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Biologie (Subject) / Immunbio (Lesson)

Immunbio

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Gründe für Parasiten/Krankheitserreger Körper eines Tieres/Wirts... Bietet reichhaltige Nährstoffversorgung Bietet geschützte Räume für Wachstum und Fortpflanzung Dient als Transportvehikel für den Befall neuer Wirtsorganismen und die Erschließung neuer Lebensräume
Angeborene Immunität bei allen Tieren (Und Pflanzen) setzt sofort nach Infektion ein, reagiert immer gleich: Rezeptorproteine erkennen fremdes molekulares Muster Infektionsbarrieren: Haut, Schleimhäute (Verdauungstrakt, Atemwege, Harnwege), extreme pH-Werte im Magen/Darm, Speichel, Tränen, Schweiß sorgt auch für sauren pH innere Abwehr: Phagocyten, antimikrobielle Peptide, Entzündungsreaktionen, natürliche Killerzellen bei Wirbellosen: Immunzellen (=Hämocyten) in der Hämolyphe: Phagocytose, Produktion tötender chemischer Verbindungen/antimikrobieller Peptide bei Wirbeltieren: Fresszellen: Leukozyten (Phagozytose), Makrophagen (v.a. in Milz und Lymphknoten: große Fresser), Natürliche Killerzellen (setzen Substanzen frei, die Zelltod herbeiführen)
Erworbene/adaptive Immunität nur bei Wirbeltieren erst aktiv, wenn angeborene Immunantwort schon wirkt (lange Reaktionszeit) verstärkt durch früheren Kontakt weiße Blutkörperchen: B- und T-Zellen (beides Lymphocyten) aktivierte Lymphocyten machen Zellteilung. Tochterzellen differenzieren sich zu Gedächtniszellen spezialisierte B-Zellen produzieren Antikörper (=Immunglobulin) humorale Immunantwort: Antikörper (von Effekter-B-Zellen) wehren die Infektion in den Körperflüssigkeiten ab zellvermittelte Immunantwort: Cytotoxische T-Zellen wehren Infektionen in den Körperzellen ab
Aktive und passive Immunisierung aktive Immunisierung: Organismus kommt in Kontakt mit Antigen --> entwickelt selbst aktiv Antikörper hinterlässt lang andauernde Immunität Erfolg aber erst nach einigen Tagen/Wochen Impfung: Antigene (z.B. abgetötete/abgeschwächte Mikroorganismen) werden in Organismus gebracht -> löst primäre Immunantwort aus --> immunologisches Gedächtnis entsteht --> bei erneutem Kontakt schnelle, starke sekundäre Immunreaktion passive Immunisierung: mütterliche IgG-Antikörper werden über Plazenta oder Muttermilch auf den Fetus übertragen Impfung: gereinigte Antikörper (von einem anderen Patienten/Tier/gentechnischer Produktion) werden dem Patienten verabreicht wirkt sofort nicht nachhaltig, da fremde Antikörper vom Körper abgebaut werden
Autoimmunkrankheiten Immunsystem richtet sich gegen bestimmte Moleküle des eigenen Körpers Diabetes mellitus Typ I: cytotoxische T-Zellen greifen Insulinproduzierende ß-Zellen des Pankreas an. --> hoher Blutzuckerspiegel Multiple Sklerose: T-Zellen dringen ins ZNS ein und zerstören dort die Myelinscheiden der Axone. --> häufigste chronische neurologische Erkrankung der Industrieländer Medikamente, mit denen Autoimmunkrankheiten bekämpft oder Transplantatabstoßungen verhindert werden sollen, unterdrücken das Immunsystem und erzeugen damit einen Zustand der Immunschwäche.
Strategien der Krankheitserreger zur Umgehung der erworbenen Immunabwehr Antigenvariation: verändern Epitope (=Oberflächenproteine) z.B. Gruppe/Influenzavirus, Trypanosoma brucei (Schlafkrankheit) Latenz: Viren verweilen in Wirtsorganismus ohne Virusprodukte zu produzieren, gegen die sich die Lymphocyten richten --> Immunabwehr wird nicht aktiviert. Latenz bleibt solange bis günstigere Bedingungen für die Vermehrung des Virus auftreten oder ein Überleben der Wirtszelle unwahrscheinlich wird. --> Synthese und Freisetzung von Viruspartikeln um neue Wirtszellen zu befallen z.B. Herpes HIV macht beides: schnelle Mutationen während der Replikation, da reverse Trankription sehr fehleranfällig ist. Virusvermehrung verursachrt Verlust von T-Zellen -> beeinträchtig Immunanwort --> erhöhte Anfälligkeit für Infektionen und Krebserkrankung
Phagenvermehrung Phagen: Viren die Bakterien befallen Lytischer Zyklus: endet mit Tod der Wirtszelle Phage bindet mit Schwanzfaser an Oberflächenrezeptoren des Bakteriums. Injiziert die Phagen DNA in die Zelle. Wirtseigene DNA wird durch Enzyme abgebaut. Phagengenom wird dupliziert. Bakterienzellwand wird durch Enzyme geschädigt und platz auf. --> 100-200 neue Phagen werden frei Lysogener Zyklus: keine Zerstörung der Wirtszelle trotz Befall Phagen-DNA integriert sich in das bakterielle Chromosom (--> Prophage). Bakterium vermehrt sich und kopiert somit die Prophagen-DNA.
Antikörper B-Zellen entwickeln sich im Verlauf der Immunantwort zu Plasmazellen, die eine lösliche Form des Antigenrezeptors sezerniern =Antikörper oder Immunglobulin. Antikörper zirkulieren in den Körperflüssigkeiten und greifen dort fremde Moleküle und Zellen an. Wirkungsweisen von sezernierten Antikörpern Neutralisation von Antigenen. Dadurch, dass der Antikörper das Antigen bindet, wird dieses blockiert und kann beispielsweise seine toxische Wirkung nicht mehr entfalten, oder andere Wechselwirkungen des Antigens mit Körperzellen (z. B. das Eindringen von Bakterien oder Viren in Zellen oder Gewebe) werden verhindert. Opsonisierung („schmackhaft machen“): Einhüllen von Krankheitserregern und Fremdpartikeln mit Antikörpern. Wenn ein Antikörper beispielsweise an ein Antigen bindet, das sich auf der Oberfläche eines Bakteriums befindet, markiert er damit gleichzeitig das Bakterium, denn die konstante Region des Antikörpers, der an sein Antigen gebunden hat, wird von Phagozyten erkannt, die als Fresszellen das Bakterium aufnehmen und verdauen können. Antikörper, die an körpereigene Zellen binden, können NK-Zellen aktivieren, welche diese Zellen dann abtöten. Dieser Prozess wird auch als „Antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity“ (ADCC) bezeichnet. Dadurch, dass ein Antikörper zwei Antigenbindungsstellen aufweist, kann es zur Agglutination kommen Einteilung der Antikörper in 5 Klassen (Isotypen): IgM: vermittelt Neutralisierung und Quervernetzung von Antigenen, aktiviert Komplementsystem IgG: häufigste Klasse im Blut. vermittelt Opsoniersung, Neutralisierung und Quervernetzung von Antigenen, verleiht Fötus in Plazenta passive Immunität IgA: Im Schleim, Tränen, Speichel, Muttermilch: schützt lokal die Schleimhäute durch Neutralisierung und Quervernetzung von Antigenen IgE: wenig im Blut: Ausschüttung von Histamin in den Mastzellen, ruft allergische Reaktionen hervor IgD: sind auf der Oberfläche von B-Zellen: wirkt als Antigenrezeptor bei der Vermehrung und Differenzierung der B-Zellen (klonale Selektion)
HIV menschliches Immunschwächevirus (HIV) ist der Erreger von AIDS (Behülltes Retrovirus) HIV im Organismus --> infiziert Helfer-T-Zellen sowie Makrophagen und Nervenzellen über CD4-Co-Rezeptor --> innerhalb der Zelle wird das Virusgenom, das aus zwei Kopien einzelsträngiger RNA besteht, in DNA umgeschrieben (reverse Transkription) und in das Genom der Wirtszelle eingebaut --> so kann Virusgenom für die Produktion neuer Viruspartikel sorgen. Virusvermehrung und der vom Virus verursache Zelltod führen zum Verlust von T-Zellen --> beeinträchtigt humorale und zellvermittelte Immunantwort. --> erhöhte Anfälligkeit für Infektionen und Krebserkrankungen, die ein gesundes Immunsystem abwehren könnte (Häufigste Todesursache bei AIDS ist Lungenentzündung, Krebserkrankung, Nervenschäden und körperlicher Verfall) nicht heilbar wegen: Schnelle Mutationen (bei Transkription), Latenz
Phagocytose z.B. durch Hämocyten (bei Insekten), Fresszellen Mikroorganismen werden in die Zelle aufgenommen, in dem sich Pseudopodien um die Mikroorganismen herum schließen. Die Mikroorganismen werden in ein Phagosom eingeschlossen ein Phagosom verschmilzt mit einem Lysosom und wird som Phagolysosom Lysosomale Enzyme bauen die Mikroorganismen ab und die Zellfragmente werden durch Exocytose ausgeschieden
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Zytokine (=hormonähnliche Botenstoffe) T-Helferzelle schüttet Zytokine aus um alles in Alarmbereitschaft zu versetzten T-Helferzelle schüttet Zytokine aus, um B-Zelle vollständig zu aktivieren Neutrophile Granulozyten schütten Zytokine aus, die die Blutgefäße erweitern und Leukos anlocken z.B: Interferone Moleküle/Peptide, die einen angeborenen Schutz gegen Virusinfektionen vermitteln werden von den virusinfizierten Zellen ausgeschieden und veranlassen nahe uninfizierte Zellen zur Produktion von Substanzen zur Hemmung der Viren-vermehrung auch Leukozyten und natürliche Killerzellen scheiden Interferone aus, die Makrophagen aktivieren. Interferone werden von der Pharmaindustrie gentechnisch hergestellt um VIruserkrankungen wie Hepatitis C, Multiple Sclerose, Lymphome und malignes Melannom zu behandeln.
Antibiotika nur gegen Bakterien (es gibt aber auch stoffe gegen Pilze, Viren, Würmer --> Antiinfektiva) bakteriostatisch (verhindern Vermehrung) oder bakterizid (töten Bakterien) bakteriostatisch: setzen oft an Ribosomen an --> verhindern Protein-bildung/freisetzung z.B. Tetracycline, Cinolone bakterizid: zerstören die Zellwand (die aus Murein besteht) oder bilden NON-SENSE Proteine in den Ribosomen
T-Zellen gehören zur Zellulären spezifischen Immunantwort jeder T-Lymphozyt hat spezifische Oberflächenproteine, die auf Antigene abgestimmt sind naive T-Zellen in den Lymphknoten werden durch antigenpräsentierende dendritische Zellen aktiviert, wenn Antigen auf T-Zell-Rezeptor passt MHC1 Komplex der dendritischen Zellen, passt zu CD8-Oberflächenrezeptor von T-Zellen --> werden zu cytotoxischen T-Zellen MHC2 Komplex der dendritischen Zellen passt zu CD4- Oberflächenrezeptor von T-Zellen --> werden zu T-Helferzellen T-Helferzellen: schütten Zytokine aus um alles in Alarmbereitschaft zu versetzen, klonen sich und werden teils zu Gedächtniszellen, aktivieren B-Zellen cytotoxische T-Zellen: töten virusbefallene Zellen durch chemische Substanzen, wenn diese fremde Antigene auf ihrem MHC1 Komplex haben.