Humorale Immunantwort Flashcards
Beschreibe kurz die humorale Immunantwort
- (h)umor = Feuchtigkeit, Saft, Flüssigkeit
- nicht-zelluläre Komponenten wie Immunglobuline transportiert in Blut oder Lymphe
- hist. = induzierbar, löslich & spezifisch
Beschreibe Antikörper (Immunglobuline)
- Proteinmoleküle der y-Globulin-Familie
- von B-Zellen synthetisiert, Produktion durch Kontakt mit Ag (Antigen) ausgelöst
- AK binden spezifisch Ag
- frei in Lymphe u. Blut & mebramgebunden auf Immunzellen (B Zellen, Mastzellen)
(Nicht nur der Antikörper, sondern auch Poly-Ig-Rezepor, T-Zell- Antigenrezeptor usw. sind Mitglieder der Immunglobulin-Superfamilie
Beschreibe die Struktur der Antikörper
- 2 identische schwere Ketten (50 kDa)
- 2 identische leichte Ketten (25 kDa)
- über Disulfidbrücken verbunden: schwere mit leichter Kette und die schweren Ketten
- variabler Teil mit N-Terminus > Ag-Bindung
- Konstanter Teil mit C-Terminus > Bindung von Effektor- zellen (B-Zellen, Phagozyten) & Komplement
Fab: fragment antigen binding; Fc: fragment constant (Fc-Rez. auf Effektorzellen)
Genaue Struktur der AK
- auch in Ketten Disulfidbrücken > Peptidschleifen (Domänen)
- Domänenbezeichnung; Bsp.: CH1 = constant domain of heavy chain
- Ag-Bindungsstellen sind hypervariable Regionen
- bewegliche hinge-Region > Abstandsänderung möglich
- AK sind Glykoproteine (2-14% Kohlenhydratanteil)
Was ist ein Paratop?
Was ist ein Epitop?
- Paratop = Ag-Bindungsstellen des AK = hypervariable Region > geformt nach Schlüssel-Schloss-Prinzip > bei Ag-Kontakt Konformationsänderung zu fester Bindung
- Epitop = beständiger Bereich des Ag, an den AK bindet (ca. 6 AS) > 1 Ag > verschiedene Epitope > verschiedene AK-Bindungsstellen
Paratop-Epitop-Interaktion
Antigenbindungsstelle im Ak
- Bindungsstellen im Fab-Fragment eines AK: > Taschen, Gruben, ausgedehnte und vorgewölbte Oberfläche
Beschreibe die Entstehung humoraler Immunantwort
- Ag-Bindung an B-Zelle, Ag Prozessierung und T Helferzell-Aktivierung
- Signal von T-Helferzelle und Antigene regen B-Zelle zur Differenzierung in Plasmazelle an und Produktion spezifischer Antikörper
Nenne die Aufgaben der humoralen Immunantwort
AK schützen auf drei Wegen: Neutralisierung, Opsonierung, Aktivierung des Komplements
Beschreibe die Funktionen von Antikörpern
Neutralisierung:
- Abfangen von (toxischen) Produkten (Ag) > Phagozytose der Immunkomplexe
Opsonierung:
- markieren größerer Antigene > Phagozytose
Komplement-Aktivierung:
- gebundene AK (meist IgM) sind Rezeptoren für erstes Komplementprotein C1q (klassischer Aktivierungsweg) > Phagozytose
Ak und Komplement auf bak. Oberfläche
- Klassischer Weg der Komplementaktivierung: Bindung von C1q an Ag (Bakterien)-Ak-Komplex
Ak & Komplement frei in Lösung
- über Komplementrezeptor auf Erythrozyten werden Immunkomplexe aus Kreislauf entfernt
Nenne weitere Funktionen von AK (Opsonierung, Sensibilisierung)
Opsonierung für NK-Zellen:
- erkennen Ag durch Fc-Rezeptoren der an Ag-gebundenen Ak.
- IgG-Fc Rezeptor auf NK Zellen > Granularfreisetzung
Sensibilisierung von Mastzellen und Basophilen:
- Zelle bindet mit Fc-Rezeptoren IgE
- gebundenes IgE erkennt und bindet Antigen: > Granularfreisetzung
Beschreibe die Aktivierung von B-Zellen
-
Aktivierung Ak-prod. B-Zelle
* über Bindung von Ag an zellständiges monomeres IgM (BCR) + Wachstumsfaktoren (von APC u. T-Helferzelle) -
Expression von Rezeptoren für Wachstumsfaktoren
* Th steuert nun über Wachstumsfaktoren mehrere Teilungszyklen -
Differenzierung
* zu Ak-bildender Zelle (AFC: antibody forming cell) oder Gedächtniszellen (durch Wachstumsfaktoren der Th)
Beschreibe die Aktivierung von B-Zellen durch 2 Signale
Für B-Zellaktivierung wird ein zweites Signal benötigt
Thymus-abhängige Antigene:
- Antikörperreaktion auf Antigene braucht Unterstützung durch antigenspezifische T Zellen > Zytokinproduktion > CD40/CD40L Interaktion > sowie MHC/Peptid Bindung
- Tiere oder Menschen denen T Zellen fehlen können schlecht AK-Reaktionen auslösen! (Bsp.: Mensch, HIV-Infektion)
Thymus-unabhängige Antigene:
- manche Komponenten (bakterielle Polysaccharide) können AK-Bildung ohne T-Helferzellen auslösen
- zweites Signal durch Quervernetzung von B-Zellrezeptoren und durch repetitive Epitope
Wieso können B-Zellen nicht ohne T-Zellen aktiviert werden ?
- T-Helferzellen stimulieren erst die Proliferation der B-Zellen: > Expression des B Zell stimulierenden Liganden CD40L auf T Zelle > Freisetzung B-Zell-stimulierender Zytokine: IL-4, IL-5, IL-6
- Dann die Differenzierung antigenbindender B-Zellen: > Antikörpersezernierende Plasmazellen > Gedächtniszellen
- T & B-Zelle erkennen dabei dasselbe Antigen
Beschreibe wie B- und T-Zellen das Epitop desselben Molekularkomplexes erkennen müssen, um in Wechselwirkung zu treten
- B-Zellen, die Antigene T-Zellen präsentieren und interagieren sind 10.000-fach effizienter als B-Zellen ohne T-Zell-Interaktion
- T-Helferzelle unterstützt nur B-Zellen, deren gebundenes Antigen ein für die T Zelle erkennbares Peptid enthält
Beschreibe wie die T-Zelle auf B-Zelle trifft
- T-Zelle bindet B-Zelle, und exprimiert CD40L und IL-4
- die Bindung wird durch einen Ring von Adhäsionsmolekülen versiegelt (LFA/ICAM)
- es wird das Cytoskelett und der Sekretionsapparat (Golgi-Apparat) auf Kontaktstelle ausgerichtet
MTOC: Mikrotubuliorganisationszentrum
Talin: Cytoskelettprotein
Beschreibe die B- und T-Zell-Interaktion in Lymphknoten und Milz
- Ag-bindende B-Zellen treffen in sekundärlymphatischen Organen (Milz, Lymphknoten) auf T-Zellen
- nach positiver Interaktion mit T Zelle differenzieren sich die B Zellen und bilden Primärfocus und Plasmablasten
Vergleich Eigenschaften: B-Zelle/Plasmazelle
- Plasmazellen sezernieren viele Antikörper, können jedoch nicht mehr auf Antigene oder T-Helferzellen reagieren
Keimzentren in Lymphfollikeln , Bildung Keimzentrum
- naive zirkulierende B Zellen gelangen über Blutgefäße in den Lymphknoten
- wenn B-Zellen auf Ag und spez. T-Helferzelle treffen werden sie aktiviert und bilden einen Primärfocus in den Marksträngen
- einige B-Zellen wandern aus dem Primärfokus in einen Primärfollikel und bilden ein Keimzentrum
- in den Keimzentren vermehren sich die B-Zellen schnell; Follikel in denen sich Keimzentren gebildet haben = sekundäre Follikel (proliferierende B-Zellen bilden den sekundären Follikel)
Was passiert genau im Keimzentrum?
- im Keimzentrum differenzieren sich B-Zellen zu antikörperproduzierenden Plasmazellen oder B-Gedächtniszellen
- 3-4 Wochen nach Ag-Kontakt entstehen Keimzentren
- Plasmazellen verlassen die Keimzentren der LK über die efferenten Lymphbahnen und wandern u.a. ins Knochenmark
- Primärfokus führt zur schnellen Produktion spezifischer Antikörper
- Ereignisse in Keimzentren führen zur effektiven Ak-Antwort in chronischen Infektionen und Reinfektion
Beschreibe die Affinitätsreifung in Keimzentren
- aktivierte B-Zellen mutieren in Keimzentren; Mutanten mit höherer Affinität werden selektioniert > es entstehen Plasmazellen, die hochaffine Ak sezernieren und hochaffine Gedächtniszellen
- zunächst Aktivierung von B-Zellen durch Interaktion mit T-Zellen außerhalb von Follikeln
- dann Wanderung aktivierter B-Zellen in Keimzentren
- durch Punktmutationen in den V-Regionen des BCR werden AS ausgetauscht
Wozu führt eine geringe Affinität des B-Zellrezeptors zu einem Antigen?
- führen die Punktmutationen zu einem B-Zellrezeptor mit geringerer Affinität zum Antigen > die B-Zelle wird nicht effizient genug aktiviert
- es wird kein B-Zell-Rezeptor vernetzt und den T-Zellen kein Ag präsentiert
- so stirbt die B-Zelle durch Apoptose
Beschreibe die starke Affinität einer B-zelle zu einem Antigen: Ak-prod. Plasmazelle
- einige Punktmutationen im BZR stärken die Affinität des B-Zell-Rezeptors zum Antigen > B-Zelle wird effizienter aktiviert
- Quervernetzung des B-Zell-Rezeptors und Unterstützung durch T-Zellen denen Ag präsentiert wird
- die Zellen durchlaufen mehrere Mutations- und Selektionszyklen: > hochaffine Tochterzellen entwickeln sich zu Ak-produzierenden Plasmazellen oder zu Gedächtniszellen
Immunglobulin-Isotypen
- Variationen in der konstanten Ig schweren Kette resultieren in verschiedenen Ig Isotypen
- Anzahl der Isotypen variiert zwischen Spezies
Immunglobulin-Isotypen der Säugetiere
Hauptunterschiede: Fc-Teil, KH-Anteil, SH-Brücken
Immunglobulin-Isotyp M
- Monomer, wenn auf Zelloberfläche gebunden
- Pentamer im Plasma (10 Ag-Bindungsstellen)
- erster Ak in Phylogenese & Ontogenese
- Halbwertszeit: 5d
- einziger Ak, der ohne T-Zellhilfe gegen repetitive Epitope gebildet werden (z.B. Polysaccharide)
- sehr groß > schlechte Diffusionsfähigkeit
- Hauptfunktion: Komplementaktivierung
IgG
- Haupt-Ak, 8-17 g/L
- Monomer
- Halbwertzeit: 23d
- 45% im Gewebe
- rel. klein > gute Diffusionsfähigkeit (u.a. plazentagängig)
Hauptfunktionen:
- Opsonierung
- NK-Sensibilisierung
- Neutralisation
IgA
- IgA im aktiven Zustand: Dimer
- neigt zur Polymerisierung
- Polymerisierung für Transport durch Epithel nötig
- Schleimhautimmunität, Muttermilch
- hohe Syntheserate, Halbwertszeit: 6d
- geringe Konzentration
Hauptfunktion:
- Neutralisation, verhindern Bindung von Bakterien
IgA im Darmlumen
- Hauptsächlicher Ak im Darmlumen: sekretiertes IgA
- IgA wird von Plasmazellen in der Lamina propria synthetisiert und durch die Epithelzellen am Grund der Krypten ins Darmlumen transportiert
- IgA-Dimer bindet an Schleimschicht im Darmlumen und fungiert als Barriere als Krankheitserreger
Effektorfunktionen der Ak
- jeder Immunglobulinisotyp hat spezielle Funktionen
- Funktion von IgD bei der Differenzierung von B-Zellen
Beschreibe die Verteilung der Antikörperisotypen
- IgA: als Dimere durch Epithelien abgegebene Sekrete, auf Mukus
- IgE: Mastzell-assoziierter Ak vorallem unterhalb epithelialer Oberflächen
- IgG im Gewebe
- IgG und IgM vorallem im Blutplasma
Verteilung der Ak
Verlauf der AK-Antwort
AK-Antworten brauchen Zeit!
- IgM überwiegend in Frühphase der Erstinfektion (5-7 Tage)
- IgG erst nach 2 Wochen, bei häufigem Ag-Kontakt, sehr effektiv > Vorhandensein von IgG spricht für fortgeschrittene Infektion
Vergleich Primär-/Sekundär-AK Antwort
