Samenvatting Alle hoorcollege's van 'Mechanisms of disease 1 / MOD1' samengevat

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