Vorlesung 1: Angeborenes Immunsystem

Question 1

Abkürzungen:

PRR

PAMP

Wie ist der Zusammenhang?

Was ist ein Beispiel für ein PRR?

Was ist ein Beispiel für ein PAMP?

Answer 1

Pattern recognition receptor

Pathogen-associated molecular patterns

PRR erkennt PAMPs

PRR: Toll-like Rezeptor

PAMP: Teichonsäure oder LPS

Question 2

Vergleich

Angeborenes Immunsystem vs Adaptives Immunsystem

Zeit

Rezeptorzahl

Spezifität

Gedächtnis

Answer 2

Angeborenes Immunsystem:

• Reaktion innerhalb weniger Minuten
• Ca 100 Rezeptoren
• Keine Spezifität
• Kein Gedächtnis

Adaptives Immunsystem:

• Reaktion innerhalb 3-4 Tage
• 5*10^13 AK
• Hoch Spezifisch
• Bildung Gedächtniszelle

Question 3

Was sind Sentinels?

Was sind Effektorzellen?

Answer 3

Sentinels: Wächterzelle -> Schlägt Alarm Bsp. Mastzelle

Effektorzelle: Bsp. Neutrophiler Granulozyt der Eindringling phagozytiert

Question 4

Beispiele lösliche Faktoren die Teil des angeborenen Immunsystems sind

Answer 4

• Mikrobielle Peptide
• AK
• Komplementsystem
• Interferone

Question 5

Wo befindet sich Lysozym?

Wie dienen Fettsäuren der Immunabwehr?

Was ist die Mikroflora und was ist der Sinn davon?

Answer 5

Lysozym befindet sich im Speichel

Fettsäure senkt pH-Wert auf Haut

Mikroflora beschreibt Pilze UND Bakterien auf Oberflächen

• > Wichtig ist das Mikrobiom auf der Haut, Darm, Mund
• > Sinn: Andere Bakterien können sich nicht ausbreiten

Question 6

Was sind CAPs?

pH?

Größe?

Wie wirken sie?

Wie erkenne sie die richtigen “Targets”?

Wie wirken sie auf eine Mastzelle?

Beispiele?

Answer 6

• Kationische Antimikrobielle Peptide
• basisch
• kleine Moleküle 12-50 AS
• Perforieren fremde Membranen -> Machen Löcher rein

Fremde Membran über Peptidzusammensetzung erkannt

• Mastzelle wird aktiviert -> Histamin freigesetzt -> Chemotaxis
• Beispiele sind Defensine Alpha und Beta

Question 7

Was sind die Antigene von IgM?

Welche Zellen produzieren IgM?

Wie liegt IgM in Lösung und wie gebunden vor?

Aussehen von IgM ohne Antigenbindung/Mit Antigenbindung

Answer 7

Sind Kohlenhydrat Strukturen auf Lipiden

B1 Zellen

In Lösung: Pentamer, Gebunden: Monomer

Ohne Antigenbindung: Planar, Mit Antigenbindung: Crampen Form

Question 8

Wie erfolgt die Aktivierung des Komplementsystems über:

den klassichen Weg

den Lektin Weg

den alternativen Weg

Answer 8

Klassisch: Ag-Ak

Lektin: Erkennt Pathogenstruktur (Zucker)

Alternativ: Spontane Spaltung Thioester von C3 -> Spaltprodukt kann an fremden Zelloberflächen stabilisiert werden -> Komplementkaskade eingeleitet

Question 9

Komplementsystem

Woher kommt der Name?

Zu was führt das Ablaufen der Komplementkaskade?

Welches Molekül des Komplementsystems ist in der höchsten Konzentration im Serum vorhanden

Answer 9

“Komplementiert” die Funktion der Antikörper

Komplementkaskade -> Chemotaxis + Töten + Opsonisieren (“Schmackhaft machen”)

C3 ist in der höchsten Konzentration vorhanden

Question 10

Wie ist der Ablauf der Komplementkaskade?

Funktion von C1q, C1r, C1s?

Was ist die Funktion von C5a und C3a?

Was ist die Funtkion von C3b?

Was ist die Funktion von C9?

Answer 10

Antikörper bindet an Antigen auf z.B. Bakterienoberfläche

C1q bindet

-> Protease C1r und C1s aktiviert

Proteolytische Kaskade läuft ab

-> C5 Konvertase gebildet

Diese bildet C5a und C3a -> Sind beides Anaphylatoxine

C3b gebildet -> Bleibt an fremder Zelloberfläche hängen -> Opsonierung

C9 bildet Membranpooren in Zelle -> Bilden Membrane Attack Complex (MAC) -> Auslaufen

Question 11

Zu was führt ein Defekt von C5-C9?

Ist dieser Defekt schlimm? Begründung?

Mit welchen Bakterien hat man Probleme?

Answer 11

Keine Ausbildung eines Membranangriffskomplexes

Ist nicht so schlimm, weil MAC ohnehin nicht immer möglich ist. Bakterien können dies kontern mit z.B. Wachsen und Schleimen.

Probleme mit Gramm negativen Bakterien

Question 12

Defekt von c3

Was resultiert daraus?

Answer 12

Empfindlicher für Infektionen

Question 13

Defekt von C1q, C1r, C1s, C2, C4

Wie problematisch ist einer dieser Defekte?

Warum?

Wo werden Immunkomplexe in der Regel entsorgt?

Answer 13

Oft tödlich bei einer Infektion.

Begründung: Keine Aktivierung des Immunsystems

Keine Entsorgung von Immunkomplexen

In der Milz

Question 14

Wie sind Gram-positive Bakterien aufgebaut?

Welches Molekül ist hier für das Immunsystem von Bedeutung?

Answer 14

Zellwand + Zellmembran

Teichonsäure in der Zellwand

Question 15

Wie sind Gram-negative Bakterien aufgebaut?

Welches Molekül ist hier für das Immunsystem von Bedeutung?

Answer 15

Membran + Zellwand + Membran

Wichtig ist die Lipopolysaccharidschicht (LPS) auf der äußeren Membran

Question 16

Toll-like Rezeptoren (TLR)

Wie viele verschiedene gibt es?

Was erkennen sie?

Wo befinden sie sich und welche Ausrichtung haben sie?

Warum ist diese Ausrichtung notwendig?

Was passiert bei einer Aktivierung eines TLR?

Answer 16

13 Stück

Erkennen Nukleinsäuren

Befinden sich in Zellmembran und Endosomenmembran

• > Sind in Extrazelluläre Matrix und Endosom gerichtet
• > Verhindert Ausrichtung in Zytoplasma!

TLR können auch zelleigene RNA erkennen! Also Kontakt vermeiden!

Aktivierung Gene -> Bildung Cytokine, Chemokine, Adhäsionsmoleküle

Question 17

Welche Zellen können Interferon alpha und beta produzieren?

Wie wirkt Interferon?

Was ist der Sinn von Interferon?

Answer 17

Alle körpereigenen Zellen

Interferon bindet an Rezeptor -> Signal in Zelle -> Proteincodierende RNA abgebaut -> Zelle abgeschaltet

Replikation des Virus in Nachbarschaft verhindert

Question 18

Natürliche Killerzelle (NK-Zelle)

Ist es eine Wächterzelle oder eine Effektorzelle?

Welche zwei Interaktionen sind wichtig?

Answer 18

Ist beides

MHC I + KIR (Killer Ig-like Receptor)

AR Ligand + AR (Aktivierender Rezeptor)

MHC I und AR Ligand befinden sich auf der normalen Zelle

KIR und AR befinden sich auf der NK Zelle

Question 19

Natürliche Killerzelle

Was bewirkt die MHC I + KIR Erkennung?

Was bewirkt die AR Ligand + AR Erkennung?

Wie sieht dies also in einer gesunden Zelle aus?

Wie sieht dies also in einer kranken Zelle aus?

-> Wo liegt der Sinn davon?

Answer 19

Negatives Signal -> KIR sagt nicht töten

Positives Signal -> Sagt töten

In gesunder Zelle sagt KIR: Zelle nicht töten

In kranker Zelle fehlt KIR Signal: D.h. AR Signal gibt positives Signal und fördert das Töten

MHC Produktion ist bei einer Virus Infektion/entarteten Zellen gehemmt

Question 20

Natürliche Killerzelle

Wie tötet diese Wächterzelle eine andere Zelle? (3 Möglichkeiten)

Answer 20

Freisetzung von Granula -> Porenbildung -> Caspase Kaskade an -> Apoptose

TNF alpha Rezeptor an

Fas Rezeptor an -> “Todesrezeptor” -> Apoptose

Question 21

Natürliche Killerzelle

Wie läuft das Töten der Zelle über Granula gespeicherte Perforine ab?

Answer 21

NK Zelle hat Granula gespeichert

• > Wenn AR Signal erhalten wird und KIR Signal fehlt werden Granula in den Bereich der Immunologischen Synapse abgegeben.
• > Perforine werden in Zellmembran eingebaut (Ähnlich wie C9)
• > Bildung von Poren (Aber kein Auslaufen!)
• > Poren dienen dem Einschleußen von Molekülen (Granzyme)
• > Caspase Kaskade angeschaltet
• > Apoptose

Question 22

Mastzelle

Wodurch wird sie aktiviert?

Was passiert wenn sie aktiviert wurde? (Welcher Stoff ist hier besonders wichtig?)

Wie schnell läuft dies ab?

Wo liegen die Mastzellen?

Answer 22

Aktiviert durch Kreuzvernetzung von IgE + Antigen

Mastzelle degranuliert (Zellinhalt freigesetzt, z.B. Histamin)

2-3 Minuten (Sehr schnell)

Lage der Mastzellen: An Kapillaren (Endothel)

-> Dort wo der Körper tendentiell mit der Außenwelt in Kontakt kommt

Question 23

Mastzelle

Wie kann man die Mastzelle anfärben?

Wie läuft das Degranulieren der Mastzelle ab?

Answer 23

Safranin -> Rote Färbung

Granula in Mastzelle fusionieren -> Bilden Schläuche zur Zellmembran aus -> Durch diese Schläche werden Stoffe, z.B. Histamin abgegeben.

Question 24

Neutrophile Granulocyten

Was ist ein anderer Name hierfür?

Wie viele neue Granulozyten werden pro Tag gebildet?

Welchem Teil des Körper gehört es an?

Wo werden sie gebildet?

Answer 24

Mikrophage (veraltet)

10¹¹

Teil des Retikuloendothelialen/-histiocytären Systems

Bildung im Knochenmark -> Dann wandern sie ins Gewebe

Question 25

Welche Rezeptoren sind für die Funktion von Makrophage und Mikrophage wichtig?

Wie zerstört die Makrophage/Mikrophage ihre Targets?

Answer 25

Scavenger, Mannose, FC Rezeptor etc.

Erkennung über Rezeptoren -> Aufnahme in Phagosom -> Verschmelzen mit Lysosom -> Bildet Phagolysosom -> Abbau über Enzyme + Radikale

Question 26

Wie viele verschiedene Granula besitzt ein Neutrophiler Granulozyt?

Was ist die Aufgabe von Azurophile, warum werden sie Primäre Granula genannt?

Was ist die Aufgabe von Sekundäre (Spezifische) Granula?

Answer 26

4

Azurophile (Primäre Granula) entstehen bei der Synthese im Knochenmark als Erstes

-> Können Stoffe freisetzen (Lysozyme, Myeloperoxidase, Proteasen, Hydrolasen, Defensine, BPI [Kleines Defensin ähnliches Protein]).

Sekundäre Granula sind für das intrazelluläre Töten verantwortlich

-> Bilden Phagosom

Question 27

Neutrophile Granulozyten töten über:

• Acidification
• Giftige Sauerstoffprodukte (H₂O₂, O₂^-)
• Giftige Stickoxide
• Antimikrobielle Peptide
• Enzyme
• Gegenspieler die Fe oder Vitamin B12 binden können

Wie wird Hypochlorit für das extrazelluläre Töten produziert?

Wie heißt das wichtige Enzym?

Wo wird Hypochlorit im Alltag eingesetzt?

Answer 27

NADPH + O₂ -> NADP⁺ + H⁺ + 2O₂^- (Superoxid)

Reaktion: NADPH Oxidase Reaktion

Enzym: NADPH Oxidase

2O₂^- + 2H+ -> H₂O₂ + O₂ -> ClO^- + H₂O

1) Über Superoxid-Dismutase
2) Über Myeloperoxidase + Cl^-

Hypochlorit wird für das Desinfizieren von Schwimmbädern verwendet

Question 28

Neutrophile Granulozyten töten im Cytosol mittels Peroxynitrilradikal (*ONOO) durch Nitrosylierung von Nukleinsäuren oder Proteinen

Wie wird das Peroxynitrilradikal (*ONOO) hergestellt?

Wie kann die Zelle eigene Schäden durch dieses Radikal vermeiden?

Answer 28

Arginin -> Citrullin + NO* (NO Synthase)

NO* + O₂ -> *ONOO (Peroxynitrilradikal)

Zelle schützt sich durch Glutathion

Question 29

Was bewirkt gp91^Phox?

Wo ist der Schaden lokalisiert?

Was ist die Folge hiervon?

Answer 29

Schaden liegt auf X-Chromosom

NADPH Oxidase Defekt -> Chronische Granulomatose

Hohe Anfälligkeit für opportunistische Krankheiten wegen Funktionslosigkeit der Granulocyten -> Es kommt zur Ansammlung von Granulocyten die Eindringline nicht mehr abtöten können (Granulome).

Question 30

Wie lässt sich chronische Granulomatose nachweisen?

Wie sieht der Test in Anwesenheit funktionierender Granulozyten aus?

Wie sieht der Test in Anwesenheit defekter Granulozyten aus?

Häufigkeit dieser Krankheit?

Answer 30

NBT Test (Nitroblau Tetrazolium)

Funktionierender Granulozyt + NBT -> Blau (Wegen Reduktion von Tetrazolium -> Formazan)

Defekter Granulozyt + NBT -> Keine Reaktion

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