door ribosomaal RNA-
sequentie (De ribosomen zijn de organellen die mRNA omzetten in eiwitten →
enzymatische activiteit).
16S rRNA = kleine subunit van het ribosoom bij prokaryoten (= bacteriën). Het is sterk
gelinkt aan het 18S rRNA (= eukaryoten).
De rRNA moleculen heeft een heel complexe structuur. Deze structuur heeft een deel van
de ondersteuning van het ribosoom en de enzymatische activiteit. Als er hier mutaties in
groeien kan het ervoor zorgen dat heel het rRNA niet meer werkt. Daarom is in de evolutie
1
,van het DNA dat codeert voor het 16S rRNA/18S rRNA heel sterk bewaard/geconserveerd
(zit weinig variatie in).
We kunnen op basis van het 16S rRNA, bacteriën gaan identificeren (taxonomie/fylogenie).
Dit doen we door de sequentie bekijken en te zien welke soort wat is. Twee bacteriën zijn
van een andere soort als er minstens zoveel % van de nucleotiden verschillend zijn.
Fylogenetische boom: moderne voorstelling van de levensboom gebaseerd op
nucleïnezuursequenties: 16S/18S rRNA + DNA sequenties
De drie domeinen van het leven zijn: bacteriën, archaea (lijken op bacteriën) en
eukaryoten. Archaea zijn ook eencelligen die vooral in de omgeving voorkomen. We
hebben nog geen bewijs dat deze ziektes kunnen veroorzaken.
Eukaryoten hebben ene celkern en bevatten de planten dieren en fungi (schimmels).
Virussen niet opgenomen in de boom want ze zijn geen levende organismen (= een
organisme of cel die metabool actief kunnen zijn en eiwitten hebben die ervoor zorgen
dat er een omzetting gebeurt van producten zodat er energie ontstaat (bv
mitochondriën)). Virussen kunnen dus zelf geen energie produceren en hebben hiervoor
een levende gastheer nodig. Een dode huid is daarom dan ook een ideale barrière tegen
virale infecties.
LUCA = last universal common ancestor (oercel) heeft waarschijnlijk nooit echt bestaan.
Dit omdat we uitwisseling hebben tussen genen (horizontale gentransfer). Bij bacteriën
is een horizontale gentransfer duidelijk waarneembaar en frequent (bv. antibiotica-
resistentie)
De E. coli heeft een genoom van ongeveer 5000 genen met een core genoom bestaande
uit 2200 genen (= aanwezig in alle E. coli). Als we alle E.coli’s van de wereld samen
leggen, weten we dat er 13 000 verschillende genen zijn.
Virussen en bacteriën passen zich aan de omgeving aan met een enorme snelheid onder
andere omdat hun voortplantingssnelheid ook vele malen hoger ligt dan deze van de
mens.
2
,Bij deze proef hebben ze een bak vol met antibiotica concentratie gevuld (de cijfers = de
concentratie antibiotica). Men brengt op het einde de E.coli bacterie aan en laat ze
diffunderen. Tussen de overgangen van antibiotica, komen niet alle bacteriën erdoor,
maar een selectie van de resistente kolonies.
Deze variaties ontstaan door enerzijds mutaties maar ook anderzijds fenotypische
aanpassingen (bv. bacterie komt in een gebied met antibiotica en switcht een eiwit
waardoor deze resistent wordt = inductie van resistentie).
Dit gebeurt ook in ons leven: Als je een pte hebt die een infectie heeft en je behandeld
deze met antibiotica, dan kan in sommige gevallen dat de pte verbetert maar na een
week hervalt. Via laboratoriumtesten kan je zien dat de bacterie dezelfde is als ervoor
maar nu resistent is tegen het antibioticum, dus ga je moeten switchen van medicatie.
Bacteriën kunnen heel snel evolueren. Sneller als de mens zich zou kunnen evolueren.
Virussen zijn niet zichtbaar met een LM. Om ze te kunnen zien heb je een EM nodig. Via
een ‘Chamberlandfilter’ kan je bacteriën en virussen filteren. Zo houdt de filter bacteriën
tegen en zijn de virussen het filtreerbaar agens.
Het virus verdund niet uit in tegenstelling tot vergif. Wel kan het virus zich dupliceren.
8% van het humaan genoom is afkomstig van de endogene retrovirussen (= 8% van het
humaan genoom bestaat uit ingebouwd viraal materiaal). Een endogeen retrovirus is een
virus dat zich ooit in een humaan genoom heeft ingenesteld, maar die niet meer
repliceren maar af en toe wel nog eiwitten kunnen maken.
3
,1.4. De kiemtheorie:
Hypothese: ‘Infectieuze ziektes worden veroorzaakt door micro-organismen’.
Infectieziekten kunnen overgedragen worden door niet zieke personen. De verwekker
veroorzaakt niet altijd ziekte = afhankelijk van de vatbaarheid individu voor kolonisatie,
invasie en immuunrespons kan deze symptomen uiten of niet.
- Conditionele pathogenen: maken gebruik van de opportuniteit om ziekte te
veroorzaken bij vatbare individuen (bv. blaasinfectie door E coli)
- Opportunistische pathogenen: door een veralgemeende vermindering van de
immuniteit (bv. wondje, immuunsuppressie), geen ziekte mogelijk bij gezonde
personen. De veroorzaker hiervan kan geen ziekte veroorzaken bij gezonde
personen. (bv pneumonie door pneumocystis jeroveci)
- Dysbacteriose: lokale flora is uit balans. De symptomen zijn niet toe te schrijven
aan een overgroei van één kiem
Links zie je de normale afweer waarbij een bacterie
binnenkomt en zo snel mogelijk een infectie wilt
veroorzaken.
Zijn eerste obstakel die hij tegenkomt = kolonisatie-
resistentie (= bacterie komt in competitie met
andere commensale bacteriën; de niche is al
ingenomen).
Zijn tweede obstakel = de anatomie; je hebt de
intacte huid. Zolang deze huid intact is, zal er geen
virale infectie oplopen. Wanneer de barrière is
doorbroken door een trauma (bv. chirurgische
ingreep) krijgen we een invasie.
Pas op het einde zal ons immuunsysteem in actie
komen.
Bij een persoon met een verzwakte afweer zullen de
bacteriën sneller een infectie kunnen veroorzaken.
4
,Er zijn verschillende pathogenen onder de archaea, bacteria en eukaryoten:
Een schimmelinfectie = alarm van verminderde weerstand. Dit komt niet voor bij een
gezonde persoon (enkel een vaginale candida infectie kan wel voorkomen bij een
gezonde persoon).
Ook virussen zijn ziekteverwerkers, maar deze zijn geen levende wezens.
Pathogeniciteit veronderstelt dat de pathogenen dezelfde niche delen met ons. Dus geen
pathogenen bij de archaea, want er is geen contact met mens.
Het pathogeen muteert en de meest infectieuze variant neemt de overhand =
evolutietheorie
1.5. Interacties tussen species in één niche:
We leven samen met pathogenen in een macroscopische niche (= onze omgeving). Een
goed voorbeeld hiervan zijn de mazelen. Mazelen: overleeft enkel in mens, eens contact
= mens overlijdt of is levenslang immuun (daarom dat mazelen een kinderziekte is. Het
komt dus niet/zelden voor bij volwassenen). Enkel niet-immune mensen worden ziek ->
virus overleeft enkel in grote populaties (> 10 000 personen). Als de
mensengemeenschap te klein is, kan het virus niet overleven.
• commensale bacteriën: niet-ziekmakende symbionten
o Fysiologisch steriel: geen micro-organismen → verwachten geen bacteriën,
wel virussen.
▪ Bloed en intern milieu (hersenen, lever,…) → Alles onder een
basaal membraan (afgescheiden van de buitenwereld door een
epitheel)
▪ Broncheoli, alveoli (ademhaling)
▪ Urineblaas, ureter (urogenitaal)
▪ Prostaat, baarmoeder, zaad- en eileiders
5
, o fysiologisch niet-steriel:
▪ Huid
▪ Mond-anus (bv. Pte die gesondeerd worden hebben geen flush en
zijn vatbaarder voor bacteriële infecties)
▪ Dikke/dunne darm = de plaats van het microbioom. Gecombineerd
genoom (5x106 genen): enorme metabole activiteit die de humane
metabole activiteit (2x104 genen) aanvult (= metabool orgaan). Voor
de mens zorgt het gecombineerd genoom voor het verteren van
onverteerbare polysachariden of productie van vitaminen.
o virussen (vooral bacteriofagen) zitten in de faeces en hebben belang voor
horizontale gentransfer. Bacteriën baden in de virale genen. (Er zijn meer
virussen dan bacteriën)
• next generation sequencing (NGS): de niches in ons lichaam
Het humaan metagenoom = microbioom (= microbieel DNA) + viroom (= viraal
RNA/DNA)
De mens leeft samen met darmbacteriën, huidbacteriën,… en samen gedragen we ons
als één organisme (= symbiose).
Microbiota krijgen in onze darm een voedselrijk milieu met een constante temperatuur
(= goede broeihaard)
• Dynamische habitat:
o Voeding, lifestyle, hygiëne en medicatie (bv. antibiotica) hebben een invloed op
de samenstelling van het microbioom. Het metagenoom kan veranderen ->
vatbaarheid voor ziekte.
o Inname van antibiotica kan voor gevolg hebbe dat het bacterieel
evenwicht in de darm wordt verstoord en zo zware diarree optreedt.
• Germ free animals (kiemvrije dieren): Dergelijke muizen hebben uitgezet caecum,
verkleind darmoppervlakte met minder absorptie van voedingsstoffen en
onderontwikkeld immuunsysteem (IS). Dit leidt tot verlengde gastro-intestinale
transit, verminderde peristaltiek en vermeerderde epitheliale permeabiliteit. Dit zorgt
uiteindelijk voor minder obesitas: je hebt meer calorie-inname nodig voor hetzelfde
gewicht.
6
