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Zusammenfassung Immunologie
Kapitel 1: Grundbegriffe der Immunologie
Start Immunologie
• Start der Immunologie mit 1. Pockenimpfung durch Edward Jenner = Begründer der Immuno
o Im späten 18. Jahrhundert -> hat 8 jährigen Sohn mit Kuhpocken geimpft
o Jenner hat damit gezeigt, dass Infektion mit Kuhpocken (Vaccinia) vor der sehr
gefährlichen Pockenerkrankung schützt -> später wurde mit richtigen Pocken geimpft
o Ausrottung der Pocken durch Schutzimpfungen ermöglicht
o Konzept der Impfstoffe (Vakzine) sehr erfolgreich
▪ Durch Impfstoffe sehr viele Krankheiten mittlerweile beherrschbar -> z.B. Pocken,
Polio, Masern + Keuchhusten
▪ 1979 erklärte Weltgesundheitsorganisation (WHO) Pocken als ausgerottet +
beendete Impfungen -> nachdem 3 Jahre keine Pocken mehr aufgetreten
• Ali Maow Maalin 1977 letzter Pockenpatient -> Somalia -> überlebt
▪ Einige wenige Laborstämme aber aufbewahrt -> gibt Befürchtungen, dass sich
Virus erneut ausbreiten könnte
▪ Polio noch nicht ausgerottet
• Weiterer Meilenstein -> spätes 19. JH durch Robert Koch
o Infektionen werden durch Mikroorganismen verursacht -> Viren, Bakterien, Einzeller +
Parasiten
• Louis Pasteur entwickelte Impfstoffe (Cholera + Tollwut) + zeigte, dass Luft voller Mikroben ist
• Emil von Behring + Kitasato Shibasaburo legten Grundlagen der Serumtheraphie -> AK schützen
gegen Diphterie + Tetanus
Warum werden nicht so viele AK hergestellt?
o Behring hat mit AK aus Pferden gearbeitet
• Um Autoimmunkrankheiten zu vermeiden
• Elie Metchnikov zeigte, dass Phagocyten Mikroben
-> Diabetes Typ I, Morbus Crohn, MS
auffressen -> hat Makrophagen gesehen
• Um Platz für neue AK zu haben, die gebraucht
Fragen die Immunologie beantwortet werden
• Warum werden wir nur selten krank?
Funktionen der Immunantwort
• Wie erkennen wir „fremd“?
• Immunologische Erkennung
• Wie überwinden wir Infektionskrankheiten?
o Fremd + Selbsterkennung
• Wie fkt immunologisches Gedächtnis?
• Effektorfunktionen
• Immunologisches Gedächtnis
Zellen des Immunsystems
Schon primitive mehrzellige Organismen erkennen Infektionen
• alle zellulären Bestandteile des Blutes
(immunologische Erkennung), um daraufhin Zielzellen zu
entstehen aus hämatopoeetischen
zerstören (Effektorfunktionen), wobei das Immunsystem im
Stammzellen im Knochenmark
Zaum gehalten werden muss (Immunregulation)
-> alle Zellen des Immunsystems bzw. alle Blut-
bildenden Zellen stammen von einer Bakterien haben auch adaptives Immunsystem ->Crispr/Cas
pluripotenten hämatopoetischen Stammzelle ab
• Diese pluripotenten Zellen teilen sich + erzeugen so 2 Typen von Stammzellen
o Myeloide + lymphoide Stammzellen
o Alle Lymphozyten haben eine gemeinsame Vorläuferzelle -> lymphoide SZ
o Alle Makrophagen + Granulozyten haben eine gemeinsame Vorläuferzelle -> myeloide SZ
o Vorläuferzellen lassen sich anhand des Expressionsmusters erkennen
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Lymphoide/Lymphatische Vorläuferzelle
• Aus der lymphatischen Vorläuferzelle bildet sich die lymphatische Zelllinie der Leukozyten (blau)
o Dazu gehören die natürlichen Killerzellen (NK-Zelle), T- Lymphozyten + B-Lymphozyten
und die Inate lymphocyte cells (ILC 1-3)
T- und B-Lymphocyten
• Unterscheiden sich von anderen Leukocyten
durch Besitz von Antigenrezeptoren
• Unterscheiden sich untereinander durch den Ort
an dem sie sich ausdifferenzieren
o T-Zellen im Thymus
o B-Zellen im Knochenmark (Bone)
• B-Zellen differenzieren sich nach Antigenkontakt
zu AK-sezernierenden Plasmazellen
• T-zellen entwickeln sich nach Antigenkontakt zu
T-Effektorzellen mit vielen versch. Funktionen
-> T- und B-Zellen sind Antigen spezifisch
NK-Zellen + ILC-Zellen
• Besitzen keine Antigenspezifität
• ILC halten sich vorwiegend in peripheren
Organen auf + produzieren dort Cytokine, die die
Immunreaktion verstärken
Zsmhang zwischen angeborenen + adaptiven Zellen
In Bezug auf produzierte Cytokine + TFs während der
Differenzierung ähneln angeborene lymphatische
Zellen diversen T-Zell-Untergruppen:
• NK-Zellen ähneln CD8 T-Zellen
• ILC1-Zellen ähneln CD4 TH1 T-Zellen
• ILC2-Zellen ähneln CD4 TH2 T-Zellen
• ILC3-Zellen ähneln CD4 TH17 T-Zellen
• Vorläuferzellen lassen sich anhand von Expressionsmuster erkennen
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Myeloide Vorläuferzelle (gelb + rosa)
• Aus dieser entwickeln sich:
o übrige Typen der Leukocyten -> Makrophagen + Granulocyten + dendritische Zellen +
Mastzellen
o Erythrocyten = rote Blutkörperchen für Sauerstofftransport
o Megakaryocyten -> Erzeugung von Blutplättchen -> wichtig für Blutgerinnung
• Von der myeloiden Zelllinie stammen die meisten Immunzellen ab -> erfüllen wichtige Fkt bei
Immunantwort
Granulocyten
• Gibt basophile, eosinophile + neutrophile Granulozyten -> zirkulieren alle im Blut
• Werden als Granulocyten bezeichnet, da sie cytoplasmatische Granula enthalten, durch deren
charakteristische Färbung die Zellen in Blutausstrichen gut zu erkennen sind
o Aufgrund ihrer unregelmäßig geformten Zellkerne werden sie auch polymorphkernige
Leukozyten genannt
• Neutrophile Granulozyten -> primär phagocytotische Zellen -> Phagocytose + Aktivierung
bakterizider Fkt -> nehmen Pathogene auf + zerstören sie in intrazellulären Vesikeln -> zeigen
diese Fkt sowohl bei angeborener, als auch bei erworbener Immunantwort (Makrophagen auch)
• Eosinophile + basophilen Granulozyten: Annahme, dass sie beim Angriff auf große, mit AK
eingehüllten Parasiten (zB. Spulwürmer) beteiligt sind -> Abtötung antikörperbedeckter Parasiten
o Sind primär sekretorisch (Mastzellen auch) -> setzen den Inhalt ihrer Granula frei,
nachdem sie während einer erworbenen Immunreaktion durch AK aktiviert wurden
Dendritische Zellen
• Mehrzahl der dendritschen Zellen im Körper entsteht aus myeloiden Vorläuferzellen -> einige
aber auch aus lymphatischen Vorläuferzellen
• Unreife dendritische Zellen sind Phagocyten, die in die Gewebe eindringen + können
Krankheitserreger aufnehmen, aber auch Zelltrümmer von befallenen Zellen
o Reifen, nachdem sie auf potenziellen Krankheitserreger getroffen sind
o Nach der Reifung fungieren sie als spezialisierte Zellen -> Wanderung zu Lymphknoten
-> Vermittler -> präsentieren T-Zellen Antigene so, dass diese sie erkennen können +
später dann den B-Zellen -> lösen adaptive Immunreaktion aus
Makrophagen
• Monocyten dringen in Gewebe ein + differenzieren sich dort zu phagocytotischen Makrophagen
• Makrophagen (und neutrophile Granulozyten) sind primär phagocytotische Zellen, die Pathogene
durch PAMs erkennen + diese aufnehmen -> zerstören sie in intrazellulären Vesikeln -> zeigen Fkt
sowohl bei angeborener, als auch bei erworbener Immunantwort
• Makrophagen können ebenfalls den T-Zellen Antigene präsentieren + die T-Zellen aktivieren
Mastzellen
• Direkte Vorläuferzelle aus der sich Mastzellen entwickeln noch unbekannt
• Mastzellen dringen auch in Gewebe ein + beenden ihre Reifung dort
• Mastzellen sind primär sekretorisch (wie basophile + eosinophile) -> setzen Inhalt ihrer Granula
frei, nachdem sie während erworbener Immunantwort durch AK aktiviert wurden
• Mastzellen sind Gewebezellen, die gegen ein Antigen eine lokale Entzündungsreaktion auslösen
können, indem sie Substanzen freisetzen (Histamin und anderes in Granula ), die lokal auf
Blutgefäße wirken
o Haben IgE Rezeptor -> für Allergie
Erythrozyten
• Einzige Zellen der Immunzellen ohne MHC I -> haben keinen Zellkern
• Erythrozyten von Vögeln haben Kern -> haben MHC I
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Grundlagen der angeborenen Immunität -> was am Anfang einer Infektion passiert
• Schon primitive mehrzellige Organismen erkennen Infektionen (immunologische Erkennung), um
daraufhin Zielzellen zu zerstören (Effektorfkt), wobei Immunsystem kontrolliert werden muss
(Immunregulation) -> Bsp. Seegurke
Pathogene schädigen den Wirt, Kommensalen tun das nicht
• Krankheitserreger sind sehr unterschiedlich -> Größe von 10-7 (Viren) – 10-2 m (Spülwürmer)
• Viren vermehren sich intrazellulär
• Manche Bakterien vermehren sich auch intrazellulär -> Listeria monocytogenes, Mycobacter,
Lebraerreger
• Viele Bakterien + Pilze wachsen extrazellulär
• Viele Parasiten (zB. Strongyloides sterocalis) bewegen sich in komplexen Lebenszyklus durch
ganzen Körper
Anatomische + chemische Barrieren schützen uns
Der Schutz vor Krankheitserregern beruht auf verschiedenen Ebenen der Abwehr:
1: Als 1. kommt die anatomische Barriere des Körperoberfläschenepithels
• Pathogene kommen nur durch Wunden durch Haut durch
• In Darm + Magen + Lunge gibt es eine Zuckerschicht = Andockstelle für
Krankheitserreger -> bei Mukoviszidose Problem
2: In der Nähe dieser Epithelien wirken unterschiedliche chemische + enzymatische
Systeme als unmittelbare antimikrobielle Barrieren (zB. Proteasen im Blut)
-> hierzu gehört auch Komplement
3: Wenn Epithel durchbrochen wird, kommen lymphatische Zellen des angeboren
Immunsystems zum Einsatz -> Makrophagen, Granulocyten, NK -> sitzen überall
wo wir Epithelien haben -> soz. unter Epithelien
• Wenn angeborenes Immunsystem es nicht alleine schafft, werden wir richtig
krank + adaptives Immunsystem wird aktiviert
4: Danach werden die langsamer wirkenden Abwehrmechanismen des adaptiven Immunsystems
aktiviert -> dauert einige Tage bis es ready ist
Entzündungen zeigen Krankheitserreger an
Die zellvermittelte Immunität entwickelt sich in einer Reihe von Schritten:
1: Chemische Strukturen zeigen das Vorhandensein eigedrungener
Mikroorganismen oder zellulärer Schäden an
• PAM-Strukturen: bakt. LPS, dsRNA, Mannose, Mureinsacculus usw.
2: Sensorzellen erkennen diese Strukturen mit Hilfe von Rezeptoren des
angeboren Immunsystems -> Zellen erkennen PAM-Strukturen
3: Sensorzellen produzieren Mediatoren, die direkt bei Abwehr mitwirken,
oder auch auf entfernte Zellen einwirken -> zB. Granulocyten nachproduzieren
4: Zielgewebe sind zB. Epithelzellen, die jetzt Virenvermehrung stoppen +
antimikrobielle Proteine produzieren, oder auch ILC, die weitere Cytokine
produzieren
