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Immunbiologie

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1. Abwehrsysteme
ständige Bedrohung des menschlichen Körpers durch Krankheitserreger, wie Viren,
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Hannah Köth

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Immunabwehr 1. Abwehrsysteme ständige Bedrohung des menschlichen Körpers durch Krankheitserreger, wie Viren, Bakterien, Pilze & tierische Einzeller Spezifisches Abwehrsystem - nur auf bestimmte Zellen und Stoffe ausgelegt Unspezifisches Abwehrsystem Biologie e A Erste Verteidigungslinie -> Haut -> Schleimhäute -> Sekrete von Haut und Schleimhäuten Unspezifisches Abwehrsystem - richtet sich gegen alle Körperfremden Stoffe Zweite Verteidigungslinie -> Entzündungsreaktionen phagocytierende Leucyten Phagocytose: durch Phagozyten bewirkte Auflösung und Unschädlichmachung von Fremdstoffen im Organismus Entzündungsreaktionen -> enorme Rolle Ablauf einer Entzündung 1. Gewebe wird geschädigt 2. bestimme Leukocyten (Mastzellen ) setzen bei Schädigung Botenstoff Histamin frei -> Blutkappilare erweitern sich und werden durchlässig 3. 4. Weiter Signalstoffe locken Makrophagen (Fresszellen) an -> Eindringen in das Gewebe -> phagocytieren Bakterien + Zelltrümmer Blutplasma und phagocytierte Leukozyten (Granulocyten) treten in Gewebe über -> Schmerz, Rötung, Schwellung = 5. Folge Eiter ( Bakterienreste, tote Körperzellen, ausgetretene Lymphflüssigkeit) -> kann abgebaut werden Zellen als Immunsystem leiten sich von Stammzellen des Knochenmarks ab Phagozyten Aufnahme von Körperfremden Material Unterteilung in Monocyten und Granulocyten - Granulocyten: weißen im Zellplasma körnige Strukturen auf, nur wenige Tage lebensfähig Monocyten: große Fresszellen, differenzieren sich nach Verlassen der Blutbahn zu Mastzellen und Makrophagen aus An unspez. Sowie an spez. Abwehrreaktionen beteiligt eingedrungene Bakterien Fresszelle Verletzung Signalstoffe von geschädigten Zellen. tote Fresszellen Fresszellen beseitigen Eiter Ablauf einer Entzündungsreaktion 29.11.2020 Kapillarwand wird durchlässiger Eiter Kapillare Fresszellen wandern zum Entzündungsort Haut Copyright: Est Kit Verlag GmbH, 2015 Lymphozyten dienen ausschließlich der spezifischen Abwehr B-Lymphocyten reifen im Knochenmark zusammen -> produzieren als Plasmazellen Antikörper -> reagieren mit Antigenen T-Lymphocyten wandern aus Knochenmark in Thymus (liegt oberhalb des Herzens) ->T-Lymphozyten reifen und differenzieren Differenzierung zu T-Killerzellen, T- Helferzellen oder regulatorischen T-Zellen möglich Vorläuferzelle Granulocyt Vernichtung von...

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Bakterien, Abwehr von Parasiten Zellen des Immunsystems zirkulieren im Blut und der Lymphe -> konzentrieren sich in der Milz, den Lymphknoten + anderen lymphatischen Geweben Mastzelle Bildung von entzündungs- auslösenden Stoffen Monocyt - Stammzellen des Knochenmarks Makrophage Antigen- Präsentation, wichtigste Fresszelle Phagocyten B-Lymphocyt Biologie e A Plasmazelle Bildung von Antikörpern lymphatische Vorläuferzelle Lymphocyten T-Lymphocyt T-Helferzelle T-Killerzelle Unterstützung der Immun- reaktion Zerstörung infizierter und entarteter Zellen Leukocyten Regulatorische T-Zelle Unterdrückung der Aktivierung des Immun- systems 29.11.2020 Herkunft der Zellen des Immunsystems Spezifische Immunabwehr Wirbeltiere Entwicklung nach der Geburt als Reaktion mit auf Kontakt mit körperfremden Zellen oder Strukturen - Erworbene Immunabwehr - Merkmale -> Spezifität, Reaktionsfähigkeit auf eine große Vielfalt von Molekülen + Strukturen, das immunologische Gedächtnis sowie die Unterscheidung von körpereigen und körperfremd - Körperfremde Zellen und Strukturen, die eine Reaktion des spezifischen Abwehrsystems hervorrufen -> Antigene Antikörper besteht aus 2 identischen schweren und zwei identisch leichten Polypeptidketten Disulfidbrücken verbunden -> jede Kette: konstanter und variabler Bereich -> sind über Produktion erfolgt durch B-Lymphozyten -> die meisten reifen zu Plasmazellen, die Antikörper freisetzen Wenige B-Lymphozyten entwicklen sich zu Gedächtniszellen -> können bei erneuten Kontakt mit ihrem Antigen schnell mit Produktion passender Antikörper immunologisches Gedächtnis Humorale Immunantwort Aktivierungsp hase Differenzierun gs-phase 1. Eine Makrophage nimmt einen Virus auf (Phagocytose) Das Virus wird zerlegt und die Antigene verbinden sich mit den MHC - Klasse - II - Proteinen 2. 3. 4. 5. 6. 1. Die so aktivierte T-Helferzelle lagert sich an einen B- Lymphozyten an, der die gleichen Antigene über MHC-Klasse - II - Proteine präsentiert 2. Dadurch schüttet die T-Helferzelle Botenstoffe (Cytokine) aus, die den B-Lymphozyten zur Teilung anregen 4. Die Antigen-Protein-Komplexe werden in die Zellmembran eingebaut und damit anderen Immunzellen präsentiert. An die präsentierten Antigene lagern sich T- Helferzellen an Sie werden dadurch aktiviert und zur Teilung angeregt Die akivierten T-Helferzellen beeinflussen dann die Aktivität von B-Lymphozyten und T-Killerzellen 3. Aus den so vermehrten Lymphozyten bilden sich Plasmazellen, die bis zu 2000 Antikörper pro Sekunde produzieren Effektorphase Antigen-Antikörper Reaktion: Aus dieser Vermehrung gehen gleichzeitig Gedächtniszellen hervor Antigene auf Zelloberfläche 1. Antikörper binden jeweils ein bestimmtes Epitop auf den Antigenen 2. Antikörper besitzt jeweils zwei identische Bindungsstellen umgekehrt besitzt antigenes Material mehrere antigen wirkende Stellen auf demselben Körper, ein großen Immunkomplex aus Antigenen und Antikörpern kann resultieren. 3. Komplex kann bei Beteiligung von Antigen- besetzten Zellen so groß werden, dass er nicht mehr löslich ist und ausfällt 4. Bildung von Immunkomplexen aktiviert das Komplementsystem folgend werden Makrophagen davon angelockt, binden an die konstanten Epitope der Antikörper, nehmen Teile des Immunkomplexes durch Phagozytose auf und bauen diesen ab B-Zelle Biologie eA B-Balle teilt sich Produktion Antikörper v. B-zelle ya XaYY. Tr Fresszelle verdout Komplex 3-Zelle wird aktiviert Gedächtnisszelle Antigen-Antikörper- komplex Viren Fresszelle verdaut Virus Fresszelle mit Antigene auf Zelloberfläche T-killerzelle wird aktiviert Fresszelle aktiviert über Signalstoffe T-Helferzellen Zellulare Immunantwort 1. Makrophagen 2. 3. 4. 5. 29.11.2020 6. 7. präsentieren mittels MHC - Klasse II Proteinen Antigenfragmente T-Helferzelle lagert sich mit passendem T-Zell- Rezeptor an. Die Wechselwirkung wird durch CD4 - Faktor verstärkt Die Makrophage regt durch Interleukin-1- Abgabe die T-Helferzelle zur Teilung an Interleukin 2 und weitere Cytokine bewirken die Teilung und Aktivierung der T-Killerzellen (cytotoxische Lymphozyten) und Lymphozyten der humoralen Immunantwort Virusinfizierte Zellen präsentieren über MHC - Klasse I - Proteine gebundene Antigene Die T-Killerzelle bindet mit ihrem T-Zell-Rezeptor. CD8 wirkt verstärkend Die T-Killer-Zelle schüttet Perforin aus. Die Zellmembran bekommt Löcher und platzt (Lyse) Körperzelle v. Virus befallen körperzelle bildel Antigene auf Zelloberfläche T. Killerzelle zerstört befallene kerperzelle Spezifität der Antikörper -> Menschliches Immunsystem kann auf Milliarde verschiedene Antigene mit Bildung spezifischer Antikörper reagieren DNA einer Vorläuferzelle • DNA Abschnitte, für leichte/schwere Ketten v. Antikörpern, welche in einem Reifen Lymphocyten codiere, werden aus unterschiedlichen Exons kombiniert DNA eines reifen B-Lymphocyten reife mRNA bei leichter Kette: variables Exon (V), Verknüpfungsexon (J), konstantes Exon (C) auf Chromosom 2 und 22 (in Lymphocyten immer nur eins aktiviert) Chromosom 2: 40 verschiedene V-Exons, 5 verschiedene J-Exons Chromosom 22: 30 verschiedene V-Exons, 4 verschiedene J-Exons V37 Bildung der Antikörper: prä-mRNA Polypeptid der leichten Kette V38 V39 - Intron Introns V39 J5 C V40 VJ-Rekombination. Transkription Prozessierung und Spleißen Cap V39 JC Poly-A-Schwanz Translation variable konstante Region Region 1 Synthese einer leichten Kette eines Antikörpers Exons Antikörper SO STO Biologie e A LOTS leichte Kette schwere Kette 29.11.2020 -> durch Kombinationsmöglichkeiten entstehen rund 30 Millionen Antikörper Varianten Gen wird entweder auf Vhromosom 2; oder 22 exprimiert-> somit werden 320 verschiedene leichte Ketten gebildet (5.40 + 4.30) -Entwicklung B-Lymphocyten aus Vorläuferzelle: -V-Exon wird mit J-Exon verknüpft (JV-Kombination = einmalig und zufällig) -Exons V, J, C sowie Intron zwischen J-, C- Exon, bei Bildung der Natikörper transkribiert (herausgeschnitten beim Spleißen der prä-mRNA) reife mRNA translatiert und leichte Kette des eines Antikörpers gebildet -Produktion schwerer Kette erfolgt nach gleichem Prinzip, nur mit weiterer Exon-Variante der Exons und zufälliger Kombination leichte, schwerer Ketten

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Eine Makrophage nimmt einen Virus auf (Phagocytose) Das Virus wird zerlegt und die Antigene verbinden sich mit den MHC - Klasse - II - Proteinen 2. 3. 4. 5. 6. 1. Die so aktivierte T-Helferzelle lagert sich an einen B- Lymphozyten an, der die gleichen Antigene über MHC-Klasse - II - Proteine präsentiert 2. Dadurch schüttet die T-Helferzelle Botenstoffe (Cytokine) aus, die den B-Lymphozyten zur Teilung anregen 4. Die Antigen-Protein-Komplexe werden in die Zellmembran eingebaut und damit anderen Immunzellen präsentiert. An die präsentierten Antigene lagern sich T- Helferzellen an Sie werden dadurch aktiviert und zur Teilung angeregt Die akivierten T-Helferzellen beeinflussen dann die Aktivität von B-Lymphozyten und T-Killerzellen 3. Aus den so vermehrten Lymphozyten bilden sich Plasmazellen, die bis zu 2000 Antikörper pro Sekunde produzieren Effektorphase Antigen-Antikörper Reaktion: Aus dieser Vermehrung gehen gleichzeitig Gedächtniszellen hervor Antigene auf Zelloberfläche 1. Antikörper binden jeweils ein bestimmtes Epitop auf den Antigenen 2. Antikörper besitzt jeweils zwei identische Bindungsstellen umgekehrt besitzt antigenes Material mehrere antigen wirkende Stellen auf demselben Körper, ein großen Immunkomplex aus Antigenen und Antikörpern kann resultieren. 3. Komplex kann bei Beteiligung von Antigen- besetzten Zellen so groß werden, dass er nicht mehr löslich ist und ausfällt 4. Bildung von Immunkomplexen aktiviert das Komplementsystem folgend werden Makrophagen davon angelockt, binden an die konstanten Epitope der Antikörper, nehmen Teile des Immunkomplexes durch Phagozytose auf und bauen diesen ab B-Zelle Biologie eA B-Balle teilt sich Produktion Antikörper v. B-zelle ya XaYY. Tr Fresszelle verdout Komplex 3-Zelle wird aktiviert Gedächtnisszelle Antigen-Antikörper- komplex Viren Fresszelle verdaut Virus Fresszelle mit Antigene auf Zelloberfläche T-killerzelle wird aktiviert Fresszelle aktiviert über Signalstoffe T-Helferzellen Zellulare Immunantwort 1. Makrophagen 2. 3. 4. 5. 29.11.2020 6. 7. präsentieren mittels MHC - Klasse II Proteinen Antigenfragmente T-Helferzelle lagert sich mit passendem T-Zell- Rezeptor an. Die Wechselwirkung wird durch CD4 - Faktor verstärkt Die Makrophage regt durch Interleukin-1- Abgabe die T-Helferzelle zur Teilung an Interleukin 2 und weitere Cytokine bewirken die Teilung und Aktivierung der T-Killerzellen (cytotoxische Lymphozyten) und Lymphozyten der humoralen Immunantwort Virusinfizierte Zellen präsentieren über MHC - Klasse I - Proteine gebundene Antigene Die T-Killerzelle bindet mit ihrem T-Zell-Rezeptor. CD8 wirkt verstärkend Die T-Killer-Zelle schüttet Perforin aus. Die Zellmembran bekommt Löcher und platzt (Lyse) Körperzelle v. Virus befallen körperzelle bildel Antigene auf Zelloberfläche T. Killerzelle zerstört befallene kerperzelle Spezifität der Antikörper -> Menschliches Immunsystem kann auf Milliarde verschiedene Antigene mit Bildung spezifischer Antikörper reagieren DNA einer Vorläuferzelle • DNA Abschnitte, für leichte/schwere Ketten v. Antikörpern, welche in einem Reifen Lymphocyten codiere, werden aus unterschiedlichen Exons kombiniert DNA eines reifen B-Lymphocyten reife mRNA bei leichter Kette: variables Exon (V), Verknüpfungsexon (J), konstantes Exon (C) auf Chromosom 2 und 22 (in Lymphocyten immer nur eins aktiviert) Chromosom 2: 40 verschiedene V-Exons, 5 verschiedene J-Exons Chromosom 22: 30 verschiedene V-Exons, 4 verschiedene J-Exons V37 Bildung der Antikörper: prä-mRNA Polypeptid der leichten Kette V38 V39 - Intron Introns V39 J5 C V40 VJ-Rekombination. Transkription Prozessierung und Spleißen Cap V39 JC Poly-A-Schwanz Translation variable konstante Region Region 1 Synthese einer leichten Kette eines Antikörpers Exons Antikörper SO STO Biologie e A LOTS leichte Kette schwere Kette 29.11.2020 -> durch Kombinationsmöglichkeiten entstehen rund 30 Millionen Antikörper Varianten Gen wird entweder auf Vhromosom 2; oder 22 exprimiert-> somit werden 320 verschiedene leichte Ketten gebildet (5.40 + 4.30) -Entwicklung B-Lymphocyten aus Vorläuferzelle: -V-Exon wird mit J-Exon verknüpft (JV-Kombination = einmalig und zufällig) -Exons V, J, C sowie Intron zwischen J-, C- Exon, bei Bildung der Natikörper transkribiert (herausgeschnitten beim Spleißen der prä-mRNA) reife mRNA translatiert und leichte Kette des eines Antikörpers gebildet -Produktion schwerer Kette erfolgt nach gleichem Prinzip, nur mit weiterer Exon-Variante der Exons und zufälliger Kombination leichte, schwerer Ketten