H1 - BASISCONCEPTEN VAN DE IMMUNOLOGIE
Het immuunsysteem (IS) is een complex geheel, maar we kunnen onszelf de volgende
vragen stellen:
− Waarom
− Waar
− Wie
− Wat
− Wanneer
1.1 WAAROM HEBBEN WE EEN IMMUUNSYSTEEM NODIG?
Het immuunsysteem beschermt ons tegen pathogenen. Waarom gaan pathogenen ons
infecteren?
− Zodat zij kunnen overleven. Dat is niet noodzakelijk ten koste van ons (symbiose/
commensalisme). Pathogenen die koloniseren (mucus) zullen geen ziekte
veroorzaken. Degene die onze weefsels invaderen zijn wel schadelijk voor ons en
daar zullen we een immuunsysteem bij nodig hebben.
Maar het immuunsysteem kan ook een rol spelen in normale homeostase en wondheling.
Er zijn 4 redenen waarom we het immuunsysteem nodig hebben:
1. Om ons lichaam te beschermen tegen pathogenen, toxines (afkomstig van
pathogenen bv. tetanus/ difterie) en allergenen (verkeerde reactie van ons lichaam.
Het IS maakt dan een fout in de tolerantie en reageert op stoffen die natuurlijk in de
omgeving voorkomen. Bij dieren komt het minder voor). Er zijn 4 grote klassen van
pathogenen en voor elke klasse (virus, bacterie, parasiet en schimmels) is er een
specifiek immuun-mechanisme. Het IS is specifieker tegen bacteriën en virussen dan
tegen parasieten en schimmels. We gaan in de cursus niet veel in op allergenen.
2. Onderscheid maken tussen lichaamseigen en -vreemd (transplantatie bestond niet
toen ons IS werd ontwikkeld en is dus helemaal niet natuurlijk) (als het verkeerd gaat
kan je een auto-immuunziekte ontwikkelen).
3. Innate/ aangeboren en adaptief IS zijn er om pathogene microben te detecteren en
te verwijderen.
• Aangeboren IS werkt onmiddellijk en wordt niet beter met de tijd. Het is altijd
aanwezig en hoeft niet “getraind” te worden.
• Adaptief IS wordt beter als het eerder in contact is gekomen met dezelfde
pathogeen. Het komt trager op gang, moet “getraind” worden en is specifiek
voor een bepaalde pathogeen.
4. Beide mechanismen kunnen lichaamseigen en -vreemd van elkaar onderscheiden
maar met een bepaalde tolerantie. Bv. een foetus/ voedselopname met allerlei
micro-organismen (MiO) erop.
1
,1.2 WAAR BEVINDT HET IMMUUNSYSTEEM ZICH?
Overal, want het moet overal kunnen ingrijpen, maar zeker op die plaatsen die in contact
staan met de buitenwereld (uitwisseling met voeding/ gassen maar pathogenen zoveel
mogelijk buiten houden). In principe zijn we vanbinnen steriel (geen bacteriën in het bloed).
1.2.1 FYSISCHE BARRIÈRES
Op de plaatsen waar pathogenen binnen zouden kunnen komen en
deze steriliteit dus kunnen aantasten zijn er gespecialiseerde
fysische barrières. Bv. de huid en mucosale oppervlakken.
− De huid is heel hard waar pathogenen moeilijk door naar
binnen kunnen komen. Behalve bij een wondje → rood/
gezwollen door vasodilatatie → cellen van IS kunnen erbij
en hun werking uitoefenen. Dit vereist wel dat ons lichaam
de binnen gekomen MiO moet kunnen herkennen.
De longen en het SVS zijn lastige plaatsen, want hier moet een zekere uitwisseling
gebeuren, waardoor de barrière niet zo sterk is als bijv. de huid. Er is hier een
gespecialiseerd IS nodig.
1.2.2 LYMFOÏD WEEFSEL
Het IS is niet functioneel als het volledig willekeurig gebeurd → lymfoid weefsel (bv.
lymfeknopen), zodat IS-cellen samen zitten en er een coördinatie is
van het IS (interactie tussen immuun cellen die cruciaal kan zijn om
een pathogeen op te ruimen).
We maken een onderscheid tussen 2 grote types van lymfoïd
weefsel:
− Grote organen zijn duidelijk georganiseerd in structuren
(beenmerg, thymus milt, adenoïden (neusamandelen),
(keel)amandelen (tonsillen), lymfeknopen en platen van
Peyer = in de darm/ mucosale weefsels, als iets minder georganiseerd).
− Daarnaast heb je minder goed georganiseerde organen: minder goed georganiseerd
maar bij een infectie wordt hieruit meer geproduceerd. Ze lijnen de mucosale
oppervlakten af (respiratoir, gastro-intestinaal, urogenitaal stelsel).
Er is wordt ook nog een ander onderscheid gemaakt:
− Primair/ centrale lymfoïde weefsels (beenmerg en thymus): immuun cellen worden
aangemaakt tot ze klaar zijn om (een fragment van) een pathogeen te kunnen
herkennen en een immuunrespons (IR) in gang te zetten. Wanneer ze gematureerd
(in staat om immuunfunctie uit te voeren) zijn, gaan ze migreren via bloed en
meestal in secundaire lymfoïde organen hun functionaliteit uitvoeren.
− Secundaire/ perifere lymfoïde weefsels (milt, lymfeknopen, mucosaal lymfeweefsel)
bevat de cellen die gemigreerd zijn uit het centrale weefsel en hieruit zal de IR
plaatsvinden. Dit zijn dus mucosale oppervlakten waarop een diffuse structuur wordt
gevormd.
2
,1.3 WIE ZIJN DE SPELERS VAN HET IMMUUNSYSTEEM?
1.3.1 AANGEBOREN IMMUNITEIT VS. ADAPTIEVE IMMUNITEIT
Aangeboren IS: heel snel, niet in secundaire lymfoïde weefsels, altijd aanwezig, algemeen,
werkt heel kort en is in de meeste gevallen voldoende om een infectie tegen te gaan. Als
aangeboren systeem niet voldoende is/ overwerkt is/ IS omzeild door pathogeen →
Adaptief IS wordt actief = heel complex mechanisme dat later op gang komt, omdat het
getraind wordt om specifiek te reageren op
een bepaalde pathogeen. Gaat ook trager
terug naar beneden bij een primaire respons.
Tussen innate en de piek van adaptive zit een
tijd van 5-7 dagen. Daarom ben je deze dagen
ziek.
Met fixed wordt bedoeld: een vaste respons, zal niet beter/ sterker worden en kan niet
getraind worden (groot verschil met adaptief, deze kan beter en beter worden naargelang
de keren dat je geïnfecteerd bent met het pathogeen. Daarom vaccineer je meerdere keren
soms om het adaptieve systeem beter te maken). Kan een aantal patronen goed herkennen
en we kunnen definiëren hoeveel dat er precies zijn (bepaalde structuren op pathogenen,
patronen die veel voorkomen). Adaptief kan getraind worden om welk molecuul dan ook te
leren herkennen. Het wordt steeds beter bij nieuwe infecties (sterkere affiniteit etc.) We
gebruiken het veel in de gezondheidszorg → IS trainen d.m.v. vaccinatie.
3
,1.3.2 AANGEBOREN IMMUNITEIT
1.3.2.1 FYSISCHE BARRIÈRES
Zie pagina 4. Vooral huid en mucosaal systeem.
1.3.2.2 OPLOSBARE FACTOREN
Soort oplosbare factor Voorbeelden Werking
Antimicrobiële eiwitten Lysozyme Werken in op bepaalde pathogenen
Fosfolipase A2
Antimicrobiële peptiden Defensinen Binden met oppervlakken om zo de
Cathelicidinen functionaliteit te verhinderen.
Histatinen
Complementen Krachtig systeem om pathogeen uit te
schakelen, maar kan bij verkeerde
regulering ook de eigen cellen gaan
uitschakelen.
Cytokines/chemokines Gaan het IS aansturen → welke cel op
welke plaats moet zijn. Signaleren
naar het adaptief IS wat voor soort
pathogeen het is.
1.3.2.3 IMMUUN CELLEN VAN AANGEBOREN IMMUNITEIT
Hier zie je een lijst van alle cellen van het immuunsysteem → dus ook van de adaptieve
immuniteit!
4
,NEUTROFIELEN
Grootste deel van bacteriële infecties worden verholpen door
neutrofielen. Het zijn namelijk de eerste cellen die op de plek van
ontsteking aankomen (door de aanwezige vasodilatatie worden
neutrofielen aangetrokken/ chemotaxis door chemokine (vereist geschikte
receptoren)). Na de chemotaxis volgt het binden aan de pathogenen en
fagocytose.
Opsonines zorgen ervoor dat neutrofielen beter gaan werken. Wanneer deze afwezig zijn, is
fagocytose inefficiënt.
Neutrofielen willen de bacteriën opeten en zal daar meestal zelf bij sterven:
− Fagocytose (fagolysozoom inwendig) gaat gepaard met het uitstoten van toxische
stoffen die helpen bij het kapot maken van de bacterie → de neutrofiel gaat hier
vaak ook zelf aan dood en kan zorgen voor weefselschade (collateral damage). Dit
gebeurt continu in ons lichaam en van 1 bacterie zal de neutrofiel niet meteen
sterven, maar als de bacteriën heel groot/ veel aanwezig zijn, zal dat wel gebeuren
(kortlevende cellen). Werkt dus wel snel en effectief.
Neutrofielen hebben een typische gelobeerde kern.
Een neutrofiel kan 2 vormen hebben. Dit is heel typisch voor
veel cellen van het IS → een rustfase en actieve vorm.
1. De neutrale vorm komt in het bloed voor.
2. De actieve vorm (pathogeen tegen gekomen) heeft
vaak meer uitlopers zodat het contactoppervlak
vergroot. Is zeer toxisch.
Je gaat zien dat de neutrofiel de bacterie achtervolgt in het bloed. Hij heeft bepaalde
receptoren/sensoren op zijn oppervlak die kunnen voelen waar de bacterie/pathogeen is.
MONOCYTEN/MACROFAGEN
Monocyten circuleren in het bloed naar weefsel en transformeren dan naar macrofagen
(kupffercellen in de lever, alveolaire macrofagen). Macrofagen zijn langlevende cellen die
MiO afbreken en de immuun respons reguleren (brug tussen aangeboren en adaptief). De
pathogenen die het sterkst geovulueerd zijn: invaderen macrofagen en zijn op deze manier
beschermd tegen het immuunsysteem. Paard van Troje. Bv tuberculose en HIV.
Macrofagen zijn belangrijk om de homeostase in ons lichaam te bewaken door de
verschillende functies die ze uitoefenen:
− Fagocytose
− Antigenpresentatie
− Secretie van cytokines
5
,Omdat macrofagen zo belangrijk zijn, zullen ze geen zelfmoord plegen (kunnen blijven
fagocyteren). Neutrofielen doen dit wel.
Sommige pathogenen hebben zich echter aangepast en kunnen delen in de macrofagen
zodat het IS niet zal reageren. Deze pathogenen zijn moeilijk te bestrijden. Bijv. tuberculose.
DENDRITISCHE CELLEN (DC)
Dit zijn antigen presenterende cellen en behoren dus
zowel tot het aangeboren als adaptief IS. Ze zijn
gespecialiseerd om MHC-II tot expressie te brengen en
worden gevonden in de meeste weefsels (vnl. in huid,
lymfeknopen, milt en mucosale epithelen).
Maken link tussen innate en adaptief systeem. Komen
minder voor dan macrofagen.
Ze zijn cruciaal om het adaptief IS te activeren en vormen samen met de
macrofagen de links tussen het aangeboren en adaptieve IS.
Het zijn kleine cellen die met stimulatie van LPS (lipopolysacharide) lange
uitlopers vormen. LPS is een onderdeel van bacteriën dat makkelijk te
verkrijgen is. LPS heeft een specifiek patroon dat het aangeboren IS kan activeren.
Wanneer dendrieten met LPS in contact komen zullen ze geactiveerd worden en een nauw
contact vormen met lymfocyten en die van instructies voorzien. Deze binding tussen
lymfocyt – dendritische cel gebeurt continu (vnl. in lymfeknopen) maar dit is een instabiele
binding en zal meestal weer snel losgaan. Wanneer er echter een bacterie is herkend zal de
binding langer blijven bestaan. Een dendritische cel heeft ‘’membrane ruffles’’ om
oppervlakte te vergroten als daar een T-cel in de buurt zit moet die vastgenomen kunnen
worden.
NATURAL KILLER CELLS (NK-CELLS)
Kunnen eigen lichaamscellen afdoden. Dit zal nuttig zijn
in gevallen als er in die cellen een virus zit of er sprake is
van abnormale cellen, in de breedste zin van het woord
(kanker/ virus geïnfecteerd/ met andere pathogenen).
NK-cellen behoren bij het aangeboren systeem en
herkennen dus niet een specifiek virus maar een
veelvoorkomend patroon op virussen → hebben geen
antigen-specifieke receptoren!
Ze zorgen dat targetcellen kapotgaan door de inductie van apoptose bij die cellen. Dit
gebeurt tamelijk agressief: ze proberen de abnormale cel binnen te dringen (maken in ieder
geval heel nauw contact) en stoten dan toxische granules uit zodat die abnormale cel wordt
6
,afgedood (is zelf beschermd tegen de granules). NK-cellen raken wel net zoals neutrofielen
uitgeput en zullen dus op een gegeven moment ook afsterven.
NK cell heeft geen antigeen specifieke receptoren. Hij herkent doelcellen in het lichaam die
zich abnormaal gedragen. Dit is bv kankercel worden of virus geïnfecteerde cellen. Veel
virussen kunnen daar ook aan ontsnappen.
1.3.3 ADAPTIEVE IMMUNITEIT
Adaptief IS is in staat om tegen alle pathogeen(structuren) te reageren → veel complexer →
meer regulatie nodig. MHC I en MHC II zijn belangrijk in de training van het IS. Kunnen
werken via Ig/ antistoffen en T-celreceptoren. Cytokines bepalen hoe onze IS werkt.
1.3.3.1 IMMUUN CELLEN VAN DE ADAPTIEVE IMMUNITEIT
ANTIGEN PRESENTERENDE CELLEN
Dendrieten en macrofagen (aangeboren cellen maar vormen de link met adaptief). Ze gaan
de pathogeen herkennen en opnemen (eten stukjes van pathogeen) en op een specifieke
manier presenteren via MHC-I en MHC-II → vooral lymfocyten trainen om de pathogenen
uit te schakelen.
Er is echter nog een derde antigen
presenterende cel: B-cellen. Dit zijn
effectorcellen die Ig presenteren en
secreteren maar die ook goede antigen
presenterende cellen zijn.
LYMFOCYTEN: B EN T-CELLEN
Een B-cel zal later antistoffen secreteren en is getraind door
macrofagen en dendritische cellen
− Ze kunnen daardoor 1 bepaald antigen herkennen en
daarop 1 soort antistof aanmaken.
− Als een B-cel klaar is om te secreteren → plasmacel
dat de antistoffen echt vrijstelt (geactiveerde vorm).
Er zijn 2 grote types van T-cellen: CD4 en CD8. Maar hier zijn
ook weer verschillende subtypes in te herkennen. Onderscheid
komt neer op:
− CD4 zijn helpercellen, die niet rechtstreeks inwerken op
pathogenen.
− Cytotoxische T-cellen: CD8 gaan de cellen wel echt
afdoden. Ze gebruiken dezelfde perforines/ toxines als
NK-cellen, maar NK-cellen herkent enkel een fout
patroon, terwijl CD8 een specifiek virus/ antigen
herkent (reageert niet op andere virussen/ abnormale
cellen).
7
,1.3.3.2 MHC I EN MHC II
MHC-II zit vooral op antigen presenterende cellen. MHC-I zit op alle cellen. Beide zijn
eiwitstructuren die het toelaten om een klein stukje van een peptide (1016 AZ) te
presenteren (groeve bovenaan) dit zijn fragmenten van eiwitten van pathogenen → signaal
om aan te geven dat er een pathogeen is → activatie IS/ training lymfocyten (dendritische
cel). Een lymfocyt herkent dus een
geïnfecteerde cel door hetzelfde stukje
peptide als waar het mee getraind is.
Beide moleculen kunnen peptiden van
moleculen gaan presenteren op hun
oppervlakte.
1.3.3.3 IMMUNOGLOBULINES/ANTISTOFFEN
Worden geproduceerd door B-cellen.
Een antistof ziet er klassiek zo uit: constante regio die weinig variabel
is en een variabele regio die het antigen kan binden.
Er is daardoor een oneindige variatie mogelijk (of in ieder geval heel
veel) → zo kan op alle vreemde moleculen die ingebracht worden
gereageerd worden.
Een antistof bestaat altijd uit een dimeer die is gebonden met een disulfide binding en bindt
vrij-antigen. Werd gepresenteerd door MHC I en MHC II.
Bi-specifiek: 2 bindingsplaatsen. Er is een constant gedeelte en een variabel gedeelte, die
kunnen binden met pathogenen.
8
,1.3.3.4 T-CEL RECEPTOREN
T-cel receptor is een soort antistof op T-cellen. Die zitten op de membraan en zorgt ervoor
dat de T-cel heel specifiek peptide kan gaan herkennen. Ook hier vind je een variabel
domein.
Training immuunsysteem: om peptiden te kunnen herkennen.
1.3.3.5 CYTOKINES
Cytokines omvatten veel verschillende moleculen (bijv. interleukines/ interferonen) die
communicatie tussen verschillende delen van het IS mogelijk maken. Ze signaleren dat er
meer cellen moeten komen en trainen het adaptief IS (bepaalt welk type T-cel je krijgt).
9
, 1.4 WAT GEBEURT ER IN HET IMMUUNSYSTEEM/HOE WERKT HET?
1.4.1 HERKENNING IN HET AANGEBOREN IMMUUNSYSTEEM – TOLL LIKE
RECEPTORS (TLR)
Gelimiteerde specificiteit vergeleken antigen receptors
adaptive immune system.
Macrofagen herkennen patronen die in heel veel bacteriën
terugkomen. Die brengen heel veel receptoren tot
expressie die verschillende patronen herkennen: Pattern
recognition receptors (PRRs). Geactiveerd door pathogen-
associated molecular patterns (PAMPs) → moleculaire
patronen die bij verschillende pathogenen voorkomen maar
niet op onze eigen lichaamscellen. Iedere receptor herkent
één soort patroon (waar er geen duizenden van zijn).
Belangrijk zijn Toll like receptor (die LPS herkent) dat initieert de antimicrobiële responses.
1.4.2 PROFESSIONELE ANTIGEN PRESENTERENDE CELLEN (APC)
Dendritische cellen, macrofagen en B-cellen:
1. Eerst antigenen opnemen (via receptoren) → Eiwitten in stukjes knippen/ processen →
kleine deeltjes van de grotere structuren presenteren op MHC
2. MHC is belangrijk om andere delen van het IS te trainen en antigenen aan te geven.
Gaan antigenen opnemen. Nemen stukjes of volledige pathogenen op via verschillende
mechanismen. Gaan deze verknippen en peptiden op het oppervlakte van de cel tot
expressie brengen mbv MHC1. Kan laag zijn maar wordt opgereguleerd.
10
