Immunologie

Hoe ons immuunsysteem werkt.
Door Marshall Brain in How Stuff Works (www.howstuffworks.com).

Binnen je lichaam zit een verbazingwekkend beschermingsmechanisme dat we het immuunsysteem noemen. Het is 'ontworpen' om ons te verdedigen tegen miljarden bacteriën, virussen, gifstoffen en parasieten, die er naar snakken je lichaam in bezit te nemen.
Om te begrijpen hoe krachtig ons immuunsysteem is, hoef je je alleen maar voor te stellen wat er gebeurt als we sterven. Dat klinkt grof, maar het toont wel iets heel belangrijks aan over je immuunsysteem. Als iets of iemand dood gaat dan stopt, samen met allerlei andere zaken, het immuunsysteem. Werkelijk in luttele uren wordt het lichaam binnengedrongen door allerlei bacteriesoorten, micro-organismen, parasieten ... Niets van genoemde elementen kan binnendringen als het immuunsysteem functioneert, echter op het moment dat je immuunsysteeem faalt, staat de deur wagenwijd open. Als je eenmaal dood bent kost het deze organismen maar enkele weken om je lichaam geheel te ontmantelen en het te laten verdwijnen tot alleen nog een skelet over is. Klaarblijkelijk is je immuunsysteem tot dit verbazingwekkende in staat zodat die ontmanteling tijdens je leven niet optreedt.

Het immuunsysteem is complex, ingewikkeld en interessant. Er zijn op zijn minst twee goede redenen voor je om er meer over te weten. Enerzijds is het omdat het gewoonweg fascinerend is te weten waar dingen als koorts, kroep, ontstekingen etc. vandaan komen als zij zich in je lichaam voordoen. Anderzijds hoor je ook veel over het immuunsysteem in het nieuws als er weer nieuwe aspecten van doorgrond worden en er nieuwe medicijnen op de markt komen - je kennis over het immuunsysteem maken deze nieuwe vindingen begrijpelijk.

Letten op je immuunsysteem.
Je immuunsysteem werkt 24 uur per dag en op duizenden van elkaar verschillende manieren, toch doet het zijn werk grotendeels onopgemerkt. Eén ding dat ons werkelijk het immuunsysteem doet ervaren is dan wanneer het om een of andere reden in zijn werking faalt. We worden dat ook gewaar als het een neveneffect veroorzaakt dat we kunnen zien of voelen. Hier volgen verschillende voorbeelden:

• Als je je snijdt dan komen allerhande bacteriën en virussen het lichaam binnen door de wond in de huid. Als je in een splinter grijpt, dan heb je ook nog een vreemd object in je lichaam. Je immuunsysteem reageert en elimineert de binnendringers, onderwijl heelt de huid en de wond sluit zich. In enkele gevallen mist het immuunsysteem zijn uitwerking en de snijwond raakt geïnfecteerd. De wond gaat ontsteken en vult zich met pus. Ontsteking en pus zijn beide neveneffecten in de werking van het immuunsysteem.
• Als je door een mug wordt gestoken, dan krijg je een rode en jeukende bult. Ook dat is een zichtbaar teken dat het immuunsysteem zijn werk doet.
• Elke dag adem je duizenden in de lucht zwevende ziektekiemen (bacteriën en virussen) in. Je immuunsystem werkt er probleemloos mee af. Zo af en toe dringt er een kiem door die immuunbarrière en dan heb je een kou gevat of, nog erger, heb je griep gekregen. Een verkoudheid of griep is een zichtbaar teken dat het immuunsysteem even heeft gefaald een ziektekiem tegen te houden. Het feit dat je geneest van die verkoudheid of griep is een zichtbaar kenmerk van het feit dat je immuunsysteem in staat is geweest de binnendringer te verslaan door er iets over gewaar te worden. Als je immuunsysteem niets zou doen dan zou je nooit van een verkoudheid of wat dan ook afraken.
• Elke dag eet je ook wel honderden ziektekiemen op en hiervan zullen de meeste gedood worden door de werking van het speeksel of van het maagzuur. Af en toe slipt er toch eentje door en dan heb je last van voedselvergiftiging. Normaliter zijn er een serie heel duidelijk symptomen als deze immuunbarrière wordt doorbroken: braken en diarree zijn hiervan de meest algemene verschijnselen.
• Er zijn ook allerhande kwalen bij mensen aan te wijzen waarbij het immuunsysteem op een overwachte manier of op een onjuiste wijze werkt en er problemen van komen. Sommige mensen hebben last van allergie. Allergieën zijn eigenlijk het gevolg van het feit dat het immuunsysteem te sterk reageert op zaken waarop in het algemeen juist niet gereageerd had mogen worden. Sommige mensen hebben last van suikerziekte doordat het immuunsysteem onnodig cellen in de alvleesklier aanvalt en deze vernietigt. Andere mensen hebben reumatoïde artritis en dan werkt het immuunsysteem afwijkend in de gewrichten. Bij verscheidene ziektes is de oorzaak simpelweg een fout in de werking van het immuunsysteem.
• Tenslotte merken we dat het immuunsysteem ons weerhoudt dingen te doen die normaliter heilzaam voor het lichaam zouden zijn. Orgaantranplantaties zijn veel moeilijker dan ze zouden moeten zijn doordat het immuunsysteem het getransplanteerde orgaan afstoot.

Basiskennis over het immuunsysteem.
Laten we bij het begin beginnen. Wat betekent het als iemand zegt: "Ik voel me ziek vandaag?" Wat is een ziekte? Door te begrijpen welke soorten ziektes er zijn is het mogelijk te zien bij welke soorten ziektes het immuunsysteem de helpende hand biedt.
Als je 'ziek' wordt, dan is je lichaam niet in staat correct te functioneren of niet in staat zich vol in te zetten. Er zijn verscheidene manieren om ziek te worden - hier zijn er enkele.

• Mechanische schade. Als je een been breekt of een pees scheurt, dan ben je 'ziek' (je lichaam is niet in staat voluit te presteren). De oorzaak is makkelijk te onderkennen en ook heel goed zichtbaar.
• Tekort aan vitamines en/of mineralen. Als je onvoldoende vitamine D binnenkrijgt kan je lichaam calcium (kalk) niet goed verwerken en je krijgt een ziekte die bekend staat als Engelse ziekte (rachitis). Mensen met rachitis hebben zwakke botten (ze breken gemakkelijk) die bovendien vervormen omdat ze niet goed groeien. Als je onvoldoende vitamine C krijgt dan krijg je scheurbuik, waardoor gezwollen en bloedend tandvlees ontstaat, gezwollen gewrichten en blauwe plekken. Als je niet genoeg ijzer binnenkrijgt dan ga je aan anemie lijden, enz.
• Orgaandegeneratie. In sommige gevallen is een orgaan beschadigd of verzwakt. Een vorm van hartfalen wordt bijvoorbeeld veroorzaakt door verstopping van bloedvaten die naar de hartspier leiden, zodat deze spier niet voldoende bloed krijgt. Een bepaalde vorm van leverziekte die bekend staat als cirrose, wordt veroorzaakt door schade aan de levercellen (overmatig alcoholgebruik is zo'n oorzaak).
  
• Erfelijke ziekte. Een erfelijke ziekte wordt veroorzaakt door een foute code in het DNA. De foutcode veroorzaakt te grote of te kleine aanmaak van bepaalde eiwitten, hetgeen problemen geeft op het celniveau. Albinisme wordt bijvoorbeeld veroorzaakt door een tekort aan het enzym tyrosinase. Het ontbrekende enzym is er de oorzaak van dat het lichaam geen melanine kan maken, het natuurlijk pigment dat zorgt voor haarkleur, oogkleur en het bruin worden. Door dat gebrek aan melanine zijn mensen met dit erfelijke probleem extreem gevoelig voor UV-straling in het zonlicht.
  
• Kanker. Af en toe kan een cel zodanig veranderen dat deze zich oncontroleerbaar gaat delen. Cellen in de huid, melanocyten bijvoorbeeld, kunnen door UV zodanig beschadigd raken dat ze kankercellen worden.De zichtbare vorm van kanker, de tumor die dan ontstaat, wordt melanoom genoemd.
  (Zie het artikel dat over zonnebrand gaat.)
  
• Infectie door virussen of bacteriën. Als een virus of een bacterie (soms ook algemeen met de term ziektekiem aangeduid) je lichaam binnendringt en zich daar vermenigvuldigt, levert dat normaliter problemen. In het algemeen produceren die ziektekiemen nevenproducten die ons ziek maken. De rijtjesbacterie (Streptococcus) maakt bijvoorbeeld een gifstof (toxine) vrij die de ontsteking in je keel veroorzaakt. Het polio-virus geeft gifstoffen af die zenuwcellen vernietigen, hetgeen vaak leidt tot verlamming. Enkele soorten bacteriën zijn goedaardig of heilzaam (wij hebben bijvoorbeeld miljarden bacteriën in ons darmkanaal en die helpen ons voedsel te verteren), maar heel veel soorten zijn schadelijk als ze in onze bloedsomloop terechtkomen.

Virale en bacteriële infecties vormen veruit de meest algemene aanleidingen tot ziekte bijde mens. Ze veroorzaken dingen als verkoudheid, griep, mazelen, bof, malaria, AIDS enz. De taak van je immuunsysteem is je te beschermen tegen dit soort infecties.

Het immuunsysteem beschermt je op drie verschillende manieren:

1. Het vormt een barrière die voorkomt dat bacteriën en virussen je lichaam binnendringen.
2. Als een virus of een bacterie toch je lichaam is binnengedrongen, dan tracht het immuunsysteem die kiem te detecteren en te elimineren aleer deze zich kan innestelen en voortplanten.
3. Als het virus of de bacterie in staat is zich te vermenigvuldigen en problemen veroorzaakt, is je immuunsysteem verantwoordelijk voor het verwijderen ervan.

Het immuunsysteem heeft ook een reeks andere belangrijke taken. Je immuunsysteem kan bijvoorbeeld kanker in een vroeg stadium ontdekken en deze kanker dan ook in veel gevallen uitschakelen.

Intermezzo.

Bacteriën en virussen. Wij zijn een veelcellig organisme dat wel uit 100 biljoen (10¹⁴) cellen bestaat. Bedenk vervolgens dat elke cel een behoorlijk gecompliceerd geheel is. Elke cel heeft een kern, een energievoorziening (mitochondriën), etc. Bacteriën zijn eencellige organismen die veel simpeler zijn. Ze hebben bijvoorbeeld geen kern. Ze zijn misschien maar 1/100 van de grootte van een menselijke cel en hebben afmetingen die liggen in de buurt van 1 mm.
Bacteriën zijn helemaal zelfstandige organismen die geweldig kunnen eten en vermenigvuldigen - dat lukt hen ook in die met vloeistof gevulde zak, die we ons lichaam noemen. Onder ideale omstandigheden kunnen ze zich heel snel voortplanten. Ze kunnen zich elke 20 à 30 minuten in tweeën delen. Met dat tempo kan één bacterie in luttele uren wel miljoenen nakomelingen produceren, nl. in het geval van 20 minuten wordt dat 2³ per bacterie/uur ofwel 2³ⁿ per bacterie/n uur. Na 10 uur (2³⁰) is dat meer dan 1 miljard.

Een virus is van een totaal ander slag. Een virus leeft niet echt en daarom rekenen we virussen ook niet tot de organismen. Een virus is niks anders dan een stukje DNA met een beschermend manteltje. Als het virus in contact komt met een cel dan hecht ze zich daar aan vast en spuit zijn DNA (en misschien enkele enzymen) in de cel. Het DNA gebruikt dan de mechanismen binnen die levende cel om nieuwe virus-deeltjes te maken. Eventueel gaat de gekaapte cel doodt en barst open om de nieuwe virusdeeltjes de vrijheid te geven; of de virusdeeltjes kunnen zich knopvormig afsnoeren, zodat de cel in leven blijft. In beide gevallen dient de cel als virusfabriek .

Onderdelen van het immuunsysteem.

Een van de grappigste dingen van het immuunsysteem is dat het je hele leven binnen in je lichaam werkzaam is en dat je er waarschijnlijk voor geen snars weet van hebt. Je bent je er waarschijnlijk van bewust dat je in je borstkas een orgaan hebt zitten dat we een 'hart' noemen. Wie weet dat niet? Je hebt er waarschijnlijk ook weet van dat je longen, een lever en nieren hebt. Maar wie heeft er gehoord van een thymus??? Er is een gerede kans dat je zelfs niet weet dat je een thymus hebt en toch zit dat ding in je borstkas vlak naast je hart. Er zijn een heleboel andere delen van het immuunsysteem die minstens even onbekend zijn, dus laten we beginnen over al die onderdelen iets op te steken.

Het meest duidelijke, zichtbare en ook heel belangrijke deel van ons immuunsysteem is onze huid. Die fungeert als primaire grens tussen ziektekiemen en ons lichaam. Ten dele werkt onze huid net als een plastic folie die we over etenswaren spannen. De huid is taai en doorgaans ondoordringbaar voor virussen en bacteriën.
De opperhuid (epidermis) bevat speciale cellen, zogenaamde cellen van Langerhans (ze zitten verspreid tussen de pigmentcellen (melanocyten) in de onderste laag (kiemlaag) van de opperhuid) die een onderdeel vormen van het snelle waarschuwingssysteem bij onze afweer. De huid scheidt ook anti-bacteriële stoffen af. Die stoffen zorgen er voor dat we 's ochtends niet wakker worden met een laag schimmel op onze huid - de meeste bacteriën en sporen die op onze huid landen gaan snel dood.

Je neus, mond en ogen zijn ook duidelijke invalswegen voor ziektekiemen. Tranen en slijm bevatten een enzym (lysozym) dat de celwanden van veel bacteriën afbreekt. Speeksel werkt ook anti-bacterieel. Daar de neusdoorgang en de longen zijn bekleed met slijm, worden veel kiemen, die niet direct worden gedood, gevangen in het slijm en vervolgens doorgeslikt. In de wand van neus, keel, longen en in de huid zitten mestcellen (mastocyten, een soort witte bloedlichaampjes). Welke bacterie of virus dan ook, hij moet eerst zien langs deze defensies te komen.

Eenmaal binnen het lichaam, dan krijgt de ziektekiem te maken met het immuunsysteem op veel verschillende niveaus. De hoofdcomponenten van het immuunsysteem zijn:

• Thymus
• Milt
• Lymfe-systeem
• Beenmerg
• Witte bloedcellen
• Antistoffen (antilichamen)
• Complement systeem
• Hormonen

Laten we deze componenten eens apart bekijken.

Het lymfe-systeem

Het lymfesysteem is wel het meest bekend bij mensen, omdat dokters en moeders vaak in de halsregio controleren op 'gezwollen lymfeklieren'. Het blijkt dat de lymfeklieren een onderdeel vormen van een vaatsysteem dat door ons hele lichaam zit, vergelijkbaar met ons bloedvaatstelsel. Het grote verschil tussen de bloedstroom in de bloedvaten en de lymfestroom in de lymfevaten is dat het bloed actief door het hart wordt rondgepompt en dat de lymfestroom passief is. Er is geen 'lymfepomp' zoals de 'bloedpomp' (het hart). In plaats daarvan sijpelt vocht in het lymfevaatsysteem en wordt door normale lichaams- en spierbewegingen voortgeduwd in de richting van de lymfeklieren. Het lijkt verdacht veel op de leidingwateraanvoer en de rioolwaterafvoer in onze samenleving. Water wordt onder druk voortgeduwd, de rioolafvoer gaat passief en stroomt dank zij de zwaartekracht (ofschoon dat laatste in onze huidige samenleving niet altijd meer klopt (persdruksysteem), maar misschien daardoor wel nog beter vergelijkbaar met ons lymfesysteem).

Lymfe is een tamelijk heldere vloeistof die de cellen omspoelt met water met daarin voedingsstoffen. Lymfe is bloedplasma - grofweg bloedvloeistof minus de rode en witte bloedcellen. Denk er eens over na - elke cel heeft niet zijn eigen bloedvoorziening en toch, om te overleven, moet ze voedsel, water en zuurstof krijgen. Bloed draagt deze stoffen via de wand van de haarvaten over aan de lymfe en de lymfe brengt deze stoffen naar de cel. De cel produceert eiwitten (o.a. hormonen) en afvalproducten die door de lymfe worden opgenomen en weggevoerd. Elke willekeurige bacterie die het lichaam binnenkomt, vindt ook zijn weg naar die vloeistof tussen de cellen, de intercellulaire vloeistof (NB. Er zijn maar graduele verschillen tussen bloedplasma, intercellulaire vloeistof en lymfe). Een taak van het lymfesysteem is de bacteriën uit deze vloeistof te filteren. Kleine lymfvaten verzamelen de (intercellulaire) vloeistof en brengen die via de grotere vaten naar de lymfeknopen of -klieren waar deze wordt 'bewerkt'.

Lymfeknopen zijn in het bezit van filtreerweefsel en een groot aantal lymfecellen. Als bepaalde infectie-bacteriën bevochten worden, dan zwellen de lymfeklieren op zowel door de bacteriën en als door de cellen die de bacteriën bevechten en daardoor kun je ze ook echt voelen omdat ze dik zijn geworden. Gezwollen lymfeklieren zijn een goede indicatie dat je een of andere infectie hebt opgelopen.

Als de lymfe is gefilterd in de lymfeknopen, dan komt ze terug in de bloedstroom.

Thymus

De thymus ligt in onze borstkas tussen het borstbeen en het hart. Zij is verantwoordelijk voor de productie van T-cellen (zie hierna) en is speciaal van belang in netgeboren baby's - zonder thymus stort het immuunsysteem van de baby in elkaar, het zal sterven.
De thymus blijkt veel minder belangrijk te zijn bij volwassenen - je kunt hem dan verwijderen en de volwassene zal gewoon verder kunnen omdat andere delen van het immuunsysteem de taak overnemen.
Toch is de thymus belangrijk en wel specifiek voor de rijping van T-cellen (een soort witte bloedlichaampjes waarover we hierna meer zullen leren).

Milt

De milt filtert het bloed op zoek naar vreemde cellen (dat betekent dat de milt ook kijkt naar oude rode bloedcellen die moeten worden vervangen). Iemand zonder milt wordt dan ook veel vaker ziek dan iemand met een milt.

Beenmerg

Beenmerg produceert nieuwe bloedcellen, zowel rode, witte als bloedplaatjes. Wat betreft de rode bloedcellen, deze cellen worden volledig gevormd in het beenmerg en ze komen dan van daar in de bloedstroom. Sommige witte bloedcellen komen op een andere plek tot rijping. Het merg produceert alle bloedcellen vanuit stamcellen. Ze worden 'stamcellen' genoemd vanwege het feit dat ze zich kunnen aftakken en tot veel verschillende cellen uitgroeien - ze zijn voorlopers van verschillende celtypen. Stamcellen veranderen in werkelijk heel specifieke soorten witte bloedcellen.

Witte bloedcellen

Witte bloedcellen zullen we in een volgend hoofdstuk uitvoerig beschrijven.

Antistoffen - antilichamen

In Ned. gebruiken we meer de term antistoffen dan antilichamen. Alle antistoffen zijn eiwitten (gammaglobulinen), die 'immunoglobulinen' worden genoemd. Ze worden geproduceerd door witte bloedcellen. Het zijn Y-vormige eiwitmoleculen die kunnen reageren met een specifiek antigeen (bacterie, virus of gifstof). Elk antilichaam heeft (aan de punt van de beide vorken van de Y) een speciaal gebied dat gevoelig is voor een specifiek antigeen en daar dan op een of andere manier mee bindt.
Dit zijn de zgn. F_ab = fragment antigen-binding sites; de onderkant van de Y is het F_c deel - fragment crystallizable site - dat niet mee helpt aan de herkenning, maar met het koppelen aan o.a. fagocyten en mestcellen.
Als een antilichaam bindt aan een gifstof (toxine) dan noemen we het antilichaam een antitoxine. In het algemeen maakt die verbinding de werking van het toxine ongedaan. Als een antistof bindt aan de buitenkant van een virus of aan de celwand van een bacterie dan kan de antistof daarmee verhinderen dat ze door een celmembraan dringen. Als een heleboel antistoffen zich aan een indringer binden dan kunnen ze dienen als een signaal voor het complementsysteem dat de indringer verwijderd moet worden.

Antistoffen komen voor in vijf klassen:

• Immunoglobuline A (IgA)
• Immunoglobuline D (IgD)
• Immunoglobuline E (IgE)
• Immunoglobuline G (IgG)
• Immunoglobuline M (IgM)

Als je dus ergens in een medisch artikel de afkorting IgE tegenkomt dan weet je dat ze het over een antistof hebben.

Voor aanvullende informatie over antistoffen kun je terecht bij de ARP = Antibody Resource Page.

Complementsysteem.

Het complementsysteem bestaat net als de antistoffen uit een rijtje eiwitten. Er zijn miljoenen verschillende antistoffen in onze bloedsomloop die elk gevoelig zijn voor een speciaal (beter specifiek) antigeen. Er is slechts een handvol eiwitten van het complementsysteem die vrijelijk in je bloed ronddrijven. De complement-eiwitten worden gemaakt in de lever en ze worden geactiveerd door en werken samen met (vandaar de naam complement) de antistoffen. Ze veroorzaken lysis (= het openbarsten) van cellen en geven een signaal aan de fagocyten dat deze cellen opgeruimd moeten worden.

Voor extra info over complentfactoren, zie artikel.

Hormonen

Er wrden veel verschillende hormonen voortgebrachtr door het immuunsysteem. Deze hormonen straan algemeen bekend als de lymfokines. Het is ook bekend dat bepaalde hormonen in het lichaam het immuunsysteem onderdrukken. Steroïden en corticoïden (componenten van adrenaline) onderdrukken het immuunsysteem.

Tymosine (een hormoon dat gedacht wordt door de thymus te zijn geproduceerd) is een hormoon dat de lymfocytenproductie aanzet. Een lymfocyt is een bepaald soort witte bloedcel (zie hierna). Interleukinen, een bepaalde groep van de lymfokinen, vormen een ander type hormoon dat wordt geproduceerd door de witte bloedlichampjes. Interleukine-1 (IL-1) bijvoorbeeld wordt geproduceerd door macrofagen nadat ze vreemde cellen hebben gegeten. IL-1 heeft een interessant bij-effect - als het de hypothalamus bereikt dan veroorzaakt het koorts en vermoeidheid. De verhoogde temperatuur bij koorts staat hierom bekend dat het sommige bacteriën kan doden.

Voor meer informatie zie het artikel over Kenmerken van een infectie: Koorts en IL-1.

Tumor Necrose Factor.

De Tumor Necrose Factor (TNF) wordt ook geproduceerd door macrofagen. TNF is in staat tumorcellen te doden en kan een aanzet geven tot het vormen van nieuwe bloedvaten en is daardoor belangrijk bij genezing.

Interferon

Interferon interfereert met virussen (vandaar de naam) en wordt vrijwel door alle cellen in ons lichaam geproduceerd. Interferonen zijn eiwitten net als antistoffen en complementfactoren. Hun taak is dat cellen signalen aan elkaar kunnen geven. Als een cel interferon van een andere cel bespeurt gaat de cel eiwitten maken die de replicatie van virussen in de cel voorkómen.

Witte bloedcellen

Je bent je waarschijnlijk bewust van het feit dat je rode en witte bloedcellen in je bloed hebt. De witte bloedcellen vormen waarschijnlijk het belangrijkste deel van je afweersysteem. Het blijkt dat de witte bloedcellen uit een hele collectie verschillende cellen bestaan die samen in staat zijn bacteriën en virussen te vernietigen. Hier volgen in willekeurige volgorde de verschillende types, namen en klassen van de witte bloedlichaampjes die, ook nu, in je lichaam werkzaam zijn:

• leukocyten
• lymfocyten
• monocyten
• granulocyten
• B-cellen
• plasmacellen
• T-cellen
• T-helpercellen
• T-killercellen
• T-suppressorcellen
• natuurlijke killercellen
• neutrofielen
• eosinofielen
• basofielen
• fagocyten
• macrofagen.

Het leren van al deze namen en ook nog de functie van elk celtype kost een beetje moeite, maar je kunt daardoor wetenschapelijke artikelen veel beter begrijpen als je de boel eenmaal hebt uitgeplust. Nu dan een vlotte samenvatting om je te helpen de verschillende types in de grijze massa op een rijtje te krijgen.

Alle witte bloedcellen staan wetenschappelijk te boek als leukocyten. Witte bloedcellen gedragen zich niet als normale cellen in het lichaam, het zijn eigenlijk onafhankelijk levende eencellige organismen die zich kunnen voortbewegen en zelfstandig dingen kunnen vangen. Witte bloedcellen gedragen zich wat voortbewegen en omvloeiing van andere cellen en bacteriën, heel sterk als amoeben. Weliswaar kunnen de witte bloedcellen zich niet delen en vermenigvuldigen, maar hebben in plaats daarvan een productieplaats in het lichaam. Die productieplaats is het beenmerg.

Leukocyten worden verdeeld in drie klassen:

• Granulocyten - 50 tot 60 % van alle leukocyten. Binnen de granulocyten komen ook weer drie klassen voor, namelijk:
  neutrofielen, eosinofielen en basofielen. Granulocyten danken hun naam aan het feit dat ze granulen (korreltjes) bevatten. De korreltjes zijn in werkelijkheid blaasjes (vesiculae) met, afhankelijk van het type cel, verschillende soorten chemicaliën.
• Lymfocyten - 30 tot 40 % van alle leukocyten. Lymfocyten vallen uiteen in twee groepen: B-cellen welke in het beenmerg rijpen en T-cellen welke in de thymus uitrijpen.
• Monocyten - iets in de buurt van 7 % van alle leukocyten. Monocyten ontwikkelen zich tot macrofagen.

Alle witte bloedcellen beginnen hun leven in het beenmerg als stamcellen. Stamcellen zijn ongedifferentieerde cellen die tot alle soorten leukocyten kunnen uitgroeien tijdens hun rijpingsproces. Je kunt bijv. een muis zo bestralen dat zijn beenmerg werkelijk geen nieuwe bloedcellen meer kan maken. Injecteer je dan wat stamcellen in de bloedstroom van de muis, dan zullen deze gaan delen en differentiëren in alle typen witte bloedcellen. Een "beenmerg transplantatie" is dan ook niets meer dan wat stamcellen van een donor in de bloedstroom van de patiënt brengen. De stamcellen vinden op bijna magische wijze hun weg naar het beenmerg en nestelen zich daar. (Zie artikel om meer te weten over beenmergtransplantatie.)

Ieder type witte bloedcel heeft zijn specifieke rol in het immuunsysteem en een heleboel zijn in staat zich heel verschillend om te vormen. De onderstaande beschrijvingen moeten je helpen de rol van de verschillende cellen te begrijpen.

• Neutrofielen - Neutrofielen zijn veruit de meest algemene witte bloedlichaampjes die je in het bloed hebt zitten. Je beenmerg produceert er dagelijks talloos veel en laat ze in de bloedstroom vrij, maar hun levensverwachting is kort - i.h.a. minder dan een dag. Eenmaal in de bloedstroom aangekomen kunnen de neutrofielen door de capillairwand heen in het weefsel komen. Neutrofielen worden aangetrokken door vreemd materiaal, ontstekingen en bacteriën. Bij een splinter of een snee zullen neutrofielen aangetrokken worden door een proces dat chemotaxis wordt genoemd. Veel eencelligen passen ook deze methode toe - chemotaxis doet cellen die zich kunnen bewegen gaan in de richting van een hoger wordende concentratie van stoffen. Als een neutrofiel eenmaal een vreemd deeltje of een bacterie heeft gevonden dan zal die neutrofiel dat deeltje omvloeien (ofwel door fagocytose opnemen). Daarbij worden enzymen, waterstofperoxide en andere stoffen vanuit de 'korreltjes' (de vesiculae) in het fagocytoseblaasje (fagosoom) vrij gelaten om zo de bacterie te doden. Op een plek waar massa's bacteriën de kans hebben gezien zich te vermeerderen, zal zich pus (etter) gaan vormen. Pus is niks anders dan en verzameling dode neutrofielen en ander celafval.
• Eosinofielen en basofielen zijn veel minder algemeen dan nuetrofielen. Eosinofielen schijnen gefocussed te zijn op parasieten in huid en longen, terwijl basofielen histamine in hun vesiculae hebben en daardoor (samen met de mestcellen) in hoge mate verantwoordelijk zijn voor de oorzaak van een ontsteking. Vanuit het immuunsysteem bezien is ontsteking een goed iets. Er wordt meer bloed aangevoerd en het verwijdt de haarvaten zodat meer immuuncellen op de plaats van de infectie kunnen komen.
• Van alle bloedcellen zijn de macrofagen het grootst. Monocyten worden door het beenmerg afgegeven, komen in de bloedstroom en gaan de weefsels binnen, alwaar ze in macrofagen veranderen. De meeste grensweefsels hebben hun eigen specifieke macrofagen. Alveolaire macrofagen bijvoorbeeld zitten in de longen en houden deze schoon (zij vreten vreemde deeltjes zoals van rook en stof op). Macrofagen worden cellen van Langerhans genoemd als ze in de huid zitten. Macrofagen zwemmen of kruipen vrij rond. Een van hun taken is het opruimen van dode neutrofielen - macrofagen ruimen ook pus op tijdens het genezingsproces.
• De lymfocyten werken met de meeste bacteriële en virale infecties, eie we binnen krijgen, af. Lymfocyten starten in het beenmerg. Degene die voorbestemd zijn om B-cellen te worden ontwikkelen zich in het beenmerg alvorens in de bloedstroom te komen. T-cellen beginnen ook in het beenmerg maar migreren met de bloedstroom naar de thymus (zwezerik) en rijpen daar uit. T-cellen en B-cellen kom je vaak tegen in de bloedsomloop maar komen toch meer geconcentreerd voor in lymfatisch weefsel zoals de lymfeklieren, de thymus en de milt. Er zit nog heel wat lymfklierweefsel in ons verteringskanaal (plaques van Peyer). B-cellen en T-cellen hebben verschillende taken.
• Als B-cellen daartoe geprikkeld worden, dan rijpen ze uit tot plasmacellen - dit zijn de productiecellen van de antistoffen. Een specifieke B-cel is afgestemd op een specifieke ziektekiem en als zo'n ziektekiem zich in het lichaam bevindt, dan kloont de B-cel zich en de kloon produceert dan massa's antistoffen, speciaal ontworpen om dié ziektekiem te elimineren.
• Anderszins storten de T-cellen zich als het ware op (vreemde) cellen en doden die dan. T-cellen die bekend staan als T-killercellen kunnen cellen in je lichaam opsporen die virussen in zich dragen en als ze die eenmaal te pakken hebben worden deze virusdragende cellen gedood. Twee ander typen T-cellen, die bekend staan als T-helpercellen en B-suppressorcellen stellen de gevoeligheid (de ondernemingslust) van de T-killercellen in en oefenen zo controle op de immuunrespons.

T-helpercellen zijn werkelijk heel belangrijk en heel interessant. Ze worden geactiveerd door interleukine-1 van de macrofagen. Als de helper-cellen dan geactiveerd zijn dan produceren zij interleukine-2, dan interferon en andere stofjes. Deze stoffen activeren weer de B-cellen zodat zij hun antistoffen gaan produceren. De complexiteit en niveau van wisselwerking tussen neutrofielen, macrofagen, T-cellen en B-cellen is werkelijk zeer opmerkelijk.

Omdat witte bloedcellen een zo belangrijke factor zijn in ons immuunsysteem kunnen ze ook dienen als maat voor de gezondheid van het afweersysteem. Als je hoort dat iemand een "sterk afweersysteem" of een "verzwakt systeem" heeft, dan is een manier om daar achter te komen het tellen van zijn verschillende typen witte bloedlichaampjes. Het normale aantal witte bloedcellen ligt tussen 4000 en 11000 cellen per microliter (= kubieke millimeter). Hierin moeten dan normaliter 1,8 á 2,0 helper T-cellen voorkomen per suppressor T-cel. Een normale absolute neutrofielen count (telling) of ANC ligt in de orde van grootte van 1500 tot 8000 cellen per mm3. Een artikel kan je helpen meer gewaar te worden over witte bloedlichaampjes in het algemeen en de verschillende typen bloedcellen die je in je lichaam tegen kunt komen.

Een belangrijke vraag om te stellen over witte bloedlichaampjes (en andere delen van het immuunsysteem) is, "Hoe weet een witte bloedcel wat aan te vallen en waarvan af te blijven? Waarom valt een witte bloedcel niet elke cel in het lichaam aan?" Er is een speciaal veiligheidssysteem ingebouwd in alle cellen en dat heet het Major Histocompatibility Complex (MHC), dat ook bekend staat als het Humaan Leukocyten Antigeen (HLA). Dit systeem bestempeld (in molecuulvorm) cellen in je lichaam als "eigen". Alles wat het immuunsysteem vindt dat niet deze molecuulkenmerken draagt (of wijzigingen daarin) wordt zonder pardon als "niet eigen" beschouwd waar vrijelijk jacht op kan worden gemaakt.
De Encyclopedia Brittanica zegt het volgende over het MHC:

Er zijn twee hoofdklassen van MHC eiwitmoleculen - klasse I en klasse II - die de membraan van bijna alle cellen in een organisme omspannen. Bij de mens liggen de verschillende genen voor het maken van deze eiwitmoleculen geclusterd in eenzelfde gebiedje op chromosoom 6. Elk gen heeft een ongewoon (groot) aantal allelen (dus alternatieve vormen van een gen). Het resultaat daarvan is dat het zelden voorkomt dat twee mensen eenzelfde setje MHC-moleculen zouden hebben, dus eenzelfde 'weefseltypering' zouden hebben, zoals men dat in het algemeen uitdrukt.

MHC-moleculen zijn belangrijke componenten in de afweer. Ze stellen cellen, die besmet zijn met vreemde indringers, in staat opgespoord te worden door cellen van het immuunsysteem, zoals T-lymfocyten of T-cellen. De MHC-moleculen doen dit door stukjes eiwit (peptiden) van de indringer te tonen (presenteren) op het oppervlak van de cel. De T-cel herkent dat vreemde peptide op het MHC-molecuul en koppelt daaraan, een actie die de T-cel stimuleert de geïnfecteerde cel te vernietigen dan wel te repareren. In niet geïnfecteerde gezonde cellen presenteren de MHC-moleculen peptiden van zichzelf (eigen peptides), waarop de T-cellen normaliter niet reageren. Als dit MHC-systeem echter niet goed functioneert en T-cellen dus reageren op "eigen peptides", dan doet zich een auto-immuun-ziekte voor.

Zie artikel voor extra details.

 

De toepassing van al deze kennis

. Nu, nadat je de tijd er voor hebt genomen al deze feiten over het immuunsysteem te leren, ga je ook een heleboel dingen uit het immuunsysteem in een nieuw licht bezien. De volgende paragrafen leiden je langs verschillende topics die met het immuunsysteem hebben te maken.

Hoe vaccinaties werken
Er zijn heel veel ziektes die, als je ze eenmaal hebt gehad, je nooit meer terug zult krijgen. Mazelen en waterpokken zijn daar een goed voorbeeld van. Wat bij deze ziektes gebeurt is het volgende. De verwekker dringt het lichaam binnen en begint zich daar te vermenigvuldigen. Het immuunsysteem schakelt daarbij naar eenhogere snelheid om ze te elimineren. Nu zitten er in je lichaam al B-cellen die dat virus kunnen herkennen en er ook antistoffen tegen kunnen maken. Het zijn er echter maar een paar. Als dus die specifieke ziekte wordt onderkend door deze enkele specifieke B-cellen, veranderen deze B-cellen in plasmacelen, ze klonen zich en beginnen antistoffen naar buiten te pompen. Dit proces vergt tijd, maar de ziekte wordt ingehaald en uiteindelijk uit het lichaam gebannen. Bij de uitbanning van deze ziekte(verwekkers) klonen andere B-cellen zich ook, maar geven geen antistoffen af. Deze tweede voorraad B-cellen blijft jaren in je lichaam (geheugen-B-cellen) en als de ziekteverwekker opnieuw in je lichaam komt dan zorgen deze ervoor dat ze al worden verwijderd aleer ze schade aan kunnen richten.

Een vaccin is een verzwakte vorm van de ziekte(verwekker). het is of een gedode vorm van de verwekker of het is een minder virulente stam ervan. Als deze verzwakte vormen of restanten ervan in het lichaam komen wordt dezelfde verdedigingsstrategie gehanteerd, maar omdat de verwekker anders of zwakker is, krijg je nauwelijks of geen symptomen van de ziekte. Als nu later de echte ziekteverwekker je lichaam binnenkomt dan is je lichaam onmiddelijk in staat deze te verwijderen. Vaccins zijn er voor allerlei soorten, zowel virale als bacteriële ziekten. Denk maar aan de vaccinaties op het kruisgebouw: DKTP, de cocktail van difterie, kinkhoest, tetanus en polio(myelitis); BMR tegen bof, mazelen en rode hond; Hib tegen Haemophilus influenzae type B, die tegelijk met DKTP wordt gegeven.

Veel ziekte kunnen echter niet met vaccins worden voorkomen. De gewone verkoudheid en griep zijn daar twee goede voorbeelden van. De ziekteverwekkers van deze ziekte muteren zo snel of hebben zoveel verschillende stammen in het wild dat het onmogelijk is die allemaal in je lichaam te enten. Elke keer als je griep krijgt heb je met een verschillende stam van dezelfde ziekte te maken.

Hoe AIDS werkt
AIDS (Acquired Immune Deficiency Sydrome) is een ziekte die wordt veroorzaakt door het HIV (Human Immunodeficiency Virus). Dit is een bijzonder problematische ziekte voor het immuunsysteem omdat het virus in feite cellen van het immuunsysteem zelf aanvalt. In het bijzonder reproduceert het virus zich in de T-helpercellen zodat deze afsterven. Zonder T-helpercellen om de boel te sturen klapt het immuunsysteem in elkaar en de patiënt overlijdt aan een of andere ziekte (bijv. een longontsteking) waarvan hij normaliter nooit last zou hebben gehad. Deze pagina toont heel duidelijk het reproductieproces van het HIV.

Er is een gigantische hoeveelheid literatuur over AIDS beschikbaar op het web. Deze lijst kan als een goed startpunt dienen als je er meer over wilt weten.

• AIDS Research
• AIDS and HIV Drugs
• AIDS research and treatment

Hoe antibiotica werken
Soms is je immuunsysteem niet in staat zichzelf rap genoeg te activeren om zo de groei van een ziekteverwekkerkolonie voor te blijven of de bacteriën produceren een gifstof zo snel dat ewr blijvende schade wordt aangericht eer het immuunsysteem in staat is deze te elimineren. In die gevallen zou het leuk zijn het immuunsysteem een handje te helpen door de kwade bacterie direct te doden.

Antibiotica werken tegen bacteriële infecties. Antibiotica zijn stoffen die wel de bacteriecellen doden, maar niet de cellen van je lichaam. Veel antibiotica bijvoorbeeld verstoren de celwandsynthese in het inwendige van de bacteriën. Menselijke cellen hebben niet die stofwisselingsprocessen voor het maken van een celwand, want onze cellen hebben niet zo'n celwand, dus richten die antibiotica bij ons ook geen schade aan. Verschillende antibiotica werken op verschillende delen van de bacteriële stofwisseling, hierdoor zijn antibiotica meer of minder geschikt bij bepaalde typen bacteriën. Je ziet, omdat virussen geen levende wezens zijn, dat antibiotica er geen vat op hebben.

Een probleem met die antibiotica is dat ze hun effectiviteit na verloop van tijd verliezen. Neem een antibioticum en dat zal normaliter in de loop van een week alle bacteriën doden. Je zult je veel beter voelen, meestal al na een dag of twee, omdat het antibioticum het gros van de bacteriën dan al te pakken heeft. Maar, heel af en toe zal een nakomeling van een bacterie een mutant zijn die in staat is te overleven, niettegenstaande het specifieke antibioticum. Deze bacterie zal zich voortplanten, kortom we hebben een gemuteerde, nieuwe (kolonie) ziekte(verwekkers). Uiteindelijk zal deze nieuwe stam of kolonie iedereen infecteren en het oude antibioticum heeft er geen vat meer op. Deze ontwikkeling wordt heden ten dage steeds meer een nijpend probleem en baart de medische wereld grote zorg.

Als het immuunsysteem fouten maakt
Soms maakt het imuunsysteem een fout. Eén soort van vergissing wordt autoimmuniteit genoemd. Het immuunsysteem valt, net als bij een ziektekiem, om de een of andere reden je eigen lichaamsmatriaal aan. Twee, vrij algemeen voorkomende, ziektes worden veroorzaakt door deze fouten van het immuunsysteem. Jeugd-diabetes doordat het immuunsysteem de cellen in de alvleesklier doodt die insuline moeten produceren. Reumatoïde artritis wordt veroorzaakt doordat het immuunsysteem het kraakbeenmateriaal in de gewrichten aanvalt.

Allergieën
Allergieën zijn een andere ontsporingsvormvorm van het immuunsysteem. Om de een of andere reden reageert het immuunsysteem bij mensen met allergie veel te sterk op een allergeen, dat normaliter genegeerd had moeten worden. Het allergeen kan een bepaald voedsel zijn of een bepaald type stuifmeel of haartjes van een bepaalde dierenvacht. Als bijv. een persoon allergisch is voor een bepaald stuifmeel dan krijgt hij een loopneus, waterige ogen, niesbuien, etc. Deze reactie wordt hoofdzakelijk veroorzaakt door mestcellen (mastocyten, ofwel basofielen van de slijmvliezen van neus, darm en huid). Als reactie op het stuifmeel geven de mestcellen histamine en histamine heeft het effect van een beginnende ontsteking, waardoor vocht uit de bloedvaten treedt. Histamine veroorzaakt ook jeuk. Om deze symptomen te onderdrukken heb je natuurlijk anti-histaminica nodig.

Transplantaties
Het laatste voorbeeld van een 'fout' in het immuunsysteem is het effect op getransplanteerd weefsel. Het is geen echte fout, maar het maakt orgaan- en weefseltransplantaties toch bijna onmogelijk. Als je een orgaan transplanteert dan zitten er niet de juiste MHC-kenmerken op de cellen. Het immuunsystem valt dus het getransplanteerde materiaal aan. Deze moeilijkheid kan niet worden voorkomen, maar kan aanzienlijk verminderd worden door een goede overeenkomst in de HLA moleculen van donor en ontvanger. Dat lukt natuurlijk nooit geheel maar voor de rest moet je het dan proberen met afweeronderdrukkende (immunosuppresieve) medicamenten. Natuurlijk is het dan zo dat je de deur open zet voor opportunistische infecties.
Een heel beroerde situatie doet zich ook voor als donororganen worden over gezet in bestraalde ontvangers. De witte cellen in het donororgaan zijn dan actiever dan die van de ontvanger. We spreken dan van een graft-versus-host ziekte. Een soortgelijk verschijnsel kan zich voordoen bij beenmergtransplantaties.

 

Met vriendelijke groet - G. Nevenzel.