Immunologie (Fach) / Ernährung und Immunsystem (Lektion)

Fragen zur Vorlesung

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• Was ist unter einer adäquaten Immunantwort zu verstehen? Reaktionen zur Abwehr oder zur Toleranz 
• Welche 2 Arten der Immunität werden unterschieden, wann sind sie entstanden und worin unterscheiden sie sich? 1. Angeborene Immunität (im Präkambium vor ca. 600 Mio Jahren) unspezifisch reagiert sofort kein Gedächtnis - reagiert bei Re-Infektion wie zuvor physikalische und chemische als erste Abwehrlinie Vermittelt durch Haut, Epithelien (MALT), Effektorzellen/-moleküle 2. Erworbene/Adaptive Immunität (im Devon vor ca. 400 Mio. Jahren) spezifisch reagiert verzögert Gedächtnis - Reagiert bei Re-Infektion schneller und stärker spezialisierte Zellen Sie unterscheiden sich außerdem in den humoralen und zellulären Komponenten
• Was ist unter einer Kernlinks- oder rechtsverschiebung zu verstehen? Welches der beiden Phänomene ist bei älteren Menschen zu finden? Junge Granulozyten besitzen einen Stabkern. Je älter der Granulozyt wird, desto stärker zerfällt dieser Kern. Wenn z.B. aufgrund einer Entzündung frühere Stadien der Granulozyten ins Blut gelangen findet man dort mehr Granulozyten mit Stabkern. Das Blutbild verschiebt sich nach links (links: junger Granulozyt --> rechts: alter Granulozyt) Bei einem höheren Anteil alter Granulozyten mit zerfallenem Stabkern (ältere) spricht man von einer Rechtsverschiebung.  Bei älteren Menschen ist die Anzahl der Granulozyten zwar gleich, sie haben jedoch eine längere Lebensdauer, werden also älter --> Kernrechtsverschiebung
• Was unterscheidet das Immunsystem vom Nervensystem? Immunsystem  ist nicht hierarchisch gegliedert Elemente benötigen für Funktion keine anatomische Fixierung dennoch arbeitet es mit höchster Präzision und Komplexität Gemeinsamkeiten: Erkennen, Verarbeiten, Erinnern, Reagieren
• Unterschied zwischen Immunität und Immunisierung. Welche Arten der Immunisiserung kennst du? Immunität wird durch Immunisierung erreicht und kennzeichnet den Schutz gegenüber einer Erregeattacke. Aktiv = Organismus selbst erzeugt das Abwehrsystem (10-14 Tage) Passiv = Fertige Abwehrsystem wird in Form von Zellen/Molekülen übertragen (Sofort)
• Was ist unter dem Begriff Leukodiapedese zu verstehen? Hindurchtreten von Immunzellen durch das Endothel der kleinen Blutgefäße Bsp.: Übertritt von Monocyten ins Gewebe --> Makrophagen
• Def. Antigene Strukturen (Proteine/KH), die von spezifischen Molekülen (Antigenrezeptoren auf Lymphozyten & Antikörpern) über bestimmte Erkennungsregionen (Epitope) erkannt werden.
• Def. Antigene Strukturen (Proteine/KH), die von spezifischen Molekülen (Antigenrezeptoren auf Lymphozyten & Antikörpern) über bestimmte Erkennungsregionen (Epitope) erkannt werden. Sie können, müssen aber nicht immunogen sein.
• Def. Antikörper An die Zellmembran gebundene oder von der Zelle in Lösung gegebene Glykoproteine, die Antigene spezifisch erkennen können
• Welches sind die wichtigsten humorale (löslichen) Komponenten des angeborenen und des erworbenen Immunsystems Angeborenes Immunsysten: Komplement Akut-Phase-Proteine Lysozym Defensine Interferone Erworbenes Immunsystem: Antikörper
• Nenne die wichtigsten zellulären Komponenten des angeborenen und erworbenen Immunsystems Angeborenes Immunsystem: Granulozyten (neutrophile, basophile, eosinophile) NK Dendritische Zellen Mastzellen Makrophagen Erworbenes Immunsystem: T-Zellen (Helferzellen und zytotoxische Zellen) B-Zellen
• Nenne die wichtigsten zellulären Komponenten des angeborenen und erworbenen Immunsystems Angeborenes Immunsystem: Granulozyten (neutrophile, basophile, eosinophile) NK Dendritische Zellen Mastzellen Makrophagen Erworbenes Immunsystem: T-Zellen (Signale, Regulation) B-Zellen (Effektorfunktion, AK-Produktion) außerdem weitere akzessorische Zellen (zeigend, hinweisend, "Hilfsfunktion) und Funktionsmoleküle
• Nenne die wichtigsten zellulären Komponenten des angeborenen und erworbenen Immunsystems Angeborenes Immunsystem: Granulozyten (neutrophile, basophile, eosinophile) NK Dendritische Zellen Mastzellen Makrophagen Erworbenes Immunsystem: T-Zellen  B-Zellen  außerdem weitere akzessorische Zellen (zeigend, hinweisend, "Hilfsfunktion") und Funktionsmoleküle
• Funktion und Beispiele von/für Immunzellen, Akzessorische Zellen und lösliche Moleküle im Immunsystem Immunzellen = T-Zellen, B-Zellen --> spezifische Antigenerkennung, Steuerung des Immunsystems, AK-Produktion Akzessorische Zellen = Makrophagen, Granulozyten, Mastzellen, NK --> Unterstützung der Antigenerkennung, Kostimulatorische Signale, Effektorfunktion Lösliche Moleküle = AK, Zytokine, Hormone, Komplementfaktoren, Rezeptoren --> Signalgebung und Effektorfunktionen
• Nenne physikochemische und biologische Mechanismen des Abwehrsystems Hornhaut Flimmerepithelien (Atemwege) Säureschutzmantel Haut Extreme pH-Werte in Magen und Darm Kommensalen auf Schleimhäuten
• Welche Funktionsstörungen des Immunsystems kennst du? Überschießende Reaktion = Allergie Fehlende/Schwache Immunantwort = Infektion, Tumor, Abwehrdefekt Fehlerhafte Selbsttoleranz = Autoimmunität Korrekte aber unerwünschte Reaktion = Transplantatabstoßung
• Immunzellen der myeloischen Reihe Granulozyten Mastzellen Dendritische Zellen Monozyten/Makrophagen
• Immunzellen der lymphoiden Reihe NK B-Zellen T-Zellen plasmacytoide denritische Zellen
• Funktionen mononukleärer Phagozyten (= Gewebsmakrophagen) Beitrag zu angeborenen Immunität: Phagozytose und Degradation geschädigter Zellen,... Sekretion von Cytokinen (IL-1, IL-6, TNFα), Enzymen, O2-Radikalen, Prostaglandinen Rekrutierung von Entzündungszellen Anregung von Fibroblasten- und Endothelzellwachstum systemische Effekte (Fieber) Beitrag zur spezifischen Immunität: Antigenpräsentation T-Zell-Aktivierung (Kostimulation) Elimination von Immunkomplexen (AG-AK)
• Welche Typen von Granulozyten gibt es und welche Aufgabe haben diese? Neutrophile --> Phagozytose Basophile = Mastezellen --> Freisetzung Histamin und biogener Amine Eosinophile --> Parasitenabwehr
• Funktionen von Lymphozyten = B- & T-Zellen Spezifische Antigenerkennung  Antikörperproduktion (B) Sekretion von Enzymen, Prostglandinen, O2-Radikalen Weiterentwicklung zu Gedächtniszellen (T&B) Steuerung der spezifisches Immunantwort durch AK, Cytokine, direkten Zellkontakt (Rezeptoren)
• Nenne die primären und sekundären lymphatischen Organe und ihre übergeordneten Aufgaben Primäre lyphatische Organe: Knochenmark (B-Zellen) Thymus (T-Zellen) fetale Leber während der Entwicklungsphase --> Bildung von Lymphozyten aus Stammzellen und Differenzierung zu immunkompetenten Zellen Sekundäre lymphatische Organe: Milz Lymphknoten GALT (Darm-Assoziiertes-Lymphatisches-Gewebe) BALT (Bronchien-Assoziiertes-Lymphatisches-Gewebe) MALT (Mukosa-Assoziiertes-Lymphatisches-Gewebe) --> spezielle Zellkontakte bilden dort die Grundlage für Antigen-abhängige Immunantworten und die Differenzierung von Lymphozyten zu Effektorzellen
• Funktion Hochendothelialer Venolen (HEV) periphere Verbindungszone in den Lymphknoten zwischen Gefäßsystem und Gewebe Übertritt von Lymphozyten vom Blut ins Lymphsystem (Aktivierung T-Zellen) Differenzierung von B-Zellen in Effektorzellen
• Was ist im Bezug auf das Immunsystem unter dem Begriff "Homing" zu verstehen? Mobilisation = Verlassen des Knochenmarks, Eintritt ins Blut Homing = Verlassen des Blutstroms, Rückkehr in Knochenmark Rezirkulatives System: Naive Lymphozyten (Stammzellen) verlassen das Knochenmark und zirkulieren im Blut oder treten in Gewebe über, die sie über die lymphbahnen wieder verlassen. Diese enden in Lymphknoten von wo die Zellen schließlich wieder über den Milchbrustgang ins Blut abgegeben werden und wieder ins Knochenmark wandern.
• Über welche Wege können Antigene in unseren Körper gelangen? enteral z.B. Nahrung dermal = über Haut hämatogen oder lymphogen
• Nenne Beispiele für wichtige Akut-Phase-Proteine. Wobei spielen sie eine Rolle? C-reaktives Protein Komplementfaktoren (C2/C3/C4/C5/C9/...) Metallbindende Proteine (Haptoglobin, Hämopexin,...) Proteasehemmer ---> Positive APPs - Entzündungsmarker Albumin Präalbumin Transferrin ---> Negative APPs - Konzentration sinkt bei Entzündungen
• Nenne eine Möglichkeit Fieber zu senken und beschreibe wie dies funktioniert Gabe von Glukokortikoide und Insulin --> Makrophagen stimulieren bei Entzündungen die Produktion von Cytokinen (IL-1, IL-6, TNFα), die als endogene Pyrogene Fieber auslösen können und die Leber dazu veranlassen APPs zu synthetisieren. Diese Cytokinproduktion wird von Glukokortikoiden gehemmt (Rückkopplungshemmung).  --> Insulin hemmt die Bildung von APPs in der Leber
• Was ist Phagozytose? Beschreibe ihren Ablauf. = Aufnahme von Partikeln indem sie von der Plasmamembran des Phagozyten umschlossen werden. Im Phagozyten erfolgt dann die Abtötung 1. Kontakt Auslösen der Phagozytose durch verschiedene Rezeptoren, die direkt an charakteristische molekulare Strukturen auf Pathogenen binden oder die Opsonisierung durch Komplementfragmente (C3b, C4b) oder AK wahrnehmen 2. Aufnahme Ausbildung von Pseudopodien, die die Zelle umschließen und aufnehmen 3. Abtötung Pathogen wird in Phagosom durch mikrobizide Proteine und die Produktion von ROS (Oxidative Burst) durch den NADPH-Oxidase-Komplex abgetötet.
• Def. Opsonisierung "Schmackhaftmachen" Markierung von Pathogenen durch Antikörper (IgG, IgM) und/oder Komplemetfragmente (C3b, C4b), die daraufhin als körperfremd erkannt werden und phagozytiert werden.
• Was ist der oxidative Burst? Wo findet er statt? Freisetzung von mikrobiziden ROS und RNS durch Makrophagen oder neutrophilen Granulozyten ins Phagosom zur Abtötung von phagozytierten Pathogenen. Die Bildung der ROS geht von NADPH + O2 über die NADPH-Oxidase (zentrale Rolle) aus: NADPH + O2 ---NADPH-Oxidase---> Superoxidradikal ---> Wasserstoffperoxid ---> Hypochlorige Säure Das Enzym Katalase stellt einen wichtigen bakteriellen Verteidigungsmechanismus dar, weil es Wasserstoffperoxid zu H2O + O2 inaktivieren kann.  Die Bildung von RNS geht von L-Arginin über die NO-Synthase aus: L-Arginin ---NO-Synthase---> Stickstoffmonoxid ---> Peroxynitrit ---> Hydroxyradikal     
• Auf welchen Zellen befinden sich Toll-ähnliche Rezeptoren (TLR) und welche Funktion haben diese? Vorkommen: Mononukleäre Phagozyten, B-Zellen, aktivierte T-Zellen Funktion: Erkenne mit Pathogenen assoziierte molekulare Strukturen (PAMP) Membranständige (TLR-1,-2,-4,-5,-6) erkennen Pathogenbestandteile in der Umgebung der Zelle Intrazelluläre (TLR-3,-7,-9) erkennen pathogentypische Nukleinsäuren Durch Rezeptoren für verschiedene Arten von PAMP, wird nicht nur eine Info über die Anwesenheit von Pathogenen gegeben, sondern auch über die Art der Pathogene. 
• Die zentrale Aufgabe welcher phagozytierender Zellen ist a) die Phagozytose b) die Antigenpräsentation? a) neutrophile Granulozyten b) Dendritische Zellen Bei Makrophagen dient die Antigenpräsentation hauptsächlich dem Erhalt von T-Zell-Hilfe und stellt nur einen Aspekt ihrer Funktionen in der Immunabwehr dar. 
• Vorkommen und Funktion von MHC-I-Molekülen und MHC-II-Molekülen Vorkommen: MHC-I: Auf allen kernhaltigen Zellen außer Erys MHC-II: Auf professionellen antigenpräsentierenden Zellen (APC)  Monocyten, Makrophagen Dendritische Zellen B-Zellen Funktion: Präsentation von Peptidfragmenten (Antigen) erfolgt auf diesen Molekülen
• Unterschied zwischen MHC-I-Molekülen und MHC-II-Molekülen MHC-I-Moleküle: Präsentation von Proteinfragmenten aus dem Cytoplasma (auch zelleigene Peptide) Bei intrazellulären Pathogenen werden auch deren Proteine präsentiert --> Bindung von Effektorzellen = CD8+ cytotoxische T-Zellen MHC-II-Moleküle: Nur bei antigenpräsentierenden Zellen (APC) Peptide aus extrazellulären Proteinen, aufgenommen durch Endocytose, werden präsentiert Bindung und Aktivierung von CD4+ T-Helferzellen
• Über welche 2 Wege kann die Antigenpräsentation stattfinden? 1. Exogener Weg über MHC-II-Moleküle von APCs extrazelluläre Proteine werden durch Endozytose aufgenommen, degradiert und auf der Zelloberfläche präsentiert. T-Helferzellen (CD4+) binden und werden aktiviert --> B-Zellen produzieren Antikörper. 2. Endogener Weg über MHC-I-Moleküle kernhaltiger Zellen Proteinfragmente aus dem Inneren der Zelle (Cytoplasma) werden durch Proteasomen abgebaut und auf der Zelloberfläche präsentiert. Cytotoxische T-Zellen (CD8+) binden und die antigenpräsentierende Zielzelle wird lysiert.
• Nenne wichtige Faktoren und Moleküle, die bei der Leukodiapedese eine Rolle spielen Chemotaxisfaktoren (IL-1, IL-8, TNF, C5a,...) Selektine (CD34, CD62L/P/E,...) - dienen der Anheftung von Leukozyten an das Gefäßendothel Integrine (CD31, CD54,...) - dienen der Vermittlung des Durchtritts von Leukozyten durch das Gefäßendothel
• Tumore und virusinfizierte Zellen werden von NK-Zellen lysiert. Was unterscheidet sie von gesunden Zellen an die eine NK-Zelle bindet? Bei Tumoren und virusinfizierten Zellen wird die Expression von MHC-I-Molekülen hinunterreguliert. Die NK-Zelle bindet nur an Antikörper auf der Zelloberfläche der Zielzelle und führt zur Zytotoxizität. Gesunde Zellen exprimieren neben dem Antigen auch MHC-I-Moleküle. Bei Bindung an Antigen (NKR - AG) und MHC-I-Molekül (KIR - MHC-I) kommt es nicht zur Zytotoxizität
• Nenne die 3 physiologischen Aktivitäten des Komplementsystems Aktivierung des Immunsystems (z.B. Chemotaxis) Cytolyse von Zielzellen Opsonisierung (Förderung der Phagozytose z.B. von Bakterien) außerdem funktionelle Querverbindungen zu anderen biologischen System z.B. Blutgerinnungssystem, Arachidonsäuresystem,....
• Hauptsyntheseort von Komplementproteinen Leber
• Nenne die 3 Wege zur Aktivierung des Komplementsystems Klassischer Weg Alternativer Weg Lektinweg
• Wirkungen des Komplementsystems Aktivierung von neutrophilen Granulozyten, Chemotaxis, Entzündung (C5a, C4a) Opsonisierung und Phagozytose (C3b, C4b, C1q) Lyse von Fremdzellen erhöhte Gefäßpermeabilität Lyse von Bakterien und Viren Kontaktion der glatten Muskulatur Komplexbildung in den Keimzentren
• Welche Wirkung hat das Komplementfragment C3b auf B-Zellen? Durch die Bindung an das CR2 auf B-Zellen sorgt es für die Bildung des B-Gedächtnisses --> Aktivierung von B-Zellen
• Welcher Komplementfaktor ist der zentrale Faktor bei allen Aktivierungswegen des Komplementsystems? In welche Fragmente wird dieser Faktor anschließend gespalten und welche Aufgaben haben diese? Wo liegen weitere Gemeinsamkeiten in den 3 Altivierungswegen? C3  C3a --> Chemotaxis, Entzündungen C3b --> Opsonisierung, Phagozytose Nach Fragmentierung von C5 kommt es zur Bildung des Membranangriffkomplexes (MAC) und dadurch zur Zytolyse
• Nenne jeweils mindestens ein Beispiel für Aktivatoren der 3 Aktivierungswege des Komplementsystems Klassischer Weg: IgG-, IgM-Aggregate CRP Immunkomplexe Alternativer Weg: IgA-, IgE-Aggregate Viren, Pilze, Parasiten LPS Polysaccharide Lektinweg: Oligosaccharide
• Welche Funktion haben Komplementfaktoren < C3 und solche > C3 im Ablauf der Komplementreaktion? Komplementfaktoren < C3 haben Signalfunktion, solche > C3 bilden MAC
• Welcher Komplementfaktor kann als Startpunkt für den alternativen Weg dienen? C3b
• Beschreibe den Aufbau von Immunglobulinen mit den wesentlichen Bereichen (Domänen) und Bausteinen. Y-förmige Gestalt (Stamm + Gelenkregion + 2 Arme) 2 identische schwere + 2 identische leichte Ketten, die über SS-Brücken verbunden sind Die Ketten setzen sich aus konstanten und variablen Domänen zusammen  Die Enden der Arme (= Fab-Teil) bilden die Antigenbindungsstelle (variabler Bereich) Der Stamm (=Fc-Teil) vermittelt je nach Zusammensetzung der konstanten Domänen die Funktion des Antikörpers bzw. die Antikörperklasse
• Nenne die 5 Antikörperhauptklassen a) Welche aktivieren das Komplementsystem über den klassichen Weg? b) Welche aktivieren das Komplementsystem über den alternativen Weg? c) Welche ist placentagängig? d) Welche ist die seltenste im Serum? e) Welche kommen im Bezug auf den Organismus ortsabhängig am häufgsten vor? IgA, IgD, IgE, IgG, IgM a) IgG und IgM b) IgA und IgE c) IgG d) IgE e) IgA (Schleimhäute) und IgE
• Welche AK-Klasse kann an NK-Zellen binden? IgG
• Welche Antikörperklasse ist für die Rhesus-Inkompatibilität zwischen Mutter und Kind verantwortlich? IgG

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