De derde barrière: specifieke (verworven) afweer
Specifieke afweerprocessen zijn gericht tegen één bepaald pathogeen. Dit systeem gaat elk pathogeen op een specifieke manier te lijf en zorgt ook dat het lichaam minder vatbaar wordt voor een eerder doorgemaakte infectie doordat het een geheugen heeft. Als een pathogeen opnieuw het lichaam kan binnendringen wordt dit beter en sneller herkend, waardoor het snel kan opgeruimd worden.
De cellen van het specifieke immuunsysteem zijn de lymfocyten (witte bloedcellen). De specifieke afweer wordt op basis van de werking onderverdeeld in cellulaire en humorale immuniteit. Cellulaire immuniteit wordt verkregen door cellulaire interacties, waarin de T-lymfocyten een centrale rol in spelen. Humorale immuniteit komt tot stand door de werking van B-lymfocyten die specifieke antistoffen aanmaken.
Antigeen
(Antigen = Engels) stoffen (polysachariden, proteïnen, ...) die door het pathogeen worden gevormd of aan de buitenkant zitten van lichaamsvreemde cellen. Het immuunsysteem herkent het pathogeen of vreemde cel aan deze specifieke stoffen.
Lymfocyten
Lymfocyten zijn een type van leukocyten, die zoals de andere types ontstaan in het beenmerg. Na hun vorming rijpen de nog niet-gedifferentieerde lymfocyten in de lymfoïde organen. Een deel ontwikkelt tot B-lymfocyten in het beenmerg. Een ander deel migreert vanuit het beenmerg naar de thymus waar ze differentiëren tot T-lymfocyten.
Na rijping bevinden de B- en T-lymfocyten zich in de lymfoïde organen en circuleren ze in de bloedbaan en de lymfe.
Lymfoïde organen
Ons lichaam heeft een aantal lymfoïde organen, in deze organen vindt de rijping, differentiatie en proliferatie van lymfocyten plaats. De belangrijkste lymfoïde organen zijn:
-
thymus (zwezerik)
-
lymfeknopen: filteren de lymfe van pathogenen en schadelijke stoffen
-
milt
Lymfe
Lymfe is een vloeistof die stroomt doorheen het lymfevatenstelsel. Dit vocht is afkomstig uit de bloedbaan en moet gerecupereerd worden. Het lymfestelsel fungeert dus als een drainagesysteem om de bloedsomloop te ondersteunen.
Antigeenpresentatie
Om het specifieke afweersysteem te activeren moet een antigeen gepresenteerd worden aan een T-helperlymfocyt. Macrofagen, cellen van de niet-specifieke afweer, slokken pathogenen op (fagocytose) (1). Deze pathogenen worden in de lysosomen (vesikels met specifieke enzymen) afgebroken (2-3). De afbraak-producten (antigenen) van het pathogeen worden vervolgens op het celmembraan van de macrofaag gepresenteerd (5), waar ze herkend kunnen worden door de T-helperlymfocyt. Dit proces noemen we antigeenpresentatie.
T-helperlymfocyten met specifieke receptoren die passen op het antigeen van de ziekteverwerker, koppelen aan dat antigeen op de macrofaag. Hierdoor gaan de T-helperlymfocyten snel delen, waardoor massaal veel specifieke T-helperlymfocyten ontstaan.
Niet enkel macrofagen doen aan antigeenpresentatie, ook B-lymfocyten en dendritische cellen. We noemen deze dan ook antigeen-presenterende cellen.
Cellulaire immuniteit
T-lymfocyten kunnen geïnfecteerde cellen en abnormale lichaamscellen (zoals kankercellen) aanvallen. Hiervoor gaan deze cellen interacties aan en de immuniteit die zo ontstaat noemen we dan ook cellulaire immuniteit. Verschillende types van T-lymfocyten werken hiervoor samen. De drie belangrijkste zijn de T-helperlymfocyten, de cytotoxische T-lymfocyten en de T-suppressorlymfocyten.
T-helperlymfocyten
T-helperlymfocyten worden geactiveerd door macrofagen via antigeenpresentatie. Na activatie geven ze signaalstoffen (cytokines) af, die de vermenigvuldiging en werking van zowel cytotoxische T cellen als B-lymfocyten stimuleert.
Nadat het pathogeen is verwijderd uit het lichaam, blijft een deel van de T-helperlymfocyten als T-geheugenlymfocyten in het lichaam. Bij een volgende aanval met hetzelfde pathogeen zal de afweer sneller en efficiënter verlopen.
Cytotoxische T-lymfocyten
Op het celmembraan van geïnfecteerde cellen bevinden zich antigenen van het pathogeen. De cytotoxische T-lymfocyten hebben op hun membraan receptoren die passen op een specifiek antigeen. De cytotoxische T-lymfocyt die de juiste receptor heeft voor het antigeen, koppelt zich aan het antigeen en scheidt vervolgens perforines af die een opening in het celmembraan van de geïnfecteerde cel maken. Ze scheiden ook enzymen af die via deze poriën die cel binnendringen en de inhoud afbreken.
Pearson Education, Inc. publishing as Benjamin Cummings
De cytotoxische T-lymfocyt met de passende receptor gaat zich delen, waardoor er veel identieke cellen ontstaan die mee kunnen helpen met de vernietiging van geïnfecteerde cellen. Nadat deze verwijderd zijn blijft een deel van deze cellen als T-geheugenlymfocyten in het lichaam.
T-suppressorlymfocyten
Als een pathogeen verwijderd is, moet de activering van de T-lymfocyten onderdrukt worden zodat de ontstekingsreactie verdwijnt. Dit gebeurt door een derde type T-lymfocyten namelijk de T-suppressorlymfocyten (of regulatoire lymfocyten). Ze onderdrukken ook alle andere reacties van het afweersysteem zodat deze onder controle blijven (homeostase).
Humorale immuniteit
Humorale immuniteit komt tot stand door de werking van B-lymfocyten. Deze maken specifieke antistoffen aan die terechtkomen in het bloed, de lymfe en het weefselvocht (humor = lichaamsvocht).
Een B-lymfocyt bevat, net zoals een T-lymfocyt, specifieke receptoren op zijn celmembraan waarmee één specifiek antigeen kan herkend worden. Als een B-lymfocyt in aanraking komt met het passende antigeen, wordt dat antigeen vastgekoppeld aan de celreceptor. Vervolgens zal deze B-lymfocyt zich door celdeling heel snel vermenigvuldigingen en ontstaan er massale hoeveelheden identieke B-lymfocyten.
Een deel van deze B-lymfocyten zal differentiëren tot B-geheugenlymfocyten, die bij een volgende aanval van het pathogeen met hetzelfde antigeen zeer snel en efficiënt dit antigeen gaan opruimen.
De meeste klonen van B-lymfocyten differentiëren in plasmacellen. Deze cellen gaan grote hoeveelheden antistoffen (of antilichamen) aanmaken tegen dat specifieke antigeen. De antistoffen komen in het bloed, de lymfe en de weefsels terecht en hechten zich door middel van het gevorkte uiteinde vast aan het antigeen. De staart van de antistof steekt uit als een merkteken. Macrofagen bezitten receptoren voor die staart. Ze gaan binden aan het antigeen-antistofcomplex en het geheel wordt door fagocytose opgenomen.
Antistof of antilichaam
zijn Y-vormige eiwitten die zijn opgebouwd uit 4 polypeptide ketens. Er zijn 2 gelijke lange (zware) ketens en 2 gelijke korte (lichte) ketens. Het gevorkte uiteinde is specifiek voor een bepaald antigeen, terwijl de staart identiek is bij alle antistoffen.
Er zijn vijf klassen van antistoffen: IgA, IgD, IgE, IgG en IgM. IgG-antistoffen kunnen gemakkelijke door de haarvaten en worden ingezet tegen binnendringende pathogenen. IgA-antistoffen bevinden zich vooral in de slijmvliezen waar ze binden met binnengedrongen virussen en bacteriën. IgE speelt een belangrijke rol bij allergische reacties.