Humorale immuniteit middels antilichamen

Het humorale immuunsysteem heeft als taak het verdedigen van het lichaam tegen extra-cellulaire bedreigingen van micro-organismen zoals bacteriën, sommige virussen en parasieten. Desbetreffende organismen kunnen uitsluitend buiten de cel door middel van antilichamen door het lichaam onschadelijk worden gemaakt. Antilichamen zijn eiwitten die worden aangemaakt door de tot de witte bloedcellen behorende B-lymfocyten. Tezamen vormen ze de humorale afweer.

• Algemeen
• Immuunsystemen
• Humorale immuniteit
• Plasmacellen
• Geheugencellen
• Antilichamen

Algemeen

Het immuunsysteem heeft verschillende manieren tot zijn beschikking om virussen en bacteriën aan te pakken:

• Een mechanische, via de intacte huid en slijmvliezen
• Een inwendige, dit is bijvoorbeeld het zuur in de maag
• Een cellulaire, vooral gericht op virussen
• Een humorale: door middel van antistoffen, die bacteriën, sommige virussen en soortvreemde eiwitten onschadelijk maken

Immuunsystemen

Het aangeboren immuunsysteem, hierbij is directe actie mogelijk, heeft als wapens dat het fagocyten en NK-cellen aan kan maken. DHEA bevordert de aanmaak van gammaglobulinen en maakt het lichaam minder gevoelig voor infecties. Het doet niet alleen het aantal B-, C- en NK-cellen stijgen, maar zorgt er tevens voor dat deze immuuncellen beter werken. Ook biedt het een zekere bescherming tegen auto-immuunziekten en kanker.

Het verworven systeem heeft B- en T-lymfocyten tot zijn beschikking. Beide systemen staan niet los van elkaar door de dendritische cellen die een schakel vormen tussen deze immuunsystemen.

Humorale immuniteit

Hierbij is de respons gericht tegen buiten de cel aanwezige micro-organismen. Ter bestrijding van deze microben worden immunoglobulinen ingezet die op het celoppervlak van B-lymfocyten als antigeenreceptoren functioneren en zodoende kunnen deze cellen het extracellulaire antigeen binden. Een voorbeeld van een patroonherkennende receptoren, betrokken bij fagocytose, is de mannosereceptor die mannosestructuren op de membraan van bacteriën herkent. Deze structuren komen niet voor op lichaamscellen, er is daardoor een globaal onderscheid mogelijk tussen lichaamseigen cellen en bacteriën. De B-lymfocyten worden vervolgens geactiveerd en kunnen differentiëren tot plasmacellen die grote hoeveelheden antilichamen uitscheiden. Om te zorgen voor een volledige activatie van B-lymfocyten zijn er twee signalen nodig:

• het eerste signaal is antigeenspecifiek en is het gevolg van binding van antigeen met de antigeenreceptor. Het herkennen van antigeen vindt plaats via de B-celreceptor
• het tweede signaal is afkomstig van interactie met CD4 effector-T-lymfocyten

Signaleringsroutes

Deze routes leiden uiteindelijk tot activatie van een hele reeks transcriptiefactoren, die vervolgens naar de celkern migreren om specifieke genen te activeren. Een belangrijk verschil is hierbij dat uitsluitend bij B-lymfocyten de antigeenpresentatie en de opname van het antigeen specifiek is. Alleen antigeen dat herkend wordt door het membraangebonden immunoglobuline komt voor opname in aanmerking. Na een optimale activatie kunnen de geactiveerde B-lymfocyten zich ontwikkelen tot plasma- of geheugencellen. Laatstgenoemde cellen zijn langlevende cellen die bij herhaald contact met hetzelfde antigeen verantwoordelijk zijn voor een snelle immuunrespons met antilichamen.

Plasmacellen

Deze cellen dienen primair voor de secretie van antilichamen. Of de geactiveerde lymfocyten zich ontwikkelen als plasma- of geheugencellen hangt af van verschillende transcriptiefactoren, welk proces nog niet helemaal ontrafeld is. Plasmacellen scheiden grote hoeveelheden immunoglobulinen af, 2.000-20.000 moleculen per seconde en kunnen zich niet meer delen. Het zijn ovale cellen met een ronde kern met veel heterochromatine en een basofiel cytoplasma, dat het gevolg is van een extreem sterk ontwikkeld ruw endoplasmatisch reticulum. Verder zijn aanwezig een goed ontwikkeld golgi-apparaat en mitochondriën. De kern heeft euchromatine gebieden als teken van activiteit en heterochromatine. Kenmerkend voor plasmacellen is dat ze geen antilichamen op de celmembraan dragen, maar wel grote hoeveelheden antilichamen uitscheiden. Plasmacellen in perifere lymfoïde organen en het beenmerg scheiden immuunglobulinen (IG) in hun directe omgeving uit. Van daaruit komen de IG, eventueel eerst via de lymfestroom, in het bloed terecht.

De helft van de totale hoeveelheid IG in het lichaam is op een bepaald moment in het bloed aanwezig. De andere helft bevindt zich in de interstitiële ruimten en aan de slijmvliezen. Verreweg de meeste IG in het bloed behoren tot de IgG klasse. Onder normale omstandigheden komt het (pentamere) IgM niet in de weefsels terecht. Dit zal alleen geschieden in gevallen van verhoogde permeabiliteit van het endotheel, zoals bij ontstekingen.

Geheugencellen

Dit zijn langlevende cellen die bij herhaald contact met hetzelfde antigeen verantwoordelijk zijn voor een snelle immuunrespons met antilichamen. Centraal in de follikels profileren geactiveerde B-lymfocyten zich zeer sterk en groeien in een aantal dagen uit tot een morfologisch duidelijk herkenbaar kiemcentrum. Dit centrum kan uit duizenden cellen bestaan. Het is hier dat in de donkere zone B-lymfocyten zich kunnen veranderen richting geheugencellen. Het is echter ook mogelijk dat genoemde centrocyten ter plekke uitrijpen tot plasmablasten en plasmacellen. Deze beide celtypes verlaten het kiemcentrum om zich na enige tijd verder te migreren naar het beenmerg. Herschikkingen van immunoglobulinen-genen vindt vervolgens plaats tijdens de vorming van B-lymfocyten in het beenmerg. Uiteindelijk verlaten slechts enkele procenten van de jonge pre B-cellen als rijpe B-lymfocyt het beenmerg. Het overgrote deel heeft het niet overleefd. Vergelijkbaar verlaat in de thymus maar vijf procent van alle thymocyten de thymus.

Primaire humorale respons

De cellulaire processen nemen tijd in beslag, zo moet antigeen worden vervoerd naar de perifere lymfoïde organen en dienen specifieke B- en T-lymfocyten geactiveerd te worden om tot proliferering over te gaan. Een gedeelte van de B-lymfocyten kan zich daarna veranderen in kortlevende IgM-producerende plasmacellen. Deze zijn verantwoordelijk voor de relatief snelle IgM respons in het bloed. In de eerste week bestaat de humorale afweer vooral uit IgM antilichamen, terwijl de IgG respons pas later volgt.

Secundaire humorale respons

Hierbij komt de respons sneller op gang, doordat de B-lymfocyten meer IgG antilichamen vormen. In het geval van een T- celafhankelijke eiwitantigenen verloopt de respons sneller, sterker en beter dan bij de primaire humorale respons.

Antilichamen

De belangrijkste functie van B-lymfocyten is de vorming van antilichamen. Er bestaan vijf klassen van antilichamen IgM, IgG, IgA, IgE en IgD. Antilichamen zijn in staat zich te binden aan extracellulaire micro-organismen, wat in een beperkt aantal gevallen al voldoende is om schadelijke effecten tegen te gaan. Antilichamen kunnen echter niet de celmembraan passeren.Vaak moeten de antigenen echter op andere manieren onschadelijk worden gemaakt door complement lysis of fagocytose van micro-organismen of van cellen.

Fagocyten

De belangrijkste fagocyten zijn de monocyten, granulocyten en de macrofagen. Het cytoplasma van de macrofaag omsluit de betrokken bacterie en eenmaal in de cel wordt deze afgebroken. Daarna wordt de bacterie gedood door enzymen en metabolieten van zuurstof en stikstofoxide (NO) die opgeslagen liggen in granula. De reacties van lymfocyten zijn gericht tegen onderdelen, zoals eiwitten, polysachariden en proteoglycanen van het micro-organisme. Een en ander wordt mogelijk gemaakt doordat op het celoppervlak van lymfocyten antigeen herkenningsmoleculen voorkomen, waarmede antigenen kunnen worden herkend. Tegen verreweg de meeste micro-organismen wordt zowel een respons van B-lymfocyten als van T-lymfocyten opgewekt, waarbij B-lymfocyten vooral anti-bacterieel werken. Deze B-lymfocyten kunnen ook cytokinen produceren, waarbij het type sterk afhankelijk is van het soort stimulerend signaal en de receptorenmoleculen op de B-lymfocyt die daarbij betrokken is. Disregulatie van de productie van cytokine door B-lymfocyten kan de oorzaak zijn van een slechte afweer.

Infecties

Extracellulaire ziekmakende micro-organismen waartoe pneumokokken en streptokokken behoren, kunnen een karakteristieke hevige maar relatief kortdurende infectie met soms uitgebreide destructie van weefsel en pusvorming veroorzaken. Een en ander wordt op gang gebracht door cytokinen. De pneumokok maakt gebruik van verschillende routes om aan de afweer te ontkomen. Allereerst door het dikke polysacharide-kapsel, waardoor het bestand is tegen complement lysis. Het kapsel bevat bovendien siaalzuur, dat complement activatie kan remmen. Tenslotte produceren pneumokokken het enzym katalase, wat H2O2 kan afbreken, waardoor het moeilijker is voor een fagocyt om de opgenomen pneumokok te doden. Deficiënties van componenten van het complementsysteem kunnen aangeboren (primair) zijn of verworven (secundair).

Lees verder

• Cellulaire immuniteit
• Immuniteit van de slijmvliezen
• Een globaal overzicht van het immuunsysteem
• Virussen, bacteriën en het Th mechanisme