Definitie: Wat is immunologie?
Immunologie, die begon als een poging om verschillende ziektetoestanden te begrijpen en erop in te grijpen, is de wetenschap die zich richt op de studie van zowel de structuur als de werking van het immuunsysteem.
Naast de basisstudie die zich richt op de werking van het immuunsysteem, bestuderen immunologen ook de manier waarop stoornissen van het immuunsysteem zelf het lichaam beïnvloeden (door gezonde cellen aan te vallen) in de klinische immunologie.
Sinds de term immunologie begin 1900 werd bedacht, zijn er een aantal subdisciplines aan het vakgebied toegevoegd die de aandacht richten op specifieke interessegebieden.
Sub-disciplines omvatten:
- Moleculaire immunologie
- Cellulaire immunologie
- Humorale immunologie
- Immunogenetica
Enkele van de meest recente nieuwtjes in het vakgebied zijn:
– Van een genetische mutatie die in verband wordt gebracht met het voorkomen van HIV-infectie is aangetoond dat deze tot vroegtijdig overlijden leidt.
– Bij muizen is aangetoond dat verandering in het dieet de interactie tussen T-cellen en bacteriën beïnvloedt.
– Bij patiënten met Diabetes type I is een kwaadaardige hybride lymfocyt ontdekt – dit nieuwe celtype is in verband gebracht met auto-immuniteit.
– Van symbiotische bacteriën (b.v. in de darm) is aangetoond dat zij dieren helpen om bepaalde ziekten te verdragen.
– Het is aangetoond dat blootstelling aan bacteriën al in de baarmoeder begint – dit helpt de foetus al vroeg bij de ontwikkeling van zijn immuunsysteem.
Het immuunsysteem
Het immuunsysteem is een complex systeem dat bestaat uit een aantal gespecialiseerde organen, cellen en moleculen (eiwitten). Samen verdedigen deze spelers het lichaam tegen aanvallen van verschillende vreemde indringers, met name microben, die meestal infecties veroorzaken.
Verschillende microben/kiemen infecteren specifieke gastheren als gevolg van de gunstige omstandigheden die de gastheer (specifieke cellen/weefsels van de gastheer) biedt voor groei en voortplanting. Aangezien deze organismen uiteindelijk schade toebrengen aan de gastheer, is het de taak van het immuunsysteem om het lichaam hiertegen te beschermen.
Hoewel het immuunsysteem een belangrijke rol speelt bij de bescherming van het lichaam tegen diverse vreemde indringers, zijn er gevallen waarin het gezonde lichaamscellen aanvalt, wat leidt tot ziekten en allergieën enz.
* Het immuunsysteem treedt op als reactie op een antigeen (b.v. virussen of moleculen op een microbe enz.) dat als vreemde markers wordt herkend. Het is om deze reden dat weefseltransplantaties in sommige gevallen worden afgewezen.
De structuur van het immuunsysteem bestaat uit de volgende componenten:
Aangeboren en adaptieve immuniteit
In het lichaam zijn verschillende cellen, eiwitten en weefsels/organen die het lichaam beschermen tegen indringers, onderverdeeld in twee hoofdsystemen.
Deze omvatten:
Het aangeboren immuunsysteem
Het aangeboren immuunsysteem is de eerste verdedigingslinie tegen indringers. Het wordt beschreven als niet-specifiek en beschermt het lichaam door middel van de volgende mechanismen:
Fysieke barrière – De hechte verbindingen tussen epitheelcellen (van de huid) maken het voor ziekteverwekkers moeilijk om het lichaam binnen te dringen. In andere delen van het lichaam (neus, mond, enz.) bevat de epitheelcel beschermende elementen zoals trilhaartjes die vreemd materiaal opvangen en zo voorkomen dat het het lichaam binnendringt.
Chemische barrières – Chemische factoren zoals de zure omstandigheden van het spijsverteringskanaal creëren een ongunstige omgeving waarin sommige binnendringende micro-organismen niet kunnen overleven.
Cellulaire reacties – In tegenstelling tot andere cellen van het immuunsysteem, zijn die van het aangeboren immuunsysteem niet-specifiek. Als zodanig reageren zij niet alleen op een reeks binnendringende microben en materiaal in het lichaam, maar activeren zij ook meer specifieke cellen.
Voorbeelden van cellen van het aangeboren immuunsysteem zijn:
– Neutrofielen – Circuleren in het lichaam en vernietigen binnendringende microben door ze op te nemen (via fagocytose).
– Macrofagen – Kunnen in veel weefsels in het lichaam worden aangetroffen. Zij vangen en vernietigen binnendringende microben door middel van fagocytose. Zij scheiden ook signalen af die andere cellen naar de getroffen plaats lokken.
– Dendritische cellen – Worden in verschillende weefsels aangetroffen en dienen als brug tussen de twee systemen van immuniteit (aangeboren en adaptieve). Ze vernietigen echter ook binnendringende microben door middel van fagocytose.
– Natural Killer Cells – Geven chemische stoffen af die het binnendringende organisme vernietigen.
Adaptieve immuniteit
Het adaptieve immuunsysteem, ook bekend als het verworven immuunsysteem, neemt het over wanneer infecties voorbij de eerste verdedigingslinie komen. Deze verdedigingslinie is trager dan de eerste verdedigingslinie.
In tegenstelling tot de aangeboren immuniteit is de adaptieve immuniteit antigeenspecifiek, wat betekent dat cellen van het adaptieve immuunsysteem reageren op specifieke moleculen op de ziekteverwekker.
Cellen van het adaptieve immuunsysteem zijn onder meer:
– T-cellen – T-cellen zijn onder meer: Helper-T-cellen (activeren B-cellen), cytotoxische T-cellen (vernietigen geïnfecteerde cellen), en regulatoire T-cellen (reguleren immuunrespons)
– B-cellen – Scheiden grote hoeveelheden antilichamen af (IgG, IgA, IgD, IgE, IgM) die specifieke microben binden en neutraliseren.
Takken van de Immunologie
Als tak van de biologie die het immuunsysteem bestudeert, is de immunologie ook onderverdeeld in verschillende subdisciplines, waaronder:
Moleculaire immunologie – is een tak van de immunologie die het immuunsysteem en de processen van het immuunsysteem op moleculair niveau bestudeert. Moleculair immunologen houden zich dus bezig met processen als signalering en activering van immuuncellen en met de structuur en werking van moleculen als onder andere receptoren en mediatoren.
Door dit vakgebied is het niet alleen mogelijk geworden om te bepalen hoe het immuunsysteem op moleculair niveau werkt, maar ook om verschillende aspecten van het systeem te manipuleren voor immunotherapiedoeleinden.
Cellulaire immunologie – In tegenstelling tot de moleculaire biologie richt de cellulaire biologie zich op de verschillende soorten immuuncellen die in diverse weefsels en organen van het lichaam kunnen worden aangetroffen. Daartoe behoren cellen als de T- en B-cellen.
Hier bestuderen immunologen de verschillende functies van de cellen en hoe deze variëren (voortplanting, functies enz.). Dit heeft het niet alleen mogelijk gemaakt te bepalen hoe verschillende immuuncellen functioneren, maar ook cellen van het immuunsysteem te classificeren op basis van de wijze waarop zij zich voortplanten, hun functies en andere algemene kenmerken.
Immunogenetica – Dit is de tak van de immunologie die de relatie tussen genetica (erfelijkheid), ziekte (of bepaalde genetische aandoeningen) en het immuunsysteem bestudeert. Dit is een belangrijke tak van de genetica die het mogelijk heeft gemaakt om meer te weten te komen over de geschiedenis van verschillende ziekten/aandoeningen die verband houden met het immuunsysteem.
Verschillende allergieën en auto-immuunziekten kunnen erfelijke aspecten hebben. Door middel van immunogenetica is het dus mogelijk om vanuit de familiegeschiedenis te voorkomen dat bepaalde ziekten zich bij het nageslacht ontwikkelen.
Immunochemie – Net als de moleculaire immunologie is de immunochemie een tak van de immunologie die zich bezighoudt met de studie van verschillende moleculaire mechanismen van het immuunsysteem. Door middel van histologische secties verkrijgen immunologen in deze subdiscipline diepgaande kennis over eiwitten als antigenen en antilichamen die deze binden.
Er wordt een scala van technieken gebruikt om deze structuren en processen zichtbaar te maken, teneinde te begrijpen hoe deze systemen werken. Een goed voorbeeld hiervan is de enzym/substraatreactie die wordt gebruikt om te bestuderen hoe immuuncellen interageren met binnendringende organismen en deze vernietigen.
Klinische Immunologie – is de studie van zowel het immuunsysteem als van ziekten/microben waarop het reageert. Tot de hoofdcategorieën van de klinische immunologie behoren auto-immuniteit, immunodeficiëntie en overgevoeligheid.
Enkele andere takken/sub-disciplines van de immunologie zijn:
– Immunofysica – een tak van de immunologie die gebruik maakt van verschillende benaderingen (biologisch, fysisch, enz.) om verschillende immuunmechanismen te bestuderen en te manipuleren.
– Immunopathologie – tak van de immunologie die bestudeert hoe het immuunsysteem (cellen, eiwitten, enz.) reageert op verschillende organismen in het lichaam.
– Immunotoxicologie – Houdt zich bezig met de invloed van toxines op het immuunsysteem. Deze tak van de immunologie bekijkt niet alleen hoe immuuncellen op toxines reageren, maar ook hoe deze chemische stoffen de cellen en andere aspecten van het immuunsysteem beïnvloeden.
Immunologie Assays/Tests
Immunologische tests worden gebruikt om verschillende aandoeningen te testen en meer te weten te komen over verschillende reacties en mechanismen die hierbij betrokken zijn. Als zodanig worden zij gebruikt voor verschillende soorten routinetests in ziekenhuizen, maar ook voor onderwijsdoeleinden in laboratoria.
Voor het grootste deel maken deze tests gebruik van het immuunsysteem van het lichaam om moleculen als hormonen, pigmenten en onder meer virussen op te sporen.
Observatie van het soort moleculen dat zich aan specifieke antilichamen in het lichaam bindt, kan helpen bij de identificatie van de vreemde stof en de kenmerken ervan. In het laboratorium worden hiervoor bijvoorbeeld kunstmatige antilichamen (die lijken op natuurlijke antilichamen) gebruikt.
Voorbeelden van immunologische tests zijn:
Agglutinatietests – Voorbeelden van agglutinatietests zijn onder andere de bacteriële agglutinatietest, de deeltjesagglutinatietest en de latexagglutinatietest. Met deze tests wordt het mogelijk om agglutinaties (klontering) te identificeren als gevolg van reacties tussen een bepaald antigeen en antilichamen (agglutininen).
Enzyme-immunoassays – enzyme-linked immunosorbent assays (ELISA’s) zijn tests die worden gebruikt om bepaalde antilichamen of antigenen in een monster te identificeren. Deze test wordt ook gebruikt om de interessante molecule in een monster te kwantificeren.
Western blot test – is een belangrijke techniek in de moleculaire immunologie die wordt gebruikt om bepaalde proteïnen te identificeren. Bij de diagnose van HIV wordt de techniek bijvoorbeeld gebruikt om antilichamen van het virus op te sporen door de scheiding van bloedproteïnen.
Complementfixatie – Dit is een van de meest gebruikte methoden om de aanwezigheid van een antilichaam in serum vast te stellen of te testen met behulp van een indicatorsysteem.
Allergietests – Test die wordt gebruikt om bepaalde allergenen te identificeren/bepalen en om overgevoeligheid voor diverse moleculen vast te stellen.
Check out:
Microbiologie
Mycologie
Protozoölogie
Phycologie
Parasitologie
Virologie
Nematologie
Immunologie
Terug naar leren over witte bloedcellen
Terug naar Celbiologie
Terug van Immunologie naar MicroscopeMaster home
Arno Helmberg. (2018). Immuunsysteem en Immunologie.
Klaus D. Elgert. (2009). Immunologie: Understanding The Immune System.
National Institute of Allergy and Infectious Diseases
National Cancer Institute. (2003). Understanding the Immune System How It Works.
Richard Warrington et al., (2011). Een inleiding tot de immunologie en immunopathologie. ResearchGate.
Tahrin Mahmood en Ping-Chang Yang. (2012). Western Blot: Technique, Theory, and Trouble Shooting
Links