Biologie basisschool en onderbouw · Grades 1–9
69Microben en infectie
Ze schaduwen dit boek al sinds de onzichtbare ziektekiemen van groep drie (Definitie 6.1): opgeklommen tot personeel in de bakkerij (Hoofdstuk 43), tot afbraakploegen in de bodem, tot evoluerende tegenstander op de ziekenhuisafdeling (Voorbeeld 68.4). Dit hoofdstuk legt eindelijk volledig rekenschap af over de microben: wat ze zijn, hoe de schadelijke minderheid aanvalt, en hoe de buitenste verdedigingen van het lichaam — en de onze — de deuren houden.
69.1 De wereld van de microben
Definitie 69.1 (Microben, gesorteerd)
Micro-organismen — microben — zijn levende wezens die te klein zijn om met het blote oog te zien. De belangrijkste soorten:
- bacteriën: eencelligen zonder echte celkern, veel kleiner dan jouw cellen, die snel delen (de wereld van Definitie 45.4) — overal, in ontelbare aantallen;
- eencellige schimmels en andere: gisten (Voorbeeld 43.5), de sporen van schimmels, de zwemmers uit de druppel slootwater;
- virussen: nog kleiner, en van een andere aard — een verpakt snippertje genetische tekst (de letters van Definitie 65.4) in een jas, zonder cel en zonder eigen leven: een virus doet niets tot het een levende cel binnengaat en de leesmachinerie van die cel aan het kopiëren van de tekst van de indringer zet. Op de tekenen van Propositie 1.3 zitten virussen op de uiterste rand van het leven.
Propositie 69.2 (Meestal onschadelijk, vaak onmisbaar)
De schadelijke reputatie is een minderheidsrapport. De meeste microben negeren ons; veel ervan dienen ons: de afbraakploegen (Definitie 42.3), het voedselpersoneel, de scheikundigen van de bodem — en je eigen lichaamseigen flora: de biljoenen onschadelijke bacteriën die huid en darm bekleden, de vertering helpen en, alleen al door bezetting, indringers van de grond verdringen. Slechts een kleine minderheid — de ziekteverwekkers — maakt ziek.
Bewijs. Op dit niveau zonder bewijs aangenomen. ∎
Voorbeeld 69.3 (Eén lichaam, drie verhoudingen)
Op je huid, op dit moment: bewoners bij de miljard, die het oppervlak houden (verhouding één: bondgenootschap). In je yoghurt bij het ontbijt: werknemers, die op bevel verzuren (verhouding twee: dienstverband, Voorbeeld 43.6). Op de roestige spijker in het schuurtje: sporen van de tetanusbacterie, wachtend op een diepe snee (verhouding drie: de minderheid van de ziekteverwekkers, en de reden voor Hoofdstuk 70 en de tetanusprik).
69.2 Infectie: de aanval, in fasen
Definitie 69.4 (De fasen van een infectie)
Een infectie verloopt in fasen, elk met haar eigen naam:
- overdracht: de ziekteverwekker reist — aangeraakte oppervlakken en handen, gehoeste druppeltjes, besmet voedsel en water, bloed, en de seksuele weg waar Definitie 59.2 op wees;
- binnenkomst: door een bres — een snee in de huid, of de open deuren van het lichaam: luchtwegen, darm en de wegen hierboven;
- vermeerdering: warm, nat en gevoed delen de aangekomen microben — bacteriën volgens de regel van de omstandigheden uit Propositie 42.8, met uren die hun aantal verdubbelen; virussen door cellen in kopieerwinkels te veranderen;
- ziekte: verschijnselen — uit de schade zelf, uit bacteriële gifstoffen, en deels (volgend hoofdstuk) uit het gevecht van de verdediging zelf.
Voorbeeld 69.5 (Twee indringers, tegenover elkaar)
De bacterie van de snee tegenover het verkoudheidsvirus van de winter. De bacterie: gaat de bres binnen, vermeerdert zich tussen de cellen in het warme natte weefsel, en haar afvalstoffen vergiftigen de buurt — het kloppen en de pus van een ontstoken vinger. Het virus: rijdt op een druppeltje naar de bekleding van de luchtweg, gaat de bekledingscellen zelf binnen, en elke gekaapte cel laat een menigte kopieën los voordat ze bezwijkt — de rauwe keel en de lopende neus van zijn spoor. Andere mechaniek; het antibioticum dat de eerste uithongert kan de tweede niet raken, want de tweede leent jouw machinerie, en medicijnen ertegen zijn moeilijk te richten.
69.3 De deuren houden
Propositie 69.6 (De eerste verdedigingen)
Nog voor enig gevecht houdt het lichaam zijn grenzen:
- de huid: droog, gelaagd, zichzelf vernieuwend — de muur (het orgaan van Definitie 5.1, op wachtdienst);
- bekledingen en hun bezems: de schoonmakende oppervlakken van de luchtwegen (Propositie 51.6 liet ze overbelast zien), de spoelende scheikunde van tranen en speeksel, het zuurbad van de maag (Probleem 50.1 steriliseert terwijl het verteert);
- de bewoners: de bezette grond van de flora, weinig ruimte om te landen;
en de hygiëne verlengt ze: de zeep van Methode 6.3 (nu met haar volledige mechanisme — de overdracht onderbroken), veilig water, gekookt en koud bewaard voedsel (het weigeren van de omstandigheden uit Opmerking 43.7), de gesteriliseerde naald, de barrière van het condoom. Elke hygiëneregel uit dit boek is een geblokkeerde fase van overdracht of binnenkomst.
Bewijs. Op dit niveau zonder bewijs aangenomen. ∎
Voorbeeld 69.7 (De twee artsen die de cijfers verzetten)
Twee namen verankeren de geschiedenis. Semmelweis, Wenen jaren 1840: de sterfte aan kraamvrouwenkoorts op zijn kraamafdeling stortte in toen de artsen hun handen wasten tussen de snijzaal en de bevalling — de overdracht onderbroken voordat iemand de reiziger had gezien. Pasteur liet een generatie later de reizigers zelf zien: microben, geen “slechte lucht”, die de wijn zuur maakten, de zijderupsen doodden en de wonden besmetten — en hitte (zijn pasteurisatie) of sterilisatie die hen tegenhield. De kiemtheorie maakte binnen één mensenleven van ziekenhuizen verdedigingen in plaats van gevaren.
Methode 69.8 (Een infectierisico keuren)
Bij elke situatie — keuken, wond, ziekenhuisafdeling, menigte:
- noem de aannemelijke ziekteverwekker en zijn soort (bacterie, virus, schimmel);
- volg zijn weg van overdracht naar jou;
- vind zijn deur van binnenkomst;
- vraag wat hem vermeerdert — warmte, vocht, voedsel, tijd;
- blokkeer de goedkoopste fase: wassen, koken, afdekken, koelen, steriliseren, vaccineren (Hoofdstuk 70 legt de laatste uit).
69.4 Oefeningen
Oefening 69.1 ★
Noem de belangrijkste soorten microben, en wat virussen apart zet.
Oefening 69.2 ★
Wat is de lichaamseigen flora, en welke twee diensten bewijst ze?
Oplossing
Oplossing van Oefening 69.2.
De biljoenen onschadelijke bacteriën die op de huid en in de darm wonen. Diensten: de vertering helpen, en de grond bezetten — ziekteverwekkers van de landingsplaatsen verdringen.
Oefening 69.3 ★
Noem de vier fasen van een infectie met telkens één voorbeeld.
Oplossing
Oplossing van Oefening 69.3.
Overdracht (de druppeltjes van een hoest); binnenkomst (een snee, de luchtwegen); vermeerdering (delingen die per uur verdubbelen, of gekaapte cellen die kopiëren); ziekte (het kloppen van de ontstoken vinger, de rauwe keel van de verkoudheid).
Oefening 69.4 ★
Zet de ontstoken snee en de verkoudheid tegenover elkaar: waar vermeerdert elke indringer zich?
Oplossing
Oplossing van Oefening 69.4.
De bacterie van de snee vermeerdert zich tussen de cellen in het warme natte weefsel en vergiftigt haar buurt. Het verkoudheidsvirus vermeerdert zich binnen in de cellen van de luchtwegbekleding, waarbij elke gekaapte cel een menigte kopieën loslaat.
Oefening 69.5 ★
Noem vier eerste verdedigingen en de fase die elk tegenhoudt.
Oplossing
Oplossing van Oefening 69.5.
De huid: de muur bij de binnenkomst. De bezems en baden van de bekledingen (de schoonmaak van de luchtwegen, tranen, maagzuur): binnenkomst en vroege vermeerdering. De lichaamseigen flora: binnenkomst — de grond bezet. De zeep, het koken en de kou van de hygiëne: overdracht en vermeerdering.
Oefening 69.6 ★
Wat onderbrak het handen wassen van Semmelweis, en wat voegde Pasteur toe?
Oefening 69.7 ★★
Waarom laten antibiotica verkoudheden onaangeroerd? Antwoord met de mechaniek van de twee indringers.
Oplossing
Oplossing van Oefening 69.7.
Antibiotica hongeren bacteriën uit en breken ze — zelfstandige cellen met een eigen machinerie om te vergiftigen. Een verkoudheidsvirus heeft geen eigen machinerie: het draait op de jouwe, en een medicijn dat op zijn werking mikt, mikt op die van jouw cellen — en daarom laat het medicijn van de bacterie het virus onaangeroerd.
Oefening 69.8 ★★
Leid drie hygiëneregels uit je kindertijd (Hoofdstuk 6) opnieuw af als blokkades van fasen, met het mechanisme erbij.
Oplossing
Oplossing van Oefening 69.8.
Wassen voor het eten: blokkeert de overdracht van hand naar mond. Wassen na het toilet: blokkeert de lus van uitgang naar ingang van de darmweg. Hoesten in een zakdoek (en niezen in de elleboog): blokkeert de druppeloverdracht bij de bron. (De regels over tanden en voedsel blokkeren de vermeerderingsplekken in de mond.)
Oefening 69.9 ★★
Pas Methode 69.8 toe op de kipsalade van een zomerpicknick, drie uur lang warm geworden in de auto.
Oplossing
Oplossing van Oefening 69.9.
Ziekteverwekker: voedselvergiftigende bacteriën, op de kip. Overdracht: het gerecht zelf. Binnenkomst: de darm. Vermeerderd door: drie warme uren in de auto — de regel van de omstandigheden voedt een verdubbeling om het halfuur of zo. Goedkoopste blokkade: de koudeketen — een koeltas (of het vers opeten); daarna het goedkoopst: vooraf goed doorbakken.
Oefening 69.10 ★★
Waarom doet handen wassen tussen taken door meer ter zake dan vaak wassen? (De afdeling van Semmelweis bevat het antwoord.)
Oplossing
Oplossing van Oefening 69.10.
Omdat handen koeriers tussen afdelingen zijn: de artsen van Semmelweis waren naar elke dagelijkse maatstaf schoon en droegen de moordenaar van de afdeling toch van lijk naar moeder. De wasbeurt die telt is die op de grens — van rauwe kip naar salade, van toilet naar tafel — waar de weg zich anders zou sluiten.
Oefening 69.11 ★★
Plaats de afdeling van Voorbeeld 68.4 in dit hoofdstuk: welke fase valt het antibioticum aan, en wat fokt het rafelige gebruik ervan?
Oplossing
Oplossing van Oefening 69.11.
Het antibioticum valt de vermeerdering aan — het breekt de delende bacteriën. Rafelig gebruikt wordt het een selectierem die halverwege blijft steken: de gevoelige microben sterven, de resistente minderheid erft de afdeling — en fokt de ziekteverwekker die de volgende patiënt tegenkomt.
Oefening 69.12 ★★★
“Een virus is een tekst die een drukpers leent.” Ontvouw het beeld met Definitie 65.4 en Definitie 69.1 — en zeg er dan mee waarom virussen op de rand van het leven zitten, en waarom ze moeilijk met medicijnen te raken zijn.
Oplossing
Oplossing van Oefening 69.12.
De tekst: een snippertje genetische letters, hetzelfde alfabet als dat van elke cel (Opmerking 65.7). De drukpers: de lees- en bouwmachinerie van een levende cel, die de binnengekomen tekst aan het drukken van kopieën van zichzelf zet. De rand van het leven: alleen doet het virus niets van de lijst van Propositie 1.3 — geen voeden, geen groeien, geen delen; geleend draait het een parodie op voortplanting. Moeilijk met medicijnen te raken: er is geen virusmachinerie om te vergiftigen — alleen de drukpers, en de drukpers ben jij.
69.5 Probleem: Het uitbraakschrift
Probleem 69.1
Weekendprobleem — een schooluitbraak, fase voor fase nagegaan
Een (verzonnen) uitbraak op school: binnen één week meldt de helft van klas 3B koorts en hoest; daarna duiken er gevallen in de andere klassen op. De schoolverpleegkundige houdt een uitbraakschrift bij en vraagt de biologieklas het te helpen lezen.
Deel I — De verspreiding lezen.
- Het eerste geval — de index — zat in 3B; de volgende acht delen haar rij en haar tafeltennispartners. Noem de waarschijnlijke weg van overdracht, en de deur van binnenkomst.
- De gevallen verdubbelen in het begin om de twee dagen. De rekenkunde van welke fase laat zich hier zien, en wiens machinerie doet het kopiëren als de verwekker een virus is?
- De checklist van de verpleegkundige: het opkomen van de koorts, hoest, rauwe keel. Welke fase markeren de verschijnselen, en uit welke twee bronnen komen ze voort?
- Waarom sprong de uitbraak precies bij de twee schoolbrede bijeenkomsten van die week naar andere klassen over?
Deel II — De tegenaanval.
- De maatregelen van de school: zieke leerlingen naar huis; ramen open (Oefening 26.10); handen wassen ingeoefend; gedeeld materiaal afgenomen. Wijs elke maatregel de fase toe die ze blokkeert.
- Een ouder eist antibiotica voor iedereen. Stel het antwoord van de arts op voor een virusuitbraak — en de waarschuwing over selectie (Oefening 68.10) als er toch antibiotica rondgestrooid zouden worden.
- De kantine meldt tegelijkertijd twee maaggevallen, terug te voeren op een niet gekoeld nagerecht. Keur die neven-uitbraak met Methode 69.8 — ander soort verwekker, andere fasen.
- Waarom brengt de verpleegkundige in kaart wie waar zat in plaats van de gevallen als toevallig te behandelen? Wat is een uitbraakkaart, in termen van overdracht?
Deel III — De nabespreking.
- Schrijf de levensbeschrijving van de uitbraak in de vier fasen, van indexgeval tot uitdoven.
- De uitbraak doofde uit voordat ze elke leerling bereikte. Bied twee mechanismen aan — de blokkades van de maatregelen, en de hint van het volgende hoofdstuk: wie al immuun waren door de verwante stam van vorig jaar.
- Voeg de alinea over de geschiedenis toe: van welke twee negentiende-eeuwse lessen (Voorbeeld 69.7) stamt het hele antwoord van de school af?
- Sluit het schrift af met de keuringsmethode als wapenspreuk: één zin over waar uitbraken het goedkoopst te stoppen zijn.
Oplossing
Oplossing van Probleem 69.1.
1. Overdracht via druppeltjes — gehoest en gesproken — met hulp van gedeelde oppervlakken bij de tafeltennisbatjes; binnenkomst via de luchtwegen.
2. Die van de vermeerdering: de gekaapte bekledingscellen van elk geval drukken kopieën die de volgende gevallen inzaaien — de verdubbeling is de geleende machinerie van het virus, die zich opstapelt.
3. De ziekte. Uit de schade van gekaapte, bezwijkende bekledingscellen — en deels uit het gevecht van de verdediging zelf, zoals het volgende hoofdstuk uitwerkt.
4. Omdat bijeenkomsten het druppelbereik van elke klas een uur lang met elkaar verbinden: de overdracht schaalt met de drukte, en de twee dichtste mengmomenten van de school waren de weg tussen de afdelingen.
5. Zieke leerlingen naar huis: de overdracht bij de bron weggenomen. Ramen: de druppeldoses verdund — overdracht. Handen wassen: de weg via oppervlakken doorgesneden — overdracht. Materiaal afnemen: de weg via gedeelde voorwerpen doorgesneden — overdracht. (Allemaal op dezelfde goedkoopste fase gericht.)
6. “Antibiotica doden bacteriën; deze verwekker is een virus dat op de eigen cellen van de kinderen draait — het medicijn kan er niet bij, en het toch rondstrooien zou alleen een selectiezeef over de lichaamseigen bacteriën van iedereen laten lopen en resistentie fokken voor de dag waarop antibiotica echt nodig zijn.”
7. Verwekker: voedselvergiftigende bacteriën. Overdracht: het nagerecht. Binnenkomst: de darm. Vermeerdering: ongekoelde uren — warmte, vocht, voedsel en tijd, alles toegestaan. Blokkade: de koelkast — de omstandigheden geweigerd; de twee uitbraken delen een school en verder niets.
8. Een uitbraakkaart is de overdracht zichtbaar gemaakt: wie waar zat tekent de weg — rijen, partners, bijeenkomsten — en de weg laat, eenmaal getekend, zien waar je moet knippen. Willekeurig behandelen bestrijdt gevallen; de kaart bestrijdt de verspreiding.
9. Overdracht: de druppeltjes van het indexgeval, eerst de rij en de partners, via de bijeenkomsten de school in. Binnenkomst: de luchtwegen, klas voor klas. Vermeerdering: verdubbelingen om de twee dagen, week één door. Ziekte en uitdoven: de koortsen bereiken hun top, de maatregelen knippen de wegen door, de vijver van vatbaren dunt uit — de curve buigt omlaag.
10. De blokkades van de maatregelen hongerden de wegen uit — en de vijver zelf was kleiner dan de lijst: leerlingen die de immuniteit van de verwante stam van vorige winter meedroegen waren niet te ontsteken, en een uitbraak sterft wanneer er te weinig vatbaren over zijn: het geheugen van het volgende hoofdstuk, alvast getoond.
11. Die van Semmelweis: knip de koerierswegen door — thuisblijven, gewassen handen, afgenomen batjes. Die van Pasteur: ken de reiziger — noem de verwekker, weiger hem de omstandigheden, en richt het middel op zijn soort en niet op de gewoonte.
12. “Uitbraken zijn het goedkoopst te stoppen bij de overdracht — zeep, lucht, afstand en een gesloten koeltas verslaan elk medicijn dat op de vermeerdering wacht.”