Die Zellen des Immunsystems Kein umschlossenes Organsystem; Immunzellen zirkulieren im Blut und im lymphatischen System

Transkript

1 Die Zellen und Organe des Immunsystems Die Zellen des Immunsystems Kein umschlossenes Organsystem; Immunzellen zirkulieren im Blut und im lymphatischen System Leukozyten (Weiβblutzellen): - neutrophile Granulozyten - eosinophile Granulozyten - basophile Granulozyten - Monozyten/Makrophagen - dendritische Zellen (DCs) - natürliche Killerzellen (NK-Zellen) natürliche Immunität - Lymphozyten (B- und T-Zellen) erworbene Immunität Prozentuale Verteilung der Blutzellen Leukozyten neutrophile Granulozyten eosinophile Granulozyten basophile Granulozyten Lymphozyten Monozyten Erythrozyten Thrombozyten Prozentwert ~ 59% ~2,7% ~0,5% ~ 34% ~4% Zellzahl (/mm 3 ) 4 11 x10 3 2,5 7,5 x10 3 0,04 0,44 x10 3 0,01 0,1 x10 3 1,5 3,5 x10 3 0,2 0,8 x10 3 4,5 5,5 x x10 3 Gemeinsame Vorläuferzelle: pluripotente hämopoetische Stammzelle (HSC) im Knochenmark 1. Gemeinsame myeloide Vorläuferzelle a) Granulozyten-Makrophagen Vorläuferzelle b) Megakaryozyten-Erythrozyten Vorläuferzelle 2. Gemeinsame lymphatische Vorläuferzelle - Lymphozyten (T und B) 1a) Granulozyten-Makrophagen Vorläuferzelle - Granulozyten = polymorphkernige Leukozyten (neutrophile, eosinophile und basophile Granulozyten) - Monozyten Makrophagen - unreife dendritische Zellen 1b) Megakaryozyten-Erythrozyten Vorläuferzelle - Megakaryozyten Thrombozyten - Erythroblasten Erythrozyten 1

2 Monozyten/Makrophagen Dendritische Zellen (DCs) Cytoplasma- Ausläufer Reifung Monozyt (Blut) Makrophag (Gewebe) Phagozytose: Aufnahme eines Pathogens durch Endozytose Zerstörung in intrazellulären Vesikeln und Präsentierung den T-Zellen: antigenpräsentierende Zellen (antigen presenting cells; APCs) Zündfunken der Immunantwort DCs: wandern vom Blut in die peripheren Gewebe, wo sie Antigene aufnehmen und den T-Zellen präsentieren (APCs) Aufnahme der Antigene: Phagozytose und Makropinozytose (mit Flüssigkeit) Granulozyten = polymorphkernige Leukozyten Granulozyten: cytoplasmatische Granula, durch deren charakteristische Färbung die Zellen in Blutausstrich gut zu erkennen sind Polymorphkernige Leukozyten: - unregelmäβig geformte Zellkerne - kurzlebige Zelle, die während der IA neu entstehen - zirkulieren im Blut und dringen in Gewebe nur in Infektionsbereichen ein 1) neutrophile Granulozyten 2) eosinophile Granulozyten 3) basophile Granulozyten Neutrophile Granulozyten Primär phagozytische Zellen: Aufnahme von Bakterien in Infektionsbereichen und Zerstörung in intrazellulären Vesikeln Fehlfunktionen der neutrophilen Granulozyten: bakterielle Infektionen (eine der wichtigsten Komponenten der natürlichen Immunität) Eosinophile und basophile Granulozyten Eosinophile Zellen: -allergische Entzündungen - Abwehr von Parasiten - primär sekretorische Zellen Basophile Zellen: - ähnlich wie Eosinophile Mastzellen Aus KM-Vorläufern; beenden ihre Reifung in Geweben (fraglich, wie sie dorthin gelangen) Gewebezellen - lokale Entzündungsreaktion - Freisetzung von Substanzen (Wirkung auf Blutgefässe) - allergische Reaktionen 2

3 Lymphozyten 1. B-Lymphozyten: Reifung in Knochenmark (Bursa fabrici in Vögeln; KM: bursaäquivalentes Organ im Menschen) B-Zell-Rezeptor (BCR): membrangebundenes Immunglobulin (mig) antikörper sezernierende Plasmazellen 2. T-Lymphozyten: Reifung in Thymus T-Zell-Rezeptor (TCR): mit Ig verwandt T-Effektorzellen: a) zytotoxische T-Zellen (CTL): töten virusinfizierte/anomale Zellen b) Helfer T- Zellen (Th): aktivieren andere Immunzellen (B-Ly, Makr) Lymphozyten Nichtaktivierte Lymphozyten: kleine ruhende Zellen - kondensiertes Chromatin (keine Transkriptionsaktivität) - dünner Cytoplasmarand, kein RER (keine Translationsaktivität) Natürliche Killerzellen (NK-Zellen) Stammen von der gemeinsamen lymphatischen Vorläuferzelle kein antigenspezifischer Rezeptor; Herkunft: erworbenes Immunsystem Funktion: natürliches Immunsystem Groβe Lymphozyten mit cytotoxischen Granula: anomale Zellen: - Tumorzellen/virusinfizierte Zellen - intrazelluläre Krankheitserreger CD-System (Cluster of Differentiation) Klassifizierung der Oberflächemarker = Leukozytenoberflächeantigene genaue, eindeutige Identifizierung von Immunzellen 1. Zelllinienmarker (z.b. CD3 T-Ly) 2. Reifungsmarker (z.b. CD34 HSC) 3. Aktivierungsmarker (z.b. CD25) Lymphatische Organe Netzwerk von nichtlymphatischen Zellen und Lymphozyten: Zell-Zell- Wechselwirkungen (microenvironment) - Reifung - Aktivierung - Überleben Lymphatische Organe 1. Primäre = zentrale Lymphorgane: geeignete Umgebung zur Reifung der Lymphozyten zu immunkompetenten Zellen Knochenmark (B-Zellen) und Thymus (T-Zellen) 2. Sekundäre = periphere Lymphorgane: Kontakt mit Antigen: Aktivierung von Lymphozyten Proliferation und Differenzierung Lymphknoten, Milz, hautassoziiertes lymphatisches Gewebe (Skin-Associated Lymphoid Tissue; SALT), mucosaassoziiertes lymphatisches Gewebe (Mucosa-Associated Lymphoid Tissue; MALT) 3

4 Lymphatisches System AG-Ly-Kontakt: periphere Lymphorgane - Ly: zirkulieren zwischen Blut und peripheren Lymphorganen - AG: werden in Makr und DCs transportiert Lymphatisches System: ausgedehntes Gefäβsystem Lymphe: periphere Gewebe Blut (Gewebe LK Ductus thoracicus linke subklav. Vene Blut) - afferente Lymphgefäβe: AG-Transport in Makr und DCs - efferente Lymphgefäβe: aktivierte Ly Lymphknoten Cortex (Rinde) Medulla (Mark) Cortex: B-Zellen: Follikel (äuβerer Bereich des Cortex) T-Zellen und DCs: paracorticale Bereiche = T-Zell-Bereiche (tiefer liegender Bereich des Cortex) Einige B-Zell-Follikel: Keimzentren (starke B-Zell-Proliferation nach Antigenreiz und T-Helferzellen- Aktivierung) sekundäre Lymphfollikel Medulla: aus Marksträngen; Makrophagen und Plasmazellen Milz Rote Pulpa: Abbau von Erythrozyten Weiβe Pulpa: Arteriolen umgebend von Lymphozyten = PALS-Region + Follikel a) PALS-Region (Periarteriolar Lymphoid Sheet): T-Zellen und DCs b) Follikel: B-Zellen; Keimzentrum + B-Zell-Corona DieMilzis anden Blutkreislauf angeschlossen!! MALT = GALT + BALT Lymphgewebeinseln unter den Schleimhäuten 1. GALT = darmassoziiertes lymphatisches Gewebe; Gut-Associated Lymphoid Tissue 2. BALT = bronchienassoziiertes lymphatisches Gewebe; Bronchus-Associated Lymphoid Tissue; 3. Lymphatisches Gewebe des Urogenitaltraktes GALT = Rachenmandeln + Gaumenmandeln + Blinddarm + Peyersche Plaques (P. Plaques: unter der Schleimhaut des Dünndarmes; wichtigste und am höchsten organisierte MALT-Bereiche) Bedeutung von MALT: gesamte Schleimhautoberfläche ca. 400 m 2 Peyersche Plaques Follikel: zentrale Wölbung aus B-Zellen + umgebende T-Zell-Bereichen SALT Epidermis: - Keratinozyten (= Epithelzellen): Zytokinproduktion, unter Zytokinwirkung Antigenpräsentierung - Langerhans-Zellen (DCs) - intraepidermale T-Lymphozyten (IEL): unterscheiden von den anderen Lymphozyten in ihren Oberflächeantigenen Dermis: - Lymphozyten - Makrophagen 4

5 Zirkulierung der Lymphozyten Ableitender LK Naiver (ungeprägter) Lymphozyt: noch kein Kontakt mit AG Lymphozyten: Zirkulierung (Blut periph. lymph. Organe): Eintritt postkapilläre Venole; Austritt efferentes Lymphgefäβ oder Blut (Milz!) AG-Lieferung: APCs (Makrophage, DCs) afferentes Lymphgefäβ AG-Präsentierung und Lymphozyten-Aktivierung: Lymphknoten Effektorzellen efferentes Lymphgefäβ oder Blut (Milz!) zu Infektionsherd 5