Biologie samenvatting H9 9.1 Op je huid zitten miljarden micro-organismen, de meesten daarvan beschermen je huid. Er zijn ook schadelijke organismen (ziekteverwekkers) zoals: schimmels, virussen (géén organisme!), bacterieën en eencelligen, deze kunnen infectieziekten veroorzaken. Bacterien produceren giftige stoffen. Virussen vermeerderen zich in gastheercellen, ze manipuleren het DNA zodat de zieke cel zichzelf gaat delen. Schimmels infecteren meestal de huid en luchtwegen. Het dekweefsel van je huid, longen en darmen beschermen je tegen ziekteverwekkers, ze vormen tevens de grens tussen het inwendig en uitwendig milieu. De Huid: De epidermis (opperhuid) bestaat uit twee lagen: - De hoornlaag; deze bestaat uit dode huidcellen - De kiemlaag; hier delen zich steeds nieuwe cellen zodat je huid groeit. De lederhuid: hier bevinden zich allerlei zintuigen, zenuwen en talgklieren. Het onderhuids bindweefsel: hier vind je zweetkliertjes, haarwortels en haarzenuwen. Door UV-straling kan bijvoorbeeld huidkanker ontstaan, dit komt doordat UV-straling heelveel beschadigingen aanbrengt in het DNA van je huidcellen. Huidkanker ontstaat alleen als de beschadigde cellen niet hersteld worden. Een wat gunstigere eigenschap van UV-straling is dat het de bovenlaag van je huid verdikt waardoor het weer moeilijker is om door te dringen tot de kiemlaag. UV zorgt ook nog eens voor pigmentvorming door de melanocyten, deze geven pigmentkorrels af aan de huidcellen waarmee ze in contact komen te staan, dit zorgt weer voor een bruin kleurtje. 9.2 Wanneer je een wondje hebt zitten er vaak bateriën in de wond, deze geve giftige stoffen af, als reactie daarom neemt de bleodvoorziening toe, hoopt het weefselvocht zich op en worden er witte bloedcellen aangetrokken. Je afweersysteem bestaat uit witte bloedcellen, deze komen voor in weefselvocht, lymfe, bloed en de organen van het afweersteem. Bloedcellen ontstaan uit stamcellen in het rode beenmerg. De belangrijkste soorten wittebloedcellen zijn de fagocyten en lymfocyten. - Fagocyten: deze eten vanalles op, een van de belangrijkste zijn de macrofagen, via fagocytose eten deze bacteriën op. - Lymfocyten: deze zijn onder te verdelen in B- en T-lymfocyten; B-lymfocyten worden gevormd in het beenmerg, T-lymfocyen worden gevormd in de thymus. B- en Tlymfocyten komen veel voor in lymfeknopen Je bloedcellen worden gevormd uit een stamcel (binas 84 I) het begint als een pluripotente stamcel dan kunnen ze óf een lymfoïde cel worden óf en myeloïde cel. Als het een lymfoïde cel wordt, kunnen deze later bijvoorbeeld een plasmacel, T-lymfocyt/geheugen/-helper of (B-lymfocyt ?) worden. Als het een myeloïde cel wordt, kunnen deze later bijvoorbeeld een macrofaag, granulocyt, rode bloedcel of bloedplaatjes worden. Je afweersysteem komt alleen bij wat zwaardere ontstekingen en infectieziekten in actie, want bij de wat lichtere kunnen de plaatselijke witte bloedcellen het wel aan. Doordat virussen en bacteriën zich vaak snel vermeerderen is fagocytose neit voldoende, cellen van de algemene afweer activeren dan de cellen van de specifieke afweer. We kunnen dus onderscheid maken tussen specifieke- en aspecifieke afweer. (binas 84 J!) - Specifieke afweer: deze is verworven en gericht tegen één soort micro-organisme (of een virus) dit gaat via de B- en T-lymfocyten of sommige macrofagen. - Aspecifieke afweer: deze is aangeboren en gericht tegen alle soorten microorganismen, de huid, neusholte, luchtpijp, ogen, mond- en keelholte, darmen, urinewegen en de vagina zijn voorbeelden van aspecifieke afweer, dit gaat meestal via sommige soorten macrofagen. Na een infectieziekte ben je meestal immuun tegen deze, dit betekend dat bij herbesmetting meteen je afweersysteem in actie komt en je niet ziek wordt. Het afweersysteem bestaat uit een humorale en een cellulaire afweer: - Humorale afweer: afweer via stoffen (opgelost in water) dus antistoffen/immunoglobulinen/ antilichamen/afweerstoffen. - Cellulaire afweer: afweer door T-lymfocyten en macrofagen Humoraal: met opgeloste stoffen Afrijpen: het uitselecteren van B-/T-lymfocyten die zouden reageren op lichaamseigen antigenen (ter voorkoming van auto-immuunziekten). Anders krijg je auto-immuunziekten, een voorbeeld hiervan is een bepaald soort suikerziekte waarbij je afweercellen, de cellen van de alvleeskier vernietigen die insuline maken. Een antigeen is een stof (vaak een eiwit) die een reactie van het afweersysteem uitlokt. Een antistof is een eiwit dat gemaakt is door een B-lymfocyt die past op een antigeen, wordt ookwel immunoglobuline genoemd. 9.3 B-lymfocyten: Deze worden gemaakt in het beenmerg en zijn de producenten van de immunoglobulinen. Elke onrijpe B-lymfocyt produceert één type immunoglobuline dat op één type antigeen past. Omdat er zoveel verschillende typen antigenen zijn moeten er ook veel verschillende soorten immunoglobulinen worden gemaakt dit kan door het combineren in het DNA door bepaalde genen “open” en “dicht ” te zetten. Een B-lymfocyt kan tot activering komen wanneer de immunoglobulinemoleculen zich binden aan de antigenen van de ziekteverwekker. Wanneer deze B-lymfocyten zijn geactiveerd treed er een proces op dat klonale selectie heet, dit betekend dat de cellen elke 12 uur gaan delen waardoor je na een week zo’n 20 000 dochtercellen hebt. Hiervan ontwikkeld zich een deel tot plasmacellen: deze maken in grote hoeveelheden dezelfde immunoglobulinen. Een ander deel ontwikkeld zich tot geheugencellen, deze blijven in je lymfeklieren aanwezig en zorgen ervoor dat als je voor de tweede keer geinfecteerd raakt je veel sneller immunoglobulinen gaat produceren en je dus neit ziek wordt. T-lymfocyten: deze sporen besmette lichaamscellen op, wanneer ze zijn geactiveerd vind er ook klonale selectie plaats, hierdoor ontstaan ook weer geheugencellen. Ze kunnen zich binden aan antigenen van ziekteverwekkers met membraaneiwitten die op antistoffen lijken, dit zijn Tcel receptoren. Deze blijven echter wel in het membraan verankerd. Een cytotoxische Tlymfocyt kan (virusgeïnfecteerde) cellen herkennen aan stukjes lichaamsvreemd antigeen op het membraan van de cel, hij kan ze ook stukmaken door bepaalde eiwitten af te geven die het celmembraan kapot maken. Om te voorkomen dat de cytotoxische T-lymfocyten een eigen cel gaan “aanvallen” worden voortdurend stukjes van in de cel voorkomend eiwitten op het membraan geplaatst, dit wordt gedaan met behulp van MHC-I eiwitten; deze houden als het ware de stukje eiwit vast en laten ze zien aan de cytotoxische T-lymfocyten. De cytotoxische T- lymfocyten vallen dus allleen aan als er stukjes lichaamsvreemd antigeen op het celmembraan zitten. De T-helper lymfocyten zorgen er samen met de macrofagen voor dat de specifieke afweer in werking wordt gezet. Macrofagen brengen delen van de gefagocyteerde ziekteverwekkers naar hun celmembraam, dit wordt weer gedaan door een MHC-eiwit: de MHC-II-eiwitten, deze laten (in de lymfeknopen) stukjes gefagocyteerde ziekteverwekker zien aan de T-Helper lymfocyten. De T-helper lymfocyten kunnen stukjes lichaamsvreemd antigeen herkennen met een passende receptor, wanneer dit is gebeurd wordt de T-helper geactiveerd. Dan geeft de T-helper lymfocyt cytokinen af, dit zijn signaalstoffen waardoor andere T- en Blymfocyten worden aangezet tot deling en ontwikkeling. Verschillen tussen B- en T-lymfocyten: B-lymocyten: Er is maar één soort B-lymfocyt: ze ontwikkelen zich allemaal tot een antistofproducerende-plasmacel. B-lymfocyten ontwikkelen zich in het beenmerg. Ze kunnen geen cellen doden. Ze zijn afhankelijk van T-lymfocyten. Moeten rondzwevende virusdeeltjes onschadelijk. T-lymfocyten: Er zijn heel veel verschillende soorten T-lymfocyten Ze ontwikkelen zich in de thymus. Ze kunnen wél cellen doden. Ze hebben als functie (virus)geïnfecteerde cellen onschadelijk te maken. Ze zijn onafhankelijk van B-lymfocyten. Verschil MHC-I en MHC-II eiwitten: - MHC-I-eiwit: komt voor in alle lichaamscellen en wordt gebruikt om eiwitfragmenten (die in die lichaamscel gemaakt worden) te presenteren op het membraan. Maar ook eiwitfragmenten van virussen! - MHC-II-eiwit: komt voor in (witte) bloedcellen en worden gebruikt om lichaamsvreemde eiwitfragmenten te presenteren op het celmembraan. 9.4 Bij een vaccinatie krijg je een vaccin ingespoten die onschadelijk gemaakte ziekteverwekkers bevat, soms alleen antigenen. Daardoor maakt je lichaam weer antistoffen en geheugencellen, door die geheugencellen ben je immuun. We kunnen deze immunisatie opdelen in twee soorten: Actieve immunisatie: je krijgt een antigeen en je lichaam gaat zelf antistoffen maken dit kan kunstmatig gebeuren (injectie met antigeen: vaccin) of natuurlijk; dat is wanneer je gewoon een (kinder)ziekte krijgt. Passieve immunisatie: een antistof toegediend krijgen, dit kan kunstmatig (via een injectie) en natuurlijk (via bijv. de moedermelk en placenta). Monoklonale antistoffen zijn identieke antistoffen die in laboratoria worden geproduceerd. Ze worden gemaakt door hybridoma’s: dit is een fusieproduct tussen een tumorcel en een Blymfocyt. De B-lymfocyt zorgt dat de juiste antistoffen gemaakt worden en de tumorcel zorgt ervoor dat ze zich heel vaak delen en dat er dus veel antistoffen kunnen worden gemaakt. Tegen een bacterïele infectie kunnen antibiotica helpen, dit werkt niet op virussen. Doordat antibiotica zo veel gebruikt is zijn er resistente bacteriestammen ontwikkeld. Bij een allergie reageert je lichaam te heftig of onnodig op een allergeen. Bij een allergische reactie zijn mestcellen betrokken, dit is een type wittebloedcel dat zich vooral in de slijmvliezen bevindt. Ze bevatten o.a. histamine: deze stof werkt in op cellen van bloedvaten en spieren, waardoor de slijmvliezen opzwellen en er een ontstekingsreactie ontstaat. Wanneer je voor het eerst contact hebt, gaat je lichaam de antistof igE produceren. Deze igE moleculen gaan zich hechten aan de receptoren van de mestcellen, waardoor de mestcellen weer gevoelig worden voor het allergeen. Immuundeficiëntie: je afweersysteem komt te weinig of soms ook niet in actie, bijv. het HIV. 9.5 Bij orgaantransplantaties werden vroeger vaak de organen weer afgestoten in hun nieuwe lichaam, dit kwam door de activiteit van o.a. cytotoxische T-lymfocyten. Deze zijn erg gevoelig voor lichaamsvreemde MHC-eiwitten die op het membraan van de getransplanteerde cellen zitten van het orgaan. Bij transplantaties spelen de antigenen van het HLA systeem (Human Leucocyte Antigensysteem) een grote rol. HLA-antigenen zijn eigenlijk niets anders dan de MHC-eiwitten van de witte bloedcellen en zorgen er dus voor of het orgaan wel of niet wordt afgestoten. Doordat de structuur van de MHC-eiwitten per mens verschilt, zullen de HLA-combinaties van de donor en de ontvanger bijna nooit helemaal hetzelfde zijn, dus wordt er gekeken welke organen de meest geschikte HLA-combinaties hebben, en dus de minst grote verschillen in het HLA van de ontvanger en de donor hebben. Er bestaan 4 bloedgroepen, voor elk bloedgroep stelsel (A,B, AB, 0) is er een gen met drie allelen het A-allel (IA), het B-allel (IB) en het 0-allel (i) hiermee kun je dus 4 bloedgroepen krijgen: - A ( IAi of IAIA ) antigeen A en in je bloed heb je antistof B - B ( IBi of IBIB ) antigeen B “ A - AB (IAIB) beide antigenen “ - 0 (ii) geen antigenen en in je bloed beide antistoffen. Bij vreemd bloeddonatie ontstaan problemen (klontering) door combinatie van het antigeen van de donor en de antistof van de ontvanger en niet andersom. Dit komt doordat er bij een antigeen antistoffen worden gemaakt door de ontvanger en er dus klontering optreed. Als de ontvanger de antistof zou binnenkrijgen en niet het antigeen, gaat hij zelf geen antistof maken maar de antistoffen van het donorbloed aanvallen. Hierbij hoor het volgende schema + : gaat goed ~ : kan alleen tot een halve liter (bij noodgevallen) - : gaat fout Donor Ontvanger A B AB A + B + AB ~ ~ + 0 - 0 ~ ~ ~ + Een kruisproef is wanneer er moet worden gekeken of de donor en de ontvanger geschikt zijn voor een bloedtransfusie. Er worden dan rode bloedcellen van de donor en het plasma van de ontvanger gemengt. Wanneer er geen klontering optreed zijn ze geschikt. De resusfactor is weer een ander bloedgroepantigeen. De meeste nederlanders zijn resuspositief (Rh+ / D-pos) en een veel kleiner aantal is resusnegatief (Rh- / D-neg). In tegenstelling tot het ABO-stelsel hebben mensen geen antistoffen in hun bloed tegen resusnegatief bloed. De vorming van deze antistof wordt pas opgewekt wanneer mensen met resusnegatief bloed, resuspositief bloed ontvangen, dit kan gebeuren bij een bloedtransfusie of een bevalling (Rh- moeder en Rh+ baby). Doordat het altijd even duurt voordat de antistofproductie op gang komt is dit niet zo gevaarlijk, maar als deze eenmaal zijn gemaakt, worden er ook geheugencellen gevormd zodat wanneer er nog een keer Rh- bloed binnenkomt, er meteen antistoffen worden gemaakt. Daarom is een tweede bevalling ook gevaarlijk, want resusantistof kan door de placenta heen. Om te voorkomen dat er geheugencellen worden gemaakt, wordt er antistof ingespoten bij de ontvanger, dit voorkomt dat deze zelf antistoffen dús geheugencellen maakt. Wanneer je Rh+ bent, heb je resusantigeen (RR of Rr) Wanneer je Rh- bent, heb je geen resusantigeen (rr) 6.5 Aids is een ziekte die ontstaat door het HIV: humaan immunodeficientie virus. Dit virus tast het immuunsysteem aan. Na 3 tot 6 maanden kunnen er antistoffen tegen het virus in het bloed worden aangetoond, je bent dan seropositief. Dan komt de fase dat er niets aan de hand lijkt te zijn en er nauwelijks virussen in het bloed aanwezig zijn. Dit duurt 3 tot 10 jaar. Dan komt de laatste fase van de ziekte, de actieve fase waarin het aantal virusdeeltjes enorm stijgt en het aantal afweercellen daalt. Hierdoor overlijdt de patient uiteindenlijk aan een infectieziekte (verkoudheid etc.). (Binas 80 E) Aids is een retrovirus, dit wil zeggen dat het erfelijk materiaal van dit virus uit RNA bestaat. Het virus hecht zich aan de receptoren van de T-lymfocyten en brengt zijn RNA in, in de gastheercel, ook brengt hij het reverse-transcriptase in. Dit is een enzym dat virus-RNA ombouwt tot DNA. Dit DNA komt weer in de kern van de gastheercel (T-lymfocyt). Deze gaat zich delen, en zo worden er heel veel virusdeeltjes gevormd. DNA- adenovirus bijv. herpes (binas 80D) bij een DNA virus, kan het virus-DNA gewoon worden ingebouwd in de cel, en hoeft er geen virus-DNA langs het RNA worden gemaakt zoals bij een retrovirus. RNA- retrovirus bijv. HIV en griep/verkoudheidsvirus Een retrovirus is heel veranderlijk.