Anatomische, fysiologische barrières en bacteriën

De huid en slijmvliezen als eerste verdedigingslinie

De huid en slijmvliezen vormen de eerste verdedigingslinie tegen het binnendringen van ziekteverwekkers in het lichaam. De huid is de buitenste barrière, die bijzonder resistent is tegen bacteriën en parasieten. De buitenste laag van de huid, het stratum corneum, is ondoordringbaar voor bacteriën vanwege de sterke intercellulaire bindingen die voorkomen dat bacteriën de dermis binnendringen. De dermis is een hypoxische omgeving, waardoor deze ongunstig is voor de groei van bacteriën. Huidcellen zijn ook rijk aan proteasen die vreemde eiwitten zoals de bacteriële celwand vernietigen. Klieren in de huid produceren zweet en talg die antimicrobieel zijn en ook een hydrofobe barrière vormen die de hechting van bacteriën voorkomt. De slijmvliezen van neus en mond hebben een zeer hoge bacteriepermeabiliteit. Dit geldt ook voor het maag-darmkanaal, dat een zeer doorlaatbare luminale barrière vormt vanwege het grote oppervlak en het feit dat bacteriën er actief doorheen worden getransporteerd door peristaltische bewegingen. De darmepitheelcellen zijn daarom uitgerust met tight juncties die de doorgang van grote macromoleculen en schadelijke bacteriën voorkomen. De nauwe kruispunten in het darmepitheel worden gereguleerd door het autonome zenuwstelsel, dat ook de reflexuitdrijving van bacteriën na inname teweegbrengt door het samentrekken van het middenrif, de buikspieren en peristaltische bewegingen.

De luchtwegen en het maag-darmkanaal als tweede barrière

De luchtwegen en het maagdarmkanaal zijn de volgende barrières van het menselijk lichaam om het te beschermen tegen ziekteverwekkers. De luchtwegen hebben een slijmvliesbekleding met trilharen die stof, bacteriën en virussen kan vasthouden. Het slijm op de mucosale voering vangt grote ziekteverwekkers op en wordt met behulp van peristaltische bewegingen verdreven. Darmbacteriën worden meestal gedood door de zure pH van de maag. Maagproteasen breken ook de bacteriële celwand af en doden de bacteriën. Zoutzuur (HCl) remt de groei van bacteriën. Intestinale macrofagen zijn de belangrijkste immuuncellen van het maagdarmkanaal, terwijl darmepitheelcellen zijn uitgerust met Toll-achtige receptoren die pathogeen-geassocieerde moleculaire patronen (PAMP) herkennen en de afgifte van pro-inflammatoire cytokines veroorzaken. Gastro-intestinale reflexen spelen ook een rol bij het stimuleren van de immuunrespons. De gastrocolische reflex induceert peristaltische bewegingen na een maaltijd, waardoor de doorgang van macromoleculen en bacteriële antigenen vanuit het maagdarmkanaal naar het bloed toeneemt.

Humorale immuniteit

Humorale immuniteit is de eerste verdedigingslinie tegen ziekteverwekkers. Het wordt gemedieerd door antilichamen, die worden geproduceerd door B-cellen. B-cellen worden geactiveerd wanneer ze via hun B-celreceptor pathogeen-geassocieerde moleculaire patronen (PAMP) op hun oppervlak herkennen. De belangrijkste PAMP zijn bacteriële lipopolysachariden (LPS), bacteriële peptidoglycanen en virale nucleïnezuren. B-cellen worden geactiveerd tijdens de aangeboren immuunrespons, terwijl T-cellen worden geactiveerd tijdens de adaptieve respons. B-cellen zijn rustende B-cellen of plasmacellen. Plasmacellen produceren antilichamen in een inactieve vorm, die wordt geactiveerd wanneer de B-cel wordt vernietigd. Immunoglobulinen omvatten vijf verschillende klassen: IgA (immunoglobuline A), IgG (immunoglobuline G), IgM (immunoglobuline M), IgD (immunoglobuline D) en IgE (immunoglobuline E). Immunoglobulinen worden aangetroffen in slijmvliesvloeistoffen, bloed en immuun- en lymfoïde weefsels. Ze beschermen het lichaam tegen ziekteverwekkers door ziekteverwekkers te neutraliseren, te opsoniseren en agglutinatie te veroorzaken. Immunoglobulinen zijn ook belangrijk bij transplantaties, waar het risico op infectie groot is. Complementeiwitten maken ook deel uit van de humorale immuniteit. Ze worden geactiveerd via de klassieke route in aanwezigheid van antilichamen en PAMP's. Het complementsysteem bestaat uit meer dan 30 eiwitten die met elkaar interageren om een immuuncascade te vormen. De belangrijkste functie van het complementsysteem is het elimineren van ziekteverwekkers, waaronder bacteriën en virussen.

Cellulaire immuniteit T-cellen, macrofagen en dendritische cellen

T-cellen zijn cruciaal voor de adaptieve immuunrespons. Ze herkennen pathogeen-geassocieerde moleculaire patronen (PAMP) en zelfantigenen. Macrofagen zijn een cruciaal type immuniteitscel. Hun herkenningsvermogen is breed, maar hun reactievermogen is beperkt. Ze herkennen ziekteverwekkers via pathogeen-geassocieerde moleculaire patronen (PAMP), zoals bacteriële LPS en peptidoglycanen, virale eiwitten, nucleïnezuren en melanine. Macrofagen worden geactiveerd door CD4+ T-cellen en kunnen differentiëren in M1 (klassieke) macrofagen, die pro-inflammatoire cytokines uitscheiden, of M2 (alternatieve) macrofagen, die ontstekingsremmende cytokines uitscheiden.

Conclusie

Het menselijk lichaam is een bevoorrechte omgeving voor ziekteverwekkers en wordt beschermd door een efficiënt immuunsysteem. Verschillende anatomische en fysiologische barrières creëren een vijandige omgeving microben en ziekteverwekkers. De eerste verdedigingslinie zijn de huid en de slijmvliezen, die ziekteverwekkers opvangen en verdrijven. De luchtwegen en het maagdarmkanaal zijn de volgende barrières en worden beschermd door immunoglobulinen en complementeiwitten. Ten slotte zijn T-cellen, macrofagen en dendritische cellen de belangrijkste cellulaire immuniteitscellen die pathogenen direct doden.