Vl.6_angebor_Immun

• Immunität: Gefeit-Sein, Abwehrfähigkeit

• pathogene Erreger

• Entartete Zellen (krebsartig)

• gealterte Zellen

• Kommensale Erreger -> Mikroorganismen, die auf auf oder im Organismus leben ohen zu schaden (z.B.: Auf der haut)

• intakte Körperzellen

• Apathogene Antigene (Allergene)

• chronische Entzündungen entstehen

• Toleranzverlust ist häufigster Immundefekt

• Pathogen -> Stoff, der Krankheiten ausläst (Viren, Bakterizen, Pilze, Parasiten

• Immunogen -> Stoff der eine Immunreaktion hervorruft

• Antigen -> Stoff der vom adaptiven Immunsystem erkannt wird

• Epitop -> Zellen eines Antigens, der von Antikörpern oder T-Zellen erkannt wird

• weiße Blutzellen

• dazu zählen

  • Lymphozyten,

  • polymorphkernige

    Leukozyten

  • Monozyten

    
    

  • 
    

    Mensch: 1.000.000.000.000 (10 hoch 12) Leukozyren

  • täglich 10 hoch 9 Zellen neugebildet

• Angeborenes -> Pathogen; erkennung von “Mustern von Strukturmotiven”

• Adaptives -> Antigen; Erkennung “individueller” Antigene

  
  

• angeb: wird aktiviert bei Entzünfung und Abwehr -> Reparatur

• adapt: Immunantwort, klonale Expansion (= starke Vermehrung von Immunzellen nach Erkennung des Antigens) -> Immunität

  
  

• angebor. IMS zytokine Kostimulation des adap. IMS -> Interaktion von Zytokinen (Signalmolekülen des Immunsystems) mit Immunzellen

• Komplement -> Gruppe von Proteinen im Blutplasma, Teil des angeborenen Immunsystems Ziel: Markierung von Erregern, Lyse von Zellen, Entzündungsreaktion

• Zytokine T-Zellen Antikörper vom adapt. zum Angeb.

  
  

• humoral bedeutet, dass die Immunantwort durch lösliche Substanzen wie Antikörper im Blutplasma vermittelt wird, im Gegensatz zur direkten Zellaktivität.

• hämatopoietische System = Alle zellulären Bestandteile des Blutes stammen von derselben Vorläuferzelle im Knochenmark ab

• Alle aus einer pluripotenten Stammzelle des Knochenmarks!

• a) Aus eine lymphoiden Stammzelle:

  • Stammzelle -> lymphoide Stammzelle -> Thymus = T-Lymphozyte

  • Stammzelle -> lymphoide Stammzelle -> NK-Lymphozyte und B-Lymphozyte

  • Stammzelle -> lymphoide Stammzelle -> B-Lymphozyte -> Plasmazelle

• b) aus einer myeoliden Stammzelle:

  • Stammzelle -> myeolide Stammzelle -> Erythrozyte, Monocyte und Granulocyten

  • Stammzelle -> myeolide Stammzelle -> Monocyte -> Macrophage

• primär: Thymus und Knochenmark -> Fkt: Reifung der T- und B-Zellen

• sekundär: Milz und Lymphknoten -> Fkt: Induktion der adap. Immunantwort

• durch:

  • a) physikalische/chemische Barrieren und

  • b) Verteidigung der Gewebe durch Makrophagen und Neutrophile

• Haut 2qm

• Schleimhäute:

  • Lunge 100qm, Darm 200qm

  • Epithelien produzieren Mucus, der des Eindringen von Viren und Bakterien verhindern soll.

  • 95% Wasser, Mucin (Glycoproteine), Proteoglycane, Proteinen, Lipiden, DNA

  • Flimmerepithelien im Respirationstrakt fördern gebundene Substanzen nach außen

• weitere Abwehrmechanismen bereits in vorherigen KArteikarten

• Pathogene werden von Phagozyten erkannt, aufgenommen und abgetötet

• betieligte Zellen: Makrophagen, polymorphkernige neutrophile Granulozyten

• lange Lebensdauer (Monate bis Jahre)

• in bindegeweben und Organen

• heranreifung aus zirkulierenden Monocyten (Wandern vom Blutsrom ins gewebe)

• Erkennung von Kohlenhydratstrukturen (z.B. Mannose), Antikörpern und Komplement (->Phagozytose), PAMP = Pathogen Associated Molecular Pattern

• Funktion:

  • Bekämpfung von Bakterien, Viren und Protozoen, die sich intrazellulär vermehren

  • Abbau von körpereigenem Zelledebris

  • Cytokin-/Chemokinproduktion (-> Entzündungsmediatoren)

-> Makrophagen kommen mit Pathogenen im gewebe als ertse in Kontakt -> Mobilisierung von Neutrophilen!

• vorherrschender Leukozyt im Blut

• Anreicherung in akut entzündeten Geweben

• kurze Lebensdauer (5 Tage)

• mehrfach segmentierter Kern, viele Granula (= membranumschlossene Partikel, enthalten z.B. Enzyme für die Immunawehr)

• Erkennung von Antikörper und Komplement auf Bakterien (→ Phagozytose)

• Antibakterielle Enzyme (z.B. Lysozym)

• Hauptbestandteil des Eiters

1. Chemotaxis -> Bakterien triggern Macrophagen dazu Zytokine und chemokine freizugeben

2. Inflammation (Entzündung) -> Vasodilatation (=Erweiterung der Blutgefäße) und erhöhte vaskuläre Permeabilität verursachen Rötung, Wärme und Schwellung.

3. Diapedese -> Entzündliche Zellen wandern ins Gewebe ein und setzen entzündliche Mediatoren frei, die Schmerzen verursachen.

-> siehe Erklärung in Vorlseungsunterlagen

1. Alarm: Interleukin Freisetzung

2. Anlocken weiterer Immunzellen + Gewebezerstörung

3. Gewebe-Reperatur

4. Zerstörung der Aufgenommenen Pathogene

5. Limitierung der Entzündungsreaktion

6. Antigenpräsentation

• Interleukine = Proteingruppen, die als Zytokine fungieren und die Kommunikation zwischen Immunzellen regulieren, um Entzündungsreaktionen, Immunantworten und andere biologische Prozesse zu steuern.

• Einbeziheung des gesamten IMS -> immunzellen werden aktiviert

• Fieber, Fatigue, Anorexie

• Aktute Pahse-Antwort/ Hormonelle Adaption, Induktion kataboler Stoffwechsellage

• Induktion von Adhässionsmoleküöen (z.B. ICAM, VCAM) lockt weitere Immunzellen an, diese produzieren lytische Enzyme, die das Gewebe zerstören

• Wachstumsfaktoren:

  • TGF-ß = Tranforming growth factor beta

  • IGF-1 = Insulin-like growth factor 1

• Makrophagen produzieren Wachstumsfaktoren wie TGF-beta und IGF-1.

• Diese Faktoren stimulieren Zellwachstum, Zelldifferenzierung, Kollagenbildung und die Produktion extrazellulärer Matrix (ECM) für die Gewebe-Reparatur.

• Freisetzung von TNF-alpha und IL-1 durch die Makrophagen :

  • TNF-alpha: Verstärkt die Entzündungsreaktion und induziert Apoptose.

  • IL-1: Fördert Entzündungsreaktion und Immunzell-Rekrutierung.

• Entzündungsreaktion und Immunantwort: TNF-alpha und IL-1 unterstützen die Immunantwort und helfen bei der Eliminierung von Pathogenen.

• Intrazellulärer Abbau durch Enzyme (z.B. Lysozym und Hydrolase) und reaktive Sauertsoffverbindungen

  • Makrophagen produzieren reaktive Sauerstoffverbindungen wie Superoxidradikale (O2-) und Wasserstoffperoxid (H2O2). -> haben bakterizide Wirkung und können Pathogene direkt schädigen oder deren Zellkomponenten angreifen.

• Induktion der Entzündungskaskade durch Makrophagen:

  • Aktivierte Makrophagen setzen pro-inflammatorische Zytokine wie Interleukin-1 (IL-1), Tumor-Nekrose-Faktor-alpha (TNF-alpha) und andere Entzündungsmediatoren frei.

• Rolle von IL-1 und TNF-alpha:

  • IL-1: IL-1 verstärkt die Entzündungsreaktion, indem es die Produktion weiterer Entzündungsmediatoren und Adhäsionsmoleküle stimuliert.

  • TNF-alpha: TNF-alpha verstärkt die Entzündungsreaktion, aktiviert Endothelzellen zur Freisetzung von Adhäsionsmolekülen und lockt weitere Immunzellen an den Entzündungsort.

• Stoppen der Entzündungsreaktion durch negative Rückkopplung:

  • Makrophagen produzieren anti-inflammatorische Zytokine wie Interleukin-10 (IL-10) und Interleukin-1-Rezeptor-Antagonist (IL-1-RA).

  • IL-10: IL-10 hemmt die Produktion von pro-inflammatorischen Zytokinen und reduziert die Aktivität von Immunzellen, um die Entzündung zu dämpfen.

  • IL-1-RA: IL-1-RA blockiert die Bindung von IL-1 an seine Rezeptoren und reduziert so die Entzündungsreaktion.

• Rolle von löslichen TNF-Rezeptoren (sTNF-Rezeptoren):

  • Makrophagen können auch lösliche Formen von TNF-Rezeptoren freisetzen, die TNF-alpha neutralisieren und dessen pro-inflammatorische Wirkung reduzieren.

• Regulation der Immunantwort und Gewährleistung der Homöostase:

  • Durch die Produktion von anti-inflammatorischen Mediatoren und die Neutralisation von pro-inflammatorischen Zytokinen tragen Makrophagen zur Regulierung der Immunantwort bei und helfen, eine übermäßige Entzündung zu verhindern.

• Makrophage ist Antigenpräsentierende Zelle: T-Lymphozyten erkennen nur Antigene (Bestandteile des Pathogens) wenn sie auf Antigenpräsentierenden (AP) Zellen präsentiert werden (Spezifität)

1. Aufnahme des Antigens/Zelle in das Endosom:

   • Durch Phagozytose: Makrophagen und andere antigenpräsentierende Zellen nehmen Antigene oder ganze Zellen durch Phagozytose auf.

   • Durch Rezeptoren: Antigenpräsentierende Zellen können Antigene auch über spezifische Rezeptoren wie Fc-Rezeptoren (für Antikörper), Komplementrezeptoren oder Lectin-Rezeptoren erkennen und aufnehmen.

2. Verschmelzung mit MHC-II-Kompartiment:

   • Das Endosom, das das aufgenommene Antigen oder die aufgenommene Zelle enthält, verschmilzt mit einem speziellen Kompartiment, das MHC-II-Moleküle enthält.

   • MHC-II-Moleküle sind Moleküle des Hauptgewebeverträglichkeitskomplexes (MHC), die Peptide auf der Zelloberfläche präsentieren und eine Interaktion mit T-Zellen ermöglichen.

3. Abbau durch Ansäuern:

   • Das Endosom wird sauer, was den pH-Wert senkt und die Aktivität von sauren Proteinasen erhöht.

   • Saure Proteinasen beginnen mit dem Abbau des aufgenommenen Antigens oder der aufgenommenen Zelle in kleinere Fragmente.

4. Austausch von Liganden gegen Antigen:

   • Im Endosom erfolgt der Austausch von Liganden wie Linke (Li) gegen die Antigene.

   • Die Antigene binden nun an die MHC-II-Moleküle und werden für die Präsentation an der Zelloberfläche vorbereitet.

5. Kürzen des Antigens auf Peptide von ca. 10-15 Aminosäuren:

   • Durch die Aktivität der Proteinasen im Endosom werden die Antigene in Peptide von etwa 10-15 Aminosäuren Länge zerlegt.

   • Diese Peptide binden dann an die MHC-II-Moleküle und werden auf der Zelloberfläche präsentiert.

6. Transport an die Zelloberfläche:

   • Die mit den Peptiden beladenen MHC-II-Komplexe werden zur Zelloberfläche transportiert und dort präsentiert.

   • T-Zellen können nun die präsentierten Peptide erkennen und eine spezifische Immunantwort initiieren, indem sie mit den antigenpräsentierenden Zellen interagieren.

• 1. Rubor - Rötung

  2. Dolor - Schmerz

  3. Calor - Wärme , Fieber

  4. Tumor - Schwellung

  5. Functio laesa - Funktionseinschränkung

• Bei einer Erkältung greifen wir oft zu Medikamenten, um unsere Symptome zu lindern. Bei einer Grippe aber kann dies für andere fatale Folgen haben, wie kanadische Forscher festgestellt haben. Denn Aspirin, Paracetamol oder Ibuprofen machen uns zu noch effektiveren Virenschleudern als ohnehin schon.

• Im Falle einer Grippewelle oder gar Pandemie könnten sogar rund fünf Prozent der Influenzafälle auf die unnötige Einnahme fiebersenkender Mittel zurückgehen, berichten die Wissenschaftler. Das entspricht allein in den USA mehr

  als tausend unnötigen Grippetoten.

  
  

• 33-47 AA lange Peptide mit 3 intramolekularen Disulfidbrücken

• Von neutrophilen Granulozyten und Epithelzellen gebildet

• Wirkung: lagern sich mit ihren kationischenlipohilen AA in Zellmemebran ein und permeabilisieren diese

• erleichtern Anheftung und Aufnahme von Erregern durhc Makrophagen: Markierung

• opsonine erleichtern es den Makrophagen: Diese schütten

  desweniger weniger Interleukine aus. Je besser die

  Opsonierung desto geringer das Risiko der chronischen Entründung

• Bestandteil der Tränenflüssigkeit, Speichel, Mucus

• Voewiegend gegen Gram+ Bakterien

  • Spaltet im Peptidoglucan die Bindung zwischen N-

    Acetylmuraminsäure und N-Acetylglycosamin

• Wird biotechnologisch verwendet:

  • Bakterienlyse

  • Zusatzstoff, z.B. im Bier

• besteht aus: (= „triggered-enzyme“-Kaskade)

  vielen Plasmaproteinen, die z.T. als Zymogene vorliegen (Proteasen, die erst nach Spaltung aktiv werden)

• dient der Erkennung von:

  • Antigen-Ak-Komplexen (Pathogen-Oberflächen),

  • Mannose auf Pathogenen,

  • Pathogen-Oberflächen (direkt)

  
  

• bewirkt

  • Die Ausschüttung von Entzündungsmediatoren und die Rekrutierung von Phagozyten,

  • opsonisiert Pathogene,

  • Lysiert Zielzellen (MAC)

• Klassicher Weg -> Antigen/Antikörper Komplexe

• MB-Lektin-Weg -> MBL bindet an MAnnose auf Pathogenen

• Alternativer Weg

• Kaskade von nacheinandergeschalteten Enzymen (=Konvertasen, die sich nachfolgend akivieren durch Spaltung)

• in zwei SPaltprodukte:

  • C3a-:

    • kleines Produkt, diffundier weg und dient als Signalstoff für weitere Komponente der zellulären Immunantwort -> Komplementsystem wurde aktiviert

  • C3b-:

    • größere Untereinheit, verbleibt lokal und vermittelt weitere Reaktionen: z.B: wiederum KOnvertase/Protease Aktivität um weitere Komponenten der Kaskade zu aktivieren

• Zersörung der Pathogenen Zelle durch Proenbildung

• Bindugn von Kompementfakotren (C3b und C4b) auf Pathogenen: Opsonierung (=Markierung von Pathogenen): Verbindung zur zellulären Abwehr

• Chemotaxis: weiitere Immunzellen werden druch freie C3a, C5a an Entzündungsort gelockt

• Komplemet zerstört Zellen -> gute Regulation erforderlc, damit keine körpereigenen Zellen angegriffen werden.

• Alle körpereigenen Zellen tragen Komplementinhibitoren (CD5, CD46 und CD59) auf der oberfläche

  
  

• CD55 und CD59 können wg. Gendefekt nicht GPI-Verankert werden auf Plasmamembran

• Eryhtrocyten besitzen den dritten Inhibitor CD46 nicht, werden deswegen wg. dem Fehlen aller drei Faktoren von Komplementsystem lysiert.

• Proteine, die Merkmale vom Pathogenen erkennen, kommen als sezernierte Proteine und als Zelloberflächen-Rezeptoren vor

• Erkennung von Mustern von wiederholten Strukturmotiven auf Mikroorganismen (gemeinsam bei zahlreichen Pathogenen)

• Phagozyten erkennen entweder Rezeptor/Pathogen-Komplex oder Pathogen direkt

• bindet am Muster von KH-Gruppen mit bestimmter räumlicher Ausrichtung

• MBL hat zwei bis sechs Cluster von Kohlenhydrat-Erkennungsdomänen. Mit jedem der Cluster haben die Kohlenhydrat-Bindungsstellen eine feste Orientierung. -> MBL kann so an KH von Pathogenen binden

• MBL bindet mit hoher Affinität an Mannose- und Fucose-Reste mit korrektem Abstand.

• Mannose- und Fucose-Reste mit unterschiedlichem Abstand werden nicht von MBL gebunden.

• spielen eine entscheidende Rolle im angeborenen Immunsystem, indem sie als Mustererkennungsrezeptoren fungieren und auf pathogenassoziierte molekulare Muster (PAMPs) reagieren

• TLRs erkennen spezifische Strukturen, die in Pathogenen vorkommen, wie z. B. bakterielle Lipopolysaccharide (LPS), virale RNA oder DNA, und Pilzbestandteile. -> Diese Strukturen sind PAMPs

• LPS werden hauptsächlich TLR4 auf Makrophagen-Oberfläche erkannt

• Aktivierung von TLR4 führt zur Aktivierung von Signalwegen, wie dem NF-kB

• NF-kB aktiviert, Transkription von Entzündungsgenen, die die Produktion von pro-inflammatorischen Zytokinen wie TNF-alpha, IL-1, IL-6 und IL-8 stimulieren

= von Zellen gebildete Protein-Botenstoffe

• Interleukine -> von leukozyten produzierte Zytokine

• Lymphokine -> von Lymphozyten produzierte Zytokine

• Monokine -> von Monozyten produzierten Zytokine

• Chemokine -> Chemotaktisch wirksame Zytokine

• lymphatischen Ursprungs, aber ohne Antigen-spezifische Rezeptoren → Teil des angeborenen Immunsystems

• Bekämpfung infizierter Zellen oder Tumor-Zellen

• Abtöten von Zellen mit…

  • ... "abnormalen" Strukturen auf der Oberfläche (MHC-I ↓) -> Gesunde Körperzellen exprimieren normale Mengen an MHC-I-Molekülen auf ihrer Oberfläche. NK-Zellen erkennen diese MHC-I-Moleküle und erkennen somit, dass die Zelle "gesund" ist und nicht angegriffen werden sollte.

  • gebundenen Antikörpern