angeboren erworben Komponenten und Aufbau des Immunsystems 1) Zelltypen 2) angeborene und erworbene Immunität 3) humorale und zelluläre Immunfunktion

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1 angeboren erworben lebensnotwendig ready to go Zellen besitzen Effektorfunktion (Phagozyten) Erkennung über PAMPs gut es zu haben braucht etwas mehr Zeit Keine basale Effektor- Funktion (Lymphozyten) hoch variable Erkennungsrezeptoren 1 Komponenten und Aufbau des Immunsystems 1) Zelltypen 2) angeborene und erworbene Immunität 3) humorale und zelluläre Immunfunktion 2 humorale Funktionen Zelluläre Funktionen anti-microbials Phagozyten MBL Innate immune system Komplement innate like Lymphozyten Interferone adaptive immune system Effektor Antikörper Lymphozyten 3 1

2 Anti-mikrobielle Subtanzen z.b. Defensine, Lysozym 4 Überblick: Komplementkaskade 5 Klassischer Weg: Initiiert durch C1 6 2

3 Klassischer Weg: Generierung von C3-Konvertase (=C4bC2b) Protease-Kaskade: Signal-Amplifikation (vgl. Blutgerinnung) Regulation: Aktiv nur an Oberflächen körpereigene Zellen tragen Regulatoren 7 Spaltung des C5 Leitet die späte Kaskade ein. In C5-Spaltung konvergieren die 3 Wege der Komplementkaskade. 8 Spaltung des C5 Leitet die späte Kaskade ein. In C5-Spaltung konvergieren die 3 Wege der Komplementkaskade. Anaphylatoxine: Chemotaxis Aktivierung des membrane attack complex 9 3

4 Der fertige membrane-attack -Komplex erzeugt ein Loch in der Zellmembran 10 Überblick: Komplementkaskade, die wichtigsten Komponenten und Aktivitäten

5 humorale Funktionen Zelluläre Funktionen anti-microbials Phagozyten MBL Innate immune system Komplement innate like Lymphozyten Interferone adaptive immune system Effektor Antikörper Lymphozyten 13 humorale Funktionen Zelluläre Funktionen anti-microbials Phagozyten MBL Innate immune system Komplement innate like Lymphozyten Interferone adaptive immune system Effektor Antikörper Lymphozyten 14 Ende 1. Stunde 15 5

6 Komponenten und Aufbau des Immunsystems Initiation von Immunantworten lymphatische Organe Erkennungsmechanismen Lymphozytenentwicklung Entstehung und Verlauf adaptiver Immunantworten

7 Makrophagen werden durch Pathogenkontakt aktiviert, nehmen diese auf und leiten eine Entzündungsreaktion ein 19 Makrophagen werden durch Pathogenkontakt aktiviert, nehmen diese auf und leiten eine Entzündungsreaktion ein PRR 20 Lösliche Mediatoren I: Antibakterielle Substanzen angeboren ph-absenkung H 2 O 2, O 2, OH,OCl - NO anti-mikrobielle Peptide Lysozym, saure Hydrolasen Kompetitoren (Fe, Vit B 12 ) erworben aus: Martin, F et al. (2001), Curr. Opin. Immunol.,13:

8 Respiratory burst = explosionsartige Zunahme des oxidativen Stoffwechsels in Makrophagen und Neutrophilen Septische Granulomatose: Wegen einer defekten NADPH-Oxidase können keine Sauerstoffradikale und radikalverbindungen gebildet werden => von Phagozyten aufgenommene Bakterien und Pilze werden nicht abgetötet, uu im ganzen Organismus disseminiert (Sepsis); besonders schwere Infektionsverläufe. 22 Lösliche Mediatoren II: Zytokine/Chemokine angeboren IL-1 Rekrutierung von IL-6 Neutrophilen/Lymphozyten IL-8 (CXCL8) Akute-Phase-Proteine IL-12 Entzündungsreaktion TNFα adaptive Immunantwort erworben aus: Martin, F et al. (2001), Curr. Opin. Immunol.,13: angeboren Rekrutierung von Neutrophilen/Lymphozyten Akute-Phase-Proteine Entzündungsreaktion adaptive Immunantwort erworben aus: Martin, F et al. (2001), Curr. Opin. Immunol.,13:

9 25 Die Zytokine TNFα, IL-1 und IL-6 haben vielfältige Wirkung und helfen so, die Immunantworten auf Infektionen zu koordinieren 26 CRP 27 9

10 Zytokine lassen sich in wenige Untergruppen einteilen, die strukturell identische Merkmale aufweisen. Dies gilt auch für die Zytokinrezeptoren 28 Rekrutierung von Leukozyten an den Ort der Entzündung 29 Phagozyten adhärieren an Gefäßendothel mittels Integrinen LAD (Leukozyten-Adhäsions-Defizienz): Klassische Form betrifft Integrin β2-expression; nicht auf Zellopberfläche, weswegen LFA-1 und CR3 nicht exprimiert sind => mangelhafte Leukozytenadhäsion => Sehr suszeptibel für bakterielle Infektionen und Defekte in der Wundheilung

11 Neutrophile verlassen den Blutkreislauf und wandern zu Infektionsherden angeboren vs. adaptiv 33 11

12 Eine Infektion und die darauf ausgelöste Immunantwort kann in mehrere Stadien eingeteilt werden 34 Die wesentlichen Funktionen der Entzündung sind Rekrutierung zusätzlicher Effektorzellen (und damit der von ihnen synthetisierten löslichen Mediatoren) sowie weiterer löslicher Effektormoleküle wie Antikörper und Komplementproteine, mit dem Ziel, Pathogene möglichst vor Ort schon zu vernichten. Aufbau einer physikalischen Barriere (mikrovaskuläre Koagulation) mit dem Ziel, Pathogenverbreitung einzudämmen. Einleitung der Wundheilung mit dem Ziel, zusätzliche pathogene Belastung zu verhindern. => Die Gefahren einer Infektion unterbinden oder wenigstens eindämmen und gleichzeitig eine adaptive Immunantwort initiieren. 35 Dendritische Zellen starten eine adaptive Immunantwort unreife dendritische Zellen halten sich in peripheren Geweben auf Makropinsom dendritische Zellen wandern über afferente Lymphgefäße zu regionalen Lymphknoten reife dendritische Zelle im inneren Cortexbereich Antigen-spezifischer Lymphozyt Lymphatischer Follikel Reife dendritische Zelle innerer Cortexbereich regionaler Lymphknoten naiver Lymphozyt Mark 36 12

13 37 humorale Funktionen Zelluläre Funktionen angeborenes Immunsystem Dendritische Zellen adaptives Immunsystem

14 Der Verlauf einer typischen Antikörperantwort Primärantwort Sekundärantwort Antikörper (μg ml- 1 Serum) Reaktion auf Antigen A Reaktion auf Antigen B Antigen A Antigene A+B Tage 40 Der Verlauf einer typischen Antikörperantwort Primärantwort Sekundärantwort Antikörper (μg ml- 1 Serum) Lag- Phase Lag- Phase Immunologisches Gedächtnis Reaktion auf Antigen A Reaktion auf Antigen B Antigen A Antigene A+B Tage 41 Ende 2. Stunde (evtl noch ein paar mehr folien) 42 14

15 Komponenten und Aufbau des Immunsystems Initiation von Immunantworten lymphatische Organe Erkennungsmechanismen Lymphozytenentwicklung Entstehung und Verlauf adaptiver Immunantworten 43 Die Verteilung der lymphatischen Gewebe im Körper Rachenmandel (Polyopen) Gaumenmandeln rechte subklavikuläre Vene Lymphknoten Linke klavikuläre Vene Thymus Herz Ductus thoracicus Niere Blinddarm Milz Peyersche Platten im Dünndarm Dickdarm Lymphgefäße Knochenmark 44 angeboren vs. adaptiv 45 15

16 Lymphknoten Lymphgefäße 46 Ca αβt-zellen im Menschen viel! Nur ca spezifisch für ein best. Epitop, z.b. Influenza Virus HA wenig Influenza-infizierte Person mehrere Million Viruspartikel praktisch nichts! 47 Lymphozyt - Durchmesser: ~ 10 µm = 10x10-6 m Lymphozyt - Volumen: 5x10-13 m 3 Körpervolumen (100 kg): 0.1 m 3 Aufenthaltswahrscheinlichkeit eines Lymphozyten: 1:500 Mrd. bei 6000 identischen Lymphozyten: 1:314 Mio

17 49 Lymphknoten Lymphgefäße 50 4 Hauptphasen der Lymphozytenadhäsion Rollen Aktivierung Adhäsion Diapedese 51 17

18 Retention von T-Zellen im Lymphknoten im Zuge Figure der Aktivierung 10-8 T-Zellen in efferenter Lymphe Zeit nach Infektion (Tage) 52 Innate vs. adaptive 53 18