Immunologie
Immunologie
Immunologie
Kartei Details
Karten | 77 |
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Sprache | Deutsch |
Kategorie | Biologie |
Stufe | Universität |
Erstellt / Aktualisiert | 01.08.2021 / 02.08.2021 |
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Antoni von Leeuwenhoek
- Entwicklung der Mikroskopie und erste genaue Beschreibung der roten Blutkörperchen
- Beschreibung von Protozoen und Bakterien -> animaculus (1675)
Edward Jenner
Begründer der Immunologie. Impfstoffstrategie mit Kuhpocken Injektion.
Pasteur: Therapeutische vaccinierung
Robert Koch
Mikroben als Ursache von Erkrankungen (1876)
-> 200 Jahre nach Entdeckung von Bakterien
- Isolierung Antraxerregers/ Sporen
- Isolierung Tuberkulose und Choleraerreger
- Aufreinigung von Tuberkulin
- Koch'schen Postulate
Passive Immunisierung
1902
Emil von Behring und Kitasato
Entdeckung der Antitoxine
Übertragung des Immunstatus durch Serum von eine Person auf eine andere.
Paul Ehrlich
Seitenkettentheorie zur klonahen Selektion 1908
Susumu Tonegawa
Konzept der somatische Rekombination als Grundlage für Vielfalt.
James Allison & Tasuku Henjo
Nobelpreis 2018
Entdeckung: Antikörpertherapie zur Krebsbehandlung
Krebszellen beeinflussen ihr Umfeld so, dass T- Zellen inaktiv werden. Über Antikörper-Therapie kann man die Kommunikaiton zwischen T- und Krebszellen blockieren -> T Zelle wird "wach", erkennt die Krebszelle wieder als Gast.
Kardinalsymptome
lokale Wirkung:
- Schwellung
- Rötung
Systemische Wirkung:
- Fieber / Wärme
- Schmerz
Schritte Infektion und Immunantort
1. Klärung der Infektionserreger
2. Resolution der Entzündung und Gewebeheilung
3. Entwicklung einer Immunantwort mit Gedächtnis
3 mögliche Infektionsverläufe
1. Akute Lethalität oder chronische Entzündung
2. Schock, Immuderegulation und Organversagen
3. Elimination der Infektion und Resolution der Entzündung
Angeborene/ unspezifische Immunität
Ziel: Kontrolle und Entfernung der Pathogene und Initiierung der adaptiven Immunantwort
Schnelle Reaktion.
Komponenten: Phagozyten und Antigen-präsentierende Zellen:
- Zelluläre Immunität: Makrophagen, dendritische Zellen, Mastzellen, Granulocyten, NK-Zellen
- Humorale Immunität: Komplement, Defensive, Zytokine, Enzyme, Sauerstoffradikale
Merkmale:
- Aktivierung unabhängig vom Antigen
- Aktivierung erfolg unmittelbar und ist maximal
- Aktivierung führt nicht zur Ausbildung von immunologisches Gedächtnis
Adaptive/spezifische Immunität
Ziel: Entwicklung eines Gedächtnisses, verbesserte Zeitantwort
Verzögerte Reaktion
Komponenten: B und T Zellen
- Zelluläre Immunität: T-Lymphozyten (klonalen Expansion), B-Lymphozyten (Sekretion von Antikörper)
- Humorale Immunität: T-Hellferzellzytokine, Antikörper
Merkmale
- Aktivierung abhängig vom Antigen
- Maximale Aktivierung ist verzögert
- Aktivierung führt zur Ausbildung von Gedächtniszellen
Zeitlicher Verlauf der Immunabwehr
1. Unspezifische Immunabwehr (0-4h nach Infektion)
Aktivierung von Entzündungsprozessen und unspezifischen Effektormechanismus
2. Frühe Immunantwort (4-96h)
Rekrutierung von Effektorzellen
Erkennung der Antigene, Aktivierung der Effektorzellen
3. Spezifische Immunabwehr (>96 h nach Infektion)
Transport von Antigen zu Lymphorgane
Aktivierung naiver B und T Zellen
Klonale Expansion und Differenzierung der Zellen
4. Gewebeantwort
Elimination des Infektionserregers
Abschalten der Effektorimmunantwort
Geweberestitution und Heilung
Reinfektion
- Erkennung der Antigene durch schon präformierte Antikörper und toraktive Effektorzellen
- Aktivierung spezifischer B und T Gedächtniszellen
- Klonale Expansion der Gedächtniszellen
Immunabwehr Definition
Ist das Zusammenspiel aller spezifischen und unspezifischen zellulären und humoralen Mechanismen des Immunsystems, um Krankheitserreger zu erkennen und daran zu hinder sich im Körper zu vermehren
Barrieren als Infektionsschutz
Haut, Lunge, Darm und Urogenitaltrakt
Haut
- Mechanisch: Epithelzellen durch tight junctions verbunden, longitudinaler Fluss von Flüssigkeit/ Luft
- Chemisch: Fettsäuren, Antibakterielle Peptide
- Mikrobiologisch: Normale Flora
Darm
- Mechanisch: Epithelzellen durch tight junctions verbunden, longitudinaler Fluss von Flüssigkeit/ Luft
- Chemisch: Niedriges pH, Enzyme, Antibakterielle Peptide
- Mikrobiologisch: Normale Flora
Lunge
- Mechanisch: Epithelzellen durch tight junctions verbunden, longitudinaler Fluss von Flüssigkeit/ Luft, Bewegung von Mukus durch Zilien
- Chemisch: Antibakterielle Peptide
Augen/Nase
- Mechanisch: Epithelzellen durch tight junctions verbunden, longitudinaler Fluss von Flüssigkeit/ Luft
- Chemisch: Speichelenzyme
Mechanismen zur unspezifischen Immunabwehr
- Anatomische Barrieren: Haut, Mukus, Darmbewegungen...
- Phagozytierende Zellen: NK Zellen, Mediatoren, Makrophagen, Granulozyten
Wächterzellen im Gewebe
Aufgaben
- Mastzellen
- Dendritische Zellen
- Kupfer'sche Sternzellen
- M-Zellen in Darmepithel
- T und B Gedächtniszellen
Aufgaben
- Frühe Aktivierung des IS
- Produktion antimikrobieller Substanzen zur Reduktion der Erregerproliferation
- Chemotaxis und Gewebeinfiltration von Zellen der IS
Myeloider Zellen
Knochenmark (pluripotente Hämatopoetische SZ)
Knochenmark (myeloide Vorläuferzelle)
Blut (Neutrophile, Eosinophile, Basophile, Monozyten, Dendriten)
Gewebe (Mastzellen, Makrophagen, Dendritische Zellen)
Lymphoide Zellen
Knochenmark (pluripotente HSZ)
Thymus (lymphoide Vorläuferzelle)
Blut (B-Zellen, T-Zellen, NKT- Zellen)
Gewebe (Plasmazellen, aktivierte Lymphoblasten-> Effektor Lymphozyten)
Selektion und Differenzierung von T Zellen
Im Thymus
- Positive Selektion: Selektion "Selbst MHC" reaktiver T-Zellen. Im Cortex
- Negative Selektion: Deletion "selbst reaktiver" T-Zellen. In Medula
Funktion primärer Lymphorgane
Thymus und Knochenmark
- Ausreifung und Differenzierung der Vorläuferzellen
- Proliferation von Zellen
- Selektion von spezifischen Zellen
- Erhaltung von Zellen (Gedächtsniszellen)
Milz und Lymphknoten
- Antigene aus Infektionsherden Gelagen über die Lymphgefäße in die Lymphknoten
- Lymphocyten und Lymphe gelangen über den Ductus toracicus in das Blut zurück.
- naive Lymphocyten erreichen vom Blut aus die Lymphknoten
Anschwellung von Gewebe: Erhöhung von Lymphdruck -> Transport aus dem Gewebe und in die Lymphknoten
Unterschiede: Milz filtriert Blut, Lymphknote filtriert Lymphe
Follikel
Kolonien von B-Lymphozyten, in denen die Vermehrung und Differenzierung der B-Lymphozyten zu Plasmazellen oder B-Gedächtniszellen stattfindet.
Induktives Kompartiment im Darm
Peyer's Patch und Follikel assoziiertes Epithel, wo die M Zellen integriert sind
Lymphe aus dem Millieu wird aufgenommen, prozessiert.
Afferente Lymphe geht zum LK, efferente ins Blut. Zellen verteilen sich übers Blut, gehen zurück ins Darm aber diesmal im effektor Kompartiment.
Effektorkompartiment
Lamina propria im Darm. Enthält viele unterschiedliche Arten von Immunzellen.
Peyer's patches
Ansammlungen von Lymphfollikel in der Dünnschleimhaut.
Umhüllt von Epithelialschicht mit spezialisierten Zellen (M Zellen)
außen: follikel assoziiertes Epithel
Innen: Subepitheliales Domen mit T-Zellen und Follikeln mit Keimzentrum.
Effente Lymphe
M Zellen
Leiten Antigene an Lymphfollikel weiter.
Besitzen an der Seite zum Darmlumen eine gefettete Oberfläche und sezernieren keine Verdauungsenzyme und Mucken, sodass sie an der Oberfläche keine dicke Schleimschicht aufweisen, wie bei konventionelle Epithelzellen der Fall ist.
Sie sind deshalb MOs und Partikeln direkt ausgesetzt und dadurch der bevorzugte Eintrittsweg für Antigene wie MOs aus dem Lumen zu den Peyer-Plaques.
Funktion sekundäre Lymphorgane
Milz, Lymphknoten, MALT, GALT, BALT
- Filter und Sammelbecken für Pathogenese Mikroorganismen/ Antigene
- Adaptive Immunreaktion wird hier gestartet und kontrolliert
- Zirkulierende Lymphozyten werden gerpimt
- Entstehung der immunologischen Gedächtnisses
Klassischen Weg
C1 wird durch Bindung an Ig-Fc-Fragmente aktiviert. Durch Konformationsänderung von C1r wird C1s in C1aktiv + C1b gespalten. C1a spaltet C4 in C4a und C4b und auch C2 in C2a und C2b. C4a+C2b bilden eine C3 Konvertase, welche C3inaktiv in C3aktiv + C3 spaltet
C4b, C2a, C3a = Anaphylatoxine
Lektin Weg
Bindet das MBL an eine antigene Oberfläche und aktivierte dann die MBL-aktivierten Serinproteasen (MASP 1 und 2). Diese lagern sich zusammen und katalysieren dieselbe Reaktion wie C1.
Auch hier bilden C2a und C4b eine C3 Konvertase
Alternativen Weg
C3 zerfällt spontan in C3a und C3b. C3b bindet an Oberfläche, während C3a davon diffundiert. Faktor B bindet an C3b, es entsteht C3bB, Faktor D schneidet ein Stück von B, es entsteht C3bBb, der Komplex muss durch Properdin stabilisiert werden
C3 Konvertase
- C3a, C5a: Peptidmediatoren zur Aktivierung der Entzündung, Rekrutieren Phagocyten
- C3b: Bindet an Komplementrezeptoren an Phagozyten -> Opsonierung von Pathogenese, Entfernung Immunkomplexe
- C5b, C6, C7, C8, C9: Membran Angriff Komplex MAK (Zellmembran durchbricht), Lyse von Pathogene und Zellen
Mustererkennungsrezeptoren PRR
- TLR: Toll Like Receptors: Transmembran in Plasmamembran und Endosomen. Erkennen Nukleinsäure, Glykane und Proteine
- NLR: Nod Like Receptors: Im Cytoplasma. Erkennen bakterielle, virale, parasitäre und pilzliche PAMPs
- RLR: RIG Like Receptors: Im Cytoplasma. Erkennen virale DNA
- CLR: C type lectin Like Receptors: An Plasmamembran. Erkennen Glykane an Fungi un Bakterien
TLR
Struktur und Aktivierung
LRR Sequenz extrazellulär -> Erkennungssequenz
TIR: Toll/IL-1 Rezeptor Domäne intrazellulär -> Signalweiterleitung
Aktivierung: konvexen Oberfläche enthalten Bindungsstellen für Lipopeptide. Die Bindung von 2 TLR an das selbe Lipopeptid führt zur Dimerisierung
Nach Bindung von LPS -> Rekrutierung von TIR-containing adaptors wie MyD88-> Bildung und Aktivierung von Kinasekomplexe
NLR
Intrazellulär
- LRR
- NOD: Nucleotide-binding Oligomerization Domain-like
- CARD: Caspase Recruit Domain: Interaktion mit anderen Bindungspartner in der Zelle
Nach Bindung von PGN: Interaktion mit RICK (RIP Like interacting caspa se like apoptosis regulatory protein kinase)
Aktivierung NF-kB
p50 + p65 (inhibiert durch IkB)
mit TLR:
- Dimerisierte TLR rekrutieren IRAKs, dadurch wird E3 Ubiquitin-Ligase TRAF6 aktiviert
- TRAF6 wird polyubiquitiniert, entsteht Gerüst für Aktivierung von TAK1
- TAK1 phosphoryliert IKKß UE was IkB phosphoryliert
- IkB wird abgebaut, NFkB gelangt ins Zellekern
--> Induktion Expression von Cytokinen
mit NLR
Durch Bindung bakterielle Liganden an NOD Proteine wird Kinase RIP2 gebunden, die TAK1 aktiviert -> Aktivierung NFkB
Inflammasom Aktivierung
- Der Ausstrom von Kalium führt zur Dissoziation von Chaperonen, die NLPR3 in inaktiven Konformation halten.
- NLPR3 bildet Oligomere mit ASC, sodass Procaspase1 proteolytisch gespalten wird
- Caspase1 setzt gereifte inflamatorische Cytokine aus ihren Proproteinen frei
Polymorph nukleäre Zellen
Myeloide Zellen
- Neutrophile, eosinophile und basophile Granulocyten sind professionelle Phagozyten
- Netrophile Granulozyten sind die effizientesten. Töten Erreger durch Produktion von Sauerstoffradikale und Stickstoffradikale
- Vermehrung von Infektionserreger an Ort und Stelle minimieren
Transmigration zu Infektionsherd
- Adhäsives Rollen: Selektinvermittelte Adhäsion ist schwach
- feste Bindung: durch Chemokine und Immunglobuline
- Diapedese: Durchquetschen durch Endothelezelle (Transmigration)
- Wanderung: Zum Infektionsherd entlang Chemokinengradient