Afweer tegen ziektekiemen in Cytopolis INTRODUCTIE Je lichaam

Afweer tegen ziektekiemen in Cytopolis
INTRODUCTIE
Je lichaam wordt elke minuut aan duizenden
ziektekiemen blootgesteld. Schimmels, gisten,
virussen, bacteriën en parasieten proberen langs
de barrières te komen die je lichaam tegen deze
invasie opwerpt.
Thema
Je lichaam is een prettige leefomgeving voor allerlei soorten organismen. Sommige daarvan veroveren een
plekje zonder dat we last van ze hebben, zoals parasitaire wormen die in je haarzakjes leven. Soms
hebben we zelfs voordeel van een organisme dat bij ons leeft. Denk bijvoorbeeld aan de bacteriën die in
ons darmstelsel leven en – in ruil voor voedingsstoffen – vitamine K voor ons produceren.
De meeste organismen profiteren echter vooral van alle mogelijkheden die ons lichaam hen biedt:
voedingsstoffen en bescherming.
Probleemstelling
Je lichaam kent verschillende manieren om de “vijand” buiten de deur te houden. Wat dat betreft kun je
het lichaam vergelijken met een ouderwetse, middeleeuwse stad: de verdedigingswerken en wachters van
de stad worden gevormd door organen en cellen in je lichaam. In deze opdracht leer je meer over de
verschillende verdedigingswerken van je lichaam en de wijze waarop zij onderling contact hebben. Ook zie
je hoe het bepaalde organismen soms toch lukt om door de verdedigingslinies heen te breken.
ORIËNTATIE
Hoofdvraag-deelvragen
Aan het einde van deze module moet je het antwoord weten op de volgende vragen:






Welke organen en celtypen zijn betrokken bij de afweer?
Welke soorten afweer bestaan er?
Welke soorten cellen behoren tot de verschillende afweerstrategieën?
Hoe werken de cellen samen?
Hoe kan het immuunsysteem zichzelf aanpassen aan nieuwe dreigingen?
Hoe kan het immuunsysteem geholpen of afgeremd worden?
Persoonlijke leervragen
Wat wil je zelf te weten komen tijdens de behandeling van dit thema? Wat zijn jouw persoonlijke
leerdoelen? Je kunt daarbij denken aan vragen als:
Heb jijzelf een ziekte gehad waar je meer van zou willen weten, bijvoorbeeld hoe het lichaam reageert op
deze aandoening?
Voorkennis
Voordat je met deze opdracht start, moet je weten welke kenmerken een cel heeft. Informatie
hierover vind je in de Kennisbank StudioBiologie bij het onderdeel 2.1.2 Celorganellen en kern.
Eindtermen
Biologie
HAVO
Subdomein A 1.7: Maatschappij, studie en beroep
7. De kandidaat kan toepassingen en effecten van natuurwetenschappen en techniek in
verschillende maatschappelijke situaties herkennen en benoemen. Tevens kan hij een
verband leggen tussen de praktijk van verschillende beroepen en de eigen kennis,
vaardigheden en attitude.
Subdomein E5: Huid en immuniteit
24.
De kandidaat kan uitleggen hoe de huid en het immuunsysteem bijdragen aan het
handhaven van het dynamisch evenwicht in het inwendig milieu.
VWO
Subdomein A7: Maatschappij, studie en beroep
7. De kandidaat kan toepassingen en effecten van natuurwetenschappen en techniek in
verschillende maatschappelijke situaties herkennen en benoemen. Tevens kan hij een
verband leggen tussen de praktijk van verschillende beroepen en de eigen kennis,
vaardigheden en attitude.
Subdomein B2: Structuren van cellen
10.
De kandidaat kan cellen en delen van cellen herkennen en de functies benoemen, en
daarbij de relatie leggen met hogere en lagere organisatieniveaus.
Subdomein D4: Celprocessen
17.
De kandidaat kan verschillende celprocessen, onder andere assimilatie- en
dissimilatieprocessen, onderscheiden en in verband brengen met verschillende
organisatieniveaus, en aangeven welke factoren daarop van invloed zijn.
Subdomein D5: Eiwitsynthese en biotechnologie
18.
De kandidaat kan uitleggen hoe onder andere DNA en RNA betrokken zijn bij de
eiwitsynthese, heeft inzicht in de werking van enzymen en factoren die enzymwerking
beïnvloeden en kan een relatie leggen tussen deze processen en erfelijkheid.
Subdomein E5: Bescherming van het interne milieu
23.
De kandidaat kan uitleggen hoe de huid en het immuunsysteem bijdragen aan het
handhaven van het dynamisch evenwicht in het inwendig milieu.
Kernbegrippen










Allergie
Aspecifieke afweer
B-lymphocyt
Chemotaxis
Cytokinen
Cytotoxische T-lymphocyt
Geheugencel
Granulocyt
Huid
Immunisatie










Lederhuid
Lymfe(knoop)
Lysis
Macrofaag
Mechanische afweer
Mestcel
MHC-complex
Monocyt
Natural Killer cel
Plasmacel




Slijmbekercel
Slijmvlies
Specifieke afweer
T-helpercel



Thymus
T-lymphocyt
Vaccinatie
Eindproduct
Je eindproduct is het hoofdstuk dat volgt op het verhaal uit bron 1. Je schrijft dit hoofdstuk individueel. In
het hoofdstuk komen de verschillende celtypen, organen en structuren voor die bij je gekozen onderwerp
horen.
WERKWIJZER
Vooraf
Je werkt deze opdracht individueel door.
Benodigdheden


pc met internetverbinding
BiNaS tabellenboekje (5e druk, 2008)
Tijd
Voor de opdracht heb je ongeveer 6-7 uur nodig.
 Het goed doorlezen van bron 1 kost je ongeveer een half uur.
 Het bekijken van de onderdelen van de kennisbank kost je ongeveer één uur.
 Het opzoeken van de antwoorden op de vragen kost je ongeveer één uur.
 Het schrijven van het verhaal kost je ongeveer 4 uur.
Stappenplan
Stap 1
1. Lees bron 1.
2. Bekijk de onderdelen uit de kennisbank die relevant zijn voor deze opdracht. Je
vindt ze onder het kopje Kennisbank.
De verschillende karakters in het verhaal staan voor de typen cellen en organismen die
betrokken zijn bij een immuunreactie tegen een virale infectie. Ook komen de organen
terug in het verhaal.
Gebruik voor de volgende opdrachten ook BiNaS: de tabellen 84i tot en met 84n helpen
je verder op weg.
3. Noem
o
o
o
o
o
de namen van de celtypen die horen bij de volgende karakters:
“Het slachtoffer”
o Het T-team
Brigadier Faag
o Het B-team
Rechercheur Monocyt
o De Plasma-sectie
Het granuloteam
o De Cytotox-agenten
De NK-dienst
4. Schrijf ook voor jezelf op waar in het lichaam deze celtypen verblijven.
5. Noem de namen van de structuren die terugkomen in het verhaal als:
o De enveloppe “bewijsstukken”
o Antimiddel
6. Noem
o
o
o
o
de organen die in het verhaal voorkomen als:
De stadsmuur
Het merg-hoofdkantoor
De afdeling “Archivering”
Het Thymaalgebouw ofwel het T-opleidingscentrum
7. Waarvoor staat Cytopolis model?
8. De leeftijd van de stad is deels af te leiden uit het verhaal. In welke
leeftijdscategorie valt Cytopolis?
9. Waaruit kun je opmaken dat het in dit verhaal draait om een virale infectie, ook
als dat niet genoemd zou worden?
10. Waar zullen mestcellen terug te vinden zijn in je lichaam?
Stap 2
Kies één van de onderstaande situaties en onderzoek het effect van deze situatie op je
afweersysteem. Veel informatie vind je al in de volgende onderdelen van Studiobiologie:
- 16.4.1 Antigenen en antistoffen
- 16.4.2 Het immuunsysteem helpen
- 16.4.3 Afweermechanismen
- 16.4.4 Ontwikkeling van specifieke immuniteit
- 16.4.5 Lichaamsvreemd weefsel.








Het ontstaan (en al dan niet onschadelijk maken van) kankercellen
Het toepassen van passieve immunisatie
Het toepassen van actieve immunisatie/vaccinatie
Een behandeling met antibiotica
Een succesvolle orgaantransplantatie
Een bloedtransfusie met bloed van een verkeerde donor
Een allergische reactie op pollenkorrels: hooikoorts
Een infectie met het HIV-virus
Stap 3
Schrijf het vervolg op het verhaal uit bron 1. Gebruik waar mogelijk dezelfde karakters,
plaatsen en structuren; voor nieuwe karakters verzin je zelf een bijpassende
persoonlijkheid. Je gebruikt tussen de 800 en 1200 woorden.
KENNISBANK
StudioBiologie - 16.2.1 Huid en slijmvliezen
StudioBiologie - 16.2.2 Beenmerg
StudioBiologie - 16.2.3 Leukocyten
StudioBiologie
StudioBiologie
StudioBiologie
StudioBiologie
StudioBiologie
-
16.4.1
16.4.2
16.4.3
16.4.4
16.4.5
Antigenen en antistoffen
Het immuunsysteem helpen
Afweermechanismen
Ontwikkeling van specifieke immuniteit
Lichaamsvreemd weefsel
BRONNEN
Bron 1: Startverhaal
Moord in Cytopolis
Het slachtoffer lag op de grond en was totaal gelyseerd. “Wat moeten we hier mee?”
Brigadier Faag keek Rechercheur Monocyt twijfelend aan. Ze waren zojuist aangekomen
op de plek van de misdaad en hadden de dader net gemist. “We hebben hem nota bene
de hoek om zien rennen, maar ik herkende hem niet. Jij wel?”
“Of we hem nu herkend zouden hebben of niet, dat maakt toch geen verschil. Onze taak
is allereerst om ons over het slachtoffer te ontfermen. Al heeft dat dit keer weinig zin,
maar goed. We moesten hier we stoppen, dat ‘ie dood was hadden we niet kunnen zien
tijdens het rennen. Trouwens, de dader heeft wel wat achtergelaten. Misschien dat dat
ons wat op weg kan helpen.”
Monocyt boog zich voorover en pakte een stukje vreemd materiaal op. Vreemde,
kronkelende vormen staarden hem aan. Zoals ik al vermoedde, dacht Monocyt, weer
één. Dat is de zoveelste de afgelopen uren. Het was te verwachten. Misdadigers passen
zich snel aan en het is natuurlijk al een tijdje geleden dat we de laatste sluipmoordenaar
in Cytopolis hebben mogen ontvangen. Ach ja, we vinden wel een oplossing. Hebben we
tot nu toe altijd voor elkaar gekregen. Hij stopte het bewijsstuk in een enveloppe waarop
“MHC-II” was geschreven en draaide zich naar Faag. “Macro, roep jij even een
granuloteam op om de boel op te ruimen? Tegen de tijd dat ze er zijn, zijn wij al klaar
met bewijs verzamelen. Trouwens, we moeten snel zijn als we willen voorkomen dat de
NK-dienst deze idioot eerder te pakken heeft dan wij. Ze vergeten altijd al hun
papierwerk in te vullen, waardoor we weer helemaal opnieuw kunnen beginnen als we
eenzelfde malloot aan het werk zien gaan.”
De Natural Killer dienst, kortweg NK, was niet direct Monocyts favoriete groep collega’s.
Hij besefte dat ze broodnodig waren voor het systeem, dat wel. Cellen met verkeerde
ideeën moesten snel een kopje kleiner gemaakt worden. Toch was het nou niet direct
een groep cellen om gezellig mee te gaan borrelen ’s avonds. Daar waren ze iets te
ondoordacht voor. Noem het beestje maar bij de naam. Je bedoelt dom, dacht Monocyt.
Ze maalden niet om het oplossen van de oorzaak. Het enige wat ze doen is zoeken naar
losgeslagen cellen, maar echt nauwkeurig bekijken waar de problemen vandaan
kwamen…
“Ik vertel je, we moeten echt eens iets aan onze stadsmuren gaan doen. De muur is op
verschillende plaatsen gebroken en er blijven maar misdadigers binnen komen. Het is
niet onze taak dat te repareren, maar we zitten ondertussen wél met de zooi”. Monocyt
stond briesend bij de balie van het Merg-hoofdkantoor. De Helpercel daarachter keek
hem wat hulpeloos aan. Jaja, niet jouw taak. Begrijp ik. Ik bind al in.
“Okee, genoeg gezeurd. Mijn probleem – ik begrijp ook wel dat jij er niets aan kan
doen.” zei Monocyt, “Ik wil wèl graag dat je het volgende bewijsstuk aan het T-team en
het B-team geeft. Ik wacht wel”. Hij haalde de enveloppe uit zijn zak en overhandigde
deze aan de Helpercel. Achter zich hoorde hij een gesprek tussen twee binnenkomende
B-teamleden. “Maar goed dat we vorige week datzelfde virus al gezien hebben, we
konden direct de plasmasectie aan het werk zetten. Weer een probleem voorkomen!”.
Jaja, murmelde Monocyt er in gedachten achter aan, problemen oplossen is een eitje als
iemand anders het probleem al eerder voor je opgelost heeft. Hij nam nog een kop
sterke glucose en zakte achterover in de bank in de wachtkamer.
Ondertussen was het
door de Helpercel. Er
“bewijsstuk A” (zoals
bezig om een manier
B-team, enkele verdiepingen hoger in het hoofdgebouw, al bezocht
was vastgesteld dat er nog nooit iets gezien was wat leek op
het inmiddels genoemd werd) en verschillende leden waren druk
te bedenken een dader te koppelen aan bewijsstuk A. “Ik heb wat!”
“Wat?” “Gewoon, ik heb wat passends gevonden!” De B-cel in kwestie deelde zich van
vreugde direct in tweeën. Een van de twee werd benoemd tot second-response specialist
en werd overgeplaatst naar de archiveringsafdeling elders in de stad. De ander bleef
maar delen: De resulterende plasmacellen zouden met een enorm oppervlak aan E.R.
aan de gang gaan om antimiddelen te vormen. Deze kleine, maar effectieve plakgranaten
zouden de straten van Cytopolis opgestuurd worden, om daarmee de dader en zijn
familie een hak te zetten. Op die manier bleven ze, al dan niet in leven, gedwongen op
hun plaats en konden vervolgens opgepikt konden worden door onder andere Monocyt en
zijn agenten.
Een speciaal soort antimiddel, het IgE, vond zijn weg al naar een mestcel-collega van de
buitendienst. Deze informant zou de noodklok luiden als hij de dader zag. Hij had het
telefoonnummer van het T-hoofdkantoor onder een keuzetoets van zijn mobiel staan
onder de naam “histamine/mediatoren”. Hij hoopte altijd dat het zo ver zou komen; hij
hield wel van de zwelling die veroorzaakt zou worden door het “bezoek” van de enorme
aantallen afweercellen wanneer de straten schoongeveegd moesten worden.
Monocyt liep terug de straten van Cytopolis in, nadat de Helpercel hem had verteld dat
beide afdelingen het bewijs hadden bekeken. Hij wierp een blik door een van de ramen
van het Thymaalgebouw. Hier was het T-opleidingscentrum gevestigd, waar een groep
Cytotox-agenten – vers van de vooropleiding in het beenmerg – druk bezig met de
voltooiing van hun opleiding. Daarna zouden zij direct de straat op gaan om cellen die
door de dader besmet waren met vreemde ideeën op te pakken. Ondertussen sloop een
zojuist overgeplaatste en hevig teleurgestelde T-cel naar de afdeling Archivering. Hij zou
de actie missen, maar troostte zichzelf met de gedachte dat hij wel nuttig was. Ten slotte
zou hij de eerste zijn die het zou horen wanneer de dader zich weer had aangepast en
opnieuw zijn slag sloeg in de straten van Cytopolis…
Enkele uren later stond Monocyt opnieuw voorovergebogen over een gelyseerd lijk. Dit
keer echter geen normale inwoner, een lichaamscel, maar kleiner. Het was een virus. En
het was niet het enige lijk. De straten in deze wijk lagen er bezaaid mee. Een groot deel
was bedekt met antistoffen. Helaas lagen er ook wat andere tussen: de verkreukelde
resten van cellen die besloten hadden om te luisteren naar het virus en zijn maten, maar
ontdekt waren door het T-team. En dat waren niet de enige slachtoffers; ook behoorlijk
wat granuloteamleden waren gesneuveld tijdens hun dappere strijd.
“Macro, we hebben een nieuw Granuloteam nodig. Bel jij even?” Hij draaide zich weg van
Faag, maar halverwege zijn draai keek hij nog even om. “Maak er maar 8 teams van.
Deze wijk zal behoorlijk wat overlast hebben van pus de komende tijd…”
Hyperlinks
Bruikbaar bij stap 1.
Wikipedia: Mestcel
Bioplek: Overzicht afweer
Literatuur
BiNaS boekje (5e druk, 2008)
LEERVERSTERKERS
Examenopgaven
Wil je bekijken of je deze stof op eindexamenniveau beheerst? Ga dan naar deze
eindexamenopgaven op Twente Academy.