Allgemein

Die Hautbarriere wird verletzt

Bakterien dringen durch die verletzte Haut in die Wunde

Signalstoffe werden freigesetzt

Signalstoffe lösen Röttung, Schwellung und erhöhte Durchlässigkeit von Blutgefäßen aus

Reaktion ist eine starke Durchblutung

Durch erweiterte Blutgefäße können Riesenfresszellen aus den Blutgefäßen austreten

Die Riesenfresszellen gehören zu den weißen Blutzellen, sie verdauen die Erreger und zerstören die Zellen

Die Entzündung klingt langsam wieder ab

Unsere Haut und Schleimhäute dienen als mechanische Barriere um unseren Körper vor Krankheiten zu schützen.

Intakte Haut und Schleimhäute (Bronchien, Nase und Darm) sind eine wesentliche Vorraussetzung für unsere Gesundheit. -unterstützen das Immunsystem

Grenzflächen (Haut und Schleimhäute) defekt -> Erreger kommt in den Körper -> Überreaktion des Immunsysems

Folge: Allergien Neurodermitis, Nahrungsunverträglichkeiten oder eine erhöhte Infektionsanflligkeit

-chemische Barriere aus antimikrobiellen und antiviralen Substanzen

-physikalische Barriere ist die schützende Scleimschicht in den Schleimhäute

-mechanische Barriere aus den Zellen der Schleimhäute

-> Zellen werden durch Proteinkomplexe (Eiweiß) zusammengehalten -> verhindert das eintreten von Fremdstoffen in den Körper

-Erreger treten in den Körper ein

-Makrophage präsentiert Antigenfragmente

-T-Heferzelle wird aktiviert

-T-Helferzelle kommuniziert mit Abteil B und T und aktiviert diese

-T-Gedächtniszelle greift auf bisherige Erinnerungen zurück -> Vernehmung

-B-Zelle aktiviert bei Erkennung Antigene

-Plasmazelle bildet Antikörper

-Antikörper verklumpen die Erreger

-> wenn der Erreger zu stark ist werden T-Killerzellen aktiviert

-Körperzelle wird von Virus befallen

-Körperzelle präsentiert Antigenfragmente

-T-Helferzelle kommuniziert mit Abteil B und T und aktiviert diese

-T-Gedächtniszelle greift auf bisherige Erinnerungen zurück -> Vermehrung

-Körperzellen kommunizieren mit den Riesenfresszellen

-Riesenfresszellen fressen den Erreger

-> wenn der Erreger zu stark ist werden T-Killerzellen aktiviert

Antikörper sind die spezifische Immunantwort auf Antigene.

Sie werden von Plasmazellen (differenzierten B-Lymphozyten) in unserem Blut gebildet. Jede dieser Plasmazellen kann nur eine Art Antikörper bilden – deswegen „spezifisch“ – aber ihre Diversität ist enorm.

Zusammentreffen von Antigenen und Antikörpern. Es verbinden sich bei einer Immunreaktion die Enden der passenden Antikörper mit dem entsprechenden Antigen. Durch die Verknüpfung vieler Antikörper, welche jeweils zwei Bindungsstellen haben, kommt es schließlich zur Verklumpung der Erreger, so dass diese nicht mehr in die Zellen eindringen können und für das Immunsystem markiert sind. Daraufhin werden Fresszellen aktiviert, die u.a. auch den Rest des von den T-Zellen zerstörten Zellkerns beseitigen.

Ziel der aktiven Impfung ist der Aufbau eines langfristig wirksamen Schutzes. Hierzu werden abgetötete oder auch nur Bruchstücke der Erreger bzw. abgeschwächte Krankheitserreger, die selbst keine ernsthafte Erkrankung mehr verursachen können, verabreicht.

Auf diese Weise wird dem Körper vorgegaukelt, dass er an einer Infektion leidet.

Die natürliche Reaktion unseres Körpers auf Infekte ist die Bildung von Antikörpern und Gedächtniszellen. Kommt man einmal mit dem eigentlichen, lebenden Erreger in Berührung, erinnern sich die Zellen schnell an die Krankheit und verhindern die weitere Ausbreitung.

Um einen vollständigen Impfschutz gegen eine Krankheit zu erreichen, sind meistens mehrere Teilimpfungen notwendig.

Bei einer passiven Impfung werden dem Körper bereits fertige Antikörper gegen einen Krankheitserreger gespritzt. Das eigene Immunsystem ist hier also nicht an der Immunisierung beteiligt - es bildet selber keine Antikörper, bleibt also passiv.

Die gespritzten Antikörper stammen entweder von Menschen oder von Tieren, die ihrerseits aktiv geimpft wurden oder die jeweilige Infektion bereits durchgemacht haben und infolgedessen spezifische Antikörper gegen den Erreger produzierten.

Eine passive Impfung wird meist dann verabreicht, wenn sich der Körper bereits mit dem krank machenden Erreger infiziert hat und daher für eine aktive Immunisierung nicht mehr genügend Zeit bleibt. Die gespritzten Antikörper wirken sofort und können den eingedrungenen Krankheitserreger in kürzester Zeit vernichten. Allerdings werden sie vom Körper mit der Zeit abgebaut (weil es Fremdstoffe sind). Deshalb hält der Impfschutz nach einer passiven Immunisierung nur maximal drei Monate an.

Vektorimpfstoffe enthalten den Bauplan für einen Bestandteil des Virus. Dieser Bauplan wird im Reagenzglas künstlich hergestellt und besteht bei Vektorimpfstoffen aus DNA. Im Fall der Covid-19-Impfung trägt der Bauplan die Anleitung für das Spike-Protein des Coronavirus.

Dieses Protein bedeckt die Oberfläche des Virus wie Stacheln und ist daher gut für unser Immunsystem erkennbar. Beim Vektorimpfstoff werden die DNA-Stücke in veränderte Adenoviren, die für den Menschen harmlos sind, eingepackt, damit der Bauplan in die Körperzellen gelangen kann.

Nachdem der Impfstoff in den Muskel gespritzt wurde, dringen die Adenoviren in unsere Zellen ein und übertragen den DNA-Bauplan in den Zellkern. Zelleigene Proteine schreiben die DNA anschliessend in mRNA um. Die mRNA dient den Ribosomen ausserhalb des Zellkerns als Vorlage für die Produktion der Spike-Proteine. Die Spike-Proteine werden anschliessend zur Zelloberfläche transportiert und sind somit für die Immunzellen erkennbar. Das Immunsystem wird dadurch aktiviert und es werden beispielsweise Antikörper gegen das Spike-Protein produziert. Zudem wird im Immunsystem eine Erinnerung hinterlegt, welche die Person bei einer erneuten Infektion vor dem Virus schützt.

Die mRNA-Impfstoffe enthalten den Bauplan für einen bestimmten Bestandteil des Virus. Dieser Bauplan wird im Reagenzglas künstlich hergestellt und besteht aus mRNA. Im Fall der Covid-19-Impfung trägt der Bauplan die Anleitung für das Spike-Protein des Coronavirus.

Dieses Protein bedeckt die Oberfläche des Virus wie Stacheln und ist daher gut für unser Immunsystem erkennbar. Im mRNA-Impfstoff wird die mRNA zu ihrem Schutz in eine Hülle aus Fetten (Lipid-Nanopartikel) eingepackt, damit sie in Körperzellen gelangen kann und nicht sofort wieder abgebaut wird.

Der Impfstoff wird in den Muskel eines Menschen gespritzt. Die Körperzellen nehmen die mRNA auf, lesen den Bauplan ab und produzieren das Spike-Protein. Dieses wird anschliessend an die Oberfläche der Zelle transportiert und kann so von den Immunzellen erkannt werden. Das Immunsystem wird dadurch aktiviert und es werden beispielsweise Antikörper gegen das Spike-Protein gebildet. Weiter wird im Immunsystem eine Erinnerung hinterlegt, welche die Person bei einer erneuten Infektion vor dem Virus schützt.

Die Proteinimpfstoffe enthalten einen kleinen Bestandteil des Krankheitserregers. Im Fall der Covid-19-Impfung ist es das Spike-Protein des Coronavirus.

Dieses Protein bedeckt die Oberfläche des Virus wie Stacheln und ist daher gut für unser Immunsystem erkennbar.

Für den Impfstoff wird das Spike-Protein im Labor in Zellkulturen hergestellt und anschliessend gereinigt. Den Spike-Proteinen wird anschliessend ein Nanopartikel zugegeben. Dadurch fügen sich die Spike-Proteine zu Nanostrukturen zusammen. Um die Wirksamkeit zu erhöhen, wird zudem ein Adjuvans (Wirkverstärker) hinzugefügt.

Der Impfstoff wird anschliessend in den Muskel oder unter die Haut eines Menschen gespritzt. Das Immunsystem wird dadurch aktiviert und es werden beispielsweise Antikörper gegen das Spike-Protein gebildet. Weiter wird im Immunsystem eine Erinnerung hinterlegt, welche die Person bei einer erneuten Infektion vor dem Virus schützt.

Sowohl die Proteinimpfstoffe als auch die mRNA-Impfstoffe und die Vektorimpfstoffe gegen Covid-19 nutzen das Spike-Protein, um das Immunsystem zu aktivieren. Bei den Proteinimpfstoffen werden Spike-Proteine im Labor hergestellt und dann einem Menschen verabreicht. Bei den mRNA- und Vektorimpfstoffen hingegen wird der Bauplan des Spike-Proteins einem Menschen verabreicht (in Form von mRNA bei mRNA-Impfstoffen oder in Form von DNA bei Vektorimpfstoffen). Die Körperzellen des Menschen produzieren anschliessend die Spike-Proteine selbst.

Vergleich von Pflanzenzelle und Tierzelle in Textform

Trotz einiger Unterschiede gehören Pflanzenzelle und Tierzelle beide zusammen zu den Eukaryoten und sind damit klar von den Prokaryotenabzugrenzen. Tier- und Pflanzenzelle verfügen gemeinsam über diese Zellorganellen: Endoplasmatisches Retikulum, Golgi-Apparat, Ribosomen, Mitochondrien und Zellkern.Jedoch besitzen nur Pflanzenzellen Chloroplasten und Vakuolen. In den Chloroplasten betreiben Pflanzen Photosynthese. Dies ist bei Tierzellen nicht möglich. Ferner speichern die Vakuolen das Wasser in der Pflanzenzelle. Die Stützfunktion der Zelle übernimmt bei den Pflanzenzellen die Zellwand. Dagegen hält das Zytoskelett die Eucyten in ihrer Form. Als Kohlenhydratspeicher fungiert bei Pflanzenzellen Stärke, wohingegen Tierzellen Energie in Form von Glykogen speichern können. Der interzelluläre Kontakt, also der Stoffaustausch zwischen mindestens zwei Zellen, erfolgt bei Pflanzen über die sogenannten Plasmodesmen, bei Tieren über Desmosomen. Die Möglichkeit des Zellkontaktes und damit des Austausches von Stoffen über mehrere Zellen hinweg ist die Grundlage für komplexe, mehrzellige Lebewesen. Pflanzenzellen gelten hierbei als autotroph. Sie können keine organischen Stoffe aus der direkten Umgebung direkt aufnehmen. Das müssen Pflanzen auch nicht, da sie die benötigten Stoffe aus Wasser, Kohlenstoffdioxid und Licht selber herstellen können (Photosynthese). Tierzellen sind heterotroph. Sie müssen zwingend organische Stoffe von Außen aufnehmen, um überleben zu können. Für die Zellentgiftung nutzen Tierzellen Peroxisomen. Mit Hilfe dieser Organellen können Zellen den oxidativen Abbau von Fettsäuren katalysieren. Auch die bei Pflanzen aktiven Glyoxysomen gehören eigentlich zu den Peroxisomen, sind aber besonders auf die Stoffwechselvorgänge der Pflanzenzelle spezialisiert.

Die Anweisungen für Proteine sind in DNA-Sequenzen kodiert. Der Prozess des „Lesens“ von DNA-Sequenzen und deren Verwendung zur Bildung eines Proteins erfordert zwei Phasen: Transkription und Translation. Bei der Transkription werden die Anweisungen aus der DNA, in die mRNA vervielfältigt.

Nach der Transkription bindet sich die fertige mRNA, an das Ribosom, wo sie übersetzt wird. Die Translation ist der Prozess, bei dem ein langer Strang von Codons in einen langen Strang von Aminosäuren übersetzt wird. Jeder Strang von Aminosäuren, der in einer bestimmten Reihenfolge angeordnet ist, steht für ein bestimmtes Protein.

Transkription:

Das Enzym RNA-Polymerase liest einen betreffenden Genabschnitt auf der DNA ab. Dazu wird die sonst immer fest aufgewickelte DNA auf einem kurzen Abschnitt entwirrt und die zwei DNA-Stränge werden getrennt.

Das Enzym läuft den Strang entlang und bildet eine mRNA aus.

Jetzt löst sich die mRNA und der DNA-Strang wickelt sich wieder auf. Die mRNA wandert jetzt zu den Ribosomen, an denen die Translation stattfindet.

Translation:

Der Bau des Proteins beginnt mit einer bestimmten Aminosäure. Die Aminosäure ist an der tRNA. Die tRNA lagert sich an ein Ribosom an. Jetzt lagert sich die nächste tRNA mit der entsprechenden Aminosäure an die mRNA an. Die beiden Aminosäuren verknüpfen sich mit einer Peptidbindung.

Am Ende löst sich die letzte tRNA von der mRNA, ohne von einer weiteren tRNA gefolgt zu werden. Das Protein ist fertig und die mRNA kann vernichtet werden. Das Ribosom, das sich am Anfang der Translation aus zwei Einheiten zusammensetzt, zerfällt wieder in zwei Einheiten.