B01_microbiologie_in_beweging 2024 (2).pptx

# De diversiteit van het leven en de evolutie van microbiologie Dit onderwerp verkent de ontdekking van micro-organismen, de evolutionaire indeling van het leven in drie domeinen en de rol van moleculaire methoden bij het ontrafelen van deze diversiteit. ### 1.1 Introductie tot de microbiële wereld De studie van microbiologie begon met de uitvinding van de microscoop in de 17e eeuw, wat leidde tot de beschrijving van microscopische levensvormen. Aanvankelijk werd gedacht aan spontane generatie, maar later werd het verband gelegd met processen zoals fermentatie, bederf en ziekte. De mens, hoewel macroscopisch dominant, leeft in een complexe interactie met een enorme diversiteit aan microscopische organismen, waar we van afhankelijk zijn. Veranderingen in milieu, bevolkingsgroei, hygiëne, antibiotica- en mobiliteitsgebruik beïnvloeden voortdurend deze relatie. ### 1.2 De drie domeinen van het leven De ontdekking en evolutie van de microbiologie zijn nauw verbonden met de opkomst van moleculaire technieken. De 16S rRNA-gensequentieanalyse, die universeel voorkomt in alle levende wezens en functioneel identiek is, heeft geleid tot de indeling van het leven in drie domeinen: * **Bacteria**: Prokaryote organismen zonder celkern. * **Archaea**: Prokaryote organismen, die qua biochemie en genetica soms meer lijken op eukaryoten dan op bacteriën. * **Eukarya**: Organismen met een celkern, waaronder planten, dieren en schimmels. Deze indeling is gebaseerd op nucleïnezuursequenties en vormt een fylogenetische boom die de evolutionaire relaties tussen organismen weergeeft. De diversiteit binnen de bacteriën wordt geschat vele malen groter te zijn dan die van de multicellulaire organismen. **Tip:** De 16S rRNA is een krachtig hulpmiddel voor taxonomische en fylogenetische studies van prokaryoten vanwege zijn universele aanwezigheid en relatief langzame evolutie. Virussen worden buiten deze classificatie gehouden, maar spelen een cruciale rol in de evolutie en de genenpool van het leven door middel van horizontale gentransfer. De oorsprong van eukaryoten wordt verondersteld te liggen in een fusie tussen een archaeon en een bacterie, waarbij mitochondria zijn ontstaan uit de bacteriële partner. Massief parallel sequencen (Next-Generation Sequencing, NGS) maakt het nu mogelijk om al het RNA- en DNA-gebaseerde leven in diverse niches te beschrijven, wat de immense diversiteit van microbiële levensvormen bevestigt. ### 1.3 De kiemtheorie van Koch Vóór de 19e eeuw werden ziekten vaak toegeschreven aan kwade dampen, magie of verrotting. De kiemtheorie, met name de postulaat van Koch in de jaren 1870-1880, vestigde het principe dat infectieziekten worden veroorzaakt door specifieke micro-organismen. Koch identificeerde de verwekkers van miltvuur (Bacillus anthracis), tuberculose (Mycobacterium tuberculosis) en cholera (Vibrio cholerae). **Tip:** De Koch-postulaten zijn nog steeds relevant, maar er zijn ook infectieziekten bekend waarbij de verwekker wel geïsoleerd kan worden uit gezonde personen (conditionele pathogenen) of waarbij ziekte niet altijd optreedt, afhankelijk van de vatbaarheid van het individu. Deze conditionele pathogenen, zoals E. coli die blaasontstekingen kan veroorzaken, maken gebruik van opportuniteiten zoals wonden of immuunsuppressie. Opportunistische infecties treden op wanneer de immuniteit sterk is verminderd, terwijl dysbacteriose duidt op een onevenwicht in de lokale flora. Pathogenen zijn te vinden verspreid over de levensboom, inclusief bacteriën, virussen, fungi en protozoa. ### 1.4 Interacties tussen species in één niche Organismen leven in verschillende niches, zowel fysiologisch steriel (zoals bloed) als niet-steriel (zoals de huid en darmen). De darmen vormen een microbioom dat een enorme metabole activiteit genereert, die de menselijke metabole activiteit aanvult. Dit microbioom, bestaande uit bacteriën, archaea, virussen, gisten en protozoa, is dynamisch en kan worden beïnvloed door voeding, levensstijl en hygiëne. **Voorbeeld:** Kiemvrije muizen, zonder microbioom, vertonen een onderontwikkeld immuunsysteem, een verstoorde gastro-intestinale transit en een lagere absorptie van voedingsstoffen, wat resulteert in minder obesitas maar een hogere calorie-inname nodig is om op gewicht te blijven. Virussen, met name bacteriofagen, spelen een belangrijke rol in het menselijk viroom en kunnen bijdragen aan horizontale gentransfer en de verspreiding van resistentie tegen antibiotica. De mens leeft in nauwe symbiose met zijn micro-organismen; verstoring van dit evenwicht, bijvoorbeeld door antibioticagebruik, kan leiden tot ernstige gevolgen zoals diarree. ### 1.5 Infectieziekten: impact op de mens en zijn genoom Infectieziekten waren voor de 20e eeuw de belangrijkste doodsoorzaak. De ontwikkeling van de landbouw en de groei van bevolkingscentra leidden tot toename van infectieziekten door nauwer contact met gedomesticeerde dieren en elkaar. De menselijke bevolking heeft zich daardoor aangepast, wat zichtbaar is in de genetische verschillen in immuunresponsen, zoals de variatie in HLA-allelfrequenties tussen bevolkingsgroepen. **Tip:** De evolutionaire aanpassing van de mens aan dichtbevolkte gebieden en de daarmee gepaard gaande infectieziekten is relatief recent in de menselijke geschiedenis. De migratie van menselijke populaties over de wereld heeft geleid tot specifieke aanpassingen aan lokale pathogenen. Bijvoorbeeld, Europese populaties ontwikkelden enige weerstand tegen ziekten die in Eurazië waren ontstaan, wat desastreus was voor inheemse Amerikaanse bevolkingsgroepen bij contact. ### 1.6 Oude, nieuwe en terugkerende pathogenen Met de bevolkingsgroei en mobiliteit zijn er continu nieuwe pathogenen ontstaan, of zijn oude pathogenen weer prominenter geworden. Recente pathogenen, zoals HIV, kunnen zeer hoge mortaliteit veroorzaken. Terugkerende pathogenen zoals tuberculose kunnen weer opduiken door factoren als immuunsuppressie en vaccinatiegeschiedenis. **Voorbeeld:** De COVID-19 pandemie demonstreert hoe nieuwe ziekteverwekkers zich snel kunnen verspreiden en hoe belangrijk de constante evolutie en aanpassing van pathogenen is in relatie tot de gastheer. De "Red Queen's Race" beschrijft de voortdurende evolutionaire wapenwedloop tussen pathogenen en hun gastheren. Virulentiefactoren van pathogenen zorgen voor immuunevasie, terwijl het immuunsysteem zich aanpast. Een te heftige immuunrespons kan echter ook schadelijk zijn en leiden tot auto-immuniteit of cytokine stormen. De menselijke immuunrespons is een complex samenspel dat moet balanceren tussen effectieve verdediging en het voorkomen van schade aan het eigen lichaam. --- # Pathogenen en hun interacties met de mens Hier is een studiehandleiding voor het onderwerp "Pathogenen en hun interacties met de mens". ## 2. Pathogenen en hun interacties met de mens Dit onderwerp onderzoekt de complexe relaties tussen micro-organismen en de mens, van de kiemtheorie tot de dynamiek van symbiose en pathogeniteit binnen de menselijke niche. ### 2.1 De oorsprong van microbiologische kennis en de diversiteit van het leven De studie van micro-organismen begon met de uitvinding van de microscoop in de 17e eeuw, waardoor voorheen onzichtbare levensvormen zoals bacteriën konden worden waargenomen. Aanvankelijk werd het ontstaan van dit "onzichtbare leven" toegeschreven aan spontane generatie, in tegenstelling tot het zichtbare leven dat als geschapen werd beschouwd. Moleculaire technieken, met name de analyse van 16S rRNA-sequenties, hebben in de 20e eeuw geleid tot een revolutionaire herindeling van het leven. #### 2.1.1 De drie domeinen van het leven De huidige classificatie van het leven omvat drie domeinen: Archaea, Bacteria en Eukarya. * **Archaea en Bacteria** zijn prokaryoten, gekenmerkt door de afwezigheid van een celkern. * **Eukarya** omvat organismen met een celkern, waaronder planten, dieren en schimmels. Virussen worden beschouwd als niet-levende entiteiten die afhankelijk zijn van gastheercellen voor reproductie en een actieve rol spelen in de evolutie door genoverdracht. De diversiteit binnen de microbiële wereld (Archaea en Bacteria) is vele malen groter dan die van de zichtbare, multicellulaire organismen. De evolutionaire geschiedenis van het leven wordt vaak voorgesteld als een boom die gebaseerd is op genetische verwantschap, met LUCA (Last Universal Common Ancestor) als hypothetische oorsprong, hoewel horizontale gentransfer de evolutie complex maakt. #### 2.1.2 De evolutie van micro-organismen Micro-organismen, zoals bacteriën en virussen, passen zich met een uitzonderlijke snelheid aan hun omgeving aan, mede door hun snelle voortplantingscycli. Dit fenomeen wordt duidelijk geïllustreerd door de snelle ontwikkeling van antibioticaresistentie bij bacteriën en de diversificatie van virussen zoals HIV binnen individuele gastheren. Technieken zoals Next-Generation Sequencing (NGS) maken het mogelijk om de genetische inhoud van microbiële gemeenschappen in diverse niches, inclusief het menselijk lichaam, te bestuderen. #### 2.1.3 Identificatie van ziekteverwekkers Vroeger werden ziekten vaak toegeschreven aan "kwaadaardige dampen" of "gifstoffen". De ontwikkeling van de kiemtheorie, met name door het werk van Robert Koch in de late 19e eeuw, toonde aan dat specifieke micro-organismen verantwoordelijk zijn voor infectieziekten. Koch identificeerde de verwekkers van miltvuur, tuberculose en cholera. > **Tip:** De regels van Koch zijn fundamenteel voor het vaststellen van causaliteit tussen een micro-organisme en een ziekte. Echter, niet alle bacteriën veroorzaken ziekte, en contact met ziekteverwekkers leidt niet altijd tot ziekte door factoren als immuniteit en de vatbaarheid van het individu. Er wordt onderscheid gemaakt tussen: * **Obligate pathogenen**: Veroorzaken ziekte bij vrijwel iedereen die ermee geïnfecteerd raakt. * **Conditionele pathogenen**: Veroorzaken ziekte afhankelijk van de omstandigheden, zoals een verzwakt immuunsysteem of een verstoorde lokale flora (dysbacteriose). * **Opportunistische infecties**: Veroorzaakt door micro-organismen die normaal gesproken niet ziekteverwekkend zijn bij gezonde individuen. Pathogenen zijn verspreid over de evolutionaire boom van het leven, en hun pathogeniciteit impliceert dat ze dezelfde ecologische niches delen met hun gastheren. ### 2.2 Interacties tussen soorten in een niche Het menselijk lichaam en zijn omgeving vormen complexe niches waar diverse soorten organismen met elkaar interageren, variërend van symbiose tot pathogeniteit. #### 2.2.1 De menselijke niche: steriele en niet-steriele gebieden Het menselijk lichaam kent zowel fysiologisch steriele gebieden (zoals bloed, interne organen, luchtwegen diep in de longen, en de urinewegen) als niet-steriele gebieden die rijkelijk worden bevolkt door micro-organismen (microbioom). De darm is met $10^{14}$ bacteriën, archaea, virussen en protozoa de meest bevolkte en metabool actieve regio, die de menselijke stofwisseling significant aanvult. Virussen, met name bacteriofagen, spelen een belangrijke rol in de darmgezondheid en kunnen bijdragen aan horizontale gentransfer. #### 2.2.2 Commensalen en symbionten Commensale bacteriën zijn niet-ziekmakende symbionten die in harmonie leven met hun gastheer. Een bekend voorbeeld van symbiose is de lichen, die bestaat uit een cyanobacterie (voor fotosynthese) en schimmels (voor structuur). Op vergelijkbare wijze leven mensen samen met hun darm- en huidbacteriën, die gezamenlijk een belangrijk "metabool orgaan" vormen. Het menselijk metagenoom en viroom, bestudeerd met technieken als NGS, tonen de enorme diversiteit aan micro-organismen en virussen waarmee we samenleven. #### 2.2.3 Het belang van het microbioom Het microbioom is een dynamisch ecosysteem dat wordt beïnvloed door voeding, levensstijl en hygiëne. Veranderingen in de samenstelling van het microbioom kunnen de vatbaarheid voor ziekten beïnvloeden. Germ-free dieren (kiemvrije dieren) vertonen, bijvoorbeeld, een onderontwikkeld immuunsysteem, verminderde voedingsopname en problemen met de spijsvertering, wat het cruciale belang van de normale flora benadrukt. Obesitas kan in verband worden gebracht met de samenstelling van het darmmicrobioom, met een hogere aanwezigheid van enzymen die koolhydraten verwerken. #### 2.2.4 Virussen in en op de mens De mens wordt omringd door en herbergt een divers viroom, dat ziekteverwekkende en niet-pathogene virussen omvat. Bacteriofagen kunnen specifieke bacteriën doden of genetische informatie overdragen, zoals virulentiefactoren en antibioticaresistentie. Daarnaast bestaat een aanzienlijk deel van het menselijk genoom uit geïntegreerd viraal materiaal, zoals endogene retrovirussen. ### 2.3 Infectieziekten: impact op de mens en zijn genoom Infectieziekten hebben een aanzienlijke invloed gehad op de menselijke evolutie en gezondheid, met name met de toename van de bevolkingsdichtheid. #### 2.3.1 Historische impact van infectieziekten Vóór de 20e eeuw waren infectieziekten de belangrijkste doodsoorzaken, met grote epidemieën die de bevolkingsgroei beperkten. De opkomst van grote steden in de 19e eeuw leidde tot frequente en verwoestende epidemieën. Hoewel moderne geneeskunde en hygiëne de mortaliteit door infectieziekten aanzienlijk hebben verminderd, blijven ze een bedreiging, vooral in ziekenhuizen met multiresistente micro-organismen. #### 2.3.2 De menselijke aanpassing aan pathogenen De menselijke evolutie, vooral in de laatste 10.000 tot 15.000 jaar, is mede gevormd door de selectieve druk van infectieziekten. De verspreiding van de mens over de wereld heeft geleid tot geografische verschillen in de blootstelling aan pathogenen en bijbehorende genetische aanpassingen. Zo ontwikkelden Euraziaten een zekere weerstand tegen ziekten als pokken en mazelen, die oorspronkelijk uit Azië afkomstig waren, terwijl de inheemse bevolking van Amerika hierdoor zwaar werd getroffen na hernieuwd contact. Het menselijk immuunsysteem, met name via HLA-eiwitten, speelt een centrale rol in de detectie van pathogenen. De polymorfie van HLA-genen zorgt ervoor dat een species een breed scala aan pathogenen kan presenteren aan het immuunsysteem, waarbij specifieke allelen in verschillende bevolkingsgroepen onder invloed van lokale pathogenen selectief zijn geworden. #### 2.3.3 Co-evolutie en de "Red Queen's Race" Er is een continue co-evolutie gaande tussen gastheren en pathogenen, vaak aangeduid als de "Red Queen's Race". Pathogenen ontwikkelen constant manieren om immuunvasie te bewerkstelligen, terwijl gastheren hun afweer aanpassen. > **Tip:** Een te krachtige immuunrespons kan leiden tot auto-immuunziekten of allergieën. Er is een delicate balans in de immuunrespons; een sterke verdediging tegen één pathogeen kan de weerstand tegen een ander verzwakken. #### 2.3.4 Oude, nieuwe en terugkerende pathogenen Infectieziekten kunnen worden ingedeeld naar hun oorsprong en het tijdstip waarop ze een significante impact hadden op de mens: * **Oude pathogenen**: Afkomstig van niet-levende dragers (zoals Clostridia) of pathogenen met een lange co-evolutie met de mens, resulterend in een lagere mortaliteit en persistentie (zoals herpesvirussen). * **Pathogenen van de laatste 12.000 jaar**: Deze kwamen op met de landbouw en de vorming van dorpen en steden (bv. pokken, mazelen, influenza). Vaak zijn deze afkomstig van gedomesticeerde dieren. * **Recente pathogenen (laatste 100 jaar)**: Zoals legionellosis, AIDS, ziekte van Lyme, E. coli O157:H7, SARS, MERS, Ebola, en Zika. Deze kunnen zeer hoge mortaliteit veroorzaken en zijn mogelijk nog niet in evenwicht met de gastheerpopulatie. * **Terugkerende pathogenen**: Zoals tuberculose, die opnieuw opduiken door factoren als immuunsuppressie of de vorming van dichte populaties. Een te hevige inflammatoire respons, zoals een "cytokine storm", kan op zichzelf tot overlijden leiden. De constante evolutie van pathogenen, gecombineerd met menselijke factoren zoals bevolkingsgroei en mobiliteit, zorgt ervoor dat nieuwe infectieziekten blijven opduiken. --- # Infectieziekten en menselijke aanpassing Dit onderwerp onderzoekt de impact van infectieziekten op de menselijke populatie en zijn genoom, de evolutie van ziekteverwekkers en de genetische aanpassing van de mens aan nieuwe pathogenen. ### 3.1 De wisselwerking tussen mens en micro-organismen De mens is geen geïsoleerd organisme, maar leeft in symbiose met een immens aantal micro-organismen, zowel zichtbaar als onzichtbaar. Terwijl macroscopisch de mens zich aan de top van de voedselketen waant, vormt microscopisch gezien de mens een complexe kringloop waarin hij afhankelijk is van en interageert met andere levende wezens. Veranderingen in het milieu, bevolkingstoename, hygiëne, antibioticagebruik en mobiliteit beïnvloeden deze wisselwerking continu. #### 3.1.1 De drie domeinen van het leven en de microbiële diversiteit De ontdekking van de microscoop in de 17e eeuw opende deuren naar de microscopische wereld. Aanvankelijk werd gedacht aan spontane generatie, maar later werd de link gelegd met rottingsprocessen, fermentatie en ziekte. Moleculaire technieken, met name Next Generation Sequencing (NGS), hebben de enorme diversiteit van micro-organismen onthuld. Het leven is ingedeeld in drie domeinen: Archaea, Bacteria en Eukarya. Prokaryoten missen een celkern, terwijl eukaryoten deze wel bezitten. Virussen, hoewel geen levende wezens in de klassieke zin, worden beschouwd als actieve deelnemers aan de evolutie, deel van de genenpool en kunnen de evolutie van het leven beïnvloeden door middel van horizontale gentransfer. De diversiteit binnen de bacteriën is vele malen groter dan die van de zichtbare, meercellige organismen. #### 3.1.2 Interacties binnen een niche: commensalen, symbionten en pathogenen Micro-organismen leven in specifieke niches, waar diverse interacties plaatsvinden. Commensale bacteriën leven zonder de gastheer te schaden, symbionten bieden voordelen, terwijl pathogenen ziekte kunnen veroorzaken. De mens leeft samen met een complex ecosysteem van micro-organismen in diverse niches, zoals de huid en de darmen. Het menselijk genoom (ongeveer 20.000 genen) werkt nauw samen met het metagenoom van onze microbiota (ongeveer 5 miljoen genen), wat neerkomt op een metabool orgaan dat essentiële functies vervult, zoals de vertering van onverteerbare polysacchariden en de productie van vitamines. Deze microbiota is dynamisch en kan veranderen onder invloed van voeding, levensstijl en medicatie. > **Tip:** Het menselijk lichaam is een ecosysteem op zich. Het begrijpen van de interacties tussen de mens en zijn microbiota is cruciaal voor het begrijpen van zowel gezondheid als ziekte. ### 3.2 Infectieziekten: evolutie, selectie en menselijke aanpassing Infectieziekten hebben een significante impact gehad op de menselijke populatie en haar evolutie. Vroeger waren infectieziekten de belangrijkste doodsoorzaak, wat leidde tot sterke selectiedruk op het menselijk genoom, met name tijdens de reproductieve leeftijd. #### 3.2.1 De kiemtheorie en pathogeniteit De kiemtheorie, gepropageerd door Koch, stelt dat ziekten worden veroorzaakt door micro-organismen. Hoewel Koch's postulaten gelden voor veel klassieke pathogenen, zijn er ook conditionele pathogenen die alleen ziekte veroorzaken onder bepaalde omstandigheden, zoals een verzwakt immuunsysteem (opportunistische infecties) of een verstoring van de lokale flora (dysbacteriose). Pathogeniciteit is het vermogen van een micro-organisme om ziekte te veroorzaken en is niet beperkt tot één domein van het leven; pathogenen zijn verspreid over Archaea, Bacteria, Eukaryoten en Virussen. #### 3.2.2 De impact van infectieziekten op menselijke overlevingscurves De overlevingscurves van de menselijke populatie zijn door de geschiedenis heen sterk beïnvloed door infectieziekten. Met name de kindersterfte was lange tijd hoog. De toename van de bevolkingsdichtheid, met name sinds het ontstaan van landbouw en steden, creëerde gunstige omstandigheden voor de verspreiding van infectieziekten. Dit leidde tot een evolutionaire "wapenwedloop" tussen mens en pathogeen, waarbij genetische varianten die beter bestand waren tegen specifieke ziekteverwekkers werden geselecteerd. #### 3.2.3 Genetische aanpassing aan pathogenen Het menselijk immuunsysteem, met name de HLA-eiwitten, speelt een centrale rol in de verdediging tegen pathogenen. De genetische diversiteit van deze eiwitten (polymorfisme) zorgt ervoor dat de mens een breed scala aan pathogenen kan presenteren aan het immuunsysteem. Verschillen in HLA-allelfrequenties tussen bevolkingsgroepen weerspiegelen de verschillende pathogenen waaraan deze populaties historisch zijn blootgesteld. > **Example:** De verspreiding van de mens vanuit Afrika over de wereld heeft geleid tot verschillende selectiedrukken. Bij het herstel van contacten tussen Eurazië en Amerika leidde de introductie van Euraziatische ziekten zoals pokken en mazelen tot massale sterfte onder de inheemse Amerikaanse bevolking, die daar geen weerstand tegen hadden opgebouwd. #### 3.2.4 Evolutie van pathogenen en hun aanpassing Pathogenen evolueren voortdurend door mutatie en selectie. Dit geldt met name voor micro-organismen met een snelle voortplantingssnelheid, zoals bacteriën en virussen. De menselijke populatie heeft zich aangepast aan "oude" pathogenen waarmee al lange tijd co-evolutie plaatsvond, wat vaak resulteert in een lagere mortaliteit en een meer symbiotische relatie. "Nieuwe" pathogenen, zoals HIV, kunnen daarentegen een veel hogere mortaliteit veroorzaken. > **Tip:** De evolutie van pathogenen kan extreem snel gaan. Een voorbeeld hiervan is de ontwikkeling van antibioticaresistentie bij bacteriën, wat een groeiend probleem vormt in de gezondheidszorg. #### 3.2.5 "Oude", "nieuwe" en "terugkerende" pathogenen * **Oude pathogenen:** Dit zijn ziekteverwekkers waarmee de mens al zeer lange tijd co-evolueert, zoals herpesvirussen. Deze hebben vaak een lagere mortaliteit en een persistent karakter, omdat de evolutie heeft geleid tot een vorm van symbiose. * **Nieuwe pathogenen:** Pathogenen die recent zijn overgesprongen op de mens, vaak afkomstig van gedomesticeerde dieren (bij het ontstaan van de landbouw) of door veranderingen in het milieu (bv. ziekte van Lyme, Legionella). Deze nieuwe pathogenen kunnen een hoge mortaliteit veroorzaken. De COVID-19 pandemie is een recent voorbeeld van een nieuw pathogeen dat wereldwijd impact heeft. * **Terugkerende pathogenen:** Ziekteverwekkers die opnieuw opduiken, vaak door factoren als immuunsuppressie (bv. tuberculose bij HIV-patiënten) of veranderingen in populatiedynamiek (bv. bof in dichtbevolkte gebieden). ### 3.3 De menselijke aanpassing: een voortdurend proces De aanpassing van de mens aan infectieziekten is een voortdurend proces. Dit omvat zowel genetische aanpassingen op populatieniveau als individuele immuunreacties. #### 3.3.1 De "Red Queen's Race" De interactie tussen mens en pathogeen kan worden beschreven als de "Red Queen's Race": beide soorten moeten constant evolueren om te overleven. Pathogenen ontwikkelen immuunevasie-strategieën, terwijl de menselijke immuunsystemen zich ontwikkelen om deze te omzeilen. Een te krachtig immuunsysteem kan echter ook nadelig zijn, leidend tot auto-immuunziekten of allergieën. De fijnafstemming van de immuunrespons is dus cruciaal. #### 3.3.2 Antibioticaresistentie en de uitdaging van moderne geneeskunde Het wijdverbreide gebruik van antibiotica heeft geleid tot de snelle evolutie van antibioticaresistente bacteriën. Dit vormt een grote uitdaging voor de moderne geneeskunde, vergelijkbaar met de problemen die grote epidemieën vroeger veroorzaakten. Ziekenhuizen worden steeds vaker geconfronteerd met multiresistente organismen. #### 3.3.3 De complexiteit van de immuunrespons Een effectieve verdediging tegen één bepaald pathogeen kan leiden tot een minder effectieve verdediging tegen andere pathogenen. Dit illustreert de complexiteit van het immuunsysteem en de noodzaak van een delicate balans. Te heftige ontstekingsreacties, zoals een "cytokine storm", kunnen op zichzelf fataal zijn. > **Example:** De menselijke aanpassing aan lactose is een voorbeeld van een relatief recente genetische verandering die gepaard gaat met veranderingen in de samenstelling van de darmmicrobiota. Dit toont aan hoe voedingsmiddelen en gerelateerde aanpassingen de microbiële gemeenschap en menselijke gezondheid beïnvloeden. --- ## Veelgemaakte fouten om te vermijden - Bestudeer alle onderwerpen grondig voor examens - Let op formules en belangrijke definities - Oefen met de voorbeelden in elke sectie - Memoriseer niet zonder de onderliggende concepten te begrijpen

| Term | Definition | |------|------------| | Commensalen | Organismen die samenleven met een ander organisme, waarbij de commensal voordeel heeft en de ander niet geschaad of geholpen wordt. | | Symbionten | Organismen die in een nauwe en wederzijds voordelige relatie samenleven met een ander organisme. | | Pathogenen | Micro-organismen of andere agentia die ziekte kunnen veroorzaken bij een gastheer. | | Generatio spontanea | Een oude biologische theorie die stelde dat levende organismen spontaan konden ontstaan uit niet-levende materie. | | 16S rRNA | Een molecuul dat voorkomt in de kleine subeenheid van ribosomen bij alle levende wezens, gebruikt voor taxonomische en fylogenetische analyses. | | Archaea | Een domein van micro-organismen die prokaryotisch zijn (geen celkern) en zich onderscheiden van bacteriën en eukaryoten door hun unieke biochemie en fysiologie. | | Bacteria | Een domein van micro-organismen die prokaryotisch zijn (geen celkern) en wijdverbreid voorkomen in diverse omgevingen. | | Eukarya | Een domein van organismen waarvan de cellen een celkern bevatten (eukaryoten), waartoe onder andere planten, dieren, schimmels en protisten behoren. | | LUCA | Afkorting voor "Last Universal Common Ancestor", de hypothetische laatste gemeenschappelijke voorouder van al het leven op aarde. | | Horizontale gentransfer | Het proces waarbij genetisch materiaal wordt overgedragen tussen organismen die niet via verticale reproductie (ouder op kind) gerelateerd zijn. | | Antibioticaresistentie | Het vermogen van bacteriën om te overleven en te groeien ondanks de aanwezigheid van antibiotica, wat leidt tot infecties die moeilijk te behandelen zijn. | | Electronenmicroscoop | Een microscoop die een bundel elektronen gebruikt om een vergroting van een monster te produceren, waardoor veel hogere resoluties mogelijk zijn dan met lichtmicroscopen. | | PCR | Polymerase Chain Reaction (Polymerasekettingreactie), een techniek die wordt gebruikt om specifieke DNA-segmenten exponentieel te vermenigvuldigen. | | Next Generation Sequencing (NGS) | Een technologie voor het snel en efficiënt sequencen van grote hoeveelheden DNA of RNA, wat de analyse van genomen en microbiomen revolutioneert. | | Kiemtheorie (Germ theory) | De wetenschappelijke theorie die stelt dat veel ziekten worden veroorzaakt door micro-organismen. | | Postulaten van Koch | Een set criteria die zijn ontwikkeld om de causale relatie tussen een micro-organisme en een specifieke ziekte vast te stellen. | | Conditionele pathogenen | Micro-organismen die normaal gesproken niet ziekte veroorzaken, maar dat wel kunnen doen onder bepaalde omstandigheden, zoals bij een verzwakt immuunsysteem. | | Opportunistische infecties | Infecties veroorzaakt door micro-organismen die normaal gesproken onschadelijk zijn, maar ziekte kunnen veroorzaken wanneer de afweer van de gastheer verzwakt is. | | Dysbacteriose | Een verstoring van de normale balans van micro-organismen in een bepaald deel van het lichaam, zoals de darmflora. | | Bacteriofagen | Virussen die specifiek bacteriën infecteren en doden, en een belangrijke rol spelen in de regulatie van bacteriële populaties en de genetische uitwisseling in microbiële gemeenschappen. | | Human metagenoom | Het totale genetische materiaal van alle micro-organismen (bacteriën, virussen, schimmels, etc.) die samenleven in een bepaald milieu, zoals het menselijk lichaam. | | Viroom | Het totale virale genetische materiaal (DNA en RNA) van alle virussen die in een bepaald milieu voorkomen, met name in een gastheer. | | Germ free animals | Dieren die in een steriele omgeving worden gefokt en vrij zijn van alle micro-organismen. | | Immuunvasatie | De strategieën die pathogenen gebruiken om het immuunsysteem van de gastheer te ontwijken en te omzeilen, waardoor ze infectie kunnen veroorzaken en voortduren. | | Cytokine storm | Een overmatige en ongecontroleerde immuunrespons, gekenmerkt door de massale afgifte van ontstekingsbevorderende cytokines, die schadelijk kan zijn voor de gastheer. |