Afweersysteem – de fysieke barrières en de aangeboren immuniteit

Afweersysteem
Je afweersysteem, ook wel immuunsysteem genoemd, beschermt je dagelijks tegen ziekteverwekkers, zoals bacteriën, virussen, schimmels, parasieten, en geïnfecteerde en zieke lichaamscellen. Zonder een goed werkend afweersysteem kun je niet overleven. Het afweersysteem is in te delen in drie verdedigingslinies. De afweerreacties bestaan uit het activeren van:
• de fysieke barrières (je huid, slijmvliezen, darmen en urinewegen) van je lichaam (1e verdedigingslinie), aanwezig bij je geboorte.
• je aangeboren (niet-specifieke) afweersysteem (2e verdedigingslinie), dat je hebt als je geboren wordt.
• je verworven (specifieke) afweersysteem (3e verdedigingslinie), dat je verkrijgt tijdens je leven.

1e verdedigingslinie: de fysieke barrières: je huid, slijmvliezen, darmen en urinewegen 
Een onbeschadigde huid, slijmvliezen, darmen en urinewegen zijn je 1e verdedigingslinie tegen ziekteverwekkers (pathogenen), zoals bacteriën, virussen, schimmels en parasieten. Pas als de fysieke barrières van je huid en/of de slijmvliezen van het maag- en darmkanaal, luchtwegen of urinewegen beschadigd raken, kunnen ziekteverwekkers je lichaam verder binnendringen en je ziek maken.
Huid.
De harde hoornlaag van je huid is de eerste sterke barrière.
De opperhuid is de buitenste laag van de huid, die voor het grootste deel uit hoorncellen bestaat. Deze hoorncellen worden voortdurend opnieuw gevormd in de onderste laag van de opperhuid. Na verloop van tijd verschuiven deze cellen steeds verder naar de buitenste laag van de opperhuid en gaan uiteindelijk dood. Door de afschilfering van dode verhoornde huidcellen van je opperhuid krijgen bacteriën weinig kans. De opperhuid is moeilijk doordringbaar en gaat ook uitdroging van je huid tegen. Daarnaast is de pH van de huid laag, wat betekent dat de huid zuur is: dit zure milieu doodt ziekteverwekkers. Wanneer de huid ergens stuk gaat en er ontstaat een wondje, dan kunnen bijvoorbeeld bacteriën wel binnendringen. In de opperhuid liggen naast hoorncellen ook melanocyten: dit zijn pigmentcellen. De pigmentcellen maken kleine pigmentkorrels, die ze doorgeven aan de hoorncellen, die het pigment als een parasol boven hun celkern met DNA leggen voor bescherming ervan.
De lederhuid onder de opperhuid bestaat uit een stevig geraamte van bindweefsel en verschillende soorten cellen. In deze laag zitten de bloedvaten, zweetklieren, haarzakjes, talgklieren, lymfevaten en zenuwen. In de lederhuid zitten ook de cellen van Langerhans. Deze cellen zijn in staat om virussen en bacteriën te herkennen. Wanneer ze een virus of bacterie herkennen, dan worden ze geactiveerd en kunnen ze daarna cytokinen en chemokinen aanmaken, zodat virussen en bacteriën onschadelijk kunnen worden gemaakt. Deze ziekteverwekkers worden dan als afvalstoffen via de lymfevaten afgevoerd. De talgklieren maken talg (een vettige stof), waardoor je huid waterafstotend wordt en beschermd tegen ziekteverwekkers.
De moeilijk doordringbare hoornlaag is zo een goede fysieke barrière, zelfs als de huidbacteriën ook deels verdwijnen, als je je wast of doucht. Het onderhuids bindweefsel of vetlaag scheidt de huid van de rest van het lichaam. Deze laag bestaat vooral uit vet, bindweefselschotten en bloedvaten. Het vet zorgt voor extra isolatie van het lichaam.
Keel en bovenste luchtwegen.
Je longen worden beschermd door: het hoesten als je keel geïrriteerd wordt; door de bacterie-dodende eiwitten in je speeksel; en door de werkende trilhaarcellen in de slijmvliezen van je keel en je bovenste luchtwegen.
Zuurgraad.
Veel ziekteverwekkers worden gedood door de zuurgraad van je maagzuur of die van je urinewegen.
Darmen.
Via besmet voedsel kun je ziekteverwekkers binnen krijgen. Het maagzuur doodt dan de meeste ziekteverwekkers. Als deze toch je darmen bereiken, dan krijgen de ziekteverwekkers te maken met de dikke slijmlaag van de darm. De slijmlaag zorgt ervoor dat ze zich moeilijk aan de darmwand kunnen vastmaken om voedingsstoffen binnen te krijgen. De ziekteverwekkers worden door de darmbeweging vaak weer naar buiten geduwd. Soms kunnen ze zich toch hechten in het darmepitheel aan de binnenkant van je darmen. Dan zorgen de dikke slijmlaag en de doorlopende vernieuwing van de cellen in je darmen ervoor, dat deze ziekteverwekkers ook gedood worden.

2e verdedigingslinie: je aangeboren (niet-specifieke) afweersysteem
De witte bloedcellen in het aangeboren afweersysteem zijn de granulocyten (neutrofielen, eosinofielen, basofielen), monocyten, macrofagen, dendritische cellen, mestcellen en natural-killer cellen.
Als de ziekteverwekkers, zoals bacteriën, virussen, schimmels en parasieten, voorbij je 1e verdedigingslinie komen, komt je aangeboren afweersysteem in actie. Het voordeel van het aangeboren afweersysteem is, dat het altijd aanwezig is en meteen kan reageren op een infectie. Het is niet-specifiek, dat betekent dat de afweercellen een snelle verdediging vormen, die snel een grof onderscheid tussen lichaamseigen en lichaamsvreemd maakt. Het aangeboren afweersysteem leert niet van een nieuwe infectie, het bouwt geen geheugen op en blijft altijd op dezelfde manier te werk gaan.

Onderscheid tussen lichaamseigen en lichaamsvreemd
Het onderscheid maken tussen lichaamseigen en lichaamsvreemd gebeurt door zowel het aangeboren afweersysteem als het verworven afweersysteem. Maar de wijze waarop dit gebeurt, is bij allebei verschillend.
Het aangeboren afweersysteem maakt snel een grof onderscheid tussen lichaamseigen en lichaamsvreemd met de patroonherkenningsreceptoren (PRR’s).
• Patroonherkenningsreceptoren (PRR’s).
De afweercellen zijn in staat om de patronen, de herhalende acties, te herkennen, die ziekteverwekkers (pathogenen) laten zien. Dat doen ze met de patroonherkenningsreceptoren (PRR’s) op het celmembraan van de antigeen presenterende cellen (APC’s). De APC’s zijn de fagocyten (neutrofielen, monocyten en macrofagen), dendritische cellen en op mucosale weefseloppervlakten de defensinen en surfactanteiwitten. Mucosale weefsels zijn onder andere je luchtwegen, gastro-intestinale weefsels en de urogenitale wegen. De mucosale oppervlakten van deze weefsels zijn dynamisch, dun en doorlaatbaar.
De antigeen presenterende cellen (APC’s) herkennen met hun receptoren de patronen van de ziekteverwekkers. Een receptor is een ontvanger (antenne) op het membraan van de APC, die signalen opvangt uit het bloed, die het doorgeeft aan de afweercellen. De patronen van ziekteverwekkers zijn:
– de pathogeen-geassocieerde moleculaire patronen (PAMP’s) van binnendringende ziekteverwekkers.
– de damage (schade)-geassocieerde moleculaire patronen (DAMP’s) bij beschadigde of dode eigen lichaamscellen.
Complementsysteem.
De patroonherkenningsreceptoren (PRR’s) van de APC’s activeren ook het complementsysteem. Zowel het aangeboren afweersysteem als het verworven afweersysteem bevatten humorale componenten. Humorale componenten zijn eiwitten en enzymen, die zelf de ziekteverwekker remmen of andere enzymen of cellen activeren, die de ziekteverwekkers opruimen. Een humorale component van het aangeboren afweersysteem is het complementsysteem met de groep complementeiwitten (complementfactoren), die in het bloed en ander lichaamsvocht zitten. Het systeem is een belangrijk aangeboren afweermechanisme bij de verdediging tegen infecties en werkt als een surveillance systeem tegen ziekteverwekkers (pathogenen). De groep eiwitten activeert elkaar onderling om de afweercellen van het aangeboren afweersysteem te lokken naar de plaats, waar de ziekteverwekkers zijn binnengedrongen.
Cytokinen.
Cytokinen zijn de boodschappers van je afweersysteem. Het zijn signaalstoffen, die de cellen gebruiken om met elkaar en met andere cellen van het lichaam te praten. Cellen in de bloedbaan houden doorlopend in de gaten of er ergens een hoge concentratie van cytokinen ontstaat. De, op één plaats in je lichaam, aangemaakte cytokinen verhuizen naar de plaats van een ontsteking toe. Zo weten de afweercellen waar ze naartoe moeten, worden ze geactiveerd én gaan ze zich vermenigvuldigen. De cytokinen lokken zo de afweercellen naar de plaats van de infectie. Door de afgifte van de cytokinen worden de fagocyten (neutrofielen, monocyten en macrofagen) aangespoord om de ziekteverwekkers te fagocyteren. Normaal gaat dit goed en kunnen de macrofagen en andere cellen in je aangeboren immuunsysteem de ziekteverwekker onschadelijk maken. Je zal dan geen of weinig klachten hebben van een infectie.

Fagocytose
Fagocytose is het proces, waarbij fagocyten een ziekteverwekker insluiten, opeten en afbreken. Fagocyten hebben receptoren (antennes), die lichaamsvreemde structuren kunnen herkennen, de patroonherkenningsreceptoren (PRR’s). Een lichaamsvreemde structuur is bijvoorbeeld de celwand van een bacterie. Deze bestaat uit bepaalde vetten en suikers, die in je lichaam niet voorkomen. Virussen worden herkend aan eiwitten op het oppervlak van de virusdeeltjes. Als fagocyten deze eiwitten herkennen, gaan ze meteen in de aanval met fagocytose.
Bij fagocytose worden ziekteverwekkers opgegeten en vervolgens afgebroken. De fagocyten veranderen tijdens de fagocytose van vorm en sluiten een ziekteverwekker, zoals bacteriën, virussen, schimmels en parasieten, helemaal in. Ze fagocyteren zo de ziekteverwekker. In de fagocyt ontstaat een fagosoom (transportblaasje) met daarin de ziekteverwekker. Vervolgens smelt het fagosoom samen met een lysosoom, een blaasje in de cel dat enzymen bevat. Deze enzymen breken de ziekteverwekker af.
De verschillende restdeeltjes van de afgebroken ziekteverwekker worden daarna gepresenteerd op de buitenkant van de fagocyt. Een fagocyt met lichaamsvreemde deeltjes op het celmembraan heet een antigeen presenterende cel (APC). Een APC toont aan je afweersysteem, wat het ‘gevangen’ heeft. De fagocyten waarschuwen zo ook de afweercellen van het verworven afweersysteem.

Fagocyten
Fagocyten (neutrofielen, monocyten en macrofagen) behoren tot de witte bloedcellen (leukocyten). Ze zijn actief in je aangeboren afweersysteem en afkomstig uit het beenmerg. De weefselmacrofagen liggen klaar in de weefsels van organen, terwijl de monocyten, de voorlopercellen van macrofagen, en de neutrofiele granulocyten in het bloed zitten. Als het nodig is, verhuizen ze naar het infectiegebied in de weefsels.
De fagocyten (neutrofielen, monocyten en macrofagen) hebben eiwitten op hun celmembraan (receptoren) om ziekteverwekkers te herkennen, te binden en onschadelijk te maken. Ze reageren op iedere ziekteverwekker en zijn dus niet-specifiek. De fagocyten vouwen zich om de ziekteverwekkers heen en ‘eten’ de indringers letterlijk op. Ze vormen de eerste verdedigingslinie tegen ziekteverwekkers en voorkomen daarmee veel infecties.
– Fagocyten kunnen de niet-actieve B-lymfocyten (B-cellen) en T-lymfocyten (T-cellen) in je verworven afweersysteem activeren. Op de celwand van bacteriën en virussen zitten antigenen, een specifiek eiwit. Het verworven afweersysteem controleert de gehele dag door of er antigenen in je lichaam aanwezig zijn. Een binnengedrongen ziekteverwekker wordt dan ook direct via een afwijkend antigeen herkend. Fagocyten gaan er op af, hakken de verteerde ziekteverwekker dan in stukjes en plaatsen de stukjes antigeen op hun celmembraan, zodat de B-lymfocyten (B-cellen) en T-lymfocyten (T-cellen) deze herkennen. Hierdoor gaan de T-lymfocyten meer cytokinen (boodschappereiwitten) afgeven. Cytokinen werken als boodschapper om cellen van je afweersysteem af te remmen of juist te activeren. Door de afgifte van de cytokinen worden de fagocyten aangespoord om de ziekteverwekkers te vernietigen. Fagocyten kunnen ook antistoffen van B-lymfocyten gebruiken om de ziekteverwekkers beter te kunnen herkennen.

Help mee