H1&2 – Basic immunology
Verdediging tegen infecties
• Immuunsysteem: het verdedigingsmechanisme van ons lichaam, eens het geïnfecteerd is (⇔
afweersysteem: het verdedigingsmechanisme tegen infecties)
• Verdedigingsmechanismen tegen infecties:
o Fysische barrières: huid, mucosa, cilia, mucus, hoesten en niezen, …
o Chemische barrières: zuurtegraad, peptides die microben afstoten, …
• Voorbeeld fysische barrière: mucosa (slijmvliezen): 1 laag cellen die bestaat uit
o Epitheelcellen (zeer nauw aan elkaar aangesloten → moeilijk binnen te dringen
o Globletcellen: produceren mucus/slijm dat op de epitheelcellen zit → beschermt
tegen infectie doordat pathogenen hier vast komen te zitten + voorkomt uitdroging
van de mucosa
o Soms cilia: haartjes die slijm naar buiten duwen (bv: slijm ophoesten bij verkoudheid)
o Zit in de luchtwegen, de gastro-intestinale weg (slokdarm, maag, darm) en de
urogenitale weg (urineleiders etc.)
• Voorbeeld chemische barrière: lysozyme
o Enzym in tranen en zweet
o Breekt peptidoglycaan af → vernietigd bacteriën (want peptidoglycaan is een
belangrijk onderdeel van hun celwand)
Het immuunsysteem
• Complex netwerk van cellen en moleculen
o Cellen
▪ Specifiek (bv: B en T-lymfocyten)
▪ Aspecifiek (bv: fagocyten, NK-cellen, mast cellen)
o Moleculen
▪ Specifiek (antilichamen)
▪ Aspecifiek (cytokines, complement)
• Cellen hebben een stimulerende (bv: T-helper cellen) of suppressieve werking (bv:
regulatorische T-cellen)
• Het immuunsysteem heeft 3 kenmerken
o Specifieke herkenning van vreemd materiaal
o Onderscheid tussen ‘eigen’ en ‘niet-eigen’ materiaal
o Ontwikkelen van een geheugen
Specifieke herkenning van vreemd materiaal
• Vreemd materiaal (= antigen): alles dat niet genetisch aanwezig is in het organisme
o Natuurlijk antigen: antigenen die een positieve invloed hebben op het lichaam (bv:
sommige darmbacteriën)
o Niet-natuurlijk antigen: antigenen die een negatieve invloed hebben op het lichaam
o Antigenen moeten niet per se levend zijn (chemicaliën kunne ook antigenen zijn)
• 4 klassen pathogenen
o Virussen: intracellulair
o Bacteriën: intracellulair of extracellulair
o Fungi: extracellulair
o Parasieten: vaak extracellulair (bv: lintworm)
1
, • Bij sterke eliminatiereacties zijn er vaak neveneffecten → dit moet onderdrukt worden →
gebeurt via suppressieve cellen
• Al het vreemd materiaal moet vernietigd worden, behalve de natuurlijke antigenen →
geavanceerd immuunsysteem nodig
Onderscheid tussen ‘eigen’ en ‘niet-eigen’ materiaal
• Eigen cellen mogen niet worden vernietigd door het immuunsysteem, indien dit wel gebeurt
→ auto-immuunziekte (bv: MS, lupus, reuma, T1 diabetes, …)
• Orgaantransplantatie: moeilijk want in principe ‘vreemd’ → we zoeken een donor die bij
zoveel mogelijk kenmerken identiek is zodat het lichaam het als ‘eigen’ gaat zien
Ontwikkelen van een geheugen
• Het immuunsysteem onthoudt bepaalde eigenschappen na een eerste contact met een
antigen → bij secundair contact zal er een snellere/grotere respons zijn tegen dat antigen
• Toepassing van dit kenmerk: vaccinatie
Analogie met het zenuwstelsel
• Herkenning van een onbekend (vreemd) signaal (bv: een nieuw geluid, nieuwe geur, …)
• Onderscheidt tussen bekende en onbekende signalen
• Herkenning van een nieuw signaal in de toekomst (geheugen)
Soorten immuniteit
Natuurlijke/aangeboren immuniteit
• Meest primitieve vorm van immuniteit
• Zelfs de meest primitieve organismen hebben dit
• Immuniteit bestaat al voor de eerste infectie
• Eigenschappen:
o Directe respons op beschadigd weefsel en op de infectie
o Aspecifieke immuniteit (werkt op alle doelwitcellen exact hetzelfde)
o Geen geheugen (vaccins helpen dit systeem dus niet)
VB 1: fagocyten
• Alle cellen die fagocytose kunnen doen (bv: macrofaag, neutrofiel)
o Macrofagen zitten overal in het weefsel te wachten tot ze een vreemd organisme
tegenkomen
o Neutrofielen zitten in het bloed → worden gerekruteerd als er ergens een vreemd
organisme herkend wordt
• Bezitten veel lysosomen en bepaalde enzymen
• Hebben receptoren → herkennen specifieke elementen op organismen (bv: peptidoglycaan
op grampositieve bacteriën, LPS op gramnegatieve bacteriën, flagelline op geflagelleerde
pathogenen)
Verloop fagocytose (= endocytose op grotere schaal)
o Receptor fagocyt bindt met doelmolecule → fagocytose (= opname van het micro-
organisme door de fagocyt) → fagosoom ontstaat
o Fagosoom fuseert met lysosomen (= vesikels met afbraak-enzymen in) →
fagolysosoom
o Het micro-organisme in het fagolysosoom wordt kapot geknipt → de onschadelijke
resten worden vrijgelaten via exocytose
2
,Lysosomen
• Bevat enzymen die bacteriële componenten kunnen verteren
o Proteasen: breken proteïnes af
o Glucosidasen: breken suikers af
o Lipasen: breken lipiden af
o Nucleasen: breken nucleïnezuren af
• Bevat reactieve zuurstof-moleculen (𝐻2 𝑂2, 𝑂2− , 𝐶𝑙𝑂− )
Inflammatie (= ontsteking)
• Meestal zijn er niet genoeg macrofagen aanwezig in het weefsel om de infectie te stoppen →
er worden extra fagocyten (neutrofielen) gerekruteerd → inflammatie
• Verloop (4 stappen die tegelijkertijd gebeuren)
o Farmalogische componenten: bloedvaten verbreden (vasodilatatie) → meer
bloedstroom → meer aanvoer van neutrofielen
o Cytokines: zitten in de bloedvatwand → neutrofielen blijven hier aan plakken
o Verhoging permeabiliteit bloedvatwand → neutrofielen kunnen makkelijker door +
zwelling (wat wij zien tijdens een ontsteking)
o Chemokines: aantrekkingssignalen die nog meer neutrofielen aantrekken
• Opmerking: de bloedvatwand bestaat uit endotheelcellen
VB 2: natural killer (NK) cellen
• Bezitten granules (= dichte vesikels) in hun cytoplasma
• Worden geactiveerd bij herkenning van kankercellen of viraal geïnfecteerde cellen
• Granules bewegen naar het celoppervlak → laten hun inhoud los in de omgeving (=
degranulatie)
Werking van NK-cellen
• Normaal: receptoren van NK-cellen worden gedeactiveerd door binding met normale cellen
(negatieve signalisatie)
o Bij auto-immuunziekte gebeurt dit niet → erge gevolgen
• Bij infectie:
o Geïnfecteerde cellen ontwikkelen vreemde oppervlakte-moleculen → NK-cellen
herkennen dit → worden geactiveerd (positieve signalisatie, overheerst negatieve
signalisatie)
3
, o Granule polarisatie: granules bewegen naar de pool waar de geïnfecteerde cel
contact heeft gemaakt
o Degranulatie: granules versmelten met membraan van NK-cel → inhoud wordt in de
omgeving losgelaten (= exocytose)
o Inhoud van granules wordt opgenomen door geïnfecteerde cel → endosomen
worden gevormd → bevatten 2 belangrijke enzymen
▪ Perforine: maakt kleine poriën in de endosomen → granzyme kan hieruit
ontsnappen en komt in het cytoplasma van de doelwitcel terecht
▪ Granzyme: activeert de apoptose van de doelwitcel
o Apoptose → celdood
• Verschil apoptose en necrose:
o Apoptose: verschrompeling van doelwitcel, maar plasmamembraan blijft intact →
cel inhoud komt niet vrij (membraan wordt via fagocytose verwijderd)
o Necrose: plasmamembraan wordt beschadigd → cel inhoud komt vrij → macrofagen
herkennen dit als vreemde moleculen → ontsteking
Adaptieve/verkregen immuniteit
• Aanwezig bij alle vertebraten
• Deze immuniteit is niet direct beschikbaar, het moet zich ontwikkelen
• Wordt pas geactiveerd nadat het aantal pathogenen een drempelwaarde heeft bereikt (8-12
dagen → kan niet direct helpen tegen een infectie (⇔ natuurlijke immuniteit)
• 2 soorten adaptieve immuniteit:
o Humorale immuniteit (HI)
o Cellulaire immuniteit (CI)
Experimenten om adaptieve immuniteit te onderzoeken
• Agglutinatie: samenklonteren van partikels (bv: rode bloedcellen, onoplosbare antigenen)
• Agglutinatietest: rode bloedcellen, gecoat met de stof waartegen bepaalde antistoffen
gericht zijn, inbrengen → als er agglutinatie is, weten we dat het organisme antilichamen
heeft aangemaakt tegen die stof → 2 parameters:
o Agglutinatietiter: nagaan hoeveel men het serum kan verdunnen totdat er geen
agglutinatie meer plaatsvindt
o Specifiteit: nagaan hoe specifiek de antilichamen reageren (bv: als het werkt tegen
bloedcellen van een schaap, werkt het dan ook tegen bloedcellen van een hond?)
• Precipitatie: samenklonteren van ionen (bv: oplosbare antigenen) → precipitatietest heeft
een soortgelijke werking als een agglutinatietest
4
Verdediging tegen infecties
• Immuunsysteem: het verdedigingsmechanisme van ons lichaam, eens het geïnfecteerd is (⇔
afweersysteem: het verdedigingsmechanisme tegen infecties)
• Verdedigingsmechanismen tegen infecties:
o Fysische barrières: huid, mucosa, cilia, mucus, hoesten en niezen, …
o Chemische barrières: zuurtegraad, peptides die microben afstoten, …
• Voorbeeld fysische barrière: mucosa (slijmvliezen): 1 laag cellen die bestaat uit
o Epitheelcellen (zeer nauw aan elkaar aangesloten → moeilijk binnen te dringen
o Globletcellen: produceren mucus/slijm dat op de epitheelcellen zit → beschermt
tegen infectie doordat pathogenen hier vast komen te zitten + voorkomt uitdroging
van de mucosa
o Soms cilia: haartjes die slijm naar buiten duwen (bv: slijm ophoesten bij verkoudheid)
o Zit in de luchtwegen, de gastro-intestinale weg (slokdarm, maag, darm) en de
urogenitale weg (urineleiders etc.)
• Voorbeeld chemische barrière: lysozyme
o Enzym in tranen en zweet
o Breekt peptidoglycaan af → vernietigd bacteriën (want peptidoglycaan is een
belangrijk onderdeel van hun celwand)
Het immuunsysteem
• Complex netwerk van cellen en moleculen
o Cellen
▪ Specifiek (bv: B en T-lymfocyten)
▪ Aspecifiek (bv: fagocyten, NK-cellen, mast cellen)
o Moleculen
▪ Specifiek (antilichamen)
▪ Aspecifiek (cytokines, complement)
• Cellen hebben een stimulerende (bv: T-helper cellen) of suppressieve werking (bv:
regulatorische T-cellen)
• Het immuunsysteem heeft 3 kenmerken
o Specifieke herkenning van vreemd materiaal
o Onderscheid tussen ‘eigen’ en ‘niet-eigen’ materiaal
o Ontwikkelen van een geheugen
Specifieke herkenning van vreemd materiaal
• Vreemd materiaal (= antigen): alles dat niet genetisch aanwezig is in het organisme
o Natuurlijk antigen: antigenen die een positieve invloed hebben op het lichaam (bv:
sommige darmbacteriën)
o Niet-natuurlijk antigen: antigenen die een negatieve invloed hebben op het lichaam
o Antigenen moeten niet per se levend zijn (chemicaliën kunne ook antigenen zijn)
• 4 klassen pathogenen
o Virussen: intracellulair
o Bacteriën: intracellulair of extracellulair
o Fungi: extracellulair
o Parasieten: vaak extracellulair (bv: lintworm)
1
, • Bij sterke eliminatiereacties zijn er vaak neveneffecten → dit moet onderdrukt worden →
gebeurt via suppressieve cellen
• Al het vreemd materiaal moet vernietigd worden, behalve de natuurlijke antigenen →
geavanceerd immuunsysteem nodig
Onderscheid tussen ‘eigen’ en ‘niet-eigen’ materiaal
• Eigen cellen mogen niet worden vernietigd door het immuunsysteem, indien dit wel gebeurt
→ auto-immuunziekte (bv: MS, lupus, reuma, T1 diabetes, …)
• Orgaantransplantatie: moeilijk want in principe ‘vreemd’ → we zoeken een donor die bij
zoveel mogelijk kenmerken identiek is zodat het lichaam het als ‘eigen’ gaat zien
Ontwikkelen van een geheugen
• Het immuunsysteem onthoudt bepaalde eigenschappen na een eerste contact met een
antigen → bij secundair contact zal er een snellere/grotere respons zijn tegen dat antigen
• Toepassing van dit kenmerk: vaccinatie
Analogie met het zenuwstelsel
• Herkenning van een onbekend (vreemd) signaal (bv: een nieuw geluid, nieuwe geur, …)
• Onderscheidt tussen bekende en onbekende signalen
• Herkenning van een nieuw signaal in de toekomst (geheugen)
Soorten immuniteit
Natuurlijke/aangeboren immuniteit
• Meest primitieve vorm van immuniteit
• Zelfs de meest primitieve organismen hebben dit
• Immuniteit bestaat al voor de eerste infectie
• Eigenschappen:
o Directe respons op beschadigd weefsel en op de infectie
o Aspecifieke immuniteit (werkt op alle doelwitcellen exact hetzelfde)
o Geen geheugen (vaccins helpen dit systeem dus niet)
VB 1: fagocyten
• Alle cellen die fagocytose kunnen doen (bv: macrofaag, neutrofiel)
o Macrofagen zitten overal in het weefsel te wachten tot ze een vreemd organisme
tegenkomen
o Neutrofielen zitten in het bloed → worden gerekruteerd als er ergens een vreemd
organisme herkend wordt
• Bezitten veel lysosomen en bepaalde enzymen
• Hebben receptoren → herkennen specifieke elementen op organismen (bv: peptidoglycaan
op grampositieve bacteriën, LPS op gramnegatieve bacteriën, flagelline op geflagelleerde
pathogenen)
Verloop fagocytose (= endocytose op grotere schaal)
o Receptor fagocyt bindt met doelmolecule → fagocytose (= opname van het micro-
organisme door de fagocyt) → fagosoom ontstaat
o Fagosoom fuseert met lysosomen (= vesikels met afbraak-enzymen in) →
fagolysosoom
o Het micro-organisme in het fagolysosoom wordt kapot geknipt → de onschadelijke
resten worden vrijgelaten via exocytose
2
,Lysosomen
• Bevat enzymen die bacteriële componenten kunnen verteren
o Proteasen: breken proteïnes af
o Glucosidasen: breken suikers af
o Lipasen: breken lipiden af
o Nucleasen: breken nucleïnezuren af
• Bevat reactieve zuurstof-moleculen (𝐻2 𝑂2, 𝑂2− , 𝐶𝑙𝑂− )
Inflammatie (= ontsteking)
• Meestal zijn er niet genoeg macrofagen aanwezig in het weefsel om de infectie te stoppen →
er worden extra fagocyten (neutrofielen) gerekruteerd → inflammatie
• Verloop (4 stappen die tegelijkertijd gebeuren)
o Farmalogische componenten: bloedvaten verbreden (vasodilatatie) → meer
bloedstroom → meer aanvoer van neutrofielen
o Cytokines: zitten in de bloedvatwand → neutrofielen blijven hier aan plakken
o Verhoging permeabiliteit bloedvatwand → neutrofielen kunnen makkelijker door +
zwelling (wat wij zien tijdens een ontsteking)
o Chemokines: aantrekkingssignalen die nog meer neutrofielen aantrekken
• Opmerking: de bloedvatwand bestaat uit endotheelcellen
VB 2: natural killer (NK) cellen
• Bezitten granules (= dichte vesikels) in hun cytoplasma
• Worden geactiveerd bij herkenning van kankercellen of viraal geïnfecteerde cellen
• Granules bewegen naar het celoppervlak → laten hun inhoud los in de omgeving (=
degranulatie)
Werking van NK-cellen
• Normaal: receptoren van NK-cellen worden gedeactiveerd door binding met normale cellen
(negatieve signalisatie)
o Bij auto-immuunziekte gebeurt dit niet → erge gevolgen
• Bij infectie:
o Geïnfecteerde cellen ontwikkelen vreemde oppervlakte-moleculen → NK-cellen
herkennen dit → worden geactiveerd (positieve signalisatie, overheerst negatieve
signalisatie)
3
, o Granule polarisatie: granules bewegen naar de pool waar de geïnfecteerde cel
contact heeft gemaakt
o Degranulatie: granules versmelten met membraan van NK-cel → inhoud wordt in de
omgeving losgelaten (= exocytose)
o Inhoud van granules wordt opgenomen door geïnfecteerde cel → endosomen
worden gevormd → bevatten 2 belangrijke enzymen
▪ Perforine: maakt kleine poriën in de endosomen → granzyme kan hieruit
ontsnappen en komt in het cytoplasma van de doelwitcel terecht
▪ Granzyme: activeert de apoptose van de doelwitcel
o Apoptose → celdood
• Verschil apoptose en necrose:
o Apoptose: verschrompeling van doelwitcel, maar plasmamembraan blijft intact →
cel inhoud komt niet vrij (membraan wordt via fagocytose verwijderd)
o Necrose: plasmamembraan wordt beschadigd → cel inhoud komt vrij → macrofagen
herkennen dit als vreemde moleculen → ontsteking
Adaptieve/verkregen immuniteit
• Aanwezig bij alle vertebraten
• Deze immuniteit is niet direct beschikbaar, het moet zich ontwikkelen
• Wordt pas geactiveerd nadat het aantal pathogenen een drempelwaarde heeft bereikt (8-12
dagen → kan niet direct helpen tegen een infectie (⇔ natuurlijke immuniteit)
• 2 soorten adaptieve immuniteit:
o Humorale immuniteit (HI)
o Cellulaire immuniteit (CI)
Experimenten om adaptieve immuniteit te onderzoeken
• Agglutinatie: samenklonteren van partikels (bv: rode bloedcellen, onoplosbare antigenen)
• Agglutinatietest: rode bloedcellen, gecoat met de stof waartegen bepaalde antistoffen
gericht zijn, inbrengen → als er agglutinatie is, weten we dat het organisme antilichamen
heeft aangemaakt tegen die stof → 2 parameters:
o Agglutinatietiter: nagaan hoeveel men het serum kan verdunnen totdat er geen
agglutinatie meer plaatsvindt
o Specifiteit: nagaan hoe specifiek de antilichamen reageren (bv: als het werkt tegen
bloedcellen van een schaap, werkt het dan ook tegen bloedcellen van een hond?)
• Precipitatie: samenklonteren van ionen (bv: oplosbare antigenen) → precipitatietest heeft
een soortgelijke werking als een agglutinatietest
4
