Immuniteit PDF

AFWEERSYSTEEM – IMMUNITEIT Leerplandoelen in dit hoofdstuk: LPD 3 B - Specifieke en niet-specifieke afweer - Actieve en passieve immunisatie - ABO – bloedgroepen en resusfactor Het immuunsysteem of afweersysteem zorgt voor de bescherming van het lichaam. Je lichaam komt voortdurend...

AFWEERSYSTEEM – IMMUNITEIT Leerplandoelen in dit hoofdstuk: LPD 3 B - Specifieke en niet-specifieke afweer - Actieve en passieve immunisatie - ABO – bloedgroepen en resusfactor Het immuunsysteem of afweersysteem zorgt voor de bescherming van het lichaam. Je lichaam komt voortdurend in contact met pathogenen die schade kunnen toebrengen of een ziekte kunnen veroorzaken. Pathogenen zijn organismen of deeltjes van biologische oorsprong, zoals:  Micro-organismen (bacteriën, schimmels, één- of meercellige parasieten)  Virussen  Vreemde organische stoffen  Afwijkende lichaamseigen cellen (bv. Kankercellen) Door ervoor te zorgen dat het lichaam niet beschadigd wordt door pathogenen, blijven de omstandigheden in je lichaam constant. 1. ANTIGENEN Om pathogenen te bestrijden, moet het immuunsysteem in staat zijn om ze te herkennen. Micro-organismen zijn opgebouwd uit organische moleculen waartegen het immuunsysteem zal reageren. Deze organische moleculen worden antigenen genoemd. Antigenen zijn meestal eiwitten, polysachariden of glycoproteïnen en bevinden zich aan de buitenzijde van het celmembraan. Virale antigenen zijn eiwitmoleculen in de eiwitmantel van een virus. Op het membraan van lichaamseigen cellen zitten ook antigenen, waarop het immuunsysteem niet mag reageren. Het is dus belangrijk dat het immuunsysteem een onderscheid kan maken tussen lichaamseigen en lichaamsvreemde antigenen. Het immuunsysteem zal echter ook lichaamseigen cellen met een verstoorde functie proberen bestrijden. Bij deze afwijkende cellen, zoals bijvoorbeeld kankercellen, zijn de antigenen gewijzigd, zodat het immuunsysteem daar toch ook op reageert. Bescherming en afweer tegen lichaamsvreemde stoffen 33  2. INDELING VAN HET IMMUUNSYSTEEM Het immuunsysteem beschermt het lichaam in drie verdedigingslijnen. In eerste instantie zal het immuunsysteem proberen voorkomen dat het pathogeen het lichaam kan binnendringen. Dit is de eerste verdedigingslijn. Wanneer een pathogeen er toch in slaagt om het lichaam binnen te dringen, zal de tweede verdedigingslijn geactiveerd worden. Deze bestaat uit de cellen en moleculen die als eerste reageren bij een infectie. De eerste en de tweede verdedigingslijn vormen samen de niet-specifieke afweer. Ze bestrijden verschillende soorten pathogenen op dezelfde manier. De niet-specifieke afweer is al van bij de geboorte aanwezig en wordt daarom ook de aangeboren afweer genoemd. Als laatste wordt de derde verdedigingslijn geactiveerd. Deze afweerlinie bestaat uit de specifieke afweer, die enkel gericht is op één type pathogeen. De specifieke afweer wordt pas opgebouwd na het contact met een bepaald pathogeen en wordt daarom ook de verworven afweer genoemd. Bescherming en afweer tegen lichaamsvreemde stoffen 34  3. WERKING VAN HET IMMUUNSYSTEEM 3.1 NIET-SPECIFIEKE AFWEER: EERSTE VERDEDIGINGSLIJN De eerste verdediging van het immuunsysteem probeert te voorkomen dat er ziekteverwekkers binnendringen. De huid en de slijmvliezen in o.a. de mond, het spijsverteringsstelsel, de neus, de luchtwegen, de vagina en de urinebuis vormen de barrière tussen het uitwendige en inwendige milieu. Ze proberen op verschillende manieren te voorkomen dat pathogenen het lichaam binnendringen. MICROBIOOM Je lichaam leeft in symbiose met heel wat onschadelijk micro-organismen, het microbioom. Die micro-organismen zijn te vinden op de huid en in de slijmvliezen. Ze kunnen ervoor zorgen dat binnengedrongen pathogenen minder kans hebben om zich te vermenigvuldigen. Ze gaan er mee in competitie voor ruimte en voedingsstoffen. FYSISCHE BARRIÈRE De bovenste laag van de huid, de epidermis of opperhuid, bestaat uit een aantal lagen dode, verhoornde huidcellen die pathogenen tegenhouden. De opperhuid vormt een fysische barrière voor pathogenen. Wanneer de huid beschadigd is door een wonde, kunnen pathogenen makkelijker binnendringen. Het is dan ook aangewezen om een wonde te ontsmetten, waardoor het aantal binnengedrongen ziekteverwekkers vermindert. Bescherming en afweer tegen lichaamsvreemde stoffen 35  CHEMISCHE BARRIÈRE In neusslijm, speeksel en tranen zitten lysozymen, dat zijn enzymen die bacteriën doden door hun celwand kapot te maken. In de vagina wordt door de aanwezige melkzuurbacteriën van het microbioom melkzuur gevormd waardoor de pH van de vagina licht zuur is. Dat maakt het voor pathogenen moeilijker om te overleven. Door het zure milieu in de maag worden pathogenen die via de voeding worden opgenomen vernietigd. MECHANISCHE BARRIÈRE Trilhaartjes in de luchtpijp brengen slijm van de longen naar boven. Ingeademde pathogenen moeten tegen die trilhaarbeweging in bewegen. Op die manier vormen de trilharen in de neus en luchtpijp een mechanische barrière. Inademen door de neus is beter dan door de mond omdat de combinatie van haartjes en slijm veel micro-organismen tegenhoudt. 3.2 NIET-SPECIFIEKE AFWEER: TWEEDE VERDEDIGINGSLIJN Wanneer pathogenen toch door de barrière van de eerste verdedigingslijn zijn geraakt, zullen de cellen en de moleculen van de tweede verdedigingslijn reageren. De witte bloedcellen beperken de verspreiding van de indringer door aan fagocytose van pathogenen of aan perforatie van geïnfecteerde cellen te doen. Tegelijkertijd zullen koorts en ontsteking ook de vermenigvuldiging van de pathogenen tegengaan. Net als de eerste verdedigingslijn is de tweede verdedigingslijn aangeboren. Ze werkt niet-specifiek, alles wat lichaamsvreemd is wordt op dezelfde manier aangepakt. Bescherming en afweer tegen lichaamsvreemde stoffen 36  FAGOCYTOSE Fagocytose gebeurt door gespecialiseerde witte bloedcellen, de fagocyten. Deze cellen worden aangetrokken door chemische stoffen afkomstig van het pathogeen of door signaalstoffen die worden afgegeven door beschadigd weefsel. Bij fagocytose zal de witte bloedcel zijn celmembraan vervormen om de indringer in een blaasje te omsluiten. Daarna wordt het pathogeen afgebroken door de enzymen uit de lysosomen van de fagocyt. Na fagocytose kunnen de fagocyten terugkeren naar de bloedbaan of sterven ze af. Als ze afsterven ontstaat er etter. Etter bestaat uit de resten van pathogenen en afgestorven witte bloedcellen. KOORTS Koorts is een normale reactie van je lichaam op infecties. Je spreekt van koorts bij een verhoging van de normale gemiddelde lichaamstemperatuur. Op die manier kan een ongunstig milieu gecreëerd worden voor ziekteverwekkers. Ziekteverwekkers ondervinden negatieve effecten van de temperatuursverhoging. Ze worden gehinderd in hun vermenigvuldiging en verspreiding. Tegelijkertijd heeft de verhoogde temperatuur volgende positieve effecten op je lichaam en helpt ze bij het bestrijden van de infectie:  Het hartritme stijgt en de bloedsomloop verloopt sneller. De cellen van het immuunsysteem geraken dus sneller bij de ziekteverwekkers.  Fagocytose wordt gestimuleerd  Het metabolisme in je lichaam verhoogt, waardoor je sneller stoffen kan aanmaken die de ziekteverwekker kunnen uitschakelen.  Koorts kost veel energie en vraagt veel van je lichaam. Daardoor ben je vaak moe en slaap je veel. Hierdoor verbruik je geen onnodige energie, bijvoorbeeld in je spieren. Koorts kan behandeld worden met koortswerende middelen, maar dat is zeker niet noodzakelijk. Wel moet de koorts opgevolgd worden, want wanneer de lichaams- temperatuur boven de 42°C gaat, kunnen bepaalde lichaamsfuncties uitvallen door denaturatie van enzymen. Bescherming en afweer tegen lichaamsvreemde stoffen 37  ONTSTEKING De immuunreactie die de antigenen opwekken, gaat meestal gepaard met een ontsteking, dit is een complexe reactie van het lichaam op schade. Die schade kan een infectie met pathogenen zijn, maar ook beschadigd weefsel of irriterende stoffen. Het doel van de ontsteking is om het beschadigde weefsel zo snel mogelijk op te ruimen. Een ontsteking uit zich in vijf typische kenmerken.  Er stroomt meer vocht naar de plaats van de ontsteking, dat leidt tot zwelling.  Een sterkere doorbloeding leidt tot roodheid  Een ontsteking gaat gepaard met een hoog metabolisme, waardoor meer warmte vrijkomt. Net als bij koorts heeft dat een voordeel dat de pathogenen trager groeien en de immuuncellen zich net sneller delen.  De vochtopstapeling zorgt voor druk, wat gepaard gaat met pijn. Er komen ook stoffen vrij die de zenuweinden gevoeliger maken voor pijnprikkels.  Door de zwelling en pijn treedt er ook functieverlies op in het getroffen lichaamsdeel. 3.3 SPECIFIEKE AFWEER: DERDE VERDEDIGINGSLIJN Als de pathogenen erin geslaagd zijn om door beide verdedigingslijnen van de aangeboren afweer te breken, zet het afweersysteem andere gespecialiseerde witte bloedcellen in. Dit zijn de lymfocyten. Alle lymfocyten ontstaan in het beenmerg maar moeten nog verder rijpen om functioneel te zijn. Lymfocyten richten zich op de antigenen van een pathogenen. De antigenen zijn verschillend en uniek voor elk pathogeen. Pathogenen worden dus heel gericht bestreden, we spreken van een specifieke afweer. Afhankelijk van het type lymfocyt, spreekt men over een andere soort specifieke afweer:  T-lymfocyten staan in voor de cellulaire afweer  B-lymfocyten staan in voor de humorale afweer Bescherming en afweer tegen lichaamsvreemde stoffen 38  CELLULAIRE AFWEER De T-lymfocyten kunnen ter plaatse afwijkende cellen, zoals geïnfecteerde cellen of kankercellen, vernietigen. T-lymfocyten hebben op hun membraan receptoren of receptor-eiwitten die passen op de antigenen van een specifiek pathogeen. In het lichaam komen heel veel verschillende soorten T-lymfocyten voor, telkens met receptoren voor verschillende antigenen. Deze cellen sporen afwijkende cellen op, binden met hun receptor aan een antigen en schakelen de cel vervolgens uit. Op deze manier wordt de verspreiding van het pathogeen verminderd. De uitgeschakelde cellen worden nadien opgeruimd door de fagocyten van de niet specifieke afweer. Een deel van deze T-lymfocyten zal na celdeling geheugencellen vormen. Bij een nieuwe infectie met het zelfde pathogeen kunnen deze geheugencellen onmiddellijk delen en zo nieuwe T-lymfocyten maken met de juiste receptoren om het pathogeen gericht te bestrijden. Daardoor komt de immuunreactie sneller op gang. HUMORALE AFWEER B-lymfocyten kunnen in aanwezigheid van een pathogeen antistoffen produceren. Antistoffen worden ook wel antilichamen of immunoglobulines genoemd. Dit zijn Y-vormige eiwitten die, net zoals de receptoren, een binding kunnen aangaan met een specifiek antigeen. Deze antistoffen worden door de B- lymfocyten getransporteerd worden naar de plaats van de infectie. Daar kunnen ze binden met de overeenkomstige antigenen. Dit draagt op verschillende manieren bij tot het bestrijden van het pathogeen:  De antistoffen binden aan het oppervlak van het pathogeen waardoor ze onschadelijk gemaakt worden. Door dit neutralisatie-proces zijn virussen aan de buitenkant bedekt met antistoffen en zijn ze niet meer in staat op een cel binnen te dringen.  Een antistof heeft minstens twee bindingsplaatsen voor het antigeen. Daardoor kunnen de pathogenen aan elkaar klitten (agglutinatie). De samengeklitte pathogenen worden dan opgeruimd door fagocytose. Bescherming en afweer tegen lichaamsvreemde stoffen 39 Net zoals bij de cellulaire afweer zal ook bij de humorale afweer een deel van de B-lymfocyten geheugencellen vormen. Op die manier kunnen er bij een nieuwe infectie met hetzelfde pathogeen sneller gepaste antistoffen geproduceerd worden. 4. IMMUNISATIE Immuniteit hebben of immuun zijn betekent dat je niet vatbaar bent voor een bepaald pathogeen. Dat betekent dat je de ziekte die de ziekteverwekker kan veroorzaken niet meer kan oplopen. Immuniteit kan op een actieve of een passieve manier ontstaan. 4.1 ACTIEVE IMMUNISATIE Tijdens een actieve immunisatie produceert je lichaam zelf antilichamen tegen de antigenen van het pathogeen. NATUURLIJKE ACTIEVE IMMUNISATIE Bij elk eerste contact met een nieuwe soort indringer slaat het afweersysteem informatie over die bepaalde ziekteverwekker op. In enkele dagen tijd worden antistoffen aangemaakt die exact op de antigenen passen, zoals een sleutel op een slot. Dit is de primaire immuunrespons. Bij de volgende aanval van dezelfde ziekteverwekker zijn er in het lichaam geheugencellen beschikbaar die getraind zijn door de vorige infectie en onmiddellijk kunnen reageren. Bij een tweede contact is de reactie van het immuunsysteem, de secundaire immuun-respons, sneller en heviger. Bescherming en afweer tegen lichaamsvreemde stoffen 40  KUNSTMATIGE ACTIEVE IMMUNISATIE Door middel van een vaccinatie worden antigenen geïnjecteerd. Doordat men verzwakte ziekteverwekkers, dode ziekteverwekkers of delen van ziekteverwekkers binnenbrengt, start het lichaam een immuunreactie zonder dat je de ziekte doormaakt. Daarbij onstaan geheugencellen die zorgen voor een snelle immuunreactie bij een tweede contact. Vaccinatie is enkel nuttig als de persoon nog niet in contact is gekomen met de antigenen waartegen het vaccin je beschermt. 4.2 PASSIEVE IMMUNISATIE Bij passieve immunisatie krijg je antilichamen toegediend. Hierdoor ben je tijdelijk beschermd tegen een pathogeen, maar er ontstaat geen geheugen. Na toediening ben je slechts enkele weken tot enkele maanden beschermd. Ook deze vorm van immunisatie kan natuurlijk en kunstmatig ontstaan:  Natuurlijke passieve immuniatie: Tijdens de zwangerschap kunnen bepaalde types van antilichamen uit het bloed van de moeder via de placenta aan het bload van de foetus doorgegeven worden. Ook tijdes het krijgen van borstvoeding worden sommige antilichamen van de moeder aan het kind doorgegeven. Dankzij deze passieve immunisatie krijgt een baby de tijd om een eigen specifieke afweer op te bouwen.  Kunstmatige passieve immunisatie: Bij serumtherapie worden antilichamen aan een patiënt toegediend die verkregen worden uit bloedplasma van mensen of dieren die de ziekte al hebben doorgemaakt. Deze techniek kan gebruikt worden om de specifieke immuunrespons te versnellen bij een acute, ernstige infectie of vergiftiging en/of bij patiënten met een verzwakte immuniteit. Bescherming en afweer tegen lichaamsvreemde stoffen 41  5. AFWIJKENDE WERKING VAN HET IMMUUNSYSTEEM Verschillende factoren, die vaak nog onbekend zijn, kunnen de normale werking van het immuunsysteem verstoren. Dit kan soms ernstige gezondheidsklachten met zich mee brengen. Een aantal voorbeelden van afwijkende immuunreacties:  Een allergie ontstaat wanneer het immuunsysteem reageert op een ongevaarlijk antigen of allergeen. Voorbeelden zijn uitwerpselen van huisstofmijt, stuifmeelkorrels van planten, eiwitten van koemelk,…  Een auto-immuunziekte ontstaat wanneer lichaamseigen cellen of stoffen door het immuunsysteem wel als vreemd aanzien worden. Het lichaam vormt dan antistoffen tegen de eigen weefsels, waardoor (levens- )belangrijke cellen afgebroken worden. Dit kan extreme gevolgen hebben en is vaak moeilijk te behandelen. Voorbeelden zijn diabetes type 1, ziekte van Crohn, … 6. BLOEDGROEPEN Specifieke afweer vinden we ook terug in onze bloedgroepen. Er bestaan 4 soorten bloedgroepen A, B, AB en O. Op de celmembranen van de rode bloedcellen, zijn transmembranaire eiwitten terug te vinden. Deze zijn echter niet bij alle bloedgroepen gelijk. Deze eiwitten fungeren als antigenen die te vinden zijn op het membraan van de rode bloedcellen. Wanneer een persoon niet in het bezit is van dat specifieke antigen, zal hij of zij antistoffen aanmaken. Dit zijn losse eiwitten in het bloedplasma, die lichaamsvreemde antigenen in het bloed opsporen. BLOEDGROEP BLOEDGROEP A BLOEDGROEP B BLOEDGROEP O AB A-antigen B-antigen A- en B-antigen geen antigen ANTIGENEN anti-B anti-A geen antistof anti-A en anti-B ANTISTOFFEN Door dit system kan je achterhalen welke bloedtransfusies al dan niet mogelijk zijn. Het belangrijkste is dat antistof A van de ontvanger nooit in contact mag komen met A-antigenen op rode bloedcellen van de donor en dat antistof B van Bescherming en afweer tegen lichaamsvreemde stoffen 42 de ontvanger nooit in contact mag komen met B-antigenen op rode bloedcellen van de donor. Indien dit toch het geval zou zijn, dan treedt agglutinatie op: de antistoffen binden met de antigenen op de rode bloedcellen, wat leidt tot een samenklontering. Na de samenklontering worden de rode bloedcellen afgebroken, wat allerlei levensbedreigende symptomen met zich mee kan brengen. In deze tabel kan je zien welke combinaties van donor en ontvanger er mogelijk zijn tijdens een bloedtransfusie. Personen met bloedgroep O mogen, door het ontbreken van antigenen op hun rode bloedcellen aan eender welke andere persoon bloed doneren, zij zijn de universele donor. Personen met bloedgroep AB kunnen, door het ontbreken van antistoffen in hun bloedplasma, van eender welke andere persoon bloed ontvangen, zij zijn de universele ontvanger. RHESUSSYSTEEM Naast antigenen A en B kan op je rode bloedcellen nog het antigen D zitten. De aan- of afwezigheid van dit antigen bepaalt je resusfactor. Bescherming en afweer tegen lichaamsvreemde stoffen 43 − resuspositief (Rh+): het antigen D is aanwezig is op de rode bloedcellen. − resusnegatief (Rh-): het antigen D is afwezig is op de rode bloedcellen. GEN ALLELEN GENOTYPES FENOTYPES D DD, Dd Rh+ Resusfactor d Dd Rh- Wanneer resuspositief bloed gedoneerd wordt aan personen met resusnegatief bloed zal de ontvanger antistoffen aanmaken tegen de lichaamsvreemde antigenen, waardoor ook agglutinatie zal optreden. Andersom is dit niet het geval. Kortom, personen met Rh- mogen aan zowel Rh- als Rh+ doneren, terwijl personen met Rh+ enkel aan Rh+ mogen doneren. PROBLEMEN BIJ DE ZWANGERSCHAP Een resusnegatieve vrouw kan zwanger zijn van een resuspositieve baby als de vader ook resuspositief is. Wanneer, tijdens de bevalling, bloed van het kind in contact komt met het bloed van de moeder, zal de moeder antistoffen aanmaken tegen resuspositieve antigenen. Deze antistoffen blijven aanwezig in het bloed van de moeder. Wanneer deze vrouw voor een tweede keer zwanger is van een resuspositief kind, komen deze antistoffen via de placenta in het bloed van het ongeboren kind terecht. Daar veroorzaken deze antistoffen agglutinatie waardoor het bloed van het ongeboren kind afgebroken wordt. De problemen kunnen voorkomen worden door de moeder onmiddellijk na haar eerste bevalling antistoffen toe te dienen. Hierdoor worden de rode bloedcellen van het kind in het bloed van de moeder meteen afgebroken waardoor ze zelf geen antistoffen zal aanmaken. Bescherming en afweer tegen lichaamsvreemde stoffen 44  Oefeningen 1. Geef twee synoniemen voor antilichamen. Antistoffen, immunoglobulines 2. Welk van onderstaande uitspraken is juist? Verduidelijk je keuze. x Alle lymfocyten zijn in de mogelijkheid zich te ontwikkelen tot  geheugencellen  Alleen T-lymfocyten kunnen zich ontwikkelen tot geheugencellen. x Geheugencellen zorgen ervoor dat je immuun kan worden voor een  pathogeen. 3. Waarin verschilt de aangeboren afweer van de verworven afweer? Vervolledig de tabel. AANGEBOREN AFWEER VERWORVEN AFWEER Reageert het wel of niet specifiek op een Niet specifiek Specifiek pathogeen? Worden er geheugencellen Nee Ja gevormd? Welke soort(en) witte bloedcellen spelen Fagocyten Lymfocyten een rol? 4. Tot welke vormen van niet-specifieke ----------------------- afweer behoren volgende voorbeelden? (A) (B) Fagocytose --> 2de lijn --> Niet-specifiek T-lymfocyten (cellulaire afweer) --> 3de lijn --> Specifiek (C) (D) Mechanische barrière --> 1ste lijn --> Niet specifiek Ontsteking --> Fagocytose --> 2de lijn --> Niet specifiek Bescherming en afweer tegen lichaamsvreemde stoffen 45  (E) Op de huid heerst een zuurtegraad die het mogelijke indringers lastig maakt. Chemische barrière --> 1ste lijn --> Niet specifiek (F) Deze eiwitten beschadigen het membraan van een afwijkende cel waardoor deze leegloopt en afsterft. T-lymfocyten --> 3de lijn --> Specifiek (G) Organen worden afgebakend met epitheel. Vaak zijn dit meerdere cellagen die bijgevolg moeilijk doordringbaar zijn voor micro-organismen. Fysische barrière --> 1ste lijn --> Niet specifiek 5. Bestudeer de afgebeelde leukocyten van de specifieke afweer en vervolledig de tabel. Wat is de naam van B-lymfocyt T-lymfocyt de lymfocyt? Binnen welk type van specifieke afweer is Humoraal Cellulair deze cel werkzaam? Waar is deze cel Hele lichaam Ter plaatse werkzaam? Tumorcel Geïnfecteerde cel Welke structuur bindt met de antigenen? Receptoren Receptoren Bescherming en afweer tegen lichaamsvreemde stoffen 46