Immuunsysteem

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Ga naar: navigatie, zoeken
Microscopische opname van een neutrofiele granulocyt (geel) die een Bacillus anthracis (miltvuurbacterie, oranje) opslokt

Het immuunsysteem is een verdedigingssysteem met als doel indringers of veranderde eigen cellen te bestrijden. De Latijnse term immunis betekent vrijgesteld, verwijzend naar bescherming tegen indringers van buiten. Bacteriën en eencelligen hebben evenals meercellige organismen wel cellulaire mechanismen om zich te verdedigen tegen virussen of andere bacteriën, maar wanneer we over een immuunsysteem spreken, bedoelen we de immuunrespons in multicellulaire organismen, waarin een groot aantal cellen en moleculen samenwerken om indringers te weren.

Het immuunsysteem in zoogdieren[bewerken]

Naast de bescherming tegen virussen, bacteriën en parasieten wordt het immuunsysteem ook wel ingezet om afvalstoffen of zieke lichaamscellen als kankercellen op te ruimen.

Het immuunsysteem kan worden onderverdeeld in een aspecifiek (aangeboren) en adaptief (verworven) deel. Het aspecifieke deel is snel werkzaam, maar minder specifiek voor de ziekteverwekker (pathogeen). Het adaptieve deel daarentegen past zich aan de pathogeen aan, dit kost tijd, maar zal uiteindelijk een sterke afweer worden. Bovendien is het lichaam daarna vaak langdurig beschermd tegen dit pathogeen.

Beide vormen van afweer bevatten zowel humorale als cellulaire componenten. Humorale componenten zijn enzymen die zich in vloeistoffen in het lichaam bevinden, bijvoorbeeld in het bloed. Humorale componenten remmen zelf de pathogeen of activeren andere enzymen of cellen die de pathogeen opruimen. Cellulaire componenten zijn cellen die werken voor het immuunsysteem, zoals de witte bloedcellen.

De witte bloedcellen zijn cellen van het immuunsysteem die zich in het bloed of in de lymfevloeistof bevinden en omvatten cellen zowel uit het aspecifieke als het adaptieve immuunsysteem. Fagocyten en lymfocyten zijn vrij bekende witte bloedcellen. Fagocyten fagocyteren (Opnemen van de pathogenen in de cel door blaasjes in het celmembraan te maken en zo de pathogeen te omgeven) de pathogenen en breken ze af in lysosomen.

Elke cel of molecuul heeft specifieke structuren op het oppervlak (epitopen). Lymfocyten ontwikkelen antistoffen specifiek voor epitopen op het vreemde materiaal. Elk antistof is specifiek voor een antigen, een zo'n vreemde structuur. Wanneer een antistof is gebonden aan zijn antigen wordt het vreemde materiaal nog makkelijker als vreemd beschouwd en opgeruimd door fagocyten, bovendien hindert de binding van antilichamen het functioneren van de pathogeen.

Opbouw van het immuunsysteem[bewerken]

De meeste multicellulaire organismen bezitten een immuunsysteem dat uit een aangeboren immuniteit bestaat die over het algemeen uit een reeks vooraf geprogrammeerde reacties op ziekteverwekkers bestaat die niet veranderen tijdens de levensloop van het organisme. Het adaptieve immuunsysteem, waarbij de immuunreactie aan het pathogeen wordt aangepast, verscheen in de evolutie met komst van kraakbeenachtige vissen. De organismen die een adaptief immuunsysteem bezitten, bezitten ook een aangeboren immuniteit en veel van de mechanismen die een rol spelen in het immuunsysteem behoren tot beide systemen. De hogere gewervelde dieren en alle zoogdieren hebben zowel een aangeboren als aanpassingsimmuunsysteem.

Aspecifieke afweer[bewerken]

De aspecifieke afweer houdt ziekteverwekkers buiten het lichaam. Het maakt geen onderscheid tussen de soorten indringers en is op te delen in de eerstelijnsafweer, de buitenkant van het lichaam, en de tweedelijnsafweer, witte bloedcellen.

De eerstelijnsafweer is een mechanische barrière die het binnendringen van bacteriën, virussen en schimmels tegengaat. Vooral de huid vormt de eerstelijnsafweer. Er zijn echter, omdat organismen niet helemaal door de huid beschermd kunnen worden tegen de omgeving, andere systemen die het lichaam beschermen, zoals de slijmlaag van de darmen, luchtwegen en genitaliën. Hoesten, niezen en braken zijn een reactie van het lichaam tegen indringers. De dekweefsels vormen de grens tussen het inwendige en het uitwendige milieu. Ook de spoelende werking van tranen en urine houdt indringers buiten het lichaam.

Mocht een ziekteverwekker toch het lichaam binnendringen, dan stuit deze op de tweedelijnsafweer. Deze lijn bevindt zich in het bloed, in weefselvloeistof en in lymfevaten. Deze afweerlinie bestaat uit diverse typen witte bloedcellen.

De eerste soort witte bloedcel die een indringer tegenkomt is een macrofaag, welke werkt volgens fagocytose. Bepaalde structuren die niet in het lichaam horen bevorderen de fagocytose. Na de fagocytose worden de antigenen van de indringer op een MHC II-molecuul getoond waarna de specifieke afweer (Cellulair en humoraal) wordt bevorderd. Een tweede soort witte bloedcel is een NK-cel. NK-cellen zijn constant bezig de cellen die ze tegenkomen te 'scannen' op MHC-I-moleculen die eiwitten presenteren die in de cel geproduceerd worden. Als er een vreemd eiwit gepresenteerd wordt, zal de NK-cel de cel vernietigen. Andere witte bloedcellen zijn:

Humorale component[bewerken]

Complementsysteem een groep eiwitten die na activatie een cascade (kettingreactie) vormen. Recente vooruitgang is gemaakt op het gebied van aangeboren immunologie met de ontdekking van bepaalde receptoren: de receptoren bij zoogdieren die voor een groot deel van de ingeboren immune erkenning van ziekteverwekkers verantwoordelijk zijn. Er is sterk bewijsmateriaal dat deze receptoren van het ontdekken van de "ziekteverwekker-geassocieerde moleculaire patronen" en/of het verstrekken van het "gevaarssignaal" de oorzaak zijn.

Inflammatoire component (respons)[bewerken]

Een wondje in een weefsel (o.a. de huid) of het binnendringen van een ziektverwekker in een weefsel triggert een lokale inflammatoire respons (=ontstekingsreactie). Hierbij worden de slagaders (arteriën) naar het geïnfecteerde weefsel wijder (dilatatie) en de aders (venen) vernauwd (constrictie). Dit verhoogt de lokale bloedtoevoer en is verantwoordelijk voor de karakteristieke roodheid en warmte (L. inflammo, "in vuur en vlam zetten") die zich voordoet bij een ontstekingsreactie. De ontstekingsreactie wordt geïnitieerd door chemische signalen die afkomstig kunnen zijn van de indringer of vrijgelaten worden door basofielen die circuleren bij het geïnfecteerde weefsel. Ook mestcellen, die zich bevinden in bindweefsel, kunnen het respons initieren. Zowel de basofielen als de mestcellen triggeren deze respons door histaminen, een signaalstof. Histamine bevordert naast de lokale bloedtoevoer ook de permeabiliteit (doorlaatbaarheid) van de bloedvatwanden. Hierdoor kunnen stollingsfactoren gemakkelijker door het bloedvat naar het beschadigde weefsel om de wond doen te herstellen (zo snel mogelijk afsluiten voor andere indringers).

De beschadigde weefselcellen en andere leukocyten geven prostaglandinen vrij, die verder de bloedtoevoer naar het geïnfecteerde weefsel stimuleren.

Verhoging van de lokale bloedtoevoer en permeabiliteit van de bloedvatwand bevorderen de migratie van fagocytische cellen (van bloed naar het geïnfecteerde weefsel). Chemotactische factoren, die worden vrijgelaten door indringende bacteriën, en van het geïnfecteerde weefsel, trekken fagocyterende cellen aan naar de plaats waar de infectie is.

Chemokinen, moleculen die gesecerneerd (uitgescheiden) worden door endotheelcellen van de bloedvatwand, en monocyten trekken ook fagocyterende cellen aan.

Toxinen geproduceerd door pathogenen kunnen koorts opwekken, maar bepaalde leukocyten laten ook moleculen, genaamd pyrogenen vrij, die de thermostaat van het lichaam op een hogere temperatuur zet. Koorts draagt bij aan afweer van het lichaam door de groei van sommige micro-organismen te inhibiteren. Ook kan koorts fagocytose faciliteren, door reacties in het lichaam te versnellen en zodoende de snelheid van weefselherstel te bevorderen.

Het eiwit in de cel met de naam TMED7 is in staat een deel van het immuunsysteem stop te zetten nadat een infectie succesvol verwijderd is. Zonder TMED7 zou het immuunsysteem controleloos doorwerken, met nadelige gevolgen voor het lichaam.

Adaptieve (verworven) immuunsysteem[bewerken]

Het adaptieve immuunsysteem, ook het specifieke immuunsysteem genoemd, verklaart het interessante feit dat wanneer de meeste zoogdieren een eerste besmetting door een ziekteverwekker overleven, zij over het algemeen immuun zijn om ziekte te ontwikkelen die door die zelfde ziekteverwekker wordt veroorzaakt. Dit feit wordt geëxploiteerd door moderne geneeskunde door het gebruik van vaccins. Het aanpassingsimmuunsysteem is gebaseerd op immuuncellen. Deze worden witte bloedcellen genoemd, die door stamcellen in het beenmerg worden geproduceerd. Deze cellen ontwikkelen zich vaak in lymfoïde organen: de lymfeknopen, beenmerg of thymus.

Het adaptieve immuunsysteem heeft tijd nodig om zich te ontwikkelen (bij een infectie bij mensen circa 7-10 dagen), maar zal op den duur evolueren (letterlijk) tot een zeer specifieke afweer. Het geheugenonderdeel vormt vervolgens een uniek onderdeel van het adaptieve immuunsysteem.

Cellulaire afweer[bewerken]

Dit is een immuunrespons gericht tegen intracellulaire micro-organismen (virussen, bacteriën). Voor de cellulaire immuniteit zijn de T-cellen verantwoordelijk. Ze zijn naar de thymus genoemd. Er worden 2 typen T-lymfocyten onderscheiden, wanneer men kijkt naar de functie:

Humorale afweer[bewerken]

Antistoffen zijn eiwitten die worden geproduceerd door B-lymfocyten, die behoren tot de witte bloedcellen. De B-lymfocyten en de antistoffen samen worden de humorale afweer genoemd en zijn op zich weer onderdeel van de specifieke afweer. Dit deel van ons afweersysteem is in staat om onderscheid te maken tussen wat tot ons eigen lichaam behoort en wat vreemd is in ons lichaam, zoals bacteriën, virussen maar ook bloedcellen met een afwijkende bloedgroep. Het afweersysteem herkent niet de volledige lichaamsvreemde structuur maar slechts een eiwit- of een suikeronderdeel hiervan, dat antigeen genoemd wordt. De B-lymfocyten worden gemaakt in het beenmerg vanuit lymfoïde stamcellen. Een jonge B-lymfocyt, die nog nooit eerder een antigeen heeft ontmoet, maakt een primaire antistof die het als zogenaamde B-cel receptor (BCR) op het celmembraan vertoont. De B-lymfocyten verlaten nu het beenmerg om naar de secundaire lymfoïde organen, zoals lymfeklieren en milt, te gaan. Hier zullen de B-lymfocyten voor het eerst antigenen ontmoeten. Aangezien een B-lymfocyt veel verschillende primaire antistoffen kan maken, zijn er slechts enkele cellen die het gepresenteerde antigeen kunnen binden. Om echter de B-lymfocyt aan te zetten om zijn antistof te gaan moduleren, zodat dit beter past, en om er voor te zorgen dat de B-lymfocyt gaat vermenigvuldigen, is er een tweede soort cel nodig van het specifieke afweersysteem: de T-helper lymfocyt. Alleen wanneer er binding van zowel een antigeen als van een T-helper lymfocyt aan de B-lymfocyt plaatsvindt, kan er differentiatie en proliferatie optreden. Deze uitrijping van een B-lymfocyt vindt plaats in de secundaire lymfoïde organen. De uitgerijpte B-lymfocyt kan of een plasmacel of een memory B-lymfocyt worden. De plasmacel verlaat de secundaire lymfoïde organen om zich naar het beenmerg te begeven. Hier bevinden zij zich in het juiste milieu om grote hoeveelheden antistoffen te gaan produceren. De memory B-lymfocyt blijft in de circulatie en zal tijdens een tweede invasie van een antigeen snel weer antistoffen van dezelfde specificiteit kunnen maken. Wanneer een antistof aan een antigeen bindt, wordt een immuuncomplex gevormd dat door weer andere witte bloedcellen uit onze bloedbaan verwijderd wordt.

De humorale component wordt dus verzorgd door B-cellen en dan vooral de plasmacellen. Deze plasmacellen kunnen een aantal antistoffen (antilichamen) afgeven aan het bloedplasma. Deze behoren tot de familie van de immunoglobulinen en zijn in vijf klassen onderverdeeld:

De kruising tussen aangeboren en aanpassingsimmuunsystemen[bewerken]

Hoewel de dichotomie van de aangeboren en aanpassingsimmuunsystemen heeft gediend om de reductionistenbenadering van immunologie te vereenvoudigen en te vergemakkelijken, hebben een aantal vrij recente ontdekkingen geholpen om oude geheimen van het immuunsysteem te verklaren evenals de scheidslijn tussen aangeboren en aanpassingsimmuunsystemen te vertroebelen.

Ziektes van het menselijke immuunsysteem[bewerken]

Een niet, of niet voldoende functionerend immuunsysteem is een eigenschap van immuundeficiëntie; er zijn aangeboren of verworven vormen van immunodeficiëntie. Een voorbeeld van een aangeboren afwijking van het immuunsysteem is SCID (Severe Combined Immuno Deficiency Syndrome), dat voorkomt bij zeer jonge kinderen. Verworven immunodeficiëntie komt voor bij ziekten van het immuunsysteem zoals aids (het "Verworven Immuun Deficiëntie Syndroom"), een besmettelijke ziekte, die door het Hiv wordt overgebracht, die degeneratie van het immuunsysteem van het lichaam veroorzaakt, maar het wordt ook wel veroorzaakt door medicijnen, bijvoorbeeld bij transplantatiepatiënten.

Anderzijds is een "overactief" immuunsysteem een eigenschap van een groot aantal verschillende soorten auto-immuunziekten, zoals diabetes mellitus type I, multiple sclerose (MS), psoriasis, reumatoïde artritis (reuma), en auto-immuunhepatitis. In deze ontbreekt de zelf-herkenningscapaciteit van het immuunsysteem en het valt een deel van het eigen lichaam van de patiënt aan.

Het immuunsysteem in de plant[bewerken]

Bij zelf-bestuivende planten zal een stuifmeelkorrel die op stigma van een bloem landt een stuifmeelbuisje onderaan de steel naar de stempel voor bevruchting verzenden. Een stuifmeelkorrel van een genetisch verschillende plant zal niet ontkiemen of het stuifmeelbuisje, zodra gevormd, zal in de steel desintegreren. In kruis-bestuivende soorten, desintegreren de eigen stuifmeelkorrels, terwijl de niet-eigen korrels ontkiemen en bevruchten.

Toch moeten niet alle cellen van buiten worden vernietigd aangezien sommigen voor voeding moet worden geassimileerd. Daarom moet het immuunsysteem de capaciteit hebben om eigen en niet-eigen te ontdekken. Het afweerstelsel moet de capaciteit hebben om toekomstige gevaren te behandelen.

Zie ook[bewerken]