Afweersysteem – antigenen
Antigenen
Alle cellen in je lichaam en ziekteverwekkers (pathogenen) hebben een specifiek eiwit op hun membraan. Zo’n specifiek eiwit heet een antigeen. Antigenen zijn eiwitdeeltjes, die aan de buitenkant van cellen en ziekteverwekkers vast zitten. Ze zijn verschillend in vorm. Antigenen zijn een soort ‘vlaggetjes’ op de buitenkant van een cel, waaraan de cel herkenbaar is. Antigenen van de cellen worden de gehele dag door je afweersysteem gecontroleerd. Een binnengedrongen ziekteverwekker wordt dan ook direct door een afwijkend antigeen herkend. Als de cellen van het afweersysteem lichaamsvreemde antigenen tegen komen, komt je afweersysteem op gang.
Alle cellen in je lichaam hebben unieke antigenen. Je afweersysteem controleert de gehele dag door de antigenen op alle cellen in je lichaam. Als de witte bloedcellen de juiste antigenen op de cel vinden, dan wordt de cel als lichaamseigen herkend. Je witte bloedcellen weten dus welke antigenen lichaamseigen zijn. Die vallen ze niet aan. Een binnengedrongen ziekteverwekker (pathogeen) wordt direct via het antigeen herkend als lichaamsvreemd. Je afweersysteem valt deze cel aan en vernietigt de ziekteverwekker.
Bacterie en virus
Bacteriën en virussen zijn ziekteverwekkers (pathogenen).
• Een bacterie is één cel zonder kern. Ze zijn overal: in honderden verschillende soorten op verschillende oppervlakten. Onder de microscoop zien ze er uit als kleine bolletjes, staafjes of spiraaltjes. Bij bacteriën zijn de antigenen de toxinen (giftige stoffen).
• Een virus bestaat uit erfelijk materiaal met daaromheen een eiwitmantel. Een virus kaapt als het ware een lichaamseigen cel in je lichaam en neemt de controle van deze cel over. De geïnfecteerde cel kan de antigenen op de eiwitmantel van het virus op het eigen celmembraan plaatsen. Je afweersysteem herkent de afwijkende antigenen als lichaamsvreemd en vernietigt de geïnfecteerde cel.
• Een bacterie of een virus bevat nooit alleen maar één soort antigeen op de celwand of eiwitmantel. Er zit een verzameling van soorten antigenen op een bacterie of een virus, waarvan er sommige heel algemeen zijn en veel voorkomen, andere wat zeldzamer zijn en sommige uniek voor een bepaalde variant. De enterobacteriën, zoals Salmonella en Escherichia coli, hebben bijvoorbeeld drie soorten antigenen op de celwand, op de flagellen en op het kapsel.
Witte bloedcellen
Je witte bloedcellen maken ziekteverwekkers onschadelijk op twee manieren.
• Sommige witte bloedcellen uit het aangeboren afweersysteem kunnen ziekteverwekkers insluiten, doden en op hun celmembraan plaatsen, zodat andere afweercellen ze zien. Dit zijn de antigeen presenterende cellen (APC’s). Fagocyten (neutrofielen, monocyten en macrofagen) gaan naar de plaats van een infectie, hakken een verteerde ziekteverwekker in stukjes en plaatsen de stukjes antigeen op hun celmembraan voor de andere witte bloedcellen. Ze plaatsen stukjes daarvan op het eigen celmembraan, zodat andere cellen dit kunnen zien. Het stukje antigeen wekt zo een reactie van je afweersysteem op. De gepresenteerde stukjes antigenen zijn opgenomen in glycoproteïnen.
• De witte bloedcellen uit het verworven afweersysteem kunnen antistoffen aanmaken. Één type antistof kan zich maar hechten aan één type antigeen. Er worden antistoffen aangemaakt, die binden aan de lichaamsvreemde antigenen, waarna een afweerreactie op gang komt. De B-lymfocyten (B-cellen) en T-lymfocyten (T-cellen) in het verworven immuunsysteem herkennen de verschillende antigenen van de ziekteverwekkers. Ze hebben verschillende antigeen-receptoren, die precies passen op de antigenen van de ziekteverwekkers. B-lymfocyten (B-cellen) hebben immunoglobuline-receptoren. Als er geen antigenen meer over zijn, wordt het verworven afweersysteem weer inactief.
Glycoproteïnen
Glycosylering is een proces in de lichaamseigen cel, waarbij suikerketens (glycanen) worden gevormd en vervolgens aan een eiwit worden gebonden. Glycosylering vindt plaats in het Endoplasmatisch Reticulum en in het Golgi-apparaat van de cel. Hierin worden eiwitten als het ware aangekleed: stap voor stap worden er suikerketens opgebouwd en aan het eiwit geplakt. Er zijn meer dan honderd verschillende enzymen bij de vorming van glycoproteïnen betrokken. Als één van die enzymen niet werkt of niet aanwezig is in je lichaam, dan kunnen de glycoproteïnen niet op de juiste manier gemaakt worden. Er worden dan bijvoorbeeld veel te weinig suikerketens aan het glycoproteïne geplakt. Daardoor kunnen de glycoproteïnen hun functie in het lichaam niet goed uitvoeren en wordt je ziek. De glycoproteïnen hebben verschillende functies in je lichaam, bijvoorbeeld als hormonen of bij de bloedstolling, je afweersysteem of voor transporten binnen je lichaam.
MHC-eiwitten
Er zijn verschillende serotypen (soorten) bacteriën of virussen. De verschillende serotypen hebben vaak een eigen gedrag. Het serotype van de ziekteverwekker wordt ingedeeld op basis van de glycoproteïnen, die aanwezig zijn op het celmembraan of de eiwitmantel. Het bepalen van het serotype van een bepaalde ziekteverwekker kan invloed hebben op de prognose en de behandeling van je ziekte. Je afweersysteem maakt het onderscheid tussen lichaamseigen en lichaamsvreemde cellen op basis van het serotype van die ziekteverwekker.
Het serotype wordt grotendeels bepaald door het humaan leukocyten antigeen (HLA). Het humaan leukocyten antigeen (HLA) is aanwezig op elke cel in je lichaam. Iedereen heeft unieke antigenen op de membranen van de lichaamseigen cellen. De HLA-eiwitten op het celmembraan vormen een unieke ‘barcode’, die helpt om cellen te identificeren als lichaamseigen of lichaamsvreemd. Ze presenteren ook antigeen aan de antigeen-receptoren van T-lymfocyten. Aan dit antigeen herkent je afweersysteem de cellen van je eigen lichaam.
De code voor de glycoproteïnen zit in het Major Histocompatibility Complex, dat bestaat uit twee groepen MHC-eiwitten.
• De MHC-I eiwitten zitten op elke cel met een celkern in je lichaam. De eiwitten worden actief door besmetting met een virus. De B-cellen maken antistoffen (immunoglobulinen) aan, die deze antigenen op de cellen herkennen. De geactiveerde T-helper cellen scheiden cytokinen uit, waardoor de cytotoxische T-cellen en B-cellen worden geactiveerd. De cytotoxische T-cellen worden door het receptor-eiwit aangezet tot het herkennen en vernietigen van de, door een virus, geïnfecteerde cellen.
• De MHC-II eiwitten zijn te vinden op het membraan van B-lymfocyten en andere antigeen presenterende cellen (APC’s), zoals monocyten, macrofagen en dendritische cellen. Deze eiwitten zijn afkomstig van buiten je lichaam, zoals van bacteriën. T-helper cellen herkennen die stukjes van het antigeen, die vastzitten aan het MHC-II eiwit op een antigeen presenterende cel (APC). Vervolgens kunnen de B-cellen (plasmacellen) worden geactiveerd om antistoffen te maken.
Antigeen-receptoren
Een binnengedrongen ziekteverwekker of een virale geïnfecteerde of zieke cel met een afwijkend antigeen wordt meteen herkend door je afweersysteem. Als een antigeen bindt aan een antigeen-receptor, dan volgt er een afweerreactie.
Witte bloedcellen hebben verschillende antigeen-receptoren op hun celmembraan, die precies passen op bepaalde antigenen. Macrofagen en dendritische cellen hebben bijvoorbeeld een mannosereceptor, een glucanreceptor en een scavenger receptor. B-lymfocyten hebben immunoglobuline-receptoren.
De rode bloedcellen en bloedplaatjes hebben geen antigeen-receptoren.
Antigeen presenterende cellen (APC’s)
De a-specifieke aangeboren afweer bestaat uit stoffen en cellen, die zich niet specifiek richten op een ziekteverwekker. Fagocyten (neutrofiele granulocyten, monocyten en macrofagen) zijn cellen, die andere cellen vernietigen (fagocytose) en het antigeen van de ziekteverwekker (pathogeen) op hun celoppervlak plaatsen. Ze presenteren het antigeen dan in de lymfeknopen aan andere witte bloedcellen, waarmee de specifieke afweer wordt geactiveerd.
• De antigeen presenterende cellen (APC’s) herkennen antigenen, omdat ze daarvoor receptoren op hun membraan hebben. Macrofagen en dendritische cellen hebben onder andere een mannose-receptor, een glucan-receptor en een scavenger receptor.
• De antigeen presenterende cellen (APC’s) zitten in je lichaamsweefsels. De conventionele dendritische cel is actief als er geen infectie is en patrouilleert de hele dag door in je lichaam op zoek naar ziekteverwekkers. De monocyten-afkomstige dendritische cel is ontstaan uit monocyten en is actief als er een infectie in je lichaam is. Dit zorgt ervoor, dat de overige witte bloedcellen naar de plaats van de infectie komen om hun werk te doen. Als ze een ziekteverwekker (pathogeen) herkennen, weten ze, dat er een infectie is en gaan ze naar de secundaire lymfoïde weefsels. B-lymfocyten verhuizen vanuit het beenmerg, waar ze aangemaakt worden, ook naar de secundaire lymfoïde weefsels, zoals de milt, de keel- en neusamandelen, de appendix en de lymfeknopen. Daar treffen ze elkaar en komen de B-lymfocyten in actie. De antigeen presenterende cellen (APC’s) zorgen ook voor herkenning van de lichaamsvreemde antigenen door de T-helper cellen en de T-suppressor cellen.
B-lymfocyten en plasmacellen
De specifieke verworven afweer is onder te verdelen in cellulaire afweer en humorale afweer. Het humorale (extracellulaire) afweersysteem richt zich op ziekteverwekkers in je lichaamsvocht, zoals je bloed en lymfevocht. Als een ziekteverwekker (pathogeen) in je lichaam komt, dan herkent je specifieke afweersysteem door het antigeen, dat deze niet in je lichaam thuishoort. Door contact met ziekteverwekkers groeien B-lymfocyten (B-cellen) uit tot gerijpte plasmacellen of plasmocyten. De plasmacellen van de B-lymfocyten (B-cellen) maken antistoffen aan en markeren zo de binnendringende ziekteverwekker. Bij virussen zorgen de antistoffen er voor, dat de ziekteverwekkers geen cellen meer binnen kunnen gaan en infecteren.
Immunoglobulinen
De plasmacellen maken antistoffen aan, die heel specifiek aan een bepaald eiwit kunnen binden. Deze antistoffen zijn de immunoglobulinen, die worden aangemaakt als reactie op een prikkeling door antigenen. Immunoglobulinen zijn antistoffen, die zich in je bloed bevinden. Ze beschermen je lichaam tegen binnendringende virussen en/of infecties. De immunoglobulinen behoren tot je afweersysteem. Soms heb je een tekort aan deze immunoglobulinen en ben je daardoor gevoeliger voor infecties. Immunoglobulinen zitten als Y-vormige receptoren op het membraan van de B-lymfocyten en plasmacellen. De antigeen-receptoren zien eruit als kleine staafjes met een gat aan het einde van de Y-vormige structuur. Sommige gaten aan het einde van zo’n staafje hebben precies de juiste vorm voor een bepaald virus, andere weer voor een andere ziekteverwekker. De vorm van de tweearmige uiteinden van de Y-receptor bepaalt aan welk antigeen de antistof kan binden.
T-lymfocyten
De specifieke verworven afweer is onder te verdelen in cellulaire afweer en humorale afweer. Het (intra)cellulaire afweersysteem richt zich op zieke, geïnfecteerde cellen. De T-lymfocyten (T-cellen) zijn actief bij ziekteverwekkers (pathogenen), die in de lichaamseigen cellen zitten en dus het grootste deel van de tijd uit het zicht zijn van het afweersysteem.
T-lymfocyten kunnen met hun antigeen-receptor antigenen herkennen. De antigenen, die door T-lymfocyten herkend worden, worden binnen in de zieke cellen zelf gevormd na infectie met een virus of door een lichaamseigen ontspoord molecuul, zoals bij een tumorcel. Een molecuul is het kleinste deeltje van een stof, dat nog alle eigenschappen van die stof bevat. De antigeen-receptoren zitten over het gehele celmembraan van de T-lymfocyten verspreid. De I-vormige antigeen-receptoren zien eruit als kleine staafjes met een gat aan het einde. Sommige gaten aan het einde van zo’n staafje hebben precies de juiste vorm voor een bepaald virus of een lichaamseigen molecuul (tumorcel). De antigeen-receptoren passen precies op het antigeen van de geïnfecteerde cellen. Virussen kunnen, eenmaal gebonden aan de I-vormige antigeen-receptor, geen lichaamscellen meer infecteren. Geactiveerde T-cellen zijn in staat om met virussen geïnfecteerde cellen lek te schieten. De kapotte cel en de ziekteverwekker kunnen daarna gemakkelijk worden opgeruimd.
Aanpak T-lymfocyten
• de T-helper cel.
De dendritische cel vertelt als antigeen presenterende cel (APC) aan de T-helper cel om wat voor soort geïnfecteerde cel het gaat en hoe deze het beste opgeruimd kan worden. De dendritische cellen nemen antigenen op en breken deze af tot stukjes en plaatsen ze op het membraan, zodat andere afweercellen ze kunnen herkennen. De T-helper cel maakt daarna T-geheugen cellen en T-effector cellen aan. De T-effector cellen scheiden interleukinen (cytokinen) uit naar B-lymfocyten, de cytotoxische T-geheugen effector cellen en ook naar de fagocyten (neutrofielen, monocyten en macrofagen) in je aangeboren immuunsysteem. Cytokinen zijn de boodschappers van je immuunsysteem. De cytokinen zijn signaalstoffen, die de cellen gebruiken om met elkaar en met andere cellen van het lichaam te praten. Zo weten de witte bloedcellen waar ze naartoe moeten, worden ze geactiveerd én gaan ze zich vermenigvuldigen.
• de cytotoxische T-geheugen effector cellen.
De onvolwassen T-cellen worden actieve cytotoxische T-geheugen effector cellen. Via de T-cel receptor kan een actieve cytotoxische T-geheugen effector cel door het geheugen een geïnfecteerde cel herkennen. Na de herkenning doden deze cellen de, met een virus, besmette cellen door het uitscheiden van apoptose-opwekkende enzymen. Apoptose is celdood. De toxische enzymen zijn perforine en granzyme.
In de granulen van cytotoxische T-geheugen effector cellen en natural-killer (NK)-cellen komt het enzym granzyme voor. Granulen zijn blaasjes met een eigen membraan in het cytoplasma van bepaalde cellen in het lichaam. Enzymen zijn ingewikkelde eiwitten, die chemische reacties versnellen. Granzyme is een enzym, dat cellen doodt door apoptose te veroorzaken. De apoptose (celdood) vernietigt het DNA van de cel. Bij het aanvallen van cellen door cytotoxische T-geheugen effector cellen en NK-cellen komt ook het enzym perforine vrij. Het enzym perforine boort gaatjes in het celmembraan en het enzym granzyme gaat bij de cel naar binnen en doodt de cel via apoptose. Maar granzyme kan ook samen met perforine via de mannose 6-fosfaatreceptor de cel binnen komen. De enzymen worden dan via endocytose opgenomen. Perforine boort vervolgens een gaatje in het transportblaasje, zodat granzyme apoptose (celdood) kan veroorzaken.
