Samenvatting BA201 Infectie en afweer
Werkcollege 1 – Aangeboren immuunsysteem
Inleiding
Aangeboren immuniteit = essentieel voor de verdediging tegen micro-organismen in de eerste uren of
dagen na de infectie, voordat adaptieve immuunreacties zijn ontwikkeld.
Adaptieve immuniteit = ontwikkelt als een reactie op een infectie en bewerkt zichzelf naar de infectie.
De receptoren van de aangeboren immuniteit zijn specifiek voor veelvoorkomende structuren van
groepen van micro-organismen, maar het herkent niet de fijne verschillen tussen de micro-organismen.
De belangrijkste componenten van de aangeboren immuniteit zijn:
1. Fysische en chemische barrières.
2. Fagocytaire cellen
3. Eiwitten in het bloed
Vele cellen van de aangeboren immuniteit zijn altijd aanwezig in weefsels.
First line of defense
= externe barricades: huid, mucus.
Als een pathogeen een lichaam binnendringt, komt het een aantal barrières
tegen. Ook wel de eerste verdedigingslinie genoemd.
- Huid gespecialiseerde epitheelcellen. De buitenste laag keratine
stapelt zich op wanneer keratinocyten op het oppervlak dood gaan. Dit
blokkeert microbiële penetratie in diepere lagen van het epidermis.
- Longen (mucus en cilia) mucus is taaie uitscheiding dat
glycoproteïnen bevat (mucinen) en geproduceerd wordt door het
ademhalingsstelsel. Het beperkt microbiële invasie. Dit wordt versterkt
door activiteit van cilia (in de bronchiën en darmperistaltiek) die eliminatie van micro-organismen
faciliteren.
- GI-tract en urogenitale wegen produceren ook mucus, waardoor microbiële invasie wordt beperkt.
Epitheelcellen en sommige leukocyten produceren peptiden met antimicrobiële eigenschappen.
Hiervan zijn 2 families:
- Defensins geproduceerd door epitheelcellen van mucosale oppervlakken en bepaalde leukocyten
(neutrofielen, natural killer cellen en cytotoxische T lymfocyten). Deze doden micro-organismen door
verschillende mechanismen.
- Cathelicidin geproduceerd door neutrofielen en barrière epitheelcellen in de huid, GI-tract en
ademhalingsstelsel. Deze beschermen tegen infecties door verschillende mechanismen.
Daarnaast bevat barrière epitheel ook bepaalde lymfocyten, die veelvoorkomende micro-organismen
herkennen en erop reageren.
Second line of defense
= interne bescherming: fagocyten, antimicrobiële eiwitten en andere attack cellen.
Zodra een pathogeen een lichaam is binnengedrongen (voorbij de first line of defense), zal het o.a.
fagocyten tegenkomen. Deze cellen vormen een onderdeel van de second line of defense.
Filmpje
Een van de eerste verdedigingscellen zijn de fagocyten. Hiervan zijn verschillende types:
1. Neutrofielen meest aanwezige type van de witte bloedcellen.
2. Macrofagen ontstaan uit monocyten. Hiervan hebben je ‘vrije types’ die rondbewegen en ‘fixed
types’ die vast zitten aan bepaald weefsel.
,Er zijn ook nog natural killer cellen kunnen lichaamseigen cellen vernietigen wanneer ze zijn
geïnfecteerd met een virus. Natural killer cellen porren de geïnfecteerde cellen met enzymen die
apoptose initiëren.
Inflammatoire respons = een soort alarm met chemische stoffen, die leiden tot roodheid, warmte, pijn
en zwelling. Bij een verwonding, bijvoorbeeld, zenden gespecialiseerde mestcellen in de omliggende
weefsels histamine moleculen. Dit trekt fagocyten aan.
Onderstaande celtypen zijn in staat tot fagocytose:
Neutrofiel Macrofaag Dendritische cel
Neutrofiel Macrofaag Dendritische cel
Eerste respons op X X X
pathogenen en/of
weefselschade
Uitscheiden van X
cytokines die
fagocyten aantrekken
naar het beschadigde
weefsel/plek van
infectie
Uitscheiden van X
cytokines die zorgen
voor activatie van het
bloedvat-endotheel
Opruimen van X X
pathogenen/dode
cellen d.m.v.
lysosomale enzymen
Presenteren van X
opgenomen materiaal
aan lymfocyten in de
lymfeklieren
Activatie van T- X
lymfocyten
Circuleren in het bloed X X
Migreren naar het X X
weefsel bij infectie
Zitten ook in het X X
weefsel als er geen
infectie is
PAMP’s = pathogen-associated molecular patterns
Microbiële stoffen die het aangeboren immuunsysteem stimuleren.
Het aangeboren immuunsysteem herkent ook microbiële producten die vaak essentieel zijn voor de
overleving van de microben. Dit zorgt ervoor dat microben het aangeboren immuunsysteem niet
kunnen ontlopen wanneer ze de moleculen, die worden herkend door de gastheer, verliezen door
mutatie.
, DAMP’s = Damage-associated molecular patterns.
Endogene moleculen die worden geproduceerd door beschadigde of stervende cellen. Het
aangeboren immuunsysteem herkent ook deze stoffen.
PRR = Pattern recognition receptors.
Cellulaire receptoren voor PAMP’s en DAMP’s. Ze zijn aanwezig op het oppervlak, in fagocytaire
vesicles en in het cytosol van verschillende typen cellen. Wanneer PAMP’s of DAMP’s binden, wordt
er een signaal transductie route geactiveerd die zorgt voor antimicrobiële en ontstekingsbevorderende
functies van de cel.
Voorbeelden PRR’s:
- TLR2 = Toll-like receptor 2. Een plasmamembraan gebonden receptor die reageert op PAMP’s en
zorgt vervolgens voor productie van cytokinen.
- Dectin 1 = een specifieke receptor voor beta-glucanen op celwanden van schimmels en bacteriën.
Het induceert de productie van TNF-α (een cytokine).
- MR = mannose receptor. Herkennen suikers van microbiële koolhydraten (PAMP’s). Binden
microben in de eerste stap van de fagocytose door macrofagen en dendritische cellen.
- DC-sign = Binding met mannose type koolhydraten leidt tot fagocytose. Het functioneert als receptor
voor bepaalde virussen zoals hepatitis C en HIV.
- FcγR = reageren op antilichamen van geïnfecteerde cellen of binnengedrongen pathogenen. Het
stimuleert fagocytaire of cytotoxische cellen om microben en geïnfecteerde cellen te vernietigen.
Hoe pathogenen door fagocyten worden gedood
1. Binding van microben aan specifieke receptoren op macrofagen en neutrofielen.
2. Binding leidt tot instulping van het plasmamembraan op de plek van binding. Het membraan vormt
zicht dan als een soort kom rond het micro-organisme.
3. De kom sluit zich als het ware rond het deeltje, waardoor een vesicle wordt gevormd. Deze vesicle,
een fagosoom genaamd, bevat het ingenomen deeltje en het maakt zich vrij van het membraan.
4. Signalen van verschillende receptoren werken samen om fagocyten te activeren om het ingenomen
micro-organisme te doden. Fusie van fagosomen met lysosomen resulteert in de vorming van
fagolysosomen.
5. In fagolysosomen vinden de meeste microbicide mechanismes plaats. Er zijn hierbij 3 klassen van
microbicide moleculen die belangrijk zijn:
- Reactive oxygen species (ROS) vrije radicalen die microben (en andere cellen) vernietigen.
- Nitric oxide (NO) in fagolysosomen kan NO samenkomen met hydrogen peroxide of superoxide
(gegenereerd door fagocyt oxidase) om reactieve peroxynitrite radicalen te vormen, die microben
kunnen doden.
- Proteolytische enzymen geactiveerde neutrofielen en macrofagen produceren verschillende
proteolytische enzymen in fagolysosomen die microben vernietigen.
Behalve het doden van een pathogeen, hebben fagocyten ook andere functies nadat ze geactiveerd zijn.
Die functies voeren ze onder andere uit door het uitscheiden van pro-inflammatoire cytokines, zoals
TNF, IL-1 en IL-6. De cytokines worden vooral geproduceerd door macrofagen in de weefsels en door
dendritische cellen.
Functies:
- TNF (macrofagen en T cellen) Activatie van het endotheel, activatie van neutrofielen, koorts en
apoptose.
- IL-1 (macrofagen, endotheelcellen en sommige epitheelcellen) Activatie van het endotheel, koorts
en productie van acute fase eiwitten door de lever.
- IL-6 (macrofagen, endotheelcellen en T cellen) Productie van acute fase eiwitten door de lever en
proliferatie van B cellen.
Werkcollege 1 – Aangeboren immuunsysteem
Inleiding
Aangeboren immuniteit = essentieel voor de verdediging tegen micro-organismen in de eerste uren of
dagen na de infectie, voordat adaptieve immuunreacties zijn ontwikkeld.
Adaptieve immuniteit = ontwikkelt als een reactie op een infectie en bewerkt zichzelf naar de infectie.
De receptoren van de aangeboren immuniteit zijn specifiek voor veelvoorkomende structuren van
groepen van micro-organismen, maar het herkent niet de fijne verschillen tussen de micro-organismen.
De belangrijkste componenten van de aangeboren immuniteit zijn:
1. Fysische en chemische barrières.
2. Fagocytaire cellen
3. Eiwitten in het bloed
Vele cellen van de aangeboren immuniteit zijn altijd aanwezig in weefsels.
First line of defense
= externe barricades: huid, mucus.
Als een pathogeen een lichaam binnendringt, komt het een aantal barrières
tegen. Ook wel de eerste verdedigingslinie genoemd.
- Huid gespecialiseerde epitheelcellen. De buitenste laag keratine
stapelt zich op wanneer keratinocyten op het oppervlak dood gaan. Dit
blokkeert microbiële penetratie in diepere lagen van het epidermis.
- Longen (mucus en cilia) mucus is taaie uitscheiding dat
glycoproteïnen bevat (mucinen) en geproduceerd wordt door het
ademhalingsstelsel. Het beperkt microbiële invasie. Dit wordt versterkt
door activiteit van cilia (in de bronchiën en darmperistaltiek) die eliminatie van micro-organismen
faciliteren.
- GI-tract en urogenitale wegen produceren ook mucus, waardoor microbiële invasie wordt beperkt.
Epitheelcellen en sommige leukocyten produceren peptiden met antimicrobiële eigenschappen.
Hiervan zijn 2 families:
- Defensins geproduceerd door epitheelcellen van mucosale oppervlakken en bepaalde leukocyten
(neutrofielen, natural killer cellen en cytotoxische T lymfocyten). Deze doden micro-organismen door
verschillende mechanismen.
- Cathelicidin geproduceerd door neutrofielen en barrière epitheelcellen in de huid, GI-tract en
ademhalingsstelsel. Deze beschermen tegen infecties door verschillende mechanismen.
Daarnaast bevat barrière epitheel ook bepaalde lymfocyten, die veelvoorkomende micro-organismen
herkennen en erop reageren.
Second line of defense
= interne bescherming: fagocyten, antimicrobiële eiwitten en andere attack cellen.
Zodra een pathogeen een lichaam is binnengedrongen (voorbij de first line of defense), zal het o.a.
fagocyten tegenkomen. Deze cellen vormen een onderdeel van de second line of defense.
Filmpje
Een van de eerste verdedigingscellen zijn de fagocyten. Hiervan zijn verschillende types:
1. Neutrofielen meest aanwezige type van de witte bloedcellen.
2. Macrofagen ontstaan uit monocyten. Hiervan hebben je ‘vrije types’ die rondbewegen en ‘fixed
types’ die vast zitten aan bepaald weefsel.
,Er zijn ook nog natural killer cellen kunnen lichaamseigen cellen vernietigen wanneer ze zijn
geïnfecteerd met een virus. Natural killer cellen porren de geïnfecteerde cellen met enzymen die
apoptose initiëren.
Inflammatoire respons = een soort alarm met chemische stoffen, die leiden tot roodheid, warmte, pijn
en zwelling. Bij een verwonding, bijvoorbeeld, zenden gespecialiseerde mestcellen in de omliggende
weefsels histamine moleculen. Dit trekt fagocyten aan.
Onderstaande celtypen zijn in staat tot fagocytose:
Neutrofiel Macrofaag Dendritische cel
Neutrofiel Macrofaag Dendritische cel
Eerste respons op X X X
pathogenen en/of
weefselschade
Uitscheiden van X
cytokines die
fagocyten aantrekken
naar het beschadigde
weefsel/plek van
infectie
Uitscheiden van X
cytokines die zorgen
voor activatie van het
bloedvat-endotheel
Opruimen van X X
pathogenen/dode
cellen d.m.v.
lysosomale enzymen
Presenteren van X
opgenomen materiaal
aan lymfocyten in de
lymfeklieren
Activatie van T- X
lymfocyten
Circuleren in het bloed X X
Migreren naar het X X
weefsel bij infectie
Zitten ook in het X X
weefsel als er geen
infectie is
PAMP’s = pathogen-associated molecular patterns
Microbiële stoffen die het aangeboren immuunsysteem stimuleren.
Het aangeboren immuunsysteem herkent ook microbiële producten die vaak essentieel zijn voor de
overleving van de microben. Dit zorgt ervoor dat microben het aangeboren immuunsysteem niet
kunnen ontlopen wanneer ze de moleculen, die worden herkend door de gastheer, verliezen door
mutatie.
, DAMP’s = Damage-associated molecular patterns.
Endogene moleculen die worden geproduceerd door beschadigde of stervende cellen. Het
aangeboren immuunsysteem herkent ook deze stoffen.
PRR = Pattern recognition receptors.
Cellulaire receptoren voor PAMP’s en DAMP’s. Ze zijn aanwezig op het oppervlak, in fagocytaire
vesicles en in het cytosol van verschillende typen cellen. Wanneer PAMP’s of DAMP’s binden, wordt
er een signaal transductie route geactiveerd die zorgt voor antimicrobiële en ontstekingsbevorderende
functies van de cel.
Voorbeelden PRR’s:
- TLR2 = Toll-like receptor 2. Een plasmamembraan gebonden receptor die reageert op PAMP’s en
zorgt vervolgens voor productie van cytokinen.
- Dectin 1 = een specifieke receptor voor beta-glucanen op celwanden van schimmels en bacteriën.
Het induceert de productie van TNF-α (een cytokine).
- MR = mannose receptor. Herkennen suikers van microbiële koolhydraten (PAMP’s). Binden
microben in de eerste stap van de fagocytose door macrofagen en dendritische cellen.
- DC-sign = Binding met mannose type koolhydraten leidt tot fagocytose. Het functioneert als receptor
voor bepaalde virussen zoals hepatitis C en HIV.
- FcγR = reageren op antilichamen van geïnfecteerde cellen of binnengedrongen pathogenen. Het
stimuleert fagocytaire of cytotoxische cellen om microben en geïnfecteerde cellen te vernietigen.
Hoe pathogenen door fagocyten worden gedood
1. Binding van microben aan specifieke receptoren op macrofagen en neutrofielen.
2. Binding leidt tot instulping van het plasmamembraan op de plek van binding. Het membraan vormt
zicht dan als een soort kom rond het micro-organisme.
3. De kom sluit zich als het ware rond het deeltje, waardoor een vesicle wordt gevormd. Deze vesicle,
een fagosoom genaamd, bevat het ingenomen deeltje en het maakt zich vrij van het membraan.
4. Signalen van verschillende receptoren werken samen om fagocyten te activeren om het ingenomen
micro-organisme te doden. Fusie van fagosomen met lysosomen resulteert in de vorming van
fagolysosomen.
5. In fagolysosomen vinden de meeste microbicide mechanismes plaats. Er zijn hierbij 3 klassen van
microbicide moleculen die belangrijk zijn:
- Reactive oxygen species (ROS) vrije radicalen die microben (en andere cellen) vernietigen.
- Nitric oxide (NO) in fagolysosomen kan NO samenkomen met hydrogen peroxide of superoxide
(gegenereerd door fagocyt oxidase) om reactieve peroxynitrite radicalen te vormen, die microben
kunnen doden.
- Proteolytische enzymen geactiveerde neutrofielen en macrofagen produceren verschillende
proteolytische enzymen in fagolysosomen die microben vernietigen.
Behalve het doden van een pathogeen, hebben fagocyten ook andere functies nadat ze geactiveerd zijn.
Die functies voeren ze onder andere uit door het uitscheiden van pro-inflammatoire cytokines, zoals
TNF, IL-1 en IL-6. De cytokines worden vooral geproduceerd door macrofagen in de weefsels en door
dendritische cellen.
Functies:
- TNF (macrofagen en T cellen) Activatie van het endotheel, activatie van neutrofielen, koorts en
apoptose.
- IL-1 (macrofagen, endotheelcellen en sommige epitheelcellen) Activatie van het endotheel, koorts
en productie van acute fase eiwitten door de lever.
- IL-6 (macrofagen, endotheelcellen en T cellen) Productie van acute fase eiwitten door de lever en
proliferatie van B cellen.
