Specifieke afweer
Aspecifieke afweer is eigenlijk het deel van het afweersysteem dat zijn werk doet min of meer vanaf de geboorte. Huid en slijmvliezen zijn al een barrière voor veel pathogenen in een heel vroeg stadium van het leven van het betreffende organisme. Aspecifieke afweer is ook nog eens afweer tegen een groot scala van ziekteverwekkers die allemaal op min of meer dezelfde manier worden bestreden. Bij specifieke afweer is dat een heel ander verhaal. Specifieke afweer komt op gang tegen één specifieke pathogeen. Specifieke afweer resulteert ook in een verworven immuniteit. Verworven betekent dat je de ziekte moet hebben gehad, de ziekte hebt bestreden en er uiteindelijk van bent genezen. De B-lymfocyten en de T-lymfocyten zijn bloedcellen die behoren tot het specifieke deel van het afweersysteem. B-lymfocyten behoren tot het humorale deel van het afweersysteem. B-lymfocyten bestrijden ziekteverwekkers met antistoffen. T-lymfocyten behoren tot het cellulaire deel van het afweersysteem. Met behulp van speciaal geproduceerde stoffen (cytokines) maken T-cellen de cellen van pathogenen kapot.
Specifieke afweer is afweer tegen een specifieke pathogeen of ziekteverwekker. Bij de specifieke afweer zijn de B-lymfocyten en de T-lymfocyten betrokken. De afweer tegen een specifieke pathogeen komt in het lichaam langzaam op gang. Dit komt omdat de pathogeen het specifieke afweersysteem eerst moet activeren. Om het afweersysteem te activeren moet de ziekteverwekker eerst in contact komen met de specifieke cellen van het afwersysteem. Deze specifieke cellen tegen de pathogeen gaan zich vervolgens delen en specialiseren. Pas wanneer het afweersysteem op "volle oorlogssterkte" is zal het afweersysteem de overhand krijgen over het leger pathogenen. In deze mobilisatiefase van het afweersysteem is de patient ziek. Pas wanneer het afweersysteem op volle oorlogssterke is zal de patient zich beter gaan voelen. Het afweersysteem is maximaal gemobiliseerd als zowel de B-cellen van het humorale pad en de T-cellen van het cellulaire pad zijn geactiveerd, gespecialiseerd en vermenigvuldigd.
We zullen de werking van het specifieke afweersysteem, en de daarbij optredende immuniteit bespreken aan de hand van onderstaande afbeelding. In deze afbeelding is de werking van het specifieke deel van het afweersysteem globaal weergegeven. In de afbeeldingen eronder zijn typerende fasen van de specifieke afweer meer in detail uitgewerkt. Maak bij de bestudering van deze les ook gebruikt van je BiNaS boekje. Tabellen 84i tot en met 84m gaan over het afweersysteem.
Humorale afweer en cellulaire afweer
In de afbeelding hieronder zie je dat het afweestysteem globaal in twee delen is op te delen. Een humoraal en een cellulair deel. In het humorale deel van het afweersysteem spelen de B-cellen een rol. De B-cellen produceren antistoffen tegen pathogenen die zich bevinden in de bloedbaan, in het weefselvloeistof of de lymfevloeistof. Het humorale deel van het afweersysteem komt in actie tegen vrij rond "zwemmende" pathogenen. Bij het cellulaire deel van het afweersysteem zijn de T-cellen betrokken. De T-cellen, of T-lymfocyten bestrijden pathogenen die zich "verstoppen" in de cellen van de pathogeen, en dus onbereikbaar zijn voor de antistoffen van de B-cellen. T-lymfocyten bestrijden pathogenen door geinfecteerde cellen kapot te "schieten". Het doden van geinfecteerde cellen heet cellyse. De T-cellen spelen ook een rol bij het afstoten van organen na orgaandonatie.
Stap 1 Aspecifieke afweer. Fagocytose van pathogeen.
De pathogeen is het lichaam binnen gedrongen en door een macrofaag aan zijn antigenen herkend als lichaamsvreemd. De macrofaag fagocyteert de pathogeen (A). De macrofaag verteert de pathogeen en koppelt de antigenen van de pathogeen aan specifieke (MHC II) eiwitten die zitten in het cytoplasma. Deze MHC-II eiwitten in combinatie met een specifiek antigen zijn het startsignaal voor het opgang komen van de specifieke afweer tegen de binnen gedrongen pathogeen. De macrofaag met de aan MHC-II eiwitten gekoppelde antigenen noemen we nu een APC, of te wel een Antigen Presenterende Cel. Deze APC gaat op zoek naar B-cellen en T-cellen, en hij heeft een boodschap voor deze B-cellen en T-cellen. De boodschap luidt: er is een binnendringer, en hij ziet er zo uit. Om de afweer verder op gang te brengen zal de APC de juiste B-cellen en de juiste T-cellen van het immuunsysteem moeten activeren.
Stap 2. Activatie B-lymfocyten in het humorale pad
Nadat de macrofaag de pathogeen heeft gefagocyteerd is het zaak zo snel mogelijk de specifieke B-lymfocyt van het humorale afweersysteem te activeren. De juiste B-lymfocyt wordt geactiveerd door een APC. De APC bindt met de antigenen van de pathogeen aan de juiste B-lymfocyt en zegt als het ware tegen de B-lymfocyte: " er is een pathogeen in het lichaam en die ziet er als volgt uit ".
Een geactiveerde B-lymfocyt gaat zich vervolgens kloneren. Door het kloneren onstaan er geheugen B-lymfocyten en plamacellen
Stap 3 Activatie T-Lymfocyten in het cellulaire pad
Door de APC wordt niet alleen de juiste B-lymfocyte van het humorale pad geactiveerd, maar ook de specifieke T-lymfocyten van het cellulaire pad. Als de APC aan de specifieke T-lymfocyte koppelt wordt ook hier de T-lymfocyt geactiveerd. Als het ware wakkergeschud. De geactiveerde lymfocyte gaat zich vervolgens kloneren. Een deel van de kloon wordt geheugen T-lymfocyt. Deze geheugen T-lymfocyte bemoeit zich niet met de eerste infectie, maar gaan pas een rol spelen bij de tweede infectie. Deze geheugen T-lymfocyten zorgen voor je immuniteit tegen deze specifieke pathogeen. De rest van de ontstane gekloonde T-lymfocyten zullen de pathogenen vernietigen door de cellen waar de pathogenen in parasiteren te vernietigen (cellyse). Het cellulaire pad en de T-lymfocyten spelen ook een rol bij het afstoten van gedoneerde organen, daar deze ook als lichaamsvreemd worden gezien.
Stap 4. Klonering B-lymfocyten productie antistoffen en B-geheugencellen
De APC komt in het lymfatisch weefsel vele verschillende inactieve B-cellen tegen. Elke B-cellen kan maar antistoffen maken tegen één specifieke pathogeen. Het is dus van belang dat de APC, met de specifieke antigenen van de pathogeen gepresenteerd op zijn MHC-II eiwitten zo snel mogelijk de juiste B-cel activeert. Dit zoeken kan even duren, en ondertussen ben jij gewoon ziek, en doet het afweersysteem nog niet heel erg veel tegen de binnengedrongen ziekteverwekker. Maar vroeg of laat botst de APC op de juiste B-cel. Een koppeling tussen de APC en een inactieve B-cel zorgt voor activatie van deze B-cel. Een geactiveerde B-cel zal zich direct gaan kloneren. Een deel van de ontstane dochter cellen zullen uitgroeien tot plasmacellen, en een ander deel zal zich ontwikkelen tot geheugencellen. Deze geheugencellen bemoeien zich niet met deze eerste infectie, maar zullen pas een rol gaan spelen bij de tweede infectie van dezelfde pathogeen. Deze geheugencellen zullen een groot deel van je leven in de lymfe en bloedbaan verblijven en zorgen voor je immuniteit. De ontstane plasmacellen gaan echter wel een rol spelen bij deze eerste infectie. Ze gaan antistoffen produceren, specifiek tegen de binnengedrongen pathogeen. Deze antistoffen worden afgegeven aan de bloedbaan, en zullen vroeg of laat contact maken met de antigenen van de pathogeen. Er zal dan een koppeling plaatsvinden tussen de antistoffen van de plasmacellen en de antigenen van de pathogeen. Door deze koppeling wordt de pathogeen onschadelijk gemaakt, maar niet gedood.
Een goede video over de humorale afweer is hieronder te bekijken. Als je het onderwerp moeilijk vindt, dan is het slim eerst de bovenste video te bekijken. Zijn de grote lijnen je duidelijk bekijk dan de 2e video.
Stap 5. Klonering T-lymfocyten tot T-geheugencellen
Humoral afweer is afweer tegen vrij rond bewegende ziekteverwekkers. Deze ziekteverwekkers bevinden zich dan in het bloedplasma, weefselvloeistof of lymfevocht. Een vrij zwemmende ziekteverwekker kan onschadelijk worden gemaakt met antistoffen. Er echter ook pathogenen, zoals virussen, die niet vrij rondzwemmen, maar die zich verschuilen in de cellen van de gast. Antistoffen kunnen deze ziekteverwekkers niet bereiken. De cellulaire afweer richt zich tegen ziekteverwekkers die zich in de cellen van de gast bevinden. T-lymfocyten zijn betrokken bij de afweer van pathogenen die zich hebben verstopt. Inactieve T-lymfocyten kunnen op twee manieren worden geactiveerd. Door een APC die een ziekteverwekker heeft gefogocyteerd en verteerd en aangeboden op de celmembraan (1). Maar een inactieve T-lymfocyte kan ook direct geactiveerd worden door een geïnfecteerde lichaamscel (1)
De geïnfecteerde lichaamscellen van de gast hebben natuurlijk ook een afweersysteem. Soms lukt het een geïnfecteerde cel de ziekteverwekker aan te vallen en af te breken. De geïnfecteerde plakt antigeenfragmenten op de celmembraan. Het antigeenfragment op de celmembraan van de geïnfecteerde cel is een boodschap voor de T-cellen. Door een koppeling van de juiste T-lymfocyt met het antigeen van de afgebroken ziekteverwekker wordt deze T-lymfocyt geactiveerd.
Net als bij de humorale afweer met de B-lymfocyten is ook in de cellulaire afweer maar één specifieke antigeen in staat om één specifieke T-lymfocyt te activeren. De antigenen van de ziekteverwekker moeten exact passen op de receptor van de juiste T-Lymfocyt. Een geactiveerde T-lymfocyt gaat zich kloneren(3). Een deel van de kloon wordt geheugen T-lymfocyt (5) voor een 2e infectie en het andere deel gaat direct op oorlogspad (4). Op zoek naar geïnfecteerde lichaamscellen.
Als de geactiveerde T-lymfocyt aankomt bij een geïnfecteerde cel dan vindt er een specifieke koppeling plaats tussen de gepresenteerde antigenen van de ziekteverwekker en de receptor van de T-lymfocyt. Als de koppeling perfect is ontsnappen er blaasjes met enzymen aan de T-lymfocyt. De vrijgekomen enzymen breken de membraan van de geïnfecteerde cel af, die hierdoor zal leeglopen en sterven. Dit heet cellyse. Bij het afsterven van de cel sterft de ziekteverwekker ook.
Een goede video over de cellulaire afweer is hieronder te bekijken.
Stap 6. Productie antistoffen en inactiveren
Als antistoffen van de plasmacellen binden aan de antigenen van de pathogeen is dat op zich niet dodelijk voor de pathogeen. de pathogeen heeft er echter wel last van. De invloeden van de antistoffen op de pathogeen zie je duidelijk in onderstaande afbeelding. Uiteindelijk komt het er op neer dat door de koppeling van antistoffen aan antigenen de pathogeen makkelijker kan worden gefagocyteerd, of kan worden afgebroken (lek geschoten) door de complement eiwitten die drijven in het bloed.
Hieronder is een video te bekijken over de specifieke afweer op havo-niveau.
Hieronder zie je een video-instructie over de specifieke afweer. Wel op het niveua van het vwo. Omdat de besproken illustraties niet in deze les staan in het verstandig om bij deze les je BiNaS (tabel 84L2-1 en 84L2-2) boekje bij de hand te houden.
Een video waar alle onderdelen van de afweer worden herhaald is hieronder te bekijken. Deze video begint met aspecifieke afweer en eindigd bij specifieke afweer. Ook de bloedgroepen met de resusfactoren komen aan bod. Je moet deze video gebruiken als een samenvatting.