Was ist der Sinn von Quroum Sensing?
Bakterien, die dieses System benutzen, produzieren konstant Signalmoleküle
(Autoinducer), die ins Medium abgegeben werden.
Wenn ein Schwellenwert – das Quorum erreicht wird
wird dies über spezielle Rezeptoren wahrgenommen („Sensing“)
gemessen am AHL Wer
• alle beteiligten Bakterien initiieren daraufhin eine konzertierte gemeinsame Aktion
z.B. die Ausscheidung von Pathogenitätsfaktoren oder die Bildung von Biofilmen
Wie läuft Quroum Sensing bei V. fischeri ab?
LuxR ist das Regulator Protein
LuxI das Inducer Protein
wenn LuxR durch HSL ausgelöst bindet wird Biolumineszenz ausgelöst
Was ist alles durch QS kontrolliert?
• die Produktion von Antibiotika,
• die Konjugation,
• Motilität und das Schwarmverhalten,
• die Entstehung von Biofilmen,
• die Expression von Virulenzgenen
• die Expression von Faktoren, die für die Etablierung von Symbiosen wichtig sind.
Wie kann Quroum sensing reguliert werden?
Was sind die Signalmoleküle von V. fischeri?
LuxI
OdDHL (QS- System Las)
HHQ/PQS (RQS QS Sytem)
Was sind die Signalmoleküle von S. aureus?
AIP I-III des Agr QS System
Wie entshet ein Biofilm?
Was in unserem Körper wird druch WS kontrolliert?
Darmmikrobiom
Wie gelangen MO in unseren Körper
oral (mit Nahrung oder Trinkwasser) oder über die Atemluft
aufgenommen.
kolonisiert die Epitheloberflächen oder dringt aktiv durch die Epithelbarriere ins subepitheliale Gewebe ein / lässt sich von Phagozyten dahin transportieren.
Haut - wirkungsvolle Barriere für pathogene MO, aber nur unverletzt!
Bakterien über Wunden/ raffinierte MO mittels blutsaugenden Arthropoden oder mittels aktiver Invasion direkt ins subepitheliale Gewebe, die Lymphe oder ins
Blut z.B wie bei Malaria
Ausprägungen des angeborenen und des adaptiven Immunsystems sind in den verschiedenen Körperregionen und Geweben unterschiedlich: Das mukosale Immunsystem reagiert anders als dasjenige der Haut/Subkutis.
Wie sind die Infektionswege eines MO?
Wandert über Blut und Lymphe aus Zielorgane und Zielzelle zu
MO muss „serumresistent“ sein:
- darf von angeborener Wirtsabwehr, z.B. der alternativen Komplement-
aktivierung, nicht eliminiert werden
- kann auch in Phagozyten, die ihm als „Trojanisches Pferd“ dienen,
Epithelien oder Endothelien überwinden
Was bedeutet Infektion?
Haften (Adhäsion) und Eindringen (Inasion)
in den Wirt eindringen (Adhäsine, Invasine)
Ansiedelung (Kontamination)
die spezifische Immunabwehr zu unterlaufen
(Impedine, Moduline)
die Zellen/den Wirt zu schädigen
(Toxine, Aggressine)
Wachstum, Vermerhung und Ausbreitung
sich im Wirt vermehren
Was sind die Grundprinzipien der Infektionsabwehr?
physikalische Barriere
chemische Barrieren
Zelluläre Barrieren
Adaptives IS
Was ist der Untercshied zwischen den beiden Immunsystemen?
Angeborenes Immunsystem sofortige Reaktion
generelle Pathogenerkennung
Erworbenes Immunsystem : verzögerte Reaktion (brauch Länger), ‚Lernfähigkeit‘, Antigenspezifität
Wie läuft eine erstmalige Infektion ab?
Welche Arten von Pathogenen gibt es?
Pathogene: Abwehr durch die IS
fakultativ pazhogene Erreger: adaptives IS
apathogene Erreger: keine Abwehr erforderlich
Welche Barrieren haben die Körperregionen?
Haut: Hornschicht, pH-Wert (Säureschutz), Normalflora,
Defensine
• Schleimhaut: Muzine, Normalflora, sekretorische Antikörper
• Tränenflüssigkeit: Lysozym, sekretorisches IgA
• Speichel: Lysozym, basische Proteine aus Leukozyten
• Respirationstrakt: Ziliarbewegung, sekretorisches IgA,
Alveolarmakrophagen
• Magen: pH-Wert
• Darm: Normalflora, Peristaltik, Defensine
• Harntrakt: Peristaltik, pH-Wert, Klappen an den
Uretherenostien, Normalflora
Welches Organ hat welche Barrieren?
Was gehört zu den humoralen Faktoren?´(nicht zelluläre )
Antimikrobielle Peptide und Enzyme (Defensine) üben direkte toxische Effekte auf Mikroorganismen aus (formen Kanäle in Lipidmembranen), werden von vielen Körperzellen sezerniert (z.B. Haut, Dünndarm)
Komplement-System (klassisch / alternativ) Aktivierungskaskade von Plasmaproteinen, wird über Bakterienbestandteile oder Antikörper aktiviert und führt zur Bakterienlyse oder Phagozytenaktivierung.
Akut-Phase-Proteine werden in der Leber synthetisiert, binden Mikroorganismen und aktivieren Phagozyten.
Wie entwickeln sich die Zellen des Immunsystems?
Die Zellen des Immunsystems entwickeln sich aus gemeinsamen Vorläuferzellen des Knochenmarkes.
Aufspaltung in einen lymphoiden (erworbenes) und einen myeloiden Schenkel (angeborenes Immunsystem).
Die Trennung ist nicht immer strikt.
Wobei spielt das Entozhel beim QS eine Rolle?
steiger Permeabilität
Expression von Adhärenzmolekülen und Chemokinen
Selektrine rolleb reversibel die Immunzellen bis die Integrine diese fest adhärenzieren und Chemokine lassen Migration aif Stimulus
Wie wandern Leukzyten ins Gewebe?
Rollen
Adhäsion7
Duchrwandern (Diapedese)
Migration
Was macht der MHC II?
-MHC Klasse II wird nur auf professionellen
Phagozyten präsentiert
• Extrazelluläre Antigene (z.B. Bakterien-
fragmente) werden über MHC II präsentiert.
• Im Endosom werden bei saurem pH mittels
Proteasen die Peptide gespalten.
• Nach Entfernung eines blockierenden Peptids (CLIP)
können die Peptide an MHC II binden (HLA-DM).
• Es folgt die Präsentation an der Oberfläche
• MHC II ohne Peptid ist instabil und wird nicht
präsentiert
• MHC II präsentiert an CD4-Zellen (Helferzellen)
Was macht der MHC?
MHC Klasse I wird auf allen Zellen mit Zellkern exprimiert
MHC Klasse II wird nur auf professionellen APC präsentiert
MHC präsentieren Peptide an T-Zellen
MHC I präsentiert an CD8-Zellen (cytotoxisch)
MHC II präsentiert an CD4-Zellen
(Helferzellen, weitere Stimulation des adaptiven Immunsystems)
Was machen Makrophagen?
Was sind Polymorphkernige Granulozyten?
60-70% aller weißen Blutzellen (ca. 7000/ μl)
die Hälfte davon ist adhärent am Endothel („Rollen“ über CD18, CD11a, Rezeptor: E-Selektin, ICAM (CD54) Diapedese)
Erste Welle der Blutleukozyten in der Abwehr und Phagozytose
Granula (Lysosomen): lysosomale Enzyme (saure Hydrolasen, Proteasen, alkalische Phosphatase, Lactoferrin, Lysozym)
Intrazelluläres „killing“
O2-abhängig: respiratory burst toxische Sauerstoffradikale (H2O2) und
O2- unabhängig: pH-Wert, Lysozym, saure Hydrolasen, Proteasen
Neutrophil Extracellular Traps (NETs): Freisetzung der DNA und mikrobizider Granula (Extrazelluläres „killing“)
Wie funktioniert das intrazelluläre Keimabtöten?
Effektormechanismus der aktivierten Makrophagen
Intrazellulare Keimabtötung über sauerstoffabhängige Mechanismen (Bildung der reaktiven Sauerstoffmetaboliten O2-, H2O2, •OH, 1O2)
stickstoffabhängige Mechanismen (NO2-, NO3-, •NO)
lysosomale Mechanismen (Ansäuerung des Phagosoms,
Angriff durch lysosomale Enzyme nach Phagolysosomenfusion,
kationische Peptide etc.).
• OH und 1O2 peroxidieren
Fettsäuren und reagieren
mit Nukleinsäuren
für Mikroorganismen
toxisch
Welche Kategorien der bakteriziden Moleküle gibt es?
Was sind Monozyten/Makrophagen?
Makrophagen besitzen eine Vielzahl von Rezeptoren für
typische mikrobielle Strukturelemente (z.B.CD 14, Toll-like Rezeptoren, IgG und Komplementrezeptoren).
Funktion: Phagozytose von Mikroorganismen, antimikrobielle Aktivität, Modulation der Entzündungsreaktion
Produzieren Prostaglandine, Zyto- und Chemokine.
Makrophagen enthalten antibakterielle Enzyme, Peptide (Defensine),Sauerstoffradikale.
Rezeptoren für Komplement und Antikörper.
Was sind professiobelle Phagozyten?
Monozyten
Dendritische Zellen
Histiozyten
Kupffersche Sternzellen
Alveolar-Makrophagen
Peritonealmakrophagen
Milz-Makrophagen
Lymphknoten-Makrophagen
Mikroglia
Osteoklasten
Chondroklasten
können: Intrazelluläres „killing“:
- Katalasen und Hydrolasen vorhanden
- kein vollständiger Abbau von Antigenen
- Antigenpräsentation
Vehikel für Mikroorganismen
(Mykobakterien, Legionellen)
Was sind Nicht-professionelle Phagozyten?
Eine Vielzahl von Zellen (z.B. Endothelzellen, Fibroblasten, Osteoblasten)
können im begrenzten Maße Erreger aufnehmen und abbauen.
„nicht-professionelle Phagozyten“
Was sind TLR?
Phagozyten haben auf ihrer Oberfläche Rezeptoren vom Toll-like-Typ
Phylogenetisch alte Gruppe von Erkennungsmolekülen, sog. „Pattern Recognition Receptors“
„Pathogen Associated Molecular Patterns“ (PAMPs): Strukturen, die nur auf Mikroorganismen vorkommen
aktivieren Signalkaskaden zur Abwehr, z.B. Zytokinexpression
Homologie der Strukturdomänen über Spezies hinweg
Welche Arten von TLR gibt es?
TLR 2: Lipoarabinomannan (LAM) und Lipoproteine als Charakteristikum u. a. von Mykobakterien
TLR 3: doppelsträngige RNA als Charakteristikum zahlreicher Viren
TLR 4: Lipopolysaccharid (LPS) als Charakteristikum gram- Bakterien
TLR 5: bakterielle Flagelline als Charakteristikum geißeltragender Bakterien
TLR 7, TLR8: für bestimmte Viren charakteristische Einzelstrang-RNA
TLR 9: für bakterielle DNA charakteristische Nukleotidsequenzen
TLR2/TLR6-Heterodimere (mit neuer Spezifität) reagieren z. B. mit Peptidoglykan als charakteristischem Muster gram+ Bakterien und Zymosan als charakteristischem Muster von Hefen
weitere Toll-like Rezeptoren bis TLR 16
Wie funktioniert die Opsonoerung und Phagozytose von MO?
Rezeptoren für Immunglobuline und Komplementfaktoren fördern die Phagozytose
Kein vollständiger Abbau von Mikroorganismen, sondern Antigenpräsentation
Was ist der MAN-Fuc-R?
Mannose-Fucose- Rezeptor
[C-Typ-Lektinrezeptor; Ligand: Insb.
Bindung von mikrobiellen Kohlenhydraten
(bsp. Mannose)]
Was ist der FcR?
Rezeptor, der Fc-Teil von Ak bindet
[Funktion bei Phagozyten: Erleichterte
Phagozytose und Elimination der mittels
Antikörper opsonierten Antigene]
Was ist der CR-1?
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