close

Anmelden

Neues Passwort anfordern?

Anmeldung mit OpenID

Einführung in die Immunologie Was ist Immunologie? Orientierende

EinbettenHerunterladen
Sommersemester 2011
Molekulare Medizin für Biochemiker
Immunologie
Datum
Einführung in die Immunologie
Monika Raulf-Heimsoth
Institut für Prävention und Arbeitsmedizin der
Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung,
Institut der Ruhr-Universität Bochum (IPA)
Thema
DozentIn
13.04.11
Einführung
Prof. Raulf-Heimsoth
20.04.11
Angeborene Immunität
Prof. Raulf-Heimsoth
27.04.11
Antigenpräsentation
Prof. Raulf-Heimsoth
04.05.11
T-Zellen
11.05.11
B-Zellen und Antikörper
Prof. Raulf-Heimsoth
18.05.11
Komplement-System
Prof. Raulf-Heimsoth
25.05.11
Immunologische Methoden
Dr. Peters
01.06.11
Allergie und Autoimmunität
Dr. Peters
08.06.11
Infektionsimmunologie
Dr. Peters
15.06.11
Pfingstferien
22.06.11
Tumorimmunologie
29.06.11
Wiederholung
06.07.11
Quiz/Prüfungsvorbereitung
Dr. Peters
Dr. Peters
Prof. Raulf-Heimsoth
Dr. Peters
Dr. Peters
Prof. Bufe
Vorlesung 13.04.2011
2
Was ist Immunologie?
Orientierende Planung I
•
•
•
•
•
•
Immunologie ist die Wissenschaft von den
biologischen und biochemischen Grundlagen
der Abwehrmechanismen, die den
menschlichen Körper beim Kontakt mit
Krankheitserregern und Toxinen schützen.
Einführung; Anatomie des Immunsystems
Angeborene und erworbene Immunität
Immunologische Methoden
Antigenpräsentierende Zellen
T-Zellen (Entwicklung und TCR)
Komplementsystem
3
Aufgaben des Immunsystems
Orientierende Planung II
•
•
•
•
4
Schutz des Körpers vor schädigenden Einflüssen
Antikörper/B-Zellen
Allergie und Autoimmunität
Infektionsimmunologie
Aufstellen einer starken Abwehr
Tumorimmunologie und Transplantation
5
6
Was ist das Immunsystem?
Fortschritte/Meilensteine der Immunologie I
1796 Edward Jenner (brit. Arzt) benutzte das KuhpockenVirus zur wirksamen Pockenschutzimpfung
(Vakzination).
Dezentralisierte Schutzwälle
immunis (lat.) = frei, unberührt
Das Immunsystem ist kein einzelnes Organ. Es
besteht aus spezialisierten Zellen im Blut und
Gewebe, Organen und einem Gefäßsystem.
1822-1895
Louis Pasteur entwickelte Impfstoffe gegen die
Geflügelcholera, den Milzbrand und die Tollwut.
• primäre Lymphorgane
1843-1910
Robert Koch entdeckt die Erreger von Tuberkulose,
Cholera und Milzbrand, Koch´sche Postulate (1905).
Knochenmark
Thymus
• sekundäre Lymphorgane
Lymphknoten
Milz
Mandeln
1845-1916
Elie Metschnikow (russ.) entdeckt phagozytische
Zellen (angeborene Immunantwort) (1908).
Blinddarm
Nasenpolypen
7
8
Fortschritte/Meilensteine der Immunologie III
Fortschritte/Meilensteine der Immunologie II
1936 Peter Gorer – Studien zur Transplantat-Abstoßung
(MHC-/H-2-Antigene) ⇒ „Geburt“ der zellulären
Immunologie.
1957 Frank Macfarlane Burnet beschrieb die Klon-Selektionstheorie als zentrales Prinzip der adaptiven
Immunität (1960).
1966 Kimishige und Teruko Ishizaka entdeckten das IgE.
1890 Emil von Behring und Shibasaburo Kitasato
beschreiben Antikörper im Blut von immunisierten
Patienten (1901).
1901 Karl Landsteiner entdeckt das A/B/0-Blutgruppensystem (1930).
1906 C.P. von Pirquet prägte den Begriff „Überempfindlichkeit/Allergie“.
1910 Ludwig Hirszfeld und Emil von Dungern – Genetik
des Immunsystems/Vererbung der Blutgruppen.
1926 Lloyd Felton – Reinigung von Antikörpern aus dem
Serum.
1960-1970
Forschungen und Entdeckungen der
„Lymphokine/Cytokine“
(Stanley Cohen erhielt 1986 für die Entdeckung von
NGF und EGF den Nobelpreis; Cohen schlug 1974 den
Begriff „Zytokin“ vor).
9
10
Aufgaben des Immunsystems I
Fortschritte/Meilensteine der Immunologie IV
1974 Rolf Zinkernagel – Beschreibung der MHCRestriktion (1996).
1975 Georges Köhler und César Milstein – Gewinnung
von monoklonalen Antikörpern (1984).
1985 Susumu Tonegawa – Identifizierung der
Immunglobulin-Linie (1987).
Erkennen und Inaktivieren von in den
Organismus eingedrungenen Krankheitserregern
(Viren, Bakterien, Pilze, Protozoen und
Würmer) oder deren Toxine.
Erkennen und Abtöten virusinfizierter
Körperzellen.
1985 Leroy Hood – T-Zell-Rezeptor-Gene.
Erkennen und Abtöten von Krebszellen.
11
12
Entwicklung des Immunsystems
Aufgaben des Immunsystems II
Grundvoraussetzungen für die Erfüllung der
Aufgaben:
Die Fähigkeit, fremd und nicht fremd zu
unterscheiden, ermöglicht erst die Integrität der
Lebewesen (Ausbildung bereits sehr früh in der
Evolution).
• Unterscheidung zwischen „selbst“ und
„fremd“
• Unterscheidung zwischen „harmlos“ und
Selbst-Toleranz
„potentiell schädlich“
13
14
Wovor müssen wir uns schützen?
Nutzen
Schutz vor Infektionen
durch:
• Bakterien
• Viren
• Pilze
• Parasiten
Impfungen
Schaden
Palette der Infektionserreger, die das Immunsystem herausfordern
Fehler der Immunabwehr:
• angeborene oder
erworbene Immunschwäche
• Tumorerkrankungen
• Autoimmunerkrankungen
• Allergien
Transplantationen
15
16
Werde ich bei einer Infektion
krank oder nicht?
Die Verteidigungslinie
Infektion
Reinfektion
Angeborene Immunität
Haut
Schleimhaut
Schweiß
Verdauungssäfte
Lysozym
Lactoferrin
Zilien
Husten, Niesen, Erbrechen, Durchfall
unspezifisches
Immunsystem
adaptives
Immunsystem
spezifisches
Immungedächtnis
Genesung
keine Krankheit
angeborene
Immunität
Krankheit
17
18
Oberflächenepithelien bilden eine mechanische, chemische
und mikrobiologische Barriere gegen Infektionen
Immunantwort: Abwehrreaktion auf
körperfremde Substanzen
Innere Epithelbarrieren gegen Infektionen
• von tight junctions zusammengehaltene Epithelzellen
mechanisch
• Luft- oder Flüssigkeitsstrom entlang
angeborene Immunität
des Epithels
erworbene Immunität
• Schleimbewegung durch Cilien
• Fettsäuren (Haut)
• Enzyme: Lysozym (Speichel, Schweiß, Tränen),
Pepsin (Darm)
• niedriger pH-Wert (Magen)
• antibakterielle Peptide; Defensine (Haut, Darm),
Cryptidine (Darm)
chemisch
mikrobiologisch
• Die normale Mikroorganismenflora konkurriert um
Nährstoffe und Bindungsstellen an Epithelzellen
und kann antibakterielle Substanzen synthetisieren
treten ohne
vorherigen Kontakt
mit dem fremden
Stoff, Organismus
oder Gewebe auf
Erfordern zunächst
einen ersten Kontakt
mit der körperfremden Substanz
⇒ „Lernimpuls“
19
Angeborene Immunität
20
vorderste Front
⇒ natürliche/mechanische Barrieren
2. Verteidigungslinie
Phagozyten
Haut, Schleimbewegung durch Zilien (Luft- oder Flüssigkeitsstrom entlang des Epithels; normale Darmflora)
⇒ chemische Barrieren
Makrophagen (im Gewebe (einkernig))
(Entwicklung)
• proteolytische Enzyme in Körperflüssigkeiten
• Verdauungsenzyme, Lysozym im Speichel, in der
Monozyten (im Blut)
Tränenflüssigkeit
• niedriger pH-Wert
• langlebig
• bei Aktivierung werden
Cytokine* und andere Mediatoren
freigesetzt, die u.a. neutrophile
Granulozyten anlocken
⇒ zwei „Keyplayer“-Zelltypen
Monozyten/Makrophagen + Granulozyten
→ Endozytose
Neutrophile Granulozyten
=
PMN=polymorphkernige
neutrophile Leukozyten (nur
im Blut, nicht im Gewebe)
• kurzlebig
*wichtig für lokale Entzündungsreaktionen und Vermittlung der
induzierten, nicht-adaptierten Reaktion
⇒ Komplementsystem
21
22
Erworbene Immunität
Vorteile der angeborenen Immunität
→ bei Säugern und Vögeln am
→ relativ unspezifisch
höchsten entwickelt
→ eindeutige Unterscheidung zwischen
→ spezifisch gegen das körperfremde
Antigen gerichtet
Selbst und Nicht-Selbst
→ zwei Systeme
→ schnell
humorales
• Immunglobuline
zelluläres
• T-Zell-vermittelt
• Cytokine
→ erste Abwehrfront
23
24
Unspezifisches und spezifisches Immunsystem
Keyplayer der adaptiven Immunantwort
Angeborene
Immunantwort
(innate Immunity)
T-Zellen
T-Zellen erkennen nur Antigene, die auf Zelloberflächen präsentiert
werden.
Komponenten dabei sind:
Wiederholte
Infektion
Die Anfälligkeit nimmt
nicht ab bei wiederholter
Infektion
Die Anfälligkeit nimmt ab bei
wiederholter Infektion
(Immungedächtnis)
Lösliche
(humorale)
Faktoren
Komplement, Lysozym,
Zytokine der APZ
(Interferone α und β,
TNF-α)
Antikörper, Zytokine der
Lymphozyten (Interleukine und
Interferon γ)
Zellvermittelte
(zelluläre)
Abwehr
Phagozyten
(Makrophagen,
Neutrophile), NK-Zellen
Lymphozyten
• APC mit MHC-Molekülen
• T-Zellrezeptor (TCR)
Vorgänge, die ablaufen:
• Antigenprozessierung, Entstehung von Peptidfragmenten,
Erzeugung von TCR-Liganden
• Antigenpräsentation gemeinsam mit MHC
Spezifische, adaptive
Immunantwort (adaptive or
aquired Immunity)
25
26
Entwicklung der Phagozyten
Zelluläre Abwehr
1) Phagozytische Zellen:
•
Neutrophile Granulozyten (60-70%) → Bakterien
•
•
Monozyten (→ Makrophagen) (5%)
Eosinophile Granulozyten (1,5%) → Parasiten
Polymorphe Neutrophile
2) NK-Zellen (natürliche Killerzellen)
27
28
29
30
NK-Zellen: natürliche Killerzellen
Funktion
Freisetzung lytischer
Granula, die virusinfizierte Zellen und
Tumorzellen töten
können
• ca. 10% aller Lymphozyten im Blut sind NK-Zellen
• NK-Zellen töten Zellen, die keine, fremde, nur wenige oder
veränderte MHC I-Moleküle tragen (inhibitorische Signale durch
intaktes MHC I)
• Aktivierende Signale gehen z.B. von Kohlenhydrat-Strukturen auf
Zellen aus („Killer-Rezeptoren“ u.a. C-Typ-Lektin)
• NK-Zellen werden durch Makrophagen-Zytokine (IL-12, TNF-α)
oder Interferone (α und β) γ aktiviert
31
32
Lymphatische Organe
Entwicklung der Blutzellen
Lymphathische Organe (strukturierte Gewebe aus
lymphatischen und nicht-lymphatischen Zellen):
• Entwicklung der Lymphozyten
• Einleitung der adaptiven Immunantwort
• Überleben von Lymphozyten
Lymphatische Organe werden unterteilt in:
Alle Zellen des Blutes stammen von einer
gemeinsamen Vorläuferzelle ab (hämatopoetische
Stammzelle), die sich zu einer lymphoiden
Vorläuferzelle bzw. myeloiden Vorläuferzelle
entwickeln kann.
• zentrale (primäre) lymphatische Organe als
Bildungsort der Lymphozyten.
• periphere (sekundäre) lymphatische Organe
(Einleitung der adaptiven Immunantwort).
33
34
Spezifische Abwehr – Adaptive Immunantwort
Primäre lymphatische Organe
• B-Zellen entstehen und reifen im Knochenmark
(bone-marrow).
• T-Zellen entstehen im Knochenmark aber reifen erst
im Thymus aus.
• Ausgereifte B- und T-Zellen wandern über das Blut in
die sekundären lymphatischen Organe, wo sie auf
Antigene treffen.
Antigen = urspr.: Antikörper generierend
jetzt: Auslöser einer adaptiven Immunantwort
35
36
Makroskopische Lage des Thymus
Sekundäre lymphatische Organe
Egal wo die Erreger eindringen, Antigene und
Lymphozyten treffen in den sekundären lymphatischen
Organen aufeinander:
• Lymphknoten
• Milz
• lymphatische Gewebe der Schleimhäute:
Darm-assoziierte lymphatische Gewebe (gutassociated: GALT): Rachenmandeln, Gaumenmandeln, Blinddarm, Peyersche Plaques (Dünndarm)
Bronchienassoziierte lymphatische Gewebe BALT
(Mucosa-assoziiertes lymphatisches Gewebe MALT)
im Atmungsepithel und anderen Schleimhäuten
37
38
Immunologische Prozesse bei
einer Infektion
Aufbau der Milz
Rote Pulpa:
Abbau von roten Blutkörperchen
(ca. 1011/Tag)
Weiße Pulpa: B- und T-Zellen
39
Infektion
sofort: 0-4 Std.
Erkennen durch
unspezifische
Effektoren
Infektion
früh: 4-96 Std.
Anlocken
von
Effektorzellen
Erkennen,
Aktivierung von
Effektorzellen
Infektion
spät: >96 Std.
Transport von
Antigen zu den
Lymphorganen
Erkennen durch naive
B- und T-Zellen
Erneute
Infektion
Erkennen durch
vorhandene Antikörper und T-Zellen
Erneute
Infektion
Erkennen durch BGedächtniszellen
und T-Zellen
Beseitigung des Erregers
Klonale Expansion
und Differenzierung
zu Effektorzellen
Schnelle Expansion
und Differenzierung
zu Effektorzellen
40
Document
Kategorie
Gesundheitswesen
Seitenansichten
4
Dateigröße
2 718 KB
Tags
1/--Seiten
melden