Mechanismen van Ziekten van de mens
Hoorcollege 1 & 2: Aangeboren immuniteit 3/6/2024
3 lijnen van verdediging tegen infectie:
Niet specifieke Niet specifieke Specifieke
verdedigingsmechanis verdedigingsmechanis verdedigingsmechanis
men men men
(=immuunsysteem)
Eerste lijn Tweede lijn Derde lijn
= =
aangeboren/natuurli adaptieve/verworve
jke immuunsysteem n immuunsysteem
(innate)
- Huid - Fagocytische - T-/B-Lymfocyten
- Slijm witte bloedcellen - B-cellen
membranen - Antimicrobiële Antilichamen
- Secreties van eiwitten
huid of - Ontstekingsreact
slijmmembranen ie (inflammatie)
De eerste lijn van verdediging barrières die voorkomen dat pathogenen
de epitheliale laag passeren en weefsels koloniseren.
Mechanisch Epitheliale cellen zijn gekoppeld via tight junctions
waardoor er lastig pathogenen doorheen komen. Er zitten ook lucht en
vloeistof stromen waardoor pathogenen er lastig doorheen zullen komen.
Daarnaast hebben we trilharen en traanvocht.
Chemisch vetzuren (huid), lage pH en enzymen (maag), en enzymen in
tranen (lysozymen). Productie van antibacteriële peptiden en dit zijn
eiwitten die een cytotoxisch effect hebben op pathogenen.
Microbiologisch normale flora (microbioom) van de huid en maag.
Tweede en derde lijn van verdediging:
Innate immunity mast cel, dendritische cel, macrofaag, NK cel,
complement eiwit, granulocyten (Basofiel, eosinefiel, neutrofiel), T cel.
Adaptieve immuniteit B-cel en antilichamen, T-cellen met CD4+
(helpers) en CD8+ (cytotoxisch), NK cel.
Deze cellen bevinden zich vooral in het bloed.
Hoe dringen pathogen het menselijk lichaam binnen?
- Mucosale oppervlakken:
- Via mond of inademen
, - Maagdarmkanaal door gecontamineerd voedsel
- Voortplantingssysteem door seks
- Opportunistische pathogenen
- Verzwakt immuunsysteem waardoor deze ongevaarlijke bacterie
ook ziekmakend werkt.
- Extern epitheel
- Insecten beten
- Externe oppervlakten
- Wondjes van de huid
Op welke manieren zijn pathogenen schadelijk voor het menselijk
lichaam?
Directe mechanismen:
- Exotoxine productie wordt uitgescheiden en dood de pathogenen.
- Endotoxine productie in de macrofaag/endosoom kunnen toxines
gemaakt worden die de pathogeen dood.
- Directe cytopathische effecten
Indirecte mechanismen: dus bij effecten:
- Immuun complexen worden gevormd, dit kunnen de nieren niet aan
waardoor vaatjes dicht gaan zitten en de nieren niet goed meer
kunnen functioneren.
- Anti-host antilichamen -> dus werken tegen je eigen cellen
- Cel-gemedieerde immuniteit -> virussen infecteren jou
immuuncellen en je immuunsystemen herkent deze en dood deze.
Dit is goed maar tegelijkertijd gaan je eigen cellen dus dood.
Pathogenen verschillen van elkaar waar en hoe ze cellen in het lichaam
infecteren. Ze kunnen uni- of multicellulair zijn. En er zijn verschillende
toxines. Er is dus elke keer een andere aanpak nodig om deze pathogenen
te bestrijden.
Binnendringen:
- luminale pathogenen
- Cytoplasmatische pathogenen (virussen) -> virussen infecteren de cel
zelf
- Endosomale pathogenen (parasieten/bacteriën) -> via fagocytose
- Extracellulaire pathogenen (bacteriën/schimmels) -> tight junctions
verbroken
Pathogenen bevinden zich dus in verschillende compartimenten en dus
zijn er verschillende afweersystemen nodig:
- In interstitiële ruimte, bloed of lymfe complement, fagocytose en
antilichamen.
- Eptihele oppervlakken antimicrobiële peptides en antilichamen.
,- Cytoplasma NK cellen en cytotoxische (CD8+) T cellen.
- Vesiculair (in endosomen) T- en NK-cellen, je hebt activatie nodig van
macrofagen.
Verloop van Immuunresponse in de tijd: Fasen:
Innate immunity De eerste paar uur zal het complement systeem
geactiveerd zijn en antimicrobiële eiwitten in actie komen. Dit is een
directe reactie.
Early induced innate response activatie van het aangeboren
immuunsysteem: NK-cellen, macrofagen, eosineofielen en neutrofielen.
Adaptieve immuun systeem pathogeen specifieke B- en T-cellen worden
geactiveerd
Aangeboren verdediging in de eerste seconden-uren (0-4uur):
Antimicrobiële peptiden (AMP) worden direct geproduceerd wanneer
een pathogeen binnendringt. Voorbeeld: Beta-defensin-5 in de darm
hebben Paneth cellen en deze controleren de bacteriën in de lumen van
de darm.
AMPs spelen een rol in pathogeen bestrijding. Er zijn toxische en niet-
toxische AMPs en ze kunnen het immuunsysteem moduleren, dus een
brede functionaliteit.
Naast AMP productie wordt ook het complement systeem geactiveerd
door de pathogenen. Dit systeem kan op verschillende manieren
geactiveerd worden:
- Na dagen: Klassieke pathway; antilichaam geproduceerd door een B-
cel bind aan een antigeen van een pathogeen.
- Na seconden/uren: Lectine pathway; lectine (suikerherkenning) binding
aan pathogeen oppervlakken.
- Na seconden/uren: Alternatieve pathway; pathogeen oppervlakken.
Het complemente systeem kan ook het immuunsysteem moduleren, en
zullen pathogenen opsonizeren door binding, en zal pathogenen ook direct
dood kunnen maken. Dit is een A-specifieke manier van doden.
Alle pathways van de complement pathway leiden tot de activatie van C3
convertase. Dit is een enzym dat zorgt voor de verdere afbraak van
, andere complement factoren. Dit is het belangrijkste middelpunt van de
complement activatie.
Complement factoren stimuleren fagocytose door opsonisatie van een
bacterie.
Het membrane attack complex (MAC) vormt gaten in de membraan
van het pathogeen. Hierdoor wordt de bacterie gelyseerd.
Aangeboren immuunresponse (4-49uur):
infectie mobiliseert gespecialiseerde natuurlijke afweercellen voor de
bestrijding van hoofdklassen van pathogenen:
- Virussen NK-cellen. Deze cellen herkennen virus-geïnfecteerde
cellen (en kankercellen) en ze hebben granula in hun cytoplasma zitten en
deze zijn gevuld met cytotoxische stoffen zoals perforine (maakt gaatjes)
en granzyme (wordt geïnjecteerd).
- Endosomale bacteriën macrofagen. Deze cellen fagocyteren
pathogenen en breken die intracellulair af in het endosoom met enzymen
uit de lysosomen.
- Multicellulaire parasieten eosinofiele- en basofiele
granulocyten. Eosinofiele granulocyten bestrijden multicellulaire
parasieten door degranulatie van toxische moleculen
- Extracellulaire bacteriën en schimmels neutrofiele
granulocyten. Ze kunnen fagocytose doen, en degranuleren = uitspugen
van de lysozymen etc. uit de cel. Daarnaast kunnen ze ook de kern
uitspugen en dit is heel slijmerig spul waardoor bacteriën gevangen
worden. Push zijn ophoping van dode neutrofielen + gezonde cellen die
dood zijn gegeaan door neutrofielen.
Hoe herkennen aangeboren immuuncellen pathogenen?
Pattern Recognition Receptors (PRR) = een family van
verschillende receptoren van aangeboren immuniteit. Deze receptoren
herkennen Pathogen-Associated Molecular Patterns (PAMPs) en dit
zijn archetypische structuren die klasse van pathogenen klassificeren.
PAMPs zijn de ligands van de PRRs.
Om herkenning te voorkomen kunnen pathogenen deze structuren niet
makkelijk muteren zonder hun integriteit te verliezen.
Hoorcollege 1 & 2: Aangeboren immuniteit 3/6/2024
3 lijnen van verdediging tegen infectie:
Niet specifieke Niet specifieke Specifieke
verdedigingsmechanis verdedigingsmechanis verdedigingsmechanis
men men men
(=immuunsysteem)
Eerste lijn Tweede lijn Derde lijn
= =
aangeboren/natuurli adaptieve/verworve
jke immuunsysteem n immuunsysteem
(innate)
- Huid - Fagocytische - T-/B-Lymfocyten
- Slijm witte bloedcellen - B-cellen
membranen - Antimicrobiële Antilichamen
- Secreties van eiwitten
huid of - Ontstekingsreact
slijmmembranen ie (inflammatie)
De eerste lijn van verdediging barrières die voorkomen dat pathogenen
de epitheliale laag passeren en weefsels koloniseren.
Mechanisch Epitheliale cellen zijn gekoppeld via tight junctions
waardoor er lastig pathogenen doorheen komen. Er zitten ook lucht en
vloeistof stromen waardoor pathogenen er lastig doorheen zullen komen.
Daarnaast hebben we trilharen en traanvocht.
Chemisch vetzuren (huid), lage pH en enzymen (maag), en enzymen in
tranen (lysozymen). Productie van antibacteriële peptiden en dit zijn
eiwitten die een cytotoxisch effect hebben op pathogenen.
Microbiologisch normale flora (microbioom) van de huid en maag.
Tweede en derde lijn van verdediging:
Innate immunity mast cel, dendritische cel, macrofaag, NK cel,
complement eiwit, granulocyten (Basofiel, eosinefiel, neutrofiel), T cel.
Adaptieve immuniteit B-cel en antilichamen, T-cellen met CD4+
(helpers) en CD8+ (cytotoxisch), NK cel.
Deze cellen bevinden zich vooral in het bloed.
Hoe dringen pathogen het menselijk lichaam binnen?
- Mucosale oppervlakken:
- Via mond of inademen
, - Maagdarmkanaal door gecontamineerd voedsel
- Voortplantingssysteem door seks
- Opportunistische pathogenen
- Verzwakt immuunsysteem waardoor deze ongevaarlijke bacterie
ook ziekmakend werkt.
- Extern epitheel
- Insecten beten
- Externe oppervlakten
- Wondjes van de huid
Op welke manieren zijn pathogenen schadelijk voor het menselijk
lichaam?
Directe mechanismen:
- Exotoxine productie wordt uitgescheiden en dood de pathogenen.
- Endotoxine productie in de macrofaag/endosoom kunnen toxines
gemaakt worden die de pathogeen dood.
- Directe cytopathische effecten
Indirecte mechanismen: dus bij effecten:
- Immuun complexen worden gevormd, dit kunnen de nieren niet aan
waardoor vaatjes dicht gaan zitten en de nieren niet goed meer
kunnen functioneren.
- Anti-host antilichamen -> dus werken tegen je eigen cellen
- Cel-gemedieerde immuniteit -> virussen infecteren jou
immuuncellen en je immuunsystemen herkent deze en dood deze.
Dit is goed maar tegelijkertijd gaan je eigen cellen dus dood.
Pathogenen verschillen van elkaar waar en hoe ze cellen in het lichaam
infecteren. Ze kunnen uni- of multicellulair zijn. En er zijn verschillende
toxines. Er is dus elke keer een andere aanpak nodig om deze pathogenen
te bestrijden.
Binnendringen:
- luminale pathogenen
- Cytoplasmatische pathogenen (virussen) -> virussen infecteren de cel
zelf
- Endosomale pathogenen (parasieten/bacteriën) -> via fagocytose
- Extracellulaire pathogenen (bacteriën/schimmels) -> tight junctions
verbroken
Pathogenen bevinden zich dus in verschillende compartimenten en dus
zijn er verschillende afweersystemen nodig:
- In interstitiële ruimte, bloed of lymfe complement, fagocytose en
antilichamen.
- Eptihele oppervlakken antimicrobiële peptides en antilichamen.
,- Cytoplasma NK cellen en cytotoxische (CD8+) T cellen.
- Vesiculair (in endosomen) T- en NK-cellen, je hebt activatie nodig van
macrofagen.
Verloop van Immuunresponse in de tijd: Fasen:
Innate immunity De eerste paar uur zal het complement systeem
geactiveerd zijn en antimicrobiële eiwitten in actie komen. Dit is een
directe reactie.
Early induced innate response activatie van het aangeboren
immuunsysteem: NK-cellen, macrofagen, eosineofielen en neutrofielen.
Adaptieve immuun systeem pathogeen specifieke B- en T-cellen worden
geactiveerd
Aangeboren verdediging in de eerste seconden-uren (0-4uur):
Antimicrobiële peptiden (AMP) worden direct geproduceerd wanneer
een pathogeen binnendringt. Voorbeeld: Beta-defensin-5 in de darm
hebben Paneth cellen en deze controleren de bacteriën in de lumen van
de darm.
AMPs spelen een rol in pathogeen bestrijding. Er zijn toxische en niet-
toxische AMPs en ze kunnen het immuunsysteem moduleren, dus een
brede functionaliteit.
Naast AMP productie wordt ook het complement systeem geactiveerd
door de pathogenen. Dit systeem kan op verschillende manieren
geactiveerd worden:
- Na dagen: Klassieke pathway; antilichaam geproduceerd door een B-
cel bind aan een antigeen van een pathogeen.
- Na seconden/uren: Lectine pathway; lectine (suikerherkenning) binding
aan pathogeen oppervlakken.
- Na seconden/uren: Alternatieve pathway; pathogeen oppervlakken.
Het complemente systeem kan ook het immuunsysteem moduleren, en
zullen pathogenen opsonizeren door binding, en zal pathogenen ook direct
dood kunnen maken. Dit is een A-specifieke manier van doden.
Alle pathways van de complement pathway leiden tot de activatie van C3
convertase. Dit is een enzym dat zorgt voor de verdere afbraak van
, andere complement factoren. Dit is het belangrijkste middelpunt van de
complement activatie.
Complement factoren stimuleren fagocytose door opsonisatie van een
bacterie.
Het membrane attack complex (MAC) vormt gaten in de membraan
van het pathogeen. Hierdoor wordt de bacterie gelyseerd.
Aangeboren immuunresponse (4-49uur):
infectie mobiliseert gespecialiseerde natuurlijke afweercellen voor de
bestrijding van hoofdklassen van pathogenen:
- Virussen NK-cellen. Deze cellen herkennen virus-geïnfecteerde
cellen (en kankercellen) en ze hebben granula in hun cytoplasma zitten en
deze zijn gevuld met cytotoxische stoffen zoals perforine (maakt gaatjes)
en granzyme (wordt geïnjecteerd).
- Endosomale bacteriën macrofagen. Deze cellen fagocyteren
pathogenen en breken die intracellulair af in het endosoom met enzymen
uit de lysosomen.
- Multicellulaire parasieten eosinofiele- en basofiele
granulocyten. Eosinofiele granulocyten bestrijden multicellulaire
parasieten door degranulatie van toxische moleculen
- Extracellulaire bacteriën en schimmels neutrofiele
granulocyten. Ze kunnen fagocytose doen, en degranuleren = uitspugen
van de lysozymen etc. uit de cel. Daarnaast kunnen ze ook de kern
uitspugen en dit is heel slijmerig spul waardoor bacteriën gevangen
worden. Push zijn ophoping van dode neutrofielen + gezonde cellen die
dood zijn gegeaan door neutrofielen.
Hoe herkennen aangeboren immuuncellen pathogenen?
Pattern Recognition Receptors (PRR) = een family van
verschillende receptoren van aangeboren immuniteit. Deze receptoren
herkennen Pathogen-Associated Molecular Patterns (PAMPs) en dit
zijn archetypische structuren die klasse van pathogenen klassificeren.
PAMPs zijn de ligands van de PRRs.
Om herkenning te voorkomen kunnen pathogenen deze structuren niet
makkelijk muteren zonder hun integriteit te verliezen.
