IMMUNOLOGIE UND IMMUNPATHOLOGIE

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1 IMMUNOLOGIE UND IMMUNPATHOLOGIE Michael D. Kramer 45 meist zweifarbige und 6 vierfarbige Abbildungen, 11 Tabellen 5 &- G6 Ferdinand Enke Verlag Stuttgart 1997

2 Inhalt Immunologie und Immunpathologie Anatomie des Immunsystems 2.1 Zellen des Immunsystems Organe des Immunsystems (lymphatische Organe) Lymphgefäßsystem Primäre lymphatische Organe Knochenmark Thymus Sekundäre (periphere) lymphatische Organe Lymphknoten Milz Tonsillen Rezirkulation der Lymphozyten Ablauf und Steuerung der Lymphozyten Rezirkulation Verschiedene Wege der Lymphozyten-Rezirkulation 12 Physiologie der Immunantwort Antigene Definition Interaktion mit Antikörpern bzw. T-Zell-Rezeptoren Adjuvantien Antigenprozessierung und -Präsentation Antigenpräsentierende Moleküle: die MHC-Moleküle MHC-Klasse I-Moleküle MHC-Klasse II-Moleküle Biologische Rolle der MHC-Moleküle Antigenpräsentierende Zellen Supergen-Familien und CD-Nomenklatur Integrine T-Lymphozyten Antigenerkennung, MHC-Restriktion und Aktivierung Der T-Zell-Rezeptor-Komplex Der T-Zellrezeptor und signalübertragende Moleküle Genetische Grundlagen der T-Zellrezeptorvielfalt Junktionale Diversität Akzessorische Moleküle bei der T-Zellaktivierung Die Korezeptoren CD8 und CD Das Rezeptor/Liganden-Paar CD28/B Das Rezeptor/Liganden-Paar CD2/LFA CD Regulation der T-Zellaktivierung 34

3 VIII Inhalt Selektionsprozesse im Thymus Regulation der T-Zellaktivierung in peripheren Geweben Weitere regulatorische Mechanismen B-Lymphozyten und Immunglobuline Antigenerkennung, Aktivierung und T-Zell/B-Zellkooperation T-Zellabhängige Aktivierung von B-Lymphozyten T-Zellunabhängige Aktivierung von B-Lymphozyten Immunglobuline Struktur und Funktion Genetische Grundlagen der Antikörpervielfalt Rezeptoren für Immunglobuline: Fc-Rezeptoren Fc-Rezeptoren für IgG: Fc^-Rezeptoren Fc-Rezeptoren für IgE: Fc -Rezeptoren Regulation der B-Zellaktivierung und Antikörperproduktion Toleranzinduktion im Knochenmark Toleranzinduktion in peripheren lymphatischen Organen Weitere regulatorische Mechanismen Zytokine Allgemeine Eigenschaften Funktionelle Gruppen Zytokine als Mediatoren der natürlichen Resistenzmechanismen Zytokine mit regulatorischem Einfluß auf Lymphozyten Zytokine mit aktivierendem Einfluß auf Entzündungszellen Zytokine mit stimulierendem Einfluß auf die Hämatopoiese Effektormechanismen der Immunantwort Effektorfunktionen der T-Lymphozyten T-Helferzellen (T H ) Zytotoxische T-Lymphozyten Natürliche Killerzellen (NK-Zellen) Phagozyten Mononukleäre Phagozyten: Monozyten/Makrophagen Granulozyten Antikörperabhängige Effektormechanismen Neutralisation, Agglutination, Präzipitation Opsonisierung Das Komplement-System Klassischer Aktivierungsweg Alternativer Aktivierungsweg Terminale Reaktionssequenz des Komplement-Systems Regulation der Komplement-Aktivierung Rezeptoren für Komplement-Komponenten Biologische Aktivitäten des Komplement-Systems Abwehr von Infektionen Mechanismen der natürlichen Resistenz Mechanismen der spezifisch-adaptiven Infektabwehr Umgehung oder Blockade der Abwehrmechanismen Schutzimpfung 83 Pathologie der Immunantwort Reaktionstypen der pathogenen Immunantwort Typ I: IgE-abhängige Reaktionen 86

4 Inhalt IX Typ II: IgM- und IgG-abhängige Reaktionen Typ III: Immunkomplexvermittelte Reaktionen Typ IV: T-Zellabhängige Reaktionen Infektion als Ursache einer pathogenen Immunantwort Bakterielle Endotoxine und Superantigene Kreuzreaktion erregerinduzierter Antikörper Zerstörung virusinfizierter Parenchymzellen Pathogene Mechanismen bei Erregerpersistenz Antikörperabhängige pathogene Mechanismen bei Erregerpersistenz T-Zellabhängige pathogene Mechanismen bei Erregerpersistenz Autoimmunreaktionen und -erkrahkungen Antikörperabhängige Autoimmunerkrankungen * T-Zellvermittelte Autoimmunerkrankungen 101 Erkrankungen des Immunsystems Maligne Erkrankungen des Immunsystems Maligne Lymphome Non-Hodgkin-Lymphome (NHL) Hodgkin-Lymphom Leukämien Akute lymphatische Leukämien Akute myeloische Leukämien Chronische lymphatische Leukämien Chronische myeloische Leukämie Plasmazell-Neoplasien Multiples Myelom Waldenströmsche Makroglobulinämie Schwerketten-Krankheit Angeborene Immundefizienzen Syndrome durch Defekte der B-Lymphozyten X-gebundene Agammaglobulinämie (Brutonsche Agammaglobulinämie) Selektive IgA-Defizienz Selektiver IgG-Subklassen-Mangel Transiente Hypogammaglobulinämie des Säuglings Variable Hypogammaglobulinämie (common variable immunodeficiency, CVID) Syndrome durch Defekte der T-Lymphozyten DiGeorge-Syndrom (kongenitale Thymusaplasie) Chronische mukokutane Candidiasis Andere T-Zelldefekte Immundefizienzen mit eingeschränkter Aktivität der Natürlichen Killer-Zellen Schwere kombinierte Immundefizienz (SCID) Nezelof-Syndrom Defekte des Komplementsystems Syndrome durch Defekte der Phagozyten Chronische Granulomatose Glukose-6-Phosphat-Dehydrogenase-Mangel Myeloperoxidase-Mangel Morbus Whipple 120

5 X Inhalt 5.3 Erworbene Immundefizienzen Erworbenes Immundefizienzsyndrom (Acquired immunodeficiency syndrome; AIDS) Immundefizienzen durch andere Erkrankungen 123 Transplantationsimmunologie Begriffsdefinitionen Transplantations-(Histokompatibilitäts)-Antigene MHC-Antigene Nicht-MHC-Antigene Transplantatabstoßungsreaktion Antigen-Erkennung Formen der Transplantatabstoßung Graft-versus-Host-Reaktion Beeinflussung der Transplantat-Empfänger-Interaktion Beeinflussung der Transplantat-Immunogenität Beeinflussung des Empfängers Klinische Transplantationen Transplantation vaskularisierter Organe (Niere, Herz, Leber) ^2 Transplantation nicht vaskularisierter Organe Knochenmarkstransplantation 129 Bluttransfusion Blutgruppensysteme ' Das ABO-System Das Rhesus-System Das Lewis-System Das MNSs-System Das Keil-System Das Kidd-System Das Duffy-System Immunogenität der verschiedenen Blutkomponenten Erythrozyten Thrombozyten Leukozyten Serum Prinzipien der praktischen Durchführung von Transfusionen Transfusion von Erythrozytenkonzentraten Transfusion von Thrombozytenkonzentraten Transfusion von Plasma Transfusion von Granulozyten Unerwünschte Transfusionsreaktionen Hämolytische Reaktionen Die febrile nichthämolytische Reaktion Die Posttransfusions-Purpura Allergische Reaktionen Graft-versus-Host Reaktion (GvHD) Lungeninfiltrate 141

6 Inhalt XI 8 Immunologische Techniken Nachweisverfahren für Antikörper bzw. Antigene Tests mit Verwendung von Markersubstanzen Enzyme linked immunosorbent Assay (ELISA) Kompetitiver Radio-Immuno-Assay Immuno-Blot (Western-Blot) Immunfluoreszenz-Mikroskopie Fluoreszenzaktivierte Durchflußzytometrie Präzipitations- und Agglutinationsmethoden Nephelometrie Immundiffusion (Ouchterlony) Radiale Immundiffusion (Mancini) Immunelektrophorese und Immunfixationselektrophorese Hämagglutination Tests mit Aktivierung des Komplementsystems Gesamthämolytischer Test (CH50-Test) zur Aktivitätsbestimmung des Komplementsystems Komplementbindungsreaktion Mikro-Lymphozytotoxizitäts-Test Immun-Affinitätschromatographie Funktionelle Prüfung der Lymphozyten und Phagozyten Funktionelle Prüfung der B-Lymphozyten Prüfung der B-Zell-Proliferation Prüfung der Antikörperproduktion Funktionelle Prüfung der T-Lymphozyten Prüfung der T-Zell-Proliferation Prüfung der Zytokinproduktion durch T-Zellen Prüfung der zytotoxischen Aktivität von T-Zellen Funktionelle Analyse der Phagozyten Prüfung der Chemotaxis Prüfung der Phagozytose Prüfung der Degranulation Prüfung der Mikrobizidie 159 Anhang: Eine Auswahl von Molekülen, die in dem CD-Nomenklatur-System klassifiziert sind Farbtafel 164 Sachregister 166