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Nutztierwissenschaften (Subject) / 11) (Lesson)

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• Was ist Immunologie? Abwehr von - extrazellulären und intrazellulären Pathogenen (Viren, Parasiten, Bakterien, Pilze) - Entarteten oder modifizierte Körperzellen (Krebszellen)
• Welche Abwehrmechanismen kennen Sie? 1. Schutz vor Eindringen- Mechanische Barrieren & Physikalische Barrieren2. Schnelle Elimination eingedrungener Pathogene - Angeborenes Immunsystem3. Wirksame / langanhaltende Elimination- Erworbenes (adaptives) Immunsystem
• Wie schützt die Haut vor Eindringen von Pathogenen? Mechanische Barriere niedriger pH (Milch-, Fettsäuren)
• Wie schützt Mucus vor Eindringen von Pathogenen? Adhäsiv, Abtransport durch Husten etc.
• Wie schützen antimikrobielle Enzyme/Säuren vor Pathogenen? Säuren (Magen, Haut); pH = 1-2Laktoperoxidase (Milch, Schleimdrüsen Bronchien, Speichel)-> Bildet hochreaktive Moleküle, die vermutlich bakterielle Glucoseaufnahme hemmenLaktoferrin (Milch)?-> Kompetition EisenLysozym (Tränen, Speichel):?-> Spaltung Bakterienzellwände (Rind: Magen, Schwein: Bauchspeicheldrüse), Doppelmembran oder Polysaccharidschicht werden nicht angegriffen
• Wie schützt die mikrobielle Flora vor dem Eindringen von Pathogenen? Kompetition, Wachstumsinhibition (Haut, Darm)
• Welche zellulären und humoralen Abwehrmechanismen kennen Sie (unspezifisch, spezifisch)? Angeboren/unspezifisch: Zellulär: Mastzelle, natürliche Killerzelle, Granulozyt, Monozyt/Makrophage, dendritische Zellehumoral: Komplementärsystem, Defensine, Zytokine Erworben/spezifisch: zellulär: T-Zellen, B-Zellenhumoral: Antikörper
• Was sind Antigene? Strukturen, an die sich Antikörper und B- und T-Zell-Rezeptoren spezifisch binden können
• Welche Lymphozyten kennen Sie? Nennen Sie deren Funktionen. B-Zelle                                 (Antikörper) T-Helfer-Zelle (TH)                (Zytokine - Immundirigenten) Zytotoxische T-Zelle (CTL)                                            (-> töten körpereigene Zellen)Natürliche Killerzelle (NK)
• Welche Phagozyten kennen Sie? Nennen Sie deren Funktionen. 1 neutrophiler Granulozyt 2 Eosinophiler Granulozyt                                 3 Monozyt/Makrophage (1,2,3 -> Tötung extrazelluläre Pathogene / Entsorgung toter körpereigener Zellen) 4 dendritische Zelle  (3, 4 -> Antigenpräsentation)
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• Welche Hilfszellen kennen Sie, was ist deren Funktion? => Entzündungsmediatoren Basophiler Granulozyt Mastzelle Thrombozyten Epithel-/Endothelzellen
• Was ist MAC? Membrane attack complex = Membran-Angriffs-Komplex (MAK) Membranproteine sprengen sich und Pathogen bei Kontakt- Zellmembranlöcher- Freisetzung Chemotoxine
• Was machen Antikörper? Neutralisierung- Verhindert Toxinwirkung- Verhindert Eindringen Opsonierung - ermöglicht/fördert Phagozytose Komplementaktivierung - Membran-Angriffs-Komplex- Zellmembranlöcher- Freisetzung Chemotaxine ADCC - Antibody dependent cellular cytotoxicity- Erhöht NK-Zell-Zytotoxizität 
• Wie erkennen die Abwehrmechanismen die Fremd-DNA (Pathogen)? Konservierte Pathogenstruktur=> Pathogen-assoziierte Muster           –>               Komplementsystem, Phagozyten, HilfszellenMissing-self=> Fehlen von MHCI                           –>               NK-ZellenSpezifische Antigenerkennung=> Rezeptor spez. für jeweilige Zelle    –>               B-Zellen, Antikörper, T-Zellen
• Welche Arten der Abwehr durch konservierte Pathogenstrukturen kennen Sie? Pathogene mit konservierten Strukturen = Pathogen associated molecule patterns (PAMPs) Entartete / Geschädigte / Befallen Zellen = death / danger associated molecule patterns (DAMPs) Angeborenes Immunsystem mit konservierten Rezeptoren für PAMPs/DAMPs = Pattern recognition receptors (PRRs)
• Was sind PAMPs? Nennen Sie Beispiele. Pathogene mit konservierten Strukturen= Pathogen associated molecule patterns (PAMPs) Viren -> (ds/ss) RNA; Unmethylierte CpG DNA Parasiten -> Phosphorylcholine Bakterien -> Flagellin (Lipoprotein, Lipopolysaccharid (LPS)) Pilze -> ?-glucan (Zymosan); Mannan
• Was sind PRRs? Nach welchem Bindungsprinzip arbeiten diese? Angeborenes Immunsystem mit konservierten Rezeptoren für PAMPs/DAMPs = Pattern recognition receptors (PRRs) PRR – PAMP Bindung = Schlüssel-Schloss Prinzip der Ligandenbindung
• An welche Zellen binden PRRs? - Mastzellen, Endothelzellen / Epithelzellen, basophilen Granulozyten - Neutrophilen Granulozyten, Monozyten, Macrophagen, Dendritischen Zellen
• Beispiel PRRs? TLRs
• Welche löslichen PRRs kennen Sie? - mannose-binding lectin (MBL))- C-reactives Protein- Lösliche Komplement Faktoren
• Was machen die löslichen Komponenten (PRRs)? Aktivierung Komplementsystem Bindung über Rezeptoren auf Immunzellen
• Was passiert durch die Bindung von PAMP/DAMP oder löslichen PRRs (Zellgebundene PRRs)? - Phagozytose- Zytokinproduktion und Freisetzung von Granula (z.B. Histamin) - Aktivierung des Komplementsystems
• Wie heißt der Abwehrmechanismus der NK-Zellen und wie funktioniert dieser? „Missing-self“ NK-Zellen: Bekämpfung intrazellulärer Pathogene / entarteter Zellen Gleichgewicht von hemmenden und aktivierenden Rezeptoren- Gesunde Körperzellen: aktivierende Liganden + MHCI Moleküle- Krebszellen / virusbefallene Zellen: aktivierende Liganden ohne MHCI
• Welche Zellen erkennen Antigene? T-Zellen, B-Zellen und Antikörper
• Was ist ein Antigen? Substanz, die mit der spez. Immunabwehr interagiert
• Was sind Antikörper und wie sind diese aufgebaut? -> erkennen Antigene - Immunglobulin Superfamily - Jede Domäne: ß-Faltblatt + Disulfidbrücken = ß-Zylinder = Immunglobulinfaltung - ca. 20% aller Proteine im Blut Einteilung der Kettenabschnitte in: variabel (V) = Antigenbindungsstellekonstant (C) = Effektorfunktion
• Wie erkennen Immunoglubine Antigene? Epitop:Der Teil eines Antigens, der erkannt wird (4-8 Aminosäuren / Zucker) Jeder Antikörper bindet ein anderes Epitop = Spezifität
• Wodurch entsteht die Vielfalt der Bindungsstellen von Antikörpern (AK)? 1. Somatische Rekombination (VDJ-Rekombination)2. Somatische Genkonversion (Rind, Schwein, Huhn)3. H- und L-Ketten Kombination
• Was ist Somatische Rekombination? = Vielfalt der Antikörper - Veränderung der Erbinformation in somatischen Zellen (V = variable, D = diversifiying, J = Joining) -> VDJ-Rekombination pro H-/L-Kette nur einmal pro Zelle = Allele Exclusion
• Aus was werden Gene der variablen Regionen aufgebaut (AK-Vielfalt)? Aus Gensegmenten
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• Wie viele unterschiedliche AKs sind möglich? ca 1012
• Was wissen Sie über die AK-Vielfalt bei einzelnen B-Zellen? Jede reife B-Zelle weist nur AKs einer Spezifität auf! - VDJ-Rekombination H-Kette nur einmal pro Zelle - VJ-Rekombination L-Kette nur einmal pro Zelle
• Wie erkennen B-Zellen Antigene? B-Zell Rezeptor (BCR) = Membrangebundenes Immunglobulin
• Was ist der BCR und wo entwickelt sich dieser? B-Zell Rezeptor (BCR) = Membrangebundenes Immunglobulin zur Antigenerkennung!! Knochenmark -> Blut
• Wie erkennen T-Zellen Antigene? T-Zell Rezeptor = ?alpha/beta-TCR -> Homologer Aufbau zu AK/BCR
• Was wissen Sie über die TCR Diversität? Jede T-Zelle exprimiert Rezeptor nur einer Spezifität TCR Antigenbindungsstelle durch V(D)J Rekombination(V = variable, D = diversity, J = joining)
• Wie viele TCR und BCR-Varianten sind möglich? 108 – 1015 ?? TCR 1012 BCR
• Was können T-Zellen/AKs erkennen? TCR: - Peptide - MHC Restriktion
• Was können B-Zellen/AKs erkennen? BCR - (native) Proteine - Polysaccharide - Nukleinsäuren - Lipide
• Wie reagiert das Immunsystem bei einem unbekannten Pathogen? MHC Restriktion: MHC PeptidbindungMHC I -> zytotoxische T-Zellen, Peptid, alle kernhaltigen ZellenMHC II -> T-Helferzellen, Peptide, Antigen-präsentierende Zellen -> Nicht-kovalente, nicht-spezifische Bindung hydrophober Peptide Peptide stammen aus internem Proteinabbau der Körperzellen
• Was wissen Sie über B- und T-Zellen? = Antikörper = Antigenerkennung Jede T-Zelle erkennt ein anderes Epitop Jede B-Zelle erkennt ein anderes Epitop und produziert nur AKs mit dieser Spezifität B- und T-Zellen mit vielen unterschiedlichen Spezifitäten werden auf Vorrat gebildet
• Was wissen Sie über B- und T-Zellen? = Antikörper = Antigenerkennung Jede T-Zelle erkennt ein anderes Epitop Jede B-Zelle erkennt ein anderes Epitop und produziert nur AKs mit dieser Spezifität B- und T-Zellen mit vielen unterschiedlichen Spezifitäten werden auf Vorrat gebildet ACHTUNG: T- und B-Zellen nehmen Feinunterscheidung vor, können aber per se nicht Freund von Feind unterscheiden, da keine konservierten Rezeptoren
• Wo findet die T-Zell-Reifung statt und um welche Art der Selektion handelt es sich? Positive und Negative Selektion im Thymus
• Wo findet die B-Zell-Reifung statt und um welche Art der Selektion handelt es sich? Negative Selektion im Knochenmark Positiv Selektion nicht nötig (keine MHC Restriktion) Aktivierung (nur) mit T-Zell Hilfe
• Wo befinden sich reife B- und T-Zellen? Reife T-/B-Zellen zirkulieren durch Blut und Lymphe
• Welche angeborenen Immunantworten auf unbekannte Pathogene kennen Sie? Mastzellen, Entholzellen, Epithelzellen, basophile Granulozyten- Verändern Durchgängigkeit Gewebe - Locken weitere Immunzellen an Makrophagen- Locken weitere Immunzellen an - Beginnen mit Abtöten
• Wie findet die Immunantwort i.d. Mastzellen statt? - Geweberesidente Zellen (Schleimhäute, Häute)- Granula mit Vorräten an Mediatoren (Histamin, Heparin) Aktivierung über PRRs: - Exozytose der GranulaEintritt Immunzellen Blut ?–> Gewebe  - Zellmembranintegrität                         –  - Flüssigkeitseinfluss                             +   - Adhäsionsmoleküle Endothelium          +  - Pathogentyp-abhängige GenepressionRekrutierung Immunzellen   - Zytokine                                           +   - Chemokine                                       +
• Was ermöglicht die Exozytose der Granula (Induktion der Immunreaktion)? Eintritt Immunzellen Blut ?–> Gewebe
• Was bewirkt die Pathogentyp-abhängige Genepression (Pathogentyp-abhängige Genepression)? Rekrutierung Immunzellen
• Wie bezeichnet man die Wanderung (Migration) von Immunzellen? Leukodiapedese (Rolling, Adhesion, Invasation)

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