50

Komponenten und Aufbau des Immunsystems

1)  Zelltypen

2)  angeborene und erworbene Immunität

3)  humorale und zelluläre Immunfunktion

51

Innate immune system

adaptive immune system

humorale Funktionen

Zelluläre Funktionen

Antikörper

Interferone

Komplement

Effektor Lymphozyten

Phagozyten

„innate like“ Lymphozyten

„anti-microbials“ MBL

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Anti-mikrobielle Subtanzen z.B. Defensine, Lysozym…

53

Überblick: Komplementkaskade

54

Klassischer Weg: Initiiert durch C1

55

Klassischer Weg: Generierung von C3-Konvertase (=C4bC2b)

Protease-Kaskade: Signal-Amplifikation (vgl. Blutgerinnung) Regulation: Aktiv nur an Oberflächen

körpereigene Zellen tragen Regulatoren

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Spaltung des C5 Leitet die späte Kaskade ein.

In C5-Spaltung konvergieren die 3 Wege der Komplementkaskade.

57

Spaltung des C5 Leitet die späte Kaskade ein.

In C5-Spaltung konvergieren die 3 Wege der Komplementkaskade.

Anaphylatoxine: Chemotaxis

Aktivierung des „membrane attack complex“

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Der fertige „membrane-attack“-Komplex erzeugt ein Loch in der Zellmembran

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Überblick: Komplementkaskade,

die wichtigsten Komponenten und

Aktivitäten

61

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Innate immune system

adaptive immune system

humorale Funktionen

Zelluläre Funktionen

Antikörper

Interferone

Komplement

Effektor Lymphozyten

Phagozyten

„innate like“ Lymphozyten

„anti-microbials“ MBL

63

Innate immune system

adaptive immune system

humorale Funktionen

Zelluläre Funktionen

Antikörper

Interferone

Komplement

Effektor Lymphozyten

Phagozyten

„innate like“ Lymphozyten

„anti-microbials“ MBL

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•  Komponenten und Aufbau des Immunsystems

•  Initiation von Immunantworten

•  Lymphozytenentwicklung

•  Entstehung und Verlauf adaptiver Immunantworten

•  Erkennungsmechanismen

•  lymphatische Organe

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67

Makrophagen werden durch Pathogenkontakt aktiviert, nehmen diese

auf und leiten eine Entzündungsreaktion ein

68

Makrophagen werden durch Pathogenkontakt aktiviert, nehmen diese

auf und leiten eine Entzündungsreaktion ein

PRR

aus: Martin, F et al. (2001), Curr. Opin. Immunol.,13: 195-201

angeboren

erworben

pH-Absenkung H2O2, O2

, OH,OCl- NO anti-mikrobielle Peptide Lysozym, saure Hydrolasen Kompetitoren (Fe, Vit B12)

Lösliche Mediatoren I: Antibakterielle Substanzen

70

„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.

aus: Martin, F et al. (2001), Curr. Opin. Immunol.,13: 195-201

angeboren

erworben

IL-1 IL-6 IL-8 (CXCL8) IL-12 TNFα

Lösliche Mediatoren II: Zytokine/Chemokine

Rekrutierung von Neutrophilen/Lymphozyten Akute-Phase-Proteine Entzündungsreaktion adaptive Immunantwort

aus: Martin, F et al. (2001), Curr. Opin. Immunol.,13: 195-201

angeboren

erworben

Rekrutierung von Neutrophilen/Lymphozyten Akute-Phase-Proteine Entzündungsreaktion adaptive Immunantwort

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

74

CRP

76

Phagozyten adhärieren an Gefäßendothel mittels Integrinen

LAD (Leukozyten-Adhäsions-Defizienz): Klassische Form betrifft Integrin β2-Expression; nicht auf Zelloberfläche, weswegen LFA-1 und CR3 nicht exprimiert sind => mangelhafte Leukozytenadhäsion => Sehr suszeptibel für bakterielle Infektionen und Defekte in der Wundheilung. http://www.orpha.net/data/patho/GB/uk-LeucocyteAdhesionDeficiency.pdf

77

Neutrophile verlassen den Blutkreislauf und wandern zu Infektionsherden

78

angeboren vs. adaptiv

79

Eine Infektion und die darauf ausgelöste Immunantwort kann in mehrere Stadien eingeteilt

werden

80

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.

81

Dendritische Zellen starten eine adaptive Immunantwort

unreife dendritische Zellen halten sich in peripheren

Geweben auf

dendritische Zellen wandern über afferente

Lymphgefäße zu regionalen Lymphknoten

reife dendritische Zelle im inneren Cortexbereich

Makropinsom

regionaler Lymphknoten Mark

Antigen-spezifischer Lymphozyt

Reife dendritische Zelle innerer

Cortexbereich

naiver Lymphozyt

Lymphatischer

Follikel

82

83

angeborenes Immunsystem

adaptives Immunsystem

humorale Funktionen

Zelluläre Funktionen

Dendritische Zellen

84

85

Der Verlauf einer typischen Antikörperantwort

Primärantwort Sekundärantwort

Reaktion auf Antigen A

Antigen A gene +B

Anti A

Reaktion auf Antigen B

Lag- Phase

Antikörper (μg ml-1 Serum)

Tage

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Der Verlauf einer typischen Antikörperantwort

Primärantwort Sekundärantwort

Reaktion auf Antigen A

Antigen A gene +B

Anti A

Reaktion auf Antigen B

Lag- Phase

Antikörper (μg ml-1 Serum)

Tage

Immunologisches Gedächtnis

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•  Komponenten und Aufbau des Immunsystems

•  Initiation von Immunantworten

•  Lymphozytenentwicklung

•  Entstehung und Verlauf adaptiver Immunantworten

•  Erkennungsmechanismen

•  lymphatische Organe

89

Die Verteilung der lymphatischen Gewebe im Körper

Rachenmandel (Polyopen)

Lymphgefäße

Blinddarm

Niere

Lymphknoten

rechte subklavikuläre Vene

Gaumenmandeln

Thymus

Herz

Ductus thoracicus

Milz

Peyersche Platten im Dünndarm Dickdarm

Knochenmark

Linke klavikuläre Vene

90

angeboren vs. adaptiv

91

Lymphknoten

Lymphgefäße

92

•  Ca. 1012 αβT-Zellen im Menschen

viel!

•  Nur ca. 6000 spezifisch für ein best. Epitop, z.B. Influenza Virus HA

wenig

•  Influenza-infizierte Person mehrere Million Viruspartikel

praktisch nichts!

93

•  Lymphozyt - Durchmesser: ~ 10 µm = 10x10-6 m

•  Lymphozyt - Volumen: 5x10-13 m3

•  Körpervolumen (100 kg): 0.1 m3

•  Aufenthaltswahrscheinlichkeit eines Lymphozyten: 1:500 Mrd.

•  bei 6000 identischen Lymphozyten: 1:314 Mio.

95

Lymphknoten

Lymphgefäße

96

4 Hauptphasen der Lymphozytenadhäsion

Rollen Aktivierung Adhäsion Diapedese

97

Figure 10-8 Retention von T-Zellen im Lymphknoten

im Zuge der Aktivierung

T-Ze

llen

in

effe

rent

er L

ymph

e

Zeit nach Infektion (Tage)

98

angeboren vs. adaptiv