Infectie en Afweer Hoorcolleges
Algemene introductie
Agentia waar je als mens/dier ziek van kan worden: prionen (verkeerd gevouwen eiwitten), virussen,
bacteriën, schimmels en parasieten. We bekijken deze agentia in relatie tot de afweer/immunologie.
Diergeneeskundige relevatie is bij landbouwhuisdieren, gezelschapsdieren, paard, veterinaire
volksgezondheid en bij het beleid ((import) besmettelijke dierziekten en ruiming).
Er zijn diverse ‘typen’ afweer, zoals sensoren of trilharen in je neus, etc. Ook heb je de adaptieve
immuniteit, het ‘zelflerend’, hiermee kun je ook een geheugen opwekken. Als het evenwicht
verstoord is, zeker bij een immuunrespons, ontwikkel je autoimmuniteit, er is geen balans tussen de
effector CD8+ T-cellen en Tregs. Het lichaam herkent goed en kwaad door een binding aan te kunnen
gaan, bijvoorbeeld T-cellen die op een geïnfecteerde en kankercel kunnen binden en die doden. De
verschillende soorten infectieuze agentia:
• Prionen: hebben de grootte van een eiwit, dus ze zijn niet levend en zijn niet zichtbaar.
• Virussen: zijn 10-8 m, zijn ook geen levende organismen en zijn zichtbaar met EM.
• Bacteriën – prokaryoten: zijn 10-6 m en zijn zichtbaar met LM.
• Schimmels – eukaryoten: zijn μm-cm en zijn zichtbaar met LM
• Parasieten – eukaryoten: onder te verdelen in:
o Protozoa: 10-5 m en zijn zichtbaar met LM.
o Helminten: mm-cm-dm zijn met het oog zichtbaar.
Een bacteriofaag kan specifiek bacteriën bestrijden. Verschillen tussen prokaryoten en eukaryoten:
Prokaryoten Eukaryoten
Eencellig, kleiner dan 5 μm Vaak meercellig, 10μm
Geen membraan gebonden organellen Membraan gebonden organellen zijn aanwezig
70S ribosomen 80S ribosomen
DNA is circulair en haploïd DNA in chromosomen in de kern
Kernmembraan is niet aanwezig Kernmembraan is aanwezig
Replicatie door deling Replicatie door mitose
Er zijn verschillende vormen van symbiose:
• Commensalisme: 1 profiteert, er is bescherming en voedsel bij de gastheer, er wordt geen
schade aan de gastheer toegediend.
• Mutualisme of symbiose: beiden profiteren, beiden organismen hebben voordeel, er wordt
geen schade aan de gastheer toegediend.
• Parasitisme: 1 profiteert, de ander lijdt, alleen de parasiet heeft voordeel, er wordt (ernstige)
schade aan de gastheer toegediend.
Parasitisme houdt in dat de parasiet zich goed moet aanpassen aan het lichaam van de gastheer en
hij moet in staat zijn voor horizontale transmissie (gastheer -> gastheer) en verticale transmissie
(generatie -> generatie). Parasieten worden een naam gegeven, eerst Genus en dan species, -osis op
het einde van het genus geeft aan dat het een parasiet is. Als je de familie wilt aangeven, eindigt het
op -idae, een superfamilie eindigt op -oidea. Parasieten kunnen ectoparasieten zijn, ze leven/voeden
op de buitenkant van de gastheer, of ze kunnen endoparasieten zijn, die leven in het lichaam van de
gast. Enkel in bot en keratine worden endoparasieten niet zo vaak gevonden. Extracellulaire
parasieten leven in of op het weefsel, maar penetreren geen cellen, intracellulaire parasieten leven
in een gastheercel, waarbij ze de genomische expressie veranderen. Microparasieten
vermenigvuldigen in de eindgastheer, dus het kan leiden tot een grote infectie. Macroparasieten
vergroten vaak niet in de eindgastheer, ze kunnen wel eieren of larven produceren. Microcarnivoren
voeden op een gastheer en gaan verder, voor verdere ontwikkeling. Er zijn verschillende soorten
gastheren voor parasieten:
, • Eindgastheer: hier vindt seksuele reproductie plaats.
• Intermediaire gastheer: bevat enkel immature vormen, die groeien en ontwikkelen, er kan
aseksuele replicatie plaatsvinden.
• Transport en partenische gastheer: geen parasitaire ontwikkeling, zijn niet per se nodig in de
levenscyclus, deze gastheer kan gebruikt worden om de kans om op de volgende essentiële
gastheer te komen.
• Reservoir gastheer: het is een gastheerpopulatie die de oorzaak van infectie is voor anderen.
• Vector: een insect of ander dier wat een ziekteverwekkend organisme van de ene gastheer
naar de andere brengt.
Virussen worden ingedeeld in klassen op de volgende criteria: type nucleïne zuur, symmetrie van het
virus, aan/afwezigheid van enveloppe en aantal/diameter nucleocapside. Routes van transmissie
infectieuze agentia: oraal, via besmet voedsel en water; direct (huid) contact; aerosolen
(= luchtwegen); directe inoculatie (injectie, tramua, bijten, steken, etc. ); transplacentaal. Postulaten
van Koch (kennen):
1. Het micro-organisme moet aanwezig zijn in elk geval van de ziekte.
2. Het verdachte micro-organisme moet kunnen worden geïsoleerd en gegroeid als een
reincultuur (1 soort).
3. Inoculatie van het geïsoleerde micro-organisme in een gezonde gastheer geeft dezelfde
ziekte.
4. Hetzelfde micro-organisme moet opnieuw uit de experimenteel geïnfecteerde gastheer
kunnen worden geïsoleerd in een reincultuur.
Dit is niet bij alles toepasbaar, zeker als er een vector nodig is om de ziekte over te dragen.
Als infectieus agens overleef je als je zo weinig mogelijk afweer opwekt, de effecten van afweer kan
ontwijken (bv antigene variatie), de afweer van de gastheer kan onderdrukken, snelle vermeerdering
en overleven in individuen met een verminderde afweer (YOPI). Aanwezigheid van een agens,
betekend niet dat je ziek bent, je kan drager zijn. Veel micro-organismen zijn ook nodig, je hebt het
nodig bij vertering, kolonisatie resistentie en afweer. Hoe een ziekte verloopt en waarom je ziek
wordt, is afhankelijk van de pathogenese factoren. Infecties (ziekte) voorkomen en behandelen kan
door insleep voorkomen, vaccinaties en therapie.
Bacteriën zijn unicellulair, kleiner en minder complex dan eukaryote cellen. Ze hebben vaak een
rigide celwand met peptidoglycanen met een grote morfologische diversiteit. Ze kunnen
voortbewegen met een flagella en groeien vaak in veel verschillende omstandigheden. Schimmels
zijn niet-fotosyntheserende eukaryoten en kunnen uni- of multicellulair zijn. Schimmels kunnen
potente enzymen uitscheiden, die organisch materiaal kunnen digesteren. Algen worden vaak plant-
achtig geassocieerd, sommige hebben pigmenten. Virussen zijn geen cellen, ze hebben DNA of RNA
in een proteïne kapsel of envelope. Virussen komen in veel vormen voor, ze kunnen enkel in levende
cellen reproduceren. Prionen zijn deeltjes kleiner dan virussen, ze bestaan uit abnormaal gevouwen
eiwitten, die gewone eiwitten verkeerd kunnen vouwen. Sommige bacteriën zijn in staat om
glycocalyx te vormen, een polymerisch materiaal, wat een capsule kan vormen, die de bacterie
beschermt tegen invloeden van buiten. De rigide celwanden van bacteriën zijn niet-selectief, verschil
in structuur en chemische compositie van de celwand zorgt voor variatie in pathogeniteit en kleuring.
Aan de kleuring kan bepaald worden of een bacterie Gram- (rood, complex) of Gram+ (blauw,
uniform) is. Gram- bacteriën hebben een buitenmembraan wat asymmetrisch proteïnen bevat,
moleculen met een klein gewicht kunnen de cel binnen komen via porines. Myoplasma’s zijn
organismen zonder celwand, ze reageren dus niet op antibiotica die de vorming van celwanden bij
bacteriën onderbreken. Bacterieel cytoplasmatische membranen, bevatten geen sterolen, waardoor
het buitenmembraan hydrofiel is en het binnenmembraan hydrofoob. Het cytoplasma van bacteriën
bevat het nucleaire materiaal, ribosomen, nutriënten en enzymen. Granulen kunnen aanwezig zijn,
,maar die zijn niet handig bij de groei en zijn daarom vaak afwezig. Bacterieel genoom verschilt in
grootte, afhankelijk van het species. Plasmiden, klein circulair DNA, los van het genoom, kunnen
autonoom repliceren. Veel gram- bacteriën hebben flagella en zijn dus mobiel, een flagel bestaat uit
het proteïne flagelline. Pili of fimbriae zijn fijne, rechte, haar-achtige aanhangsels en zitten op de
celwand van veel bacteriën. Het aantal pili verschilt enorm en de functie verschilt ook enorm.
Biofilms zijn bacteriële populaties die verschillen van elkaar en/of oppervlak en die zitten in een
bipolaire matrix. De eerste stap in vorming van een biofilm is dat de bacterie zich aan een oppervlak
vast hecht en een enkele laag cellen vormt. Vervolgens is er clustering en vorming van microkolonies.
Quorum sensing is de regulatie van gen expressie door verandering in cel populatie densiteit, wat
helpt in de vorming van een biofilm. Gram+ proteïnen worden direct gesecreteerd. Gram- proteïnen
hebben een secretie systeem, de proteïnen die getransporteerd worden zijn effectors en moduleren
verschillende celfuncties. Endospora worden gevormd door sommige bacteriën om overleving bij
andere milieu condities vast te stellen. Er is species variatie in vorm, grootte en positie. Sporen zijn
gedehydrateerd, hebben een lage metabolische activiteit, veel kleine zuuroplosbare proteïnen en
hoge inhoud van dipicolinisch zuur, waardoor ze goed kunnen overleven. Kleine zuuroplosbare
proteïnen binden aan DNA en beschermen het, hoog calcium zorgt voor een lange overleving. Als een
endospoor wordt geactiveerd is er activatie, initiatie en uitgroei.
Accurate diagnose is essentieel voor effectieve behandeling en controle. Soms is de oorzaak van de
ziekte makkelijk te achterhalen, maar vaak is de oorzaak van het probleem onbekend of heeft
meerdere mogelijkheden. Detectie van causale agens kunnen door directe observatie van
levenscyclus stages in feces, bloed, etc. of door indirect bewijs te vinden, zoals specifieke antigenen,
antilichamen of DNA-sequenties. Ectoparasieten kunnen gevonden worden door te schrapen of te
borstelen, haemotgeneuze parasieten kunnen gevonden worden in bloed. Andere endoparasieten
kunnen gevonden worden via een biopt, of na dood kan een autopsie gedaan worden. Bij levende
dieren is feces bekijken, coproscopie, de meest gebruikelijke laboratorium diagnostische procedure.
Bij flotatie wordt een goede hoeveelheid feces gemixt met een groot vloeibaar volume oplossing met
een specifieke graviteit. Hierdoor gaan lichtere structuren naar boven en zwaardere structuren
zakken naar beneden. Sommige parasitaire structuren zijn te zwaar, dus wordt feces gemixt met
water, worden de grote partikels verwijderd en wordt het in een vessel gezet. Het sediment wordt na
de juiste tijd goed bekeken. Er zijn ook centrifugale technieken, die de snelheid en sensitiviteit van
flotatie en sedimentatie vergroten. Sommige parasitaire structuren zijn breekbaarder en er moet een
techniek gekozen worden, die niet het object verstoort of vernietigd. Soms moet feces in cultuur
gebracht worden, zodat er groei en ontwikkeling is, om parasieten beter te identificeren. Sommige
motiele parasitaire levenscyclus stages zullen uit feces, in water migreren. Dit kun je onderzoeken
met de Baermann techniek, waarbij feces met een buis in contact staat met water. Ene larve kan dan
in de buis verzameld worden.
Parasitologie
Dierenziekten kunnen een infectieuze, invasieve, zelf-replicerende agenten of non-infectieuze,
genetisch defect, fysiologische abnormaliteit, etc., origine hebben. Honden ontwormen gebeurt
voornamelijk, zodat de mensen niet besmet worden en een deel zodat de hond zelf niet ziek wordt.
Afhankelijk van of het parasiet pathogeen is, of het zoönotisch is en hoe vaak de parasiet voorkomt,
bepaalt preventie, bestrijding en beheersing van parasitaire infecties. Een zoönose kan
onderverdeeld worden in:
• Directe zoönose: directe transfer van dier naar mens.
• Cyclozoönose: mensen infecteren dieren en andersom in een strikte rotatie.
• Metazoönose: een vector als intermediair is nodig.
• Saprozoönose: indirecte transfer via het milieu.
, Bijna alle dieren hebben een parasitaire infecties, alleen heb je daar vaak helemaal geen last van. Een
grote meerderheid van de dieren worden jaarlijks ontwormd, maar dit is afhankelijk van de diersoort
en van de eigenaar, maar over het algemeen gebeurt het te vaak. Kosten van uitbraak met een
parasitaire infectie zijn: verminderde productiviteit (groei, melk), verminderde vruchtbaarheid
(abortus), sterfte (jong en/of volwassen) en kosten voor dierenarts en medicijnen. Parasieten zijn
heel sloom en langzaam, die zorgen niet voor een uitbraak. Infectie met wormen zijn enzoötische
infecties, ze blijven doorkabbelen en zijn dus duurder op lange termijn, epizoönotische infecties zijn
ziektes als blauwtong en Q-koorts. De huidige agrarische inductie kan moeilijk zonder antiparasitaire
middelen, de vleeskuikenindustrie kan niet zonder anticococcidose middelen. Een dierenarts kan
moeilijk zonder antiparasitaire middelen, als goede veterinaire praktijk heb je een verantwoord
diergeneesmiddelgebruik. Parasieten zijn groot en eukaryoten, dus ze hebben een kern met
chromosomen, hierdoor is er lange ontwikkeling, een lang generatie-interval. Vaak is er ook een
gastheercel nodig om zich voort te planten. Er zijn verschillende groepen eurkayote parasieten, er is
een grote diversiteit, ze kunnen in je darmen zitten of in je darmen. Er is een indeling:
• Protozoa: voeden op geparticuleerd materiaal
en zorgen voor een capsel voor passieve
transfer. Reproductie is altijd aseksueel, maar er
kan in species genetisch materiaal uitgewisseld
worden, indeling:
o Flagellaten: sommige species hebben
intracellulaire stages.
o Amoeben: hebben geen intracellulaire
stages, hebben een juist substraat nodig
voor beweging met hun pseudopodia.
o Spore-vormende protozoa: hebben
intracellulaire stages.
o Ciliaten: hebben geen intracellulaire
stages.
• Helminthen: drie belangrijke parasitaire
groepen:
o Cestoda: dit zijn lintwormen, onderdeel van de platwormen, Platyhelminthes.
o Trematoda: dit zijn zuigwormen, onderdeel van de platwormen, Platyhelminthes.
o Nematoda: dit zijn rondwormen, Nemathelminthes, hierin vallen de spoelwormen (in
het Engels roundworms).
• Arhtropoda
Platyhelminthen hebben een plat lichaam met
een zuignap, de meeste zijn hermafrodiet.
Platwormen kunnen heel groot worden, maar
richten vaak de meeste schade aan in een larvaal
stadium. Nieuwe proglottiden worden met
reguliere intervallen gevormd, waardoor hij steeds langer wordt. Als een segment op het einde komt
zit het vol eieren, deze laat los van de ketting en komt via het GI-stelsel in de buitenwereld. De
segmenten zijn musculair en kruipen terug in de anus of gaan op de grond en laten daar hun eieren
vrij. Het ei is meteen ineffectief, het komt uit als het door een intermediaire gastheer wordt
opgegeten. Daar ontwikkelt het tot een larve. Infectie kan door predator-prey relatie, vlees eten of
incidentele ingestie. Een metacestode is een cyste met een dunne wand, gevuld met vloeistof,
waaruit dunne platworm ‘hoofden’ groeien.