Grundlagen des Immunsystems und Barrieren, Rezeptoren des unspezifischen Immunsystems Flashcards
Wie funktioniert die Abwehr von Krankheitserregern?
Voraussetzung:
- Erkennung eines Fremdstoffes (Antigen=Ag)
- Unterscheidung von “selbst” und “fremd”
Effekt:
- Neutralisierung, Zerstörung, Eliminierung von Krankheitserregern/deren Schadprodukten
> Immunantwort = Komplexe Abwehrreaktionen durch Effektormechanismen des Immunsystems
> es wird zwischen dem unspezifischen (angeborenes, natürliches) Immunsystem und dem spezifischen (erworbenes) Immunsystem unterschieden
Nenne Charakteristika des Immunsystems
- Dezentrales System: humoral und zellulär
- Verschiedene Zellen mit unterschiedlichen Aufgaben
- Kommunikation über Botenstoffe (Zytokine) und Kontakt
- Räumlicher Kontakt unterschiedlicher Zellen in spezifischen Organen: Lymphknoten, Milz, Thymus
- Kapazität zur sofortigen Reaktion
- Gedächtnis
Verteilung der Organe im Immunsystem
Primär lymphatische Organe:
- Thymus: T-Lymphozyten; Reifung und Selektion
- Knochenmark: Lymphozyten-Produktion und B-Lymphozyten-Reifung
- Zusammenfassend: Produktion und Reifung der Immunzellen
Sekundär lymphatische Organe:
- zusammenfassend: Interaktion der Immunzellen miteinander; Induktion spezifischer Effektorzellen
- Waldeyer-Ring (Lymphknoten, Tonsillen)
- Lymphatische Gewebe des Respirationstraktes
- Lymphknoten
- Knochenmark: Einleitung der adaptiven Immunantwort
- Milz
- Mesenteriallymphknoten
Beschreibe das Lymphgefäßsystem
Lymphgefäße: leiten extrazelluläre Flüssigkeit aus peripheren Geweben über Lymphknoten in den Ductus thoracicus, der in die linke subklavikuläre Vene mündet
Lymphe: transportiert Antigen und Zellen zu den Lymphknoten sowie zirkulierende Lymphozyten von den Lymphknoten zurück ins Blut
- hierzu gehören ebenfalls das MALT-mucosa associated lymphatic tissue + GALT-gut associated lymphatic tissue
Beschreibe die Wanderung der Immunzellen
- bei einer Infektion im peripheren Gewebe treffen Lymphozyten im ableitenden Lymphknoten auf Antigen. > Antigene aus Infektionsherden gelangen über die Lymphgefäße in die Lymphknoten
- aktivierte und nicht aktivierte Lymphozyten werden über das Lymphgefäßsystem in den Blutkreislauf zurückgeführt >Lymphozyten und Lymphe gelangen über den Ductus throracicus in das Blut zurück
Pathogene mit denen das Immunsystem konfontriert wurde
Beschreibe die Eigenschaften einer Entzündung und die Entzündungsreaktion
= Antwort auf schädigenden Reiz
Ziel:
- Reizauslöser beseitigen
- dessen Verbreitung verhindern
- ggf. Schäden beheben
Symptome:
- Erwärmung (calor), Rötung (rubor), Schwellung (tumor), Schmerz (dolor)
- erhöhter Blutfluss zum Entzündungsort
- erhöhte Kapillarpermeabilität
- Leukozyten wandern aus Blutkapillaren zum Entzündungsort
Entzündungsreaktion:
- Makrophagen, die im Gewebe auf Pathogene treffen, setzen Cytokine frei die zur Gefäßdurchlässigkeit führen
- Dadurch gelangen Proteine, Zellen, Flüssigkeiten ins Gewebe > Resultat: Rötung, Erwärmung, Schwellung
- Entzündungszellen, z.B. Neutrophile werden angelockt, setzen Mediatoren frei und verursachen Schmerzen
Beschreibe die Grundlage der angeborenen Immunität
- von Geburt an vorhanden > keine Latenzphase
- besteht aus einer physikalischen, chemischen und biologischen Schutzbarriere + zellulären und humoralen (lösliche) Komponenten, z.B. Phagozyten, Komplementsystem
- funktioniert über die Mustererkennung mikrobieller Strukturen
- schützt vor über 90% aller Pathogene, noch wirksamer im Verlauf mit erworbenem Immunsystem
Beschreibe die Grundlagen der erworbenen (adaptiven) Immunität
- Latenzzeit (5-6 Tage nach Antigen-Kontakt)
- besteht aus zellulären und humoralen (löslichen) Komponenten, z.B. Lymphozyten, spezifische Antikörper
- hohe Antigen-Spezifität
- Gedächtnis-Eigenschaft
- transferierte zelluläre und humorale Komponenten rufen im Rezipienten Schutz hervor > Antikörper-vermittelte Immunität
Antikörper-vermittelte Immunität:
- lösliche Serumfaktoren vermitteln Schutz: AK
- Immunität kann übertragen werden durch Transfer von Serum, eines immunisierten Organismus
- Bsp.: AK gegen Tetanustoxin werden durch Vakzination oder Infektion produziert und sind ausreichend um Immunität in Rezipienten zu induzieren
Wie kommunizieren das angeborene und das erworbene Immunsystem?
- indirekter Kontakt über lösliche Faktoren: Zytokine, Chemokine
- direkter Kontakt über Rezeptoren
- Zellen des angeborenen Immunsystems erkennen Antikörper (vom erworbenen IS gebildet)
- Zellen des erworbenen Immunsystems besitzen auch Rezeptoren für Zellen des angeborenen IS
Nenne grob die Barrieren und Rezeptoren des angeborenen Immunsystems
Barrieren: anatomische u. physiologische
Rezeptoren des Immunsystems:
- Direkte Pathogenerkennung: Mustererkennungsmoleküle (pattern recognition receptors = PRR) > lösliche PRR: bakterizide Proteine, Akut-Phase-Proteine > membranständige + zytosolische PRR: TLR, NOD, RIG, Rezeptoren für bakterielle Kohlenhydrate
- Indirekte Pathogenerkennung: Fc und Komplementfaktoren
Natürliche Bakterien
Rezeptoren (PRRs) erkennen PAMPs
Was sind PAMPs?
PAMPs= pathogen-associated molecular patterns
- Lipopolysaccharide (LPS) gramnegative Bakterien
- Lipopeptide, Peptidoglykan, Teichonsäure (von grampositiven Bakterien
- unmethylierte GC-reiche DNA-Abschnitte (CpG)
- Doppelstrang-RNA (von Viren)
- Flagellin (Bestandteil bakterieller Flagellen)
Beschreibe Mustererkennungsmoleküle: PRRs
- werden konstitutiv gebildet
- löslich oder membranständige/cytoplasmatische PRR
Lösliche PRR:
- Lysozym
- Transferrin
- CRP
- LBP
- MBL
Membranständige PRR:
- Toll-like R
- NOD-R
- RIG-R
- Rezeptoren für Kohlenhydrate
- befinden sich auf allen Zellen desselben Zelltyps und führen ohne Verzögerung zur schnellen Reaktion
> induzieren Phagozytose und Erzeugung von Effektormolekülen > Einleitung der adaptiven Immunantwort
Welche bakteriziden Proteine gehören zu den löslichen PRR?
Lysozym:
- hydrolysiert die Zellwand grampositiver Bakterien
- kommt in Tränen und Speichel vor
- befindet sich in Granula von neutrophilen Granulozyten
Transferrin:
- Glykoprotein, welches für den Transfer von Eisen in die Zelle benötigt wird
- es entzieht Eisen, was eigentlich für die Bakterien-Vermehrung essentiell
- in Blut vorhanden, und in der Muttermilch als Laktoferrin
Was sind überhaupt Akut-Phase-Proteine?
Welche Akut-Phase-Proteine gehören zu den löslichen PRR?
= Blutplasmaproteine: konstitutiv gebildet, u.a. bei Infektion als Sofortreaktion verstärkt von Leber synthetisiert
C-reaktives Protein:
- bindet C-Polysaccharide von Pneumokokken > Neutralisierung
- bindet an bakterielle Oberflächenstruktur (besonders Phosphorylcholin)
- Effekt: Opsonierung, Aktivierung Komplementsystem
Lipopolysaccharid-bindendes-Protein
- bindet LPS gramnegativer Bakterienzellwand
- Transport zu TLR4, ein membranständiger PRR
Mannose-bindendes Lektin
- freies Protein in Blutplasma, bindet Mannose und Fructose
- Komplex aus Krankheitserreger und MBL führt zur Opsonierung für Phagozyten
- Aktivierung des Komplementsystems (Spaltung von C4)
Nenne membranständige PRR
Toll-like Rezeptoren
- Mensch:10; Drosophila:1
- unterscheiden sich in > PAMP-Spezifität > Signaltransduktionsweg > hervorgerufene Zellantwort
- jeder TLR erkennt spezifische Klasse von PAMPs
- einige brauchen zusätzliche Proteine für Ligand-Bindung
Nenne die 2 Erkennungswege von LPS und den grundlegenden Aufbau eines Lipopolysaccharids
Aufbau Polysaccharid:
- Lipid A-Region: äußere Schicht der Lipiddoppelschicht der Bakterienzellwand
- Kern-Oligosaccharid-Region
- Variable, sich wiederholende Oligosaccharid-Einheiten
Erkennungswege:
- lösliche oder membranständige PRR erkennen Lipid A; entweder über LBP (löslicher Rezeptor) oder TLR4 (membranständiger Rezeptor)
- Lektine oder Komplement binden an Zuckeranteil
Nenne intrazelluläre PRR: NOD-Rezeptoren
NOD = Nucleotid-Oligomerisierungsdomäne
- handelt sich hierbei um Rezeptoren im Cytosol der Zelle
NOD1: erkennt ß-Glutamyl-Diaminopimelinsäure (Abbauprodukt von Proteoglykanen von gramnegativen Bakterien)
NOD2: erkennt Muramyldipeptid (Proteoglykan gram+ und gram- Bakterien)
= NOD Rezeptoren sind somit Sensoren bakterieller Infektionen
- exprimiert vorallem in Epithelzellen und Makrophagen
- Zellaktivierung über NFkB-pathway
Beschreibe den RIG-Rezeptor
= retinoic acid (Retinsäure) inducible gene
- zu den Helikasen gehörender intrazellulärer Rezeptor
- Erkennung viraler RNA (Hepatitis, Influenza) im Cytosol
- Erkennung Triphosphat am 5´Ende der RNA; kommt in eukaryotischen Zellen nicht vor >somit Unterscheidung zwischen viraler und zelleigenen Ribonukleinsäuren
- Aktivierung der Zelle über NFkB-Signalweg >Induktion von Typ I Interferonen
Nenne zelluläre Rezeptoren von Phagozyten
= führen alle zur Auslösung der Phagozytose
Mannose-Rezeptor:
- erkennen Mannose-haltige Zuckermoleküle (Bakterien, Pilze, Protozoen, einige Viren z.B HIV)
Glycan-Rezeptor:
- erkennen fremdartige Polysaccharide
Scavenger-Rezeptoren:
- z.B. CD36: erkennen oxidierte Fette und apoptotische Partikel, aber auch Pathogene
Zelluläre PRR: Direkte Pathogenerkennungsrezeptoren
Pathogene, indirekte Erkennung
- Fc=konstanter Teil des Antikörpers >Rezeptor erkennt Fc-Teil, wenn AK an Antigen gebunden, d.h. Zusammenarbeit mit erworbenem Immunsystem
- Komplement=Komponente des angeb. Immunsystem, markiert Fremdkörper >d.h. Zusammenarbeit mit angeborenem Immunsystem
