Afweer

Bijna alle soorten organismen hebben een aangeboren afweersysteem dat het organisme verdedigt tegen binnendringende ziekteverwekkers en dat veranderde eigen cellen opruimt. Gewervelde dieren hebben ook nog een verworven afweersysteem dat onthoudt hoe een bepaalde ziekteverwekker onschadelijk kan worden gemaakt. Dit hoofdstuk gaat over de afweerreacties van dieren. Ook wordt de rol van afweerreacties bij orgaantransplantaties en bloedtransfusies bij mensen besproken.

Snel navigeren door HOOFDSTUK 6 van HAVO 5

Paragrafen

1.
2.
3.
4.
5.
6.

Leerdoelen










Paragraaf 1:

  • J
 

Het Inwendige en Uitwendige Milieu

Het lichaam wordt voortdurend blootgesteld aan ziekteverwekkers, zoals bacteriën, virussen, schimmels, en parasieten. Deze pathogenen kunnen via de huid, de luchtwegen of het verteringsstelsel binnendringen en een infectie veroorzaken. Het lichaam heeft echter verschillende beschermingsmechanismen om binnendringende ziekteverwekkers tegen te houden.

Een belangrijke scheiding tussen de buitenwereld en het inwendige milieu wordt gevormd door de huid, de longen, en de darmen. De inhoud van het maag-darmkanaal wordt als uitwendig milieu beschouwd, omdat het in directe verbinding staat met de buitenwereld. Om te voorkomen dat ziekteverwekkers binnendringen, zijn er verschillende verdedigingsmechanismen.

Lichaamsvreemde Stoffen en Infecties

Wanneer ziekteverwekkers het lichaam binnendringen, kan dit leiden tot een infectie. Bacteriën, schimmels, en virussen hebben verschillende manieren om het lichaam aan te tasten. Bacteriën scheiden vaak gifstoffen uit, schimmels tasten meestal de huid of de luchtwegen aan, terwijl virussen de cellen binnendringen en zich daar vermenigvuldigen.

Om zichzelf te beschermen, heeft het lichaam een afweersysteem dat kan reageren op lichaamsvreemde stoffen. Dit systeem voorkomt dat schadelijke micro-organismen schade aanrichten en zorgt ervoor dat lichaamsvreemde stoffen worden herkend en vernietigd.

Eerste Verdedigingslinie: Huid en Slijmvliezen

De eerste verdedigingslinie tegen ziekteverwekkers bestaat uit mechanische afweer en chemische afweer:

  • Mechanische afweer omvat fysieke barrières zoals de huid en slijmvliezen. De huid vormt een ondoordringbare laag, terwijl slijmvliezen in de luchtwegen en het verteringsstelsel helpen bij het opvangen en verwijderen van ziekteverwekkers. Speeksel, traanvocht, en slijm in de neus en luchtwegen spoelen micro-organismen weg voordat ze het lichaam kunnen binnendringen.
  • Chemische afweer maakt gebruik van stoffen die ziekteverwekkers doden of hun groei remmen. Maagsap bevat bijvoorbeeld zoutzuur, dat de meeste bacteriën vernietigt. Op de huid zorgen zweet en talg voor een lage pH, waardoor veel bacteriën niet kunnen overleven.

Huidbescherming tegen Omgevingsfactoren

Naast de bescherming tegen infecties beschermt de huid het lichaam tegen uitdroging, beschadiging, en schadelijke UV-straling. De pigmentcellen in de huid, de melanocyten, produceren melanine, een donker pigment dat de cellen beschermt tegen UV-straling. Blootstelling aan zonlicht stimuleert de aanmaak van melanine, waardoor de huid donkerder wordt en beter beschermd is tegen schade door de zon.

Bescherming bij Planten

Net als dieren hebben planten ook beschermingsmechanismen tegen schadelijke invloeden. Deze vallen in drie categorieën:

  1. Mechanische afweer: Planten ontwikkelen fysieke aanpassingen zoals stekels, doorns, en haren om te voorkomen dat ze worden opgegeten door herbivoren.
  2. Chemische afweer: Sommige planten produceren gifstoffen of bittere stoffen die vijanden afschrikken. Een voorbeeld hiervan is nicotine, dat giftig is voor insecten.
  3. Indirecte afweer: Sommige planten scheiden lokstoffen af om natuurlijke vijanden van hun belagers aan te trekken. Bijvoorbeeld, als een plant wordt aangevallen door rupsen, kan deze een geurstof uitscheiden die sluipwespen aantrekt. Deze wespen leggen hun eitjes in de rups, waardoor deze uiteindelijk sterft.

Door deze verdedigingsmechanismen kunnen zowel mensen als planten zich effectief beschermen tegen schadelijke invloeden en ziekteverwekkers.  

Paragraaf 2:

  • J

Het Afweersysteem

Het lichaam beschikt over een uitgebreid afweersysteem dat het beschermt tegen ziekteverwekkers zoals bacteriën, virussen, schimmels, en parasieten. Dit systeem wordt onderverdeeld in aangeboren afweer en verworven afweer.

  • Aangeboren afweer is het eerste verdedigingsmechanisme van het lichaam en is actief tegen een breed scala aan ziekteverwekkers. Het komt voor bij alle dieren en planten en wordt direct geactiveerd bij een infectie.
  • Verworven afweer wordt gedurende het leven ontwikkeld en is specifiek gericht tegen één type ziekteverwekker. Dit afweersysteem komt alleen voor bij gewervelde dieren en zorgt voor een langdurige bescherming.

Belangrijke Organen in de Afweer

Verschillende organen spelen een cruciale rol in het afweersysteem. Dit zijn onder andere:

  • Het beenmerg, waar verschillende typen witte bloedcellen worden gevormd, zoals fagocyten en lymfocyten.
  • De thymus, waar sommige lymfocyten (T-cellen) zich verder ontwikkelen.
  • De milt, die helpt bij de opslag en het transport van witte bloedcellen.
  • De lymfeknopen, waar ziekteverwekkers worden herkend en bestreden.

Aangeboren Afweer

Bij aangeboren afweer spelen fagocyten, zoals macrofagen, een belangrijke rol. Deze witte bloedcellen kunnen zich vrij door het lichaam bewegen en reageren snel op binnendringende ziekteverwekkers. Ze vernietigen deze indringers door middel van fagocytose, waarbij de ziekteverwekker wordt ingesloten en afgebroken.

Daarnaast kunnen macrofagen een koortsreactie veroorzaken door stoffen af te scheiden die de lichaamstemperatuur verhogen. Koorts versnelt de afweerreacties en helpt bij het bestrijden van infecties.

Bij een bacteriële infectie kunnen antibiotica tijdelijk de afweer van het lichaam versterken. Deze medicijnen werken echter niet tegen virussen en moeten met mate worden gebruikt, omdat bacteriën resistent kunnen worden.

Verworven Afweer

Als de aangeboren afweer niet voldoende is, wordt de verworven afweer geactiveerd. Hierbij spelen lymfocyten een cruciale rol. Lymfocyten herkennen lichaamsvreemde antigenen en activeren een specifieke afweerreactie.

  • T-lymfocyten helpen bij het vernietigen van geïnfecteerde cellen.
  • B-lymfocyten produceren antistoffen die zich binden aan ziekteverwekkers, waardoor deze onschadelijk worden gemaakt.

Vorming van Antistoffen

Wanneer een B-lymfocyt een antigeen herkent, wordt deze geactiveerd en begint hij grote hoeveelheden antistoffen te produceren. Antistoffen binden zich specifiek aan de ziekteverwekker en maken deze onschadelijk. Dit proces werkt volgens het sleutel-slotprincipe, waarbij een bepaalde antistof alleen past op een specifiek antigeen.

Geheugencellen en Immuniteit

Niet alle lymfocyten bestrijden direct ziekteverwekkers. Sommige worden geheugencellen, die ervoor zorgen dat het lichaam een bepaalde ziekteverwekker sneller herkent bij een volgende infectie. Dit leidt tot snellere en effectievere afweerreacties, waardoor iemand immuun kan worden voor een bepaalde ziekte. Dankzij deze geheugencellen kan het lichaam zich beschermen tegen herhaalde infecties zonder opnieuw ziek te worden.

Door deze mechanismen vormt het afweersysteem een krachtig verdedigingsmechanisme tegen ziekteverwekkers en zorgt het voor een efficiënte bestrijding van infecties. 

Paragraaf 3:

  • J

Primaire en Secundaire Reactie

Wanneer een ziekteverwekker voor het eerst het lichaam binnendringt, duurt het enkele dagen voordat er voldoende antistoffen zijn gevormd. Dit proces heet de primaire reactie. Gedurende deze periode kan een persoon symptomen van de infectie ervaren. Zodra er voldoende antistoffen aanwezig zijn, verdwijnen de ziekteverschijnselen en wordt de hoeveelheid antistof langzaam afgebroken.

Bij een tweede besmetting met dezelfde ziekteverwekker reageren de geheugencellen in het lichaam direct. Dit leidt tot een snelle en krachtige secundaire reactie, waarbij in korte tijd veel antistoffen worden aangemaakt. Hierdoor treden meestal geen ziekteverschijnselen meer op, en wordt de persoon immuun.

Natuurlijke en Kunstmatige Immuniteit

Immuniteit kan op twee manieren ontstaan:

  1. Natuurlijke immuniteit: Dit ontstaat wanneer iemand een ziekte doormaakt en als gevolg daarvan geheugencellen aanmaakt. Een voorbeeld hiervan is waterpokken, waarbij een persoon na een eerste infectie levenslange immuniteit opbouwt.

  2. Kunstmatige immuniteit: Dit wordt verkregen door immunisatie, waarbij het lichaam opzettelijk wordt blootgesteld aan een antigeen. Dit gebeurt door middel van vaccinatie, waarbij een persoon een vaccin ontvangt dat bestaat uit gedode of verzwakte ziekteverwekkers, of enkel delen van de ziekteverwekker zoals gezuiverde antigenen. Hierdoor wordt het afweersysteem geactiveerd en worden geheugencellen gevormd zonder dat iemand de ziekte zelf hoeft door te maken.

Het Rijksvaccinatieprogramma in Nederland zorgt ervoor dat kinderen worden ingeënt tegen ernstige infectieziekten, zoals mazelen, polio en difterie. Door een hoge vaccinatiegraad kunnen zelfs mensen die niet gevaccineerd zijn, beschermd worden tegen infecties dankzij groepsimmuniteit.

Actieve en Passieve Immunisatie

Er zijn twee vormen van kunstmatige immuniteit:

  • Actieve immunisatie: Hierbij wordt het lichaam gestimuleerd om zelf antistoffen en geheugencellen te maken na een vaccinatie. Dit biedt een langdurige bescherming.
  • Passieve immunisatie: Hierbij worden kant-en-klare antistoffen toegediend via een antiserum. Dit wordt toegepast in noodgevallen, zoals bij een slangengifbeet of blootstelling aan tetanus. Omdat het lichaam zelf geen geheugencellen aanmaakt, biedt deze methode slechts tijdelijke bescherming.

Het Belang van Vaccinatie

Vaccinatie heeft de verspreiding van vele dodelijke ziekten drastisch verminderd. Sommige ziektes, zoals polio, zijn door vaccinatiecampagnes bijna volledig uitgeroeid. Toch zijn er ouders die twijfelen over vaccinaties, vaak uit angst voor bijwerkingen of door religieuze overtuigingen. Hoewel ernstige bijwerkingen zeldzaam zijn, kan een gebrek aan vaccinatie leiden tot het heropleven van ziekten die eerder onder controle waren, zoals gebeurde bij mazelenuitbraken in niet-gevaccineerde gemeenschappen.

Dankzij immuniteit, zowel natuurlijk als kunstmatig, is het lichaam in staat om zich efficiënt te verdedigen tegen infectieziekten, waardoor ernstige complicaties en verspreiding van ziekten worden beperkt. 

Paragraaf 4:

  • J

Bij een transplantatie wordt een beschadigd of aangetast orgaan of weefsel vervangen door gezond weefsel van een donor. Dit kan afkomstig zijn van de patiënt zelf (autotransplantatie) of van een ander persoon (allotransplantatie). Wanneer het getransplanteerde weefsel van een andere persoon afkomstig is, bestaat de kans op een afstotingsreactie. Dit komt doordat het afweersysteem van de acceptor de cellen van de donor als lichaamsvreemd kan herkennen.

Afstoting en HLA-matching

De kans op afstoting wordt grotendeels bepaald door het Human Leukocyte Antigen (HLA)-systeem. Dit is een verzameling van eiwitten op de celmembranen, die voor ieder individu uniek zijn. Alleen eeneiige tweelingen hebben exact hetzelfde HLA-systeem. Wanneer het HLA van de donor te veel afwijkt van dat van de acceptor, worden de donorcellen als lichaamsvreemd gezien en door T-lymfocyten vernietigd. Dit wordt een cellulaire afweerreactie genoemd.

Om afstotingsreacties te voorkomen, wordt voorafgaand aan een transplantatie een HLA-matching uitgevoerd, waarbij gezocht wordt naar een donor met een zo goed mogelijk passend HLA-profiel. Omdat dit een zeldzame match is, bestaat er een internationaal registratiesysteem om geschikte donoren sneller te vinden.

Onderdrukking van het Afweersysteem

Zelfs als de HLA-matching succesvol is, komen afstotingsreacties nog steeds voor. Er zijn twee vormen:

  • Cellulaire afstoting: Hierbij vallen T-lymfocyten de donorcellen aan.
  • Humorale afstoting: Hierbij worden antistoffen aangemaakt die de donorcellen aanvallen. Dit kan leiden tot een snelle acute afstoting.

Om dit te voorkomen, krijgt de acceptor immuunsuppressiva. Deze medicijnen onderdrukken het afweersysteem, waardoor afstoting wordt verminderd. Het nadeel is dat de patiënt hierdoor vatbaarder wordt voor infecties.

Bloedtransfusie en Bloedgroepen

Bij een bloedtransfusie worden rode bloedcellen, plasma, of andere bloedbestanddelen overgebracht van een donor naar een ontvanger. Omdat rode bloedcellen geen HLA-eiwitten bevatten, speelt het HLA-systeem hier geen rol. Wel is het belangrijk dat de bloedgroepen van de donor en ontvanger compatibel zijn.

Het ABO-bloedgroepsysteem is het belangrijkste systeem voor bloedtransfusies. Hierin zijn vier bloedgroepen te onderscheiden:

  • Bloedgroep A: Heeft antigeen A en antistoffen tegen B.
  • Bloedgroep B: Heeft antigeen B en antistoffen tegen A.
  • Bloedgroep AB: Heeft zowel antigeen A als B en geen antistoffen → universele acceptor.
  • Bloedgroep O: Heeft geen antigenen, maar wel antistoffen tegen A en Buniversele donor.

Als een patiënt bloed ontvangt van een onverenigbare bloedgroep, kunnen de antistoffen in het bloed rode bloedcellen laten samenklonteren, wat leidt tot ernstige complicaties zoals hemolyse (afbraak van rode bloedcellen).

De Resusfactor (Rh-systeem)

Naast het ABO-systeem speelt ook de resusfactor (Rh-systeem) een belangrijke rol. Mensen met resuspositief (Rh⁺) bloed hebben een specifiek antigeen op hun rode bloedcellen, terwijl mensen met resusnegatief (Rh⁻) bloed dit niet hebben. Een Rh⁻-persoon die Rh⁺ bloed ontvangt, zal antiresus-antistoffen aanmaken, wat bij een tweede transfusie ernstige problemen kan veroorzaken.

Bij zwangerschap kan dit ook een probleem zijn: als een resusnegatieve moeder zwanger is van een resuspositief kind, kunnen haar antistoffen de rode bloedcellen van de baby afbreken. Dit kan worden voorkomen door de moeder vlak na de bevalling antiresus toegediend te krijgen, zodat haar afweersysteem geen blijvende reactie opbouwt.

Veiligheid bij Bloedtransfusies

Om complicaties te voorkomen, wordt bij een bloedtransfusie:

  • Het bloed getypeerd op basis van het ABO– en Rh-systeem.
  • Een kruisproef gedaan om te testen of er een ongewenste reactie optreedt.
  • Alleen het benodigde bloedbestanddeel toegediend (bijv. alleen rode bloedcellen om afweerreacties te minimaliseren).

Dankzij bloedgroepmatching, het gebruik van immuunsuppressiva bij transplantaties, en moderne medische technieken kunnen zowel bloedtransfusies als transplantaties steeds veiliger en succesvoller worden uitgevoerd.