Blut und Immunsystem
Themenblock für das 3. Semester Medizin UZH
Themenblock für das 3. Semester Medizin UZH
Kartei Details
| Karten | 174 |
|---|---|
| Lernende | 11 |
| Sprache | Deutsch |
| Kategorie | Medizin |
| Stufe | Universität |
| Erstellt / Aktualisiert | 19.11.2016 / 01.11.2023 |
| Weblink |
https://card2brain.ch/box/blut_und_immunsystem6
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physiologische pH-Werte
· extrazellulär: ~7.4 = 43-37 nM H+
· intrazellulär: ~7.1 = 100-63 nM H+ (Ausnahme: saure Kompartimente)
Henderson-Hasselbalch-Gleichung / Pufferung
\(\mathrm{pH = pK_s + log {[A^-] \over [HA]}}\)
· optimale Pufferungsbereich bei pH = pKs ± 1 (empirisch festgelegt)
· Pufferkonzentration bestimmt Pufferkapazität aber nicht Pufferbereich
Hydrogencarbonat-Puffersystem
· CO2 + H2O ↔︎ H2CO3 ( verläuft chemisch langsam → beschleunigt durch Carboanhydrase )
· H2CO3 ↔︎ H+ + HCO3- ( verläuft schnell / Protonenübertragungsreaktion )
· CO2 + H2O ↔︎ H+ + HCO3-
· es hat 400x mehr CO2 als H2CO3 ( [H2CO3] ~ 0.003mM )
· [CO2] ~1.2mM / [HCO3-] ~24mM → pH = 6.10 + 1.3 = 7.4
· p(CO2) = 40mmHg / kH(CO2) = 0.03 mM/mmHg → [CO2] ~1.2mM
· offenes Puffersystem (Pufferkonzentration ist nicht konstant): [CO2] ~ konstant / [HCO3-] variabel
→ grösserer Pufferbereich
Antikörper ( Aufbau / Funktionen / Besonderheiten )
· schwere Ketten (γ,μ,α,δ,ε) definieren die Antikörper-Klasse ( IgG, IgM, IgA, IgD, IgE )
· leichte Ketten (κ,λ) bestehen bei allen Antikörpern aus zwei Typen
· Immunoglobulindomänen bestehen aus β-Faltblättern und β-Schleifen (keine α-Helices)
· Immunoglobuline sind Glykoproteine
· IgG → Antikörper der späten Immunreaktion ( kommt 10x häufiger als alle anderen AKs vor / Rhesus-Antikörper )
· IgA → Funktion unbekannt ( Monomer oder Dimer / v.a. auf Schleimhautoberflächen und in Körperflüssigkeiten )
· IgM → Antikörper der frühen Immunreaktion ( bei frischer Infektion / grösster Antikörper / als Monomer als BCR )
· IgD → Funktion unbekannt ( v.a. auf der Oberfläche von B-Lymphozyten )
· IgE → für allergische Reaktion und Abwehr von Parasiten ( binden an Mastzellen → Histaminausschüttung )
· IgG hat vier Untertypen / IgA hat drei Untertypen
· IgG hat nur eine N-gebundene Kohlenhydratkette / alle anderen Ig haben mindestens 5 Kohlenhydratketten
Antikörper-Vielfalt / Bildung der Ketten
· an 3 Stellen in der AS-Sequenz der schweren und leichten Ketten gibt es grosse Sequenzvariabilität
· CDR1: AS-Position 30 / durch somatische Hypermutation
· CDR2: AS-Position 50 / durch Vielzahl der Exone
· CDR3: AS-Position 95 / durch Rekombination und Nukleotideinbau*
· Bildung der leichten Ketten:
· κ: 35 (von 70) V-Exone + 5 J-Exone = variable Domäne / C-Exon = konstante Domäne
· λ: 30 V-Exone + 4 J-Exone = variable Domäne / C-Exon = konstante Domäne
· Bildung der schweren Ketten:
· 40 V-Exone + 25 D-Exone + 6 J-Exone = variable Domäne / C-Exon = konstante Domäne
* terminale Desoxynukleotidtransferase (zufälliger Einbau von Nukleotiden zwischen VH und D bzw. zwischen D und JH)
somatische Hypermutation ( Ablauf / Effekt / Vorkommen )
· Punktmutationen in den variablen Domänen (V / (D) / J)
1. activation-induced (cytidine) deaminase ( AID ) Cytosin → Uracil
2. uracil-N-glycosidase ( UNG ) Uracil → abasisch
3. error-prone DNA polymerase abasisch → unpräzise Reparatur
· pro Zellteilung ca. 1 Mutation pro V-Gen
· Erhöhung der Affinität des Antikörpers zum Antigen (nur Produktion der besser-bindenden AK wird stimuliert)
· kommt nur bei der finalen Reifung der B-Zellen vor
· wird nicht vererbt
IgG ( Aufbau )
· je zwei identische schwere (50 kDa) und leichte (25 kDa) Ketten
· schwere Ketten sind in der «hinge-Region» über Disulfidbrücken miteinander verbunden
· Fab = Antigen-bindendes Fragment
· Fc = konstanter Teil
Wechselwirkung Antigen-Antikörper ( Bindung / Valenz / Affinität / Kreuzreaktivität / ... )
· nicht-kovalente Bindungen ( reversibel )
· Antigenbindungsstelle muss nicht Strukturkomplementär sein ( kann aber bei Bindung entstehen → induced fit )
· Antikörper haben eine niedrigere Dissoziationskonstante als Enzyme ( sollen "Substrat" nicht mehr loslassen )
· alle Antikörper ( Ausnahme IgM ) haben zwei Bindungsstellen und sind somit divalent
· Antigene können monovalent (ein Epitop) oder multivalent (mehrere Epitope) sein
· liegt keine 1:1 AG-AK-Interaktion vor (Epitope ≠ Bindungsstellen) spricht man von Avidität (statt Affinität)
· Avidität = Summe der Affinitäten
· Kreuzreaktivität:
· Bindung des Antikörpers an zwei unterschiedliche Antigene mit ähnlichen Epitopen
· v.a. bei polyklonalen AK (aus Tieren / unterschiedliche AS-Sequenzen) / bei monoklonalen AK (Mensch) selten
Antikörper in der Medizin
· polyklonale Antikörper:
· wichtig in Forschung und Diagnostik
· eingeschränkte Bedeutung in Therapie (z.B. für rasche Neutralisation tierischer Gifte)
· monoklonale Antikörper:
· wichtig in Forschung, Diagnostik und Therapie
· Antikörper für Therapien müssen ...
· Affinität zum Antigen aufweisen
· stabil sein ("hohe" biologische Halbwertszeit)
· sich im Gewebe verteilen können
· Effektorfunktion haben (Komplementaktivierung / Makrophagenaktivierung)
· dürfen nicht Immunreaktion beim Menschen auslösen (AK ist selbst ein Antigen)
→ Humanisierung des Antikörpers (z.B. AK vom Mensch mit aufgesetzten tierischen Sequenzen)
Antikörper in der Diagnostik
· Identifikation von Antigenen in biologischen Proben
· qualitativ: Western-Blot (SDS-Page → Auftrennung nach Masse) → Anwesenheit des Antigens / Masse
· quantitativ: ELISA → Anwesenheit des Antigens / Konzentration / Affinität (KD)
Interleukine ( Synthese-Ort / Funktion )
· IL-1: Makrophagen, Endothelzellen, Fibroblasten, ... / proinflammatorisch
· IL-2: T-Helfer-Zelle (bei Bindung an Antigen auf MHC II) / Aktivierung von Lymphozyten und NK-Zellen
· IL-3: Stromazellen, Endothelzellen, Fibroplasten, ... / Stimulation der Blutbildung (Koloniestimulierender Faktor)
· IL-4: TH2-Zellen / antiinflammatorisch, verringert Produktion von Th1-Zellen, Makrophagen, IFN-γ, IL-12
· IL-5: TH2-Zellen, Mastzellen / chemotakt. Wirkung auf Eosinophile, steigert IgA-Sekretion durch Plasmazellen
· IL-6: Monozyten, Makrophagen, Endothelzellen / Synthese von Akute-Phase-Proteinen
· IL-7: Stromazellen der lymphatischen Organe / stimuliert Wachstum der Vorläuferzellen der Lymphozyten
· IL-8: Monozyten, Endothelzellen, Fibroblasten / Chemokin für neutrophile Granulozyten
· IL-9: T-Helfer-Zellen / verschiedene Funktionen in Lymphozyten
· IL-10: TH2-Zellen, Treg-Zellen / antiinflamm., hemmt Makrophagenfunktion, verhindert übermässige Reaktion
· IL-11: Stromazellen (?) / antiinflammatorisch, wichtig für Homöostase und Hämatopoese
· IL-12: APC, neutrophile Granulozyten / erhält TH1-Zell-Immunantwort aufrecht
· IL-13: T-Lymphozyten / Bildung und Differenzierung von B-Lymphozyten, Inhibition der Makrophagen-Aktivierung
Akute-Phase-Proteine ( Funktion / Synthese )
· lokalisieren Entzündung
· verhindern Ausbreitung
· unterstützen (unspezifisches) Immunsystem
1. bei Gewebeschädigung setzen Endothelzellen, Fibroblasten, Makrophagen Botenstoffe (IL-1 / IL-6 / TNF-α / ...) frei
2. über die Blutbahn erreichen die Botenstoffe die Leber
3. in Anwesenheit von Cortisol werden die ~30 verschiedenen APP synthetisiert
Wirkmechanismen von Leukozyten
· Makrophagen / Monozyten: toxische Zytokine / Oxidantien (HOCl) / freie Radikale (ROS / RNS)
· TH-Zellen: Aktivierung von Makrophagen / Auslösen der Apoptose durch Bindung mittels CD95L an Fas-Rezeptor
· Tc-Zellen: direkter Angriff (Perforine + Granzyme)
· B-Lymphozyten: Antikörperproduktion ( → erleichterte Phagozytose )
Immunsuppresive Therapien
· z.T. sind die Wirkungen noch zu wenig erforscht
· Immunsuppresiva können zu Infektionen und Tumoren führen
· Möglichkeiten ( von unspezifisch → spezifisch ):
· nichtsteroidale Antiphlogistika ( Entzündungshemmer )
· Glukokortikoide ( breites Wirkungsspektrum / Suppression von Zytokinen, Rezeptoren, ... / aber Neutrophile ↑ /
niedrig dosiert → moderat entzündungshemmend / hoch dosiert → stark immunsuppresiv )
· Zytostatika ( Zellwachstums / -teilungshemmer )
· Proliferationshemmer ( Blockade der IL-2 Wirkung → keine Lymphozytenproliferation / z.B. Sirolimus )
· Calcineurininhibitoren ( Block. der TCR-Signaltrans. → keine IL-2-Synthese / z.B. Ciclosporin A / Tacrolimus )
· Zytokine / Zytokinrezeptoren
· Antikörper gegen Zytokine ( hoch spezifisch, aber noch zuwenig erforscht )
