Spezifische Abwehr. Seminar Block 8 WS 08/09. LV Nr Isabella Pali. isabella.pali@meduniwien.ac.at

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1 Spezifische Abwehr Seminar Block 8 WS 08/09 LV Nr Isabella Pali isabella.pali@meduniwien.ac.at Abbildungen, ausschließlich für Lehrzwecke bestimmt, aus Abbas, Lichtman, Pillai: Cellular and molecular immunology 2007 Janeway, Travers, Walport: Immunobiology 2005 Ferencik, Rovensky, Matha, Jensen-Jarolim: Wörterbuch Allergologie und Immunologie 2005 Jensen-Jarolim, Schöll, Szalai: Gastrointestinaltrakt. Mukosale Pathophysiologie und Immunologie 2006 Jensen-Jarolim, Riemer: Skriptum Die natürliche Abwehr

2 Frage(n) 1. Eosine Granulozyten kommen vermehrt in welcher der folgenden Struktur vor?? A: Leber B: Gehirn C: Muskel D: Auge E: Lunge

3 Die eosinophilen Granulozyten - ihre Funktionen Eosinophile Granulozyten * Nur wenig im Blut, meist im Gewebe (Atemwege, Darm, Urogenitaltrakt) * Im KM unter Einfluss von IL-5 produziert * Rezeptoren für Fcγ, Fcε Komplement * Produkte Major basic protein Eosinophil cationic protein Peroxidase Lipidmediatoren Charcot-Leyden Kristalle Charcot*-Leyden* Kristalle im Sputum (Histologie); nach dem französischen Neurologen Jean M. Charcot, * 1825, 1893, und dem deutschen Arzt E. V. von Leyden, * 1832, 1910

4 Frage(n) 2. Akute Phase Reaktion - Welcher der unten genannten Mechanismen gehört NICHT dazu: A: Leukozytose B: Fieber C: Bildung von "akute Phase Proteinen" D: erhöhte Blutsenkungsgeschwindigkeit E: Alle Mechanismen gehören DAZU 12. Frage 1: Was versteht man unter akkut-phase- Reaktionen?

5 Die Makrophagen - Zellulärer Teil der natürlichen extrazellulären Abwehr induzieren Akut-Phase-Proteine

6 Aktivierung von Makrophagen - Zellulärer Teil der natürlichen extrazellulären Abwehr Akut-Phase-Reaktionen = systemische Reaktion auf Reiz Leukozytose mit Linksverschiebung Stabkernige Granulozyten, das sind Reifungs-Vorstufen der segmentierten Granulozyten, treten normalerweise in geringer Anzahl (< 5%) als einzige Vorstufen im peripheren Blut auf. Ein vermehrtes Auftreten von unreifen Vorstufen der Granulozyten wird Linksverschiebung genannt, und kann z.b. durch GM-CSF (aus aktivierten MΦ bei akuter Entzündung) induziert werden. Fieber durch PGE2 (induziert durch IL-1 aus MΦ) Akute-Phase-Proteine aus Leber Erhöhte Blutsenkungsgeschwindigkeit: Fibrin (ein Akut-Phase Protein) lagert sich an Ery-Oberfläche an, erhöht Agglomerationsbereitschaft agglut. Erys haben kleinere Oberfläche und fließen und sinken schneller

7 Die Makrophagen - TNF-α, IL-1, IL-6 induzieren Akut-Phase-Proteine Moleküle, die fremd aber nicht selbst erkennen in Leber produziert * Fibrinogen: steigert Gerinnungsneigung lokale Thrombusbildung im Entzündungsgebiet Erreger werden nicht weiter in die Blutbahn ausgeschwemmt * Alpha1-Antitrypsin und Alpha-Antichymotrypsin: wirken den vermehrt freigesetzten Proteasen entgegen Reduktion der Gewebsschädigung * C-Reaktives-Protein: bindet sich vermutlich an Erreger Opsonisierung * saures Alpha1-Glykoprotein: fördert Fibroblastenwachstum und interagiert mit Kollagen * Haptoglobin: Hämoglobinbindung und -transport * Caeruloplasmin: hemmt Bildung freier Sauerstoffradikale * Komplement-C3: Opsonierung und Chemotaxis * Plasminogen: Fibrinolyse wird gleichzeitig mit der Blutgerinnung (Hämostase) aktiviert, setzt aber langsamer ein und bewirkt so, dass die Hämostase reguliert bleibt

8 Frage(n) 3. Welche Typen von T-Zellen sind bekannt? a: zytotoxische CD8 T-Zellen b. Tregs c: regulatorische T-Zellen d: Effektor T-Zellen e: CD8 Helfer T-Zellen

9 Unterschiedliche Effektor T-Zellen

10 Aktivierung von T-Zellen

11 Aktivierung von T-Zellen

12 Die Antigen-Präsentation an T-Zellen - Die Effekte

13 Toleranzmechanismen - Periphere Toleranz der T-Zellen

14 Frage(n) 4. Was versteht man unter Anergie und welche Zellen induzieren sie?

15 Toleranzmechanismen - Periphere Toleranz der T-Zellen 1. Apoptose = klonale Elimination, Deletion 2. Anergy = funktionelle Nicht-Reaktivität 3. Aktive Suppression durch regulatorische T-Zellen 4. Mangelnde Kommunikation = klonale Ignoranz: isolierte Moleküle in ZNS und Augen; fehlende MHC II- Moleküle; Antigen unterhalb Schwellenwert exprimiert spezifische T-Zellen weder aktiviert noch deletiert

16 Toleranzmechanismen - Periphere Toleranz der T-Zellen 2. Anergy * Geringe Interaktion von DC und T-Zellen * Geringe Menge an co-stimulatorischen Molekülen und MHC Molekülen * Geringe Affinität des TCR zum MHC/Peptid Komplex * Antigen-Erkennung parallel mit CTLA-4 statt CD28 (auf T-Zellen) und B7 (auf DC)

17 Toleranzmechanismen - Periphere Toleranz der T-Zellen

18 Frage(n) 5. Was bezeichnet man als endogene Pyrogene und welche systemischen Effekte verursachen sie?

19 Die Makrophagen - Zellulärer Teil der natürlichen extrazellulären Abwehr induzieren Akut-Phase-Proteine pyrogene Substanzen

20 Frage(n) 5. b) Was versteht man unter "Antibody dependent cellular cytotoxicity" und wozu wird es benötigt? 15. zweite Frage: Kommen alle drei Effektormechanismen der Granulozyten (1. Sekretion der Granulainhalte, 2. O2-abhängiges killing, 3. O2-abhängiges und Myeloperoxidase abhängiges Killing) sowohl bei der Phagozytose als auch bei der ADCC vor?

21 Die Immunglobuline - Humoraler Teil der spezifischen extrazellulären Abwehr D Antikörper gegen Antigene Glykoproteine, bestehend aus Polypeptidketten mit unterschiedlichen Zuckeranteil B-Zellen exprimieren Ig an ihrer Oberfläche = BCR! Antikörper-produzierende Zellen, die Ig an Umgebung abgeben = Plasmazellen

22 Die Funktionen der Immunglobuline Bindung eines Antikörpers an ein Antigen: oft keine unmittelbaren Auswirkungen auf das Antigen erst, wenn weitere Effektor-Funktionen ins Spiel kommen (abhängig von der Bindung des Antikörpers an sein Antigen und Art der Antikörper-Moleküle) Neutralisation: Pathogen und/oder seine Produkte binden und sie damit zu neutralisieren (bakterielle Toxine, Oberfläche von Viren oder Bakterien) Bindung an verschiedene Zellarten: Phagozyten, Lymphozyten, Dendritische Zellen, Thrombozyten, Mastzellen und Basophile tragen an ihrer Oberfläche Rezeptoren (Fc Rezeptoren) Phagozytose wesentlich besser Beispiel: ADCC (antibody-dependent cellular cytotoxicitiy): mit spezifischen IgG-Molekülen (IgG1, IgG3) markierte Ziel-Zellen gebunden und durch Ausschütten der Granula zerstört (NK + Eos)

23 Die NK-Zellen - Zusammenhang mit spezifischer Abwehr: ADCC ADCC = antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity: IgG-Antikörper aus dem spezifischen System markieren befallene Zelle oder Pathogen AK werden von Eos, PMN und NK-Zellen erkannt und gebunden Pathogen getötet per Granula bzw. Zelle in Apotopse geschickt

24 Frage(n) 6. Was bezeichnet man als Gen-Rearrangement und wozu dient es?

25 Gen-Rearrangement Gene der variablen Regionen werden aus Gensegmenten aufgebaut

26 Gen-Rearrangement Die Anzahl funktioneller Gensegmente für die variablen Regionen der schweren und leichten Ketten in menschlicher DNA

27 Gen-Rearrangement Gensegmente für variable Regionen werden durch Rekombination verknüpft und sorgen für Vielfalt der TCR und BCR

28 Frage(n) 6. b) Welche Rezeptoren haben Makrophagen? 14. Wie erkennen Phagozyten extrazelluläre Antigene? (B.S 117)

29 Die Makrophagen - professionelle APC Anteil an spezifischer Abwehr a. Monozyten im Blut b. Histiozyten im Bindegewebe c. Mikroglia im Gehirn d. Kupffer sche Zellen in Leber e. Makrophagen in Serosa und Lymphorganen

30 Die Makrophagen - professionelle APC Anteil an spezifischer Abwehr

31 Dendritische Zellen - Die professionellen APC Formen Follikuläre dendritische Zellen: Keimzentren von Lymphfollikeln Interdigitierende dendritische Zellen: T-Zell-Regionen der Lymphknoten potenteste Stimulatoren der naiven T-Zellen Langerhans-Zellen: in der Epidermis der Haut

32 Dendritische Zellen - Die professionellen APC Langerhans-Zellen (unreife Dendritische Zellen) In der Epidermis der Haut Oberflächenmarker: CD1a Rezeptoren: HLA-I, HLA-II, CR1, CR3 FcεRI Exprimieren: CCR5, CXCR4 Myeloid DZ ähnlich zu Monozyten, viel in KM TLR-2, 3, 5, 8 Sezernieren: IL6, IL-12 Th1 Richtung Interdigitierende dendritische Zellen T-Zell-Bereich Stimulatoren der naive T-Zellen Plasmazytoid DZ änlich zu Plazmazellen TLR-7, 9 Sezernieren: IFN-γ Th2 Richtung

33 Dendritische Zellen - Die professionellen APC Inflammatory dendritic epidermal cells (IDEC) CD11b Mannose-Rezeptor mediierte Endozytose FcεRI AD, Psoriasis, CD Follikuläre dendritische Zellen B-Zell Zone keine Phagozytose exprimieren keine MHCII Ag-Ak Komplex einfangen keine Internalisierung Komplex bleibt auf die Oberfläche B-Zellen erkennen das Antigen

34 Frage(n) 7. Warum kann man Blutgruppe 0 immer als Spender zur Transfusion verwenden, obwohl sie Isoagglutinine sowohl der Klasse antia als auch der Klasse antib trägt?

35 AB0-System - Kompatibilität

36 AB0-System - Kompatibilität

37 AB0-System - Agglutinationsreaktion

38 Frage(n) 8. Rheumatoide Arthritis, als eine chronisch entzündliche Volkskrankheit, der Typ IV T-Zellmediierten Erkrankung (s. Buch S.201): Wie entsteht sie? Welche Therapiemöglichkeiten gibt es hier? Wie wirken sie? Was bewirkt das Cortison? Weshalb kommt es zu Schmerzen bei nass-kaltem Wetter?

39 Überempfindlichkeitsreaktionen

40 Rheumatoide Arthritis

41 Rheumatoide Arthritis Pathogenese Mechanismus: Unbekanntes Antigen mit Tropismus für Gelenke Blutweg Synovialis APC: ad CD4+ T-Zellen Zytokine freigesetzt (z.b. IFN- γ) Aktivierung von MΦ sezernieren TNF-α, IL-1 stimulieren Synovialzellen, Endothelzellen, Fibroblasten, Osteoklasten, B-Zellen Produktion von Rheumafaktor (anti-igg = AK gegen AK) Komplementaktiv. Bernhard, Villiger: Rheumatoide Arthritis: Pathogenese und Pathologie. Schweiz Med Forum 2001; 8:

42 Rheumatoide Arthritis Pathogenese Folgen: Synovitis, Pannusbildung, Knorpel- und Knochenerrosionen IK-Reaktion, Vaskulitis Amyloidose Aulöser: Genetischer Hintergrund EBV und andere Viren? Bakterielle Antigene? Xenobiotika?

43 Rheumatoide Arthritis Therapie mab anti CD4+-Zellen Cyclosporin (Calcineurin-Inh., hemmt IL-2) hemmt T-Zell- Proliferation Leflunomid (hemmt Pyrimidin-Synthese hemmt T-Zell- Proliferation Etanercept, Infliximab: TNF-Hemmer Kortisonpräparate: anti-entzündlich, blockiert NFkB in den Zellen keine entzündlichen Zytokine wie TNF-a, IL-1b, 6, 8, Rantes, Cox-2, ICAM Krankengymnastik, Ergotherapie Operativ: Synovektomien, rekonstruktive Chirurgie)

44 Frage(n) 9. Frage 1: Definition von Sepsis

45 Die Makrophagen - Zellulärer Teil der natürlichen extrazellulären Abwehr Aktivierung von Makrophagen LPS: Endotoxin aus Bakterienwänden, wird erst freigesetzt, wenn Pathogen zerstört TNF-α (von Monozyten und MΦ produziert!): induziert Akut-Phase-Proteine proinflammatorisch Fieber erhöht Migration der DC aktiviert Neutrophile

46 TNF-α - lokale und systemische Wirkung a. Lokal: schützend (lokale Gerinnung, Infektion beseitigt) Lokale Infektion

47 TNF-α - lokale und systemische Wirkung a. Lokal: schützend (lokale Gerinnung, Infektion beseitigt) b. Systemisch: toxisch kann zum Septischen Schock führen (DIC, multiples Organversagen, systemische Ödeme) bei * massiver Infektion mit vielen oder aggressiven Erregern, evtl. in immunol. Nischen (Bauchhöhle...) oder * fehlender Behandlung oder * geschwächter Immunabwehr Sepsis = systemisches inflammatorisches Response-Syndrom (SIRS) mit einer nachgewiesener Infektion Systemische Infektion

48 Frage(n) 9. Frage 2: Welche Arten der Abstossungsreaktion gibt as bei Transplantationen?

49 Transplantationen - Abstoßungsreaktionen a. Akute Reaktion: nicht-sensibil., binnen 1 Wo T-Zellmediiert b. Hyperaktue bzw. akzelerierte Reaktion: sensibil. nach früherer TP, binnen Minuten-Stunden Komplement, Gerinnung, Thrombose c. Chronische Reaktion/Vaskulopathie: Spätphase, chron. TP-Verlust interstitielle Fibrosierung, geringe Infiltration, Gefäßveränderung d. Graft-versus-host Reaktion: KM-TP IS des Empfängers zerstört (Spenderzellen greifen Gewebe an) akut oder chronisch

50 Frage(n) 10. Wieso tötet der membrane attack complex(mac) nur "schwache" Zellen? Ein Zusammenbruch des Ionengradienten müsste immer zum Tod der Zelle führen.

51 Das Komplementsystem - Die Effekte erfolgreiche MAC-Installierung bei vulnerablen Ionengradient tötet jedenfalls Zerstörung

52 Frage(n) Welche Funktionen erfüllt der KIR (Killer Cell inhibitory receptor) der NK-Zellen? 14. b) Durch welche Mediatoren wird die Aktivität der NK-Zellen um das Fache gesteigert? (B.S 122

53 Die NK-Zellen - Zellulärer Teil der natürlichen intrazellulären Abwehr Funktion Krankheitserreger identifizieren und zerstören, die sich innerhalb unserer eigenen Zellen befinden, wie beispielsweise Viren

54 Die NK-Zellen - Mechanismus 1. NK erkennt MHC I mit KIR oder CD94:NKG2 auf gesunden Zellen inhibitorisches Signal 2. NK findet oder erkennt MHC I nach Virusbefall nicht inhibitorisches Signal fehlt Apoptose induziert

55 Die NK-Zellen - Mechanismus Befallene Zellen können bei der Prozessierung von Proteinen nicht zwischen viral/fremd und körpereigen/selbst unterscheiden die Präsentation auf MHC ist zufällig unspezifischer Erkennungsmechanismus der NK-Zellen beruht meist auf einer Herunterregulation oder Veränderung des MHC I-Komplexes (durch Viren)

56 NK-Zellen Aktivierung IFN-α, β, IL-12 oder IL-2 können besonders gut killen = LAK (lymphokineactivated killers) über IL-12 zusätzlich IFN-γ durch NK produziert

57 Frage(n) Welches ist das stärkste Chemotaxin für neutrophile Granulozyten?

58 Die Granulozyten - zellulärer Teil der natürlichen extrazellulären Abw. Neutrophile Granulozyten * Reagieren mit Rezeptoren auf lösliche Faktoren CR1, 3, 4 C3a, C5a FcγR Rez. für Prostaglandine und Leukotriene * IL-8 (von MΦ und Epithelzellen) lockt Neutrophile an den Entzündungsort eitrige Entzündung (lokal) * Nachbildung in KM Leukozytose als Marker für Entzündung (systemisch)

59 Die neutrophilen Granulozyten - ihre Funktionen Phagozytose Bakteriostatische und bakterizide Produkte Tötung von Pathogen a. Primäre Granula * Kationische Proteine zerstören Bakterienwände (gram neg.) * Saure Hydrolasen * Neutrale Hydrolasen * Kollagenasen * Mikrobizide (Lysozym spaltet Mukopeptide der Bakterienwand; Myeloperoxidase bildet O2-Radikale) b. Sekundäre Granula * Lysozym * Kollagenase * VitB12-bindendes Protein * Laktoferrin

60 Frage(n) 12. Frage 2: Was sind Interferone und welche gibt es

61 Interferone Beschreibung: = Protein oder Glykoprotein = immunstimulierend = antiviral und antitumoral = körpereigene Gewebehormone, bes. von Leukozyten und Fibroblasten gebildet Arten: Alpha-Interferon: bei viraler oder bakterieller Nukleinsäure akt. Umliegende Zellen weitere Virus-Proteinsynthese gehemmt und Abbau von viraler und zellulärer RNA vermehrt; vermehrt MHC I und Proteasomen gebildet T-Zell-Abwehr; IFN-α aktiviert auch NK Beta-Interferon: aus virus-infizierten Fibroblasten; ähnliche Wirkung wie Alpha-Interferon Gamma-Inteferon: aus Th1-Zellen nach Kontakt mit MΦ (Bakterien phagozytiert) aktiviert MΦ: bessere Verschmelzung zu Phagolysosom, bakterizides NO, reakt. O2-Radikale; antimikrobielle Peptide Tau-Interferon: bei Rindern

62 Frage(n) 13. Periphere, rezessive Toleranz: Warum kann die Gewebezelle die naive T-Zelle abtöten (erkennen, dass sie abtöten soll)? (Präsentation Antigen => Apoptose Induktion) Könnte die Gewebezelle auch Signal 2 exprimieren, oder kann sie nur Apoptose induziren? (Signal 1)

63 Periphere Toleranz - Gewebezelle Da es viele Proteine gibt, die nur in Zellen bestimmter Gewebe vorkommen und daher nur auf diesen MHC-I präsentiert werden und nicht im Thymus, dürfen Gewebezellen keine costimulatorischen Signale senden, damit keine Autoimmunreaktion stattfinden kann. Naive T-Zellen werden beim Treffen einer Gewebezelle nicht aktiviert, sondern fallen in einen anergischen Zustand. A systemically produced soluble form of the antigen induces rapid T cell anergy followed by deletion. (Abbas) In secondary lymphoid organs, HA-reactive T cells were initially activated but were hyporesponsive at the single cell level. After 3 days, however, those cells were rapidly deleted, at least partially, through an apoptotic process. (Liblau et al)

64 Frage(n) 13. b) Systemischer Lupus erythematodes: Warum gibt beim SLE so häufig Gelenksprobleme? - Kollagenose => Knorpelfunkitonsstörung (Kollagen Typ II)? - zusätzlich Ablagerung der Immunkomplexe im Gelenk? oder beides? ) Wieso tritt Systemischer Lupus Erythematodes häufiger bei Frauen auf als bei Männern?

65 SLE zirkulierende Immunkomplexe: -bestehen aus Autantigen (v.a ds-dna) und spezifischen anti-dsdna-autoantikörper -werden in Gefäßwänden abgelagert und führen dort zu chron. Entzündungsreaktionen -Komplementaktivierung Lupus-Band der Haut: Immunglobulin- und Komplementablagerungen (IgM>IgG, C3) in der Basalmembranzone -Gelenkbeschwerden gehören zu den häufigen Symptomen des Lupus erythematodes. Dabei handelt es sich um eine Entzündung meist mehrerer Gelenke, die aufgrund der daraus resultierenden Vernarbung der Gewebe um das Gelenk herum Fehlstellungen der Gelenke verursachen kann.

66 Hormonelle Einflüsse und Autoimmunität

67 Frage(n) 15. Meine erste Frage betrifft die Phagozytose durch Granulozyten und Makrophagen: Kann man die Zerstörung des Phagolysosom auch als eine "Nekrose" ansehen (da ja der outer lipid bilayer der Bakterien lysiert wird)?

68 Die Phagozytose

69 Die Nekrose = pathologischer Untergang einzelner oder mehrerer Zellen Folge: Entzündungsreaktion des umliegenden Gewebes Fresszellen (Makrophagen) angelockt, schütten entzündliche Botenstoffe wie Tumornekrosefaktor (TNF) aus dadurch entsteht im Bereich der Nekrose auch Apoptose

70 Frage(n) ) Liegt jeder Autoimmunkrankeit ein "molecular mimikry" zugrunde?

71 Risikofaktoren für Autoimmunerkrankungen A. Genetische Faktoren B. Umweltfaktoren C. Hormonelle Einflüsse D. Infektionen / Gewebeschäden

72 Infektionen und Autoimmunerkrankungen

73 Frage(n) 17. Woraus setzt sich der triple response des axonreflexes zusammen?

74 Der Axonreflex Impulse der Schmerzrezeptoren der Haut werden neben der normalen zentralen Leitung zum Spinalganglion u. Rückenmark antidrom durch eine Kollaterale zu den Blutgefäßen geleitet.

75 Der Axonreflex die 3 Reaktionen bleiben sogar bei totaler Sympathektomie auch bei Unterbrechung der zum Rückenmark führenden Bahnen diffuse Rötung der Umgebung fehlt, wenn Areal anästhesiert ist Nervenbahnen beteiligt, aber keine Umschaltung im Rückenmark notwendig Rötung durch Kapillardilatation als direkte Antwort der Mastzellen auf den Druckreiz Quaddel durch erhöhte Kapillarpermeabilität (bis hierher: Histaminwirkungen) durch den Druck wird eine sensible Nervenendigung erregt, die Depolarisationswelle läuft in Richtung Rückenmark, aber auch entlang der Verzweigung des Neurons wieder in Richtung der anderen Endigungen. Diese Nervenzweige enden an Arteriolen. Der Impuls führt dort zur Ausschüttung von Substanz P (ein Neurokinin), die eine Gefäßerweiterung ( diffuse Rötung) und eine Mastzellaktivierung mit weiterer Freisetzung von Histamin bewirkt.

76 Frage(n) 18. Was sind die 3 ultimativen Ziele der Komplement-Kaskade?

77 Das Komplementsystem - Die Effekte Entzündung, Phagozyten- Rekrutierung Zerstörung Markierung

78 Frage(n) 19. Wie sind die verschiedenen Arten der MHC Rezeptoren verteilt? (Welche Rezeptoren bei cytotoxischen T Zellen; T Helferzellen und naiven T Zellen; welche bei anderen Abwehr und Körperzellen)

79 HLA-System englisch human leucocyte antigen * Oberflächenantigene, die auf den Zellen fast aller Gewebe vorkommen und sich besonders gut auf Leukozyten nachweisen lassen * durch mehrere eng gekoppelte Gene auf Chromosom 6 vererbt (Klasse I: HLA-Merkmale A, B und C, Klasse II: HLA- Merkmale DR, DQ und DP)

80 HLA-System * Immunsystem: Mit aufbereiteten Antigenen bilden sie Komplexe, die auf der Oberfläche von Zellen präsentiert und nur in dieser Form von T-Lymphozyten erkannt werden. Die HLA-Antigene vermitteln auf diese Weise die Regulation von Immunreaktionen, z. B. Allergie. Sie bedingen auch die immunologische Selbstdefinition eines Organismus, die Toleranz des eigenen und die Abstoßung fremden Gewebes. * Bei der Transplantation von Organen, Organteilen oder Zellen wird daher eine weitgehende Übereinstimmung des HLA-Systems angestrebt. Die HLA-Merkmale von Empfänger und Spender werden serologisch durch Antikörper gegen HLA-Antigene oder zunehmend durch molekularbiologische Erfassung der codierenden Gene bestimmt.

81 Frage(n) 20. Wie unterscheiden sich TH1 von TH2 Zellen?

82 Die Effektor-T-Lymphozyten D zelleigene Programme angeregt zerstören vesikuläre Pathogene Antikörper- Produktion

83 Differenzierung der T-Zellen in Th1/Th2 - Zytokinmilieu und Antigen sind bestimmend B

84 Differenzierung der T-Zellen in Th1/Th2 - Zytokinmilieu und Antigen sind bestimmend B

85 Frage(n) 21. Aktivierung der B-Zellen: Wie lösen TI- Antigene (thymusunabhängige) die Proliferation der B-Lymphozyten aus?

86 Aktivierung der B-Zellen Naive B-Zellen brauchen in der Regel zusätzliche Signale von den TH2-Helfer-Zellen (Thymus-abhängige B-Zell-Aktivierung) In manchen Fällen kann das zweite Signal direkt vom Antigen kommen (Thymus- oder T-Zell-unabhängige B-Zell-Aktivierung) Polysaccharide, polymere Proteine, Lipopolysaccharide, Nukleinsäuren repetitive biochemische Sequenzen = polyvalent Kreuvernetzung Zellaktivierung

87 TI-1-Antigene

88 TI-2-Antigene

89 Aktivierung der B-Zellen

90 Aktivierung der B-Zellen

91 Aktivierung der B-Zellen

92 Frage(n) 22. Wie verlaufen die Mechanismen eine irreversiblen Zellschädigung?

93 Zellschäden - Ursachen Physikalisch: Mechanische Einwirkung, Strahlung, Hitze, Kälte, Elektrizität Chemisch: Säuren/Laugen/pH-Verschiebung, Toxine, Pharmaka, ROS (reaktive Sauerstoffspezies) Mikrobiell: Viren, Bakterien, Parasiten, Pilze Metabolisch-nutritiv: Über- oder Unterversorgung mit Nährstoffen Hypoxie (Sauerstoffmangel) und Ischämie (Durchblutungsstörungen) Immunologische Reaktionen (autoaggressiv oder Kollateralschaden ) Genetische Störungen (Enzymdefekte, Chromosomenaberration, erbliche Dispositionen) Noxen können akut oder chronisch, einzeln oder kombiniert in unterschiedlichem Ausmaß einwirken.

94 Zellschäden - Mechanismen Membranschädigung * Plasmalemm: Wasser- und Ca2+-Einstrom -> Hydropische Schwellung der Zelle und der Zellorganellen, Mitochondrienschädigung, Enthemmung Ca2+-aktivierter Enzyme * Mitochondrien (s.u.) * Lysosomen -> Freisetzung von zellulären Verdauungsenzymen -> Autolyse Mitochondrienschädigung * -> ATP-Defizit -> Steigerung der anaeroben Glycolyse -> Azidose (Lactat) -> Erliegen der Na+/K+-Pumpe -> Zusammenbruch der Ionengradienten und der sekundären Transportprozesse -> Wasser- und Ca2+-Einstrom (s.o.) -> Erliegen des Zellstoffwechsels (viele ATP-abhängige Reaktionen inklusive der Proteinbiosynthese) * Freisetzung von Cytochrom c -> Apoptose-Induktion DNA-Schädigung (Mutationen) -> Zelltod, bei Stammzellen Krebsentstehung, bei Keimzellen Enzymdefekte u.a. Hemmung der Proteinsynthese -> Mangel an Bauproteinen, Enzymen usw. Akkumulation von physiologischen oder pathologischen Stoffwechselprodukten durch vermehrten Anfall oder Störung der Weiterverstoffwechselung

95 Zellschäden - Folgen Reversibler Zellschaden -> Regeneration Irreversibler Zellschaden (in Art und/oder Ausmaß) -> Nekrose (bei massiver Schädigung) -> Apoptose-Induktion (eher bei geringergradiger nicht-letaler Schädigung) -> Krebs (bei irreparablen DNA-Schäden, wenn keine Apoptose induziert wird) -> Defekte (pathologische Veränderungen von Zellorganellen)

96 Lehrveranstaltung: Funktionelle Pathologie im WS 2008/09 Vorlesung: PATHOPHYSIOLOGIE II WS 2008 Di, MI, DO von 17 Uhr-18:50 (3-stündig) Wahlfach Marth Pathophysiologische Mechanismen kardialer Erkrankungen Lupinek Pathophysiologische Mechanismen kardiovaskulärer Erkrankungen Krenbek Pathophysiologische Mechanismen bei Erkrankungen der Leber und Niere Patsch Pathophysiologie des Skelettsystems Szalai Pathophysiologie der Haut Metchkeriakova Tumorerkrankungen

97 Weitere Fragen: