Alle remmen los

Mijn eerste fiets was een zogenaamde doortrapper. Voor wie dat niet (meer) weet: bij een doortrapper blijven, zolang je fiets in beweging is, de trappers ronddraaien. Een doortrapper heeft ook geen remmen. Stoppen kon alleen door van je fiets te springen of beide voeten op de grond te zetten (maar dat kon pijnlijk zijn vanwege die doordraaiende trappers). Een gevaar op de weg dus, zo’n doortrapper. Een immuunsysteem zonder rem is ook een gevaar op de weg.

Bij een bacteriële infectie komt er al snel een reactie van het immuunsysteem op gang met als doel die infectie onschadelijk te maken. Op het moment dat alle bacteriën zijn opgeruimd en vernietigd, verdwijnt ook de prikkel en zou de immuunrespons vanzelf kunnen uitdoven. Zo lijkt het in de meeste gevallen inderdaad te verlopen: een immuunrespons die zich zelf uitdooft en dan is een rem dus eigenlijk niet nodig. Toch zit er wel degelijk een rem in het immuunsysteem, meerdere zelfs. De noodzaak hiervoor wordt duidelijk bij patiënten met defecten in een rem van het immuunsysteem. Sommige van die defecten zijn heel erg zeldzaam. Een voorbeeld is een defect in de interleukine 1 receptor antagonist. Interleukine 1 (afgekort als IL-1) is een klein eiwitmolecuul dat belangrijk is bij het opwekken van een ontstekingsreactie. Het IL-1 kan binden aan ontstekingscellen, want die cellen hebben een receptor voor IL-1. Als IL-1 is gebonden aan de receptor dan wordt daardoor die ontstekingscel geactiveerd. Zonder IL-1 dus geen ontsteking, maar teveel IL-1 geeft ook teveel ontsteking. Wanneer het lichaam teveel IL-1 aanmaakt dan wordt dat tenietgedaan door de IL-1 receptor antagonist. Dat is ook een klein eiwitmolecuul dat aan de IL-1 receptor kan binden. Maar het activeert de ontstekingscel niet en het voorkomt dat IL-1 kan binden. Op deze manier doet het dus de werking van IL-1 teniet. Allemaal theorie, maar wat betekent dat nu voor de praktijk? De patiënten met een defect in de IL-1 receptor antagonist - daarvan zijn er nu enkele ontdekt, waaronder in het Wilhelmina Kinderziekenhuis in Utrecht - laten de gevolgen in de praktijk zien. Een ogenschijnlijk onschuldige infectie kan dan op een geweldige manier ontsporen en tot levensbedreigende ontstekingreacties leiden. Het immuunsysteem slaat op hol omdat er een rem ontbreekt.

Patiënten met deze afwijking zijn (gelukkig) zeldzaam. Een ziekte als reuma komt veel vaker voor. Bij reuma zijn er zelfs meerdere remsystemen die niet helemaal goed functioneren. Eén van die systemen is een soort samengesteld rem- en gaspedaal (respectievelijk het CTLA-4 en het CD28 molecuul) en dit werkt niet goed zodat bij reuma er een constante activatie van het immuunsysteem plaatsvindt. Enige jaren geleden is een medicament ontwikkeld om hierin in te grijpen. Toen dit middel werd uitgetest in gezonde vrijwilligers ging het echter faliekant mis: in plaats van dat het immuunsysteem werd afgeremd sloeg het juist op hol en 6 van de 8 vrijwilligers belandden op de intensive care. Een goed werkende rem is dus heel belangrijk om het immuunsysteem onder controle te houden.

Antilichaam

Bij de verzorging van ons lichaam gebruiken we een flink aantal producten die beginnen met anti: antiroos shampoo, antirimpel crème, antitranspiratie spray. Het ultieme verzorgingsproduct zou je bijna zeggen is antilichaam. In de immunologie heeft het woord antilichaam een hele andere betekenis. Antilichamen (een letterlijke vertaling van het Engelse antibody) zijn eiwitten die worden geproduceerd door B-lymfocyten. B-lymfocyten doen dat niet altijd, alleen als ze worden geactiveerd door een antigeen. Het woord antigeen is de vernederlandste versie van het engelse antigen. Antigen is een samentrekking van antibody en generator, een stof die in staat is om antilichamen op te wekken. Onderdelen van bacteriën, van virussen, of andere eiwitten kunnen allemaal als antigeen functioneren. B-lymfocyten worden hierdoor geactiveerd en kunnen dan grote hoeveelheden antilichamen gaan uitscheiden. De binding van een antilichaam aan een antigeen is specifiek. Dat betekent dat een antilichaam tegen het rodehondvirus heel goed kan binden aan het rodehondvirus, maar niet aan het waterpokkenvirus of welk ander virus dan ook. De specificiteit gaat zelfs nog verder: antilichamen tegen het H5N2-griepvirus binden niet aan het H1N1-Mexicaanse griepvirus. Door een kleine verandering kunnen griepvirussen de opgebouwde immuniteit dus omzeilen en deze veranderingen vinden voortdurend plaats. Het immuunsysteem moet daarom voortdurend reageren met productie van nieuwe, specifieke antilichamen. Dat kan ook, want het repertoire van antilichamen is enorm groot: tegen ieder denkbaar virus of bacterie, beter gezegd: tegen ieder denkbaar antigeen is de mens in staat om antilichamen te vormen.

Of moeten we niet antilichamen zeggen maar antistoffen? Lichaam of stof, dat is de vraag. Volgens de Bijbel is er niet zoveel verschil ‘want gij zijt stof en tot stof zult gij wederkeren’ (Genesis 3, vers 19). Waarschijnlijk wordt hier echter het lichaam en niet het antilichaam bedoeld. Onder Nederlandse immunologen bestaat er een soort taalstrijd over het gebruik van het woord antilichaam of antistof. Het zijn nog net geen Hoekse en Kabeljauwse twisten, maar toch. Bij de voorbereidingen van het leerboek Immunologie (ISBN 978 90 313 4263 1) kwam dit weer eens aan het licht. Twee van de 17 hoofdstuk-auteurs waren fervente antistof aanhangers, de overigen waren voorstander of gingen in ieder geval akkoord met antilichaam. Het is natuurlijk onmogelijk om in één boek de woorden antilichaam en antistof door elkaar te gebruiken, en het werd uiteindelijk antilichaam. Hiermee passen we heel goed in Europa zoals een klein vergelijkend etymologisch onderzoek laat zien. Antikörper (Duits), anticorps (Frans), anticuerpo (Spaans), anticorpo (Portugees). Toch is het niet uitsluitend lichaam: antikropp (Zweeds) en antistof (Deens).

Omdat ik kortgeleden in Kiev een lezing heb gegeven werden daarvoor mijn powerpoints in het Oekraïens vertaald. Antilichaam wordt dan антитіло. Het анти is met een beetje fantasie nog wel te herkennen als anti, maar wat betekent тіло? Is dat lichaam of stof. Hierbij was Google afbeeldingen behulpzaam. Kopieer en plak тіло in het zoekvenster en het lijkt bijna of je in de catalogus van een erotisch verzendhuis bent beland. Ook in de Oekraïne zullen immunologen dus wel het woord antilichaam gebruiken.

Waterstofperoxide: blond, grijs, raketbrandstof en bacteriedodend

In de wonderlijke wereld van gezondheidsbevorderende middelen (waarover later nog wel eens meer) komen antioxidanten veelvuldig aan de orde. Een groot aantal voedingsmiddelen en voedings-supplementen worden aangeprezen vanwege de antioxidant werking die ze bezitten. Antioxidanten gaan oxidatieve reacties tegen, en impliciet wordt daarbij gesteld dat die oxidatieve reacties slecht zijn voor het lichaam, en dus slecht voor de gezondheid. Dat is niet helemaal waar, maar dat volgt later. De bekendste oxidatieve reactie die we kennen is de invloed van zuurstof op ijzer; daarbij ontstaat roest. Het ijzer gaat daarbij na verloop van tijd ten gronde. Oxidatieve reacties in het lichaam kunnen leiden tot beschadiging van cellen en van DNA en als zodanig zijn ze inderdaad slecht voor de gezondheid. Maar laten we een van de krachtigste oxidatieve verbindingen uit de natuur eens nader onderzoeken en zien welke processen in het lichaam hierdoor worden beïnvloed. Die verbinding is waterstofperoxide en de chemische formule is H2O2 (spreek uit als H-twee-O-twee). Waterstofperoxide wordt gebruikt om haar te blonderen (peroxide blond zoals Jean Harlow, Marilyn Monroe of Debbie Harry) en papier te bleken. Krachtig spul dus. Zo krachtig dat het in geconcentreerde vorm kan worden gebruikt om raketten en torpedo’s mee aan te drijven.

Waterstofperoxide is niet alleen maar een product van de chemische industrie, maar het kan worden geproduceerd door levende cellen. In het immuunsysteem maken macrofagen en granulocyten, 2 celtypen die in staat zijn om bacteriën op te nemen, gebruik van waterstofperoxide om de bacteriën te doden. Het immuunsysteem heeft als taak om het lichaam te beschermen tegen infecties, waaronder bacteriële infecties. Macrofagen kunnen heel goed bacteriën in zich opnemen (het woord macrofaag is afgeleid van veelvraat). Het opeten van een bacterie is echter niet voldoende om hem onschadelijk te maken. De bacterie gaat namelijk niet dood door verstikking of uithongering of iets dergelijks en zou dus in de macrofaag kunnen doorgroeien. Om de bacterie te doden gebruikt de macrofaag oxidatieve processen en een belangrijke component daarin is waterstofperoxide. Tijdens de oxidatieve reactie wordt ook nog een ander bacteriedodend middel gevormd dat we kennen uit het keukenkastje: bleekwater. Het waterstofperoxide en bleekwater samen (plus nog wat andere stoffen) zorgen ervoor dat alle bacteriën die zijn opgenomen door de macrofaag, gedood worden. De macrofaag zelf zou ook schade kunnen ondervinden van het waterstofperoxide. Daarom vinden deze reacties plaats in een speciaal compartiment binnen de cel waardoor de schade beperkt blijft. Toch is het onvermijdelijk dat er een beetje waterstofperoxide naar buiten lekt in de omgeving. Dat is niet erg en zelfs gunstig blijkt uit recent onderzoek. Het waterstofperoxide dat naar buiten lekt wordt door andere cellen van het immuunsysteem waargenomen als signaal en trekt die andere cellen aan naar de plaats van de infectie. Deze hulptroepen kunnen dan meewerken om een bacteriële infectie onder controle te krijgen en uit te schakelen.

Behalve macrofagen zijn er veel andere cellen in het lichaam in staat om waterstofperoxide te maken. Zo wordt ook in haarzakjes een klein beetje waterstofperoxide geproduceerd. Bij het ouder worden neemt dit zodanig toe dat het waterstofperoxide het natuurlijk haarkleur-pigment melanine afbreekt. Het resultaat is grijs en later zelfs wit haar. De eerder genoemde antioxidanten zouden misschien dus ook een anti-vergrijzingsmiddel kunnen zijn.