Samenvatting Immunobiologie
Deel 1
Chapter 1: Elements of the Immune System and their
Roles in Defense
Infectieuze ziekten worden veroorzaakt door micro-organismen die snel kunnen reproduceren en
evolueren. Het immuunsysteem heeft tijd nodig om een sterke respons op te bouwen tegen een
micro-organisme. Om immuniteit te verkrijgen, moet eerst gevochten worden met het micro-
organisme. Bij vaccinatie of immunisatie wordt ernstig ziek zijn voorkomen door blootstelling aan
een zwakke variant van de ziekteverwekker. Vaccinatie was in 1721 geïntroduceerd in Europa door
Lady Montagu. Edward Jenner introduceerde in 1796 een veiligere methode.
Meer dan 1000 microbiële soorten leven in een gezond volwassen mens, dit worden commensale
soorten genoemd (‘ze eten van dezelfde tafel’). Groepen microbiële soorten die in een bepaald deel
van het lichaam verblijven worden een microbiotica genoemd. Onderzoek hiernaar is moeilijk omdat
ze niet goed groeien in laboratoria. Commensale soorten helpen bij voedselvertering, maken
vitamines en beschermen tegen ziektes (door kolonisatie van gevaarlijke soorten te voorkomen en
antibacteriële eiwitten af te scheiden (colicines)). Bij het slikken van antibiotica gaan ook de
commensale soorten doodt waarna een kwaadaardige bacterie zich kan nestelen.
Elk organisme dat mogelijk een ziekte kan veroorzaken wordt een pathogeen genoemd. Pathogenen
die pas ziekte veroorzaken wanneer ze op een verkeerde plaats in het lichaam komen worden
opportunistisch pathogenen genoemd. Pathogenen kunnen in 4 groepen verdeeld worden:
bacteriën, virussen, en schimmels, welke elk weer een groep is van gerelateerde micro-organismen,
en interne parasiten (eencellige protozoa en meercellige ongewervelden). Pathogenen en mensen
evolueren samen. Zo willen pathogenen liever niet een snelle dood van hun host en hebben mensen
een ingebouwde genetische resistentie voor sommige organismen. Endemische ziekten zijn ziekten
waaraan veel mensen in hun jeugd al aan blootgesteld zijn.
De huid is de eerste verdediging door het ondoordringbare epitheel. Continu met de huid zijn de
epithelia van de ademhalings-, gastro-intestinale- en urogenitale wegen. Deze weefsels zijn gevoeliger
voor infectie en staan bekend als slijmvliesoppervlakken (‘mucosae’) omdat ze slijm afscheiden met
glycoproteïnen, proteoglycanen en enzymen die ze beschermen. In de luchtwegen wordt het slijm
continu vernieuwd. Alle epithelia scheiden antimicrobiële stoffen af (talg) en produceren
antimicrobiële peptiden (traanvocht, speeksel lysozym). Wanneer pathogenen deze mechanische,
chemische en microbiologische barrières toch overkomen, begint het aangeboren immuunsysteem.
Korte infecties worden verwijderd door de aangeboren immuunrespons, welke uit twee delen
bestaat: (I) herkenning dat het pathogeen aanwezig is met receptoren en (II) het rekruteren van
destructieve effector mechanismen die het pathogeen doden. Dit wordt gedaan door effector cellen
en serumeiwitten genaamd complement die de effector cellen helpen door pathogenen te markeren
en aan te vallen. Samen wordt dit aangeboren immuniteit genoemd. Wanneer cellen de
aanwezigheid van een bacterie voelen, scheiden ze cytokinen af die de aangeboren immuunrespons
triggeren. Hierdoor ontstaat een ontsteking (inflammation) in het weefsel (calor, dolor, rubor en
tumor). Roodheid ontstaat door verwijdde bloedvaten, waardoor gaten ontstaan tussen de cellen van
het endotheel en het permeabel wordt zodat bloedplasma in het weefsel kan. Hierdoor ontstaat
1
,zwelling (edema) en door de druk ook pijn. Witte bloedcellen die bijdragen aan de ontsteking worden
ontstekingscellen genoemd.
Wanneer de aangeboren immuunrespons niet goed genoeg is, komen witte bloedcellen genaamd
lymfocyten in actie in de adaptieve immuunrespons. Adaptieve immuniteit is langdurig en zeer
gespecialiseerd. Het is alleen bij vertebraten geëvolueerd. Waar receptoren van de aangeboren
immuniteit vele verschillende groepen pathogenen herkennen, herkennen lymfocyten pathogenen
met maar één type receptor. De receptoren zijn niet gecodeerd door gewone genen, maar door
genen die geknipt, gespliced en gemodificeerd worden tijdens lymfocyt ontwikkeling. Elke lymfocyt is
geprogrammeerd om één variant te maken. Lymfocyten met de herkennende receptor prolifereren
en differentiëren tot grote aantallen effector cellen. Deze processen worden clonale selectie en
clonale expansie genoemd. Sommige lymfocyten blijven nog lang aanwezig en zorgen voor een
immunologisch geheugen, ook wel verkregen immuniteit of beschermende immuniteit genoemd.
De eerste keer dat een adaptief immuunrespons is gemaakt wordt de primaire immuunrespons
genoemd. De tweede en opvolgende keren wordt een secundair immuunrespons genoemd.
De cellen van het
immuunsysteem zijn de
leukocyten, geproduceerd
tijdens hematopoëse.
Leukocyten komen van
een voorganger genaamd
pluripotente
hematopoëtische stamcel,
waaruit ook erythrocyten
en megakaryocyten (bron
van bloedplaatjes)
ontstaan. Al deze cellen
samen worden
hematopoëtisch cellen
genoemd. Vanaf de 4e en 5e maand van foetale groei vindt hematopoëse plaats in het beenmerg.
Hematopoëtische stamcellen kunnen delen tot nieuwe stamcellen, een proces genaamd
zelfvernieuwing. Dochtercellen kunnen ook uitgroeien tot erythroïde (erythrocyten en
megakaryocyten), myeloïde (granulocyten, monocyten, macrofagen, dendritische cellen, mastcellen)
of lymfoïde (natuurlijke moordenaarcellen en kleine lymfocyten) voorgangers. Megakaryocyten
ontstaan uit fusie van cellen en hebben grote nuclei met meerdere sets chromosomen. Ze verblijven
in het beenmerg en er breken stukken af die bloedplaatjes vormen.
Granulocyten bevatten granulen met stoffen om micro-organismen te doden en ontsteking te
bevorderen. De meest voorkomende granulocyt is de neutrofiel die gespecialiseerd is in fagocytose
van micro-organismen. Het zijn effector cellen van de aangeboren immuniteit en kunnen werken
onder anaerobe condities en vormen pus. Ze verlaten alleen de bloedbaan bij een infectie. Een
andere granulocyt is de eosinofiel welke verdedigt tegen darmparasieten. Monocyten circuleren in
het bloed en zijn voorgangers van macrofagen. Ze blijven langer aanwezig dan neutrofielen en
scheiden cytokines af. Dendritische cellen zijn stervormig en werken als cellulaire boodschappers
voor het adaptieve immuunsysteem door (stukjes) pathogeen mee te nemen naar lymfoïde organen.
Mastcellen zitten in bindweefsel en bevatten ook granulen. De grote granulaire lymfocyten zijn
effector cellen van de aangeboren immuniteit genaamd natuurlijke moordenaarcellen (NK-cellen).
2
, Ze zijn betrokken bij virale infecties en voorkomen verspreiding door virus-geïnfecteerde cellen te
doden en cytokinen af te scheiden.
De kleine lymfocyten zijn betrokken bij adaptieve immuunrespons en zijn onder te verdelen in
subgroepen; B-cellen en T-cellen. B-cellen hebben als receptoren immunoglobulines en T-cellen
hebben T-cel receptoren. Effector B-cellen (plasmacellen) scheiden oplosbare immunoglobulines af
(antilichamen). Elke structuur die herkend wordt door een immunoglobuline of T-cel receptor wordt
het corresponderende antigen genoemd.
Bij herkenning gaan B-cellen antilichamen produceren. Effector T-cellen bestaan uit 2 soorten
genaamd cytotoxische T-cellen (doden geïnfecteerde cellen) en T-helpercellen (scheiden cytokines af
om andere cellen te helpen actief te worden (macrofagen, B-cellen en regulatie T-cellen die de
activiteit van andere T-cellen reguleren).
Immuniteit door antilichamen wordt humorale immuniteit genoemd. Antilichamen binden aan een
pathogeen en inhiberen groei, replicatie en interacties, een mechanisme genaamd neutralisatie.
Daarnaast vergemakkelijken ze de opname en afbraak door fagocyten. Dit wordt ook wel opsonisatie
genoemd.
Het grootste deel lymfocyten wordt gevonden in lymfoïde organen zoals beenmerg, thymus, milt,
bijnieren, amandelen en Peyerse platen. De weefsels worden verdeeld in twee groepen: (I) de
primaire of centrale lymfoïde weefsels waar lymfocyten ontwikkelen en volgroeien, zoals het
beenmerg en de thymus. B en T-cellen komen uit het beenmerg, maar B-cellen blijven daar en T-
cellen volgroeien in de thymus en (II) de andere weefsels staan bekend als de secundaire of perifere
lymfoïde weefsels.
Lymfeklieren liggen aan de kruispunten van een netwerk van lymfevaten welke beginnen in de
bindweefsels en plasma verzamelen dat uit de bloedvaten lekt. Deze vloeistof, genaamd lymfe, komt
terug in het bloed via het Thoraxkanaal. Kleppen in de vaten en beweging zorgen ervoor dat de lymfe
op de juiste plek komt. B- en T-cellen zijn uniek in dat ze door zowel bloed als lymfe bewegen.
Lymfocyten bewegen tussen bloed en lymfe, ook wel lymfocyt recirculatie genoemd.
Arriverende lymfocyten gaan naar verschillende regio’s van de lymfeklier: T-cellen naar T-cel gebieden
en B-cellen naar B-cel gebieden bekend als lymfoïde follikels. Pathogenen en dendritische cellen
komen aan in afferente lymfatische vaten en gaan weg via efferente vaten. Geactiveerde B-cellen
vormen ronde structuren genaamd kiemcentrum in elk follikel. T-cellen worden geactiveerd door
dendritische cellen waarna ze B-cellen activeren.
De milt werkt als filter voor het bloed om
beschadigde cellen te verwijderen en het
verdedigt het lichaam tegen bloed gedragen
pathogenen. De milt bestaat uit twee soorten
weefsel: de rode pulp, waar rode bloedcellen
verwijderd worden, en de witte pulp, waar witte
bloedcellen verzamelen om adaptieve
immuniteit te verzorgen. Zowel pathogenen als
lymfocyten komen binnen en verlaten de milt
via het bloed.
De luchtwegen en het maagdarmkanaal hebben de meeste micro-organismen. De gut-associated
lymphoid tissues (GALT) omvatten de amandelen, bijnieren, appendix en Peyerse platen. In het
3