Inhaltsverzeichnis

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Inhaltsverzeichnis
Meilensteine der Immunologie oder eine etwas andere Einführung
XI
DAS FUNKTIONIERENDE IMMUNSYSTEM
1
1.1
1.2
1.3
2
2.1
Was gehört zum Immunsystem?
Zellen und Organe des
Immunsystems
1.1.1
Zellen des angeborenen
Immunsystems
1.1.2
Zellen des adaptiven
Immunsystems
1.1.3
Die CD-Nomenklatur
1.1.4
Primäre lymphatische
Organe
1.1.5
Sekundäre lymphatische
Organe
Antikörper
1.2.1
Struktur der Antikörper
1.2.2
Die Antigen/AntikörperBindung
1.2.3
Antikörperklassen
Komplementäre Abwehrmechanismen
1.3.1
Barrierefunktionen
1.3.2
Defensine, Opsonine
und Co.
1.3.3
Physiologische Bakterienbesiedlung
1.3.4
Akute-Phase-Proteine
1.3.5
Das Komplementsystem
Wie erkennen die Immunzellen
ein Antigen?
Mustererkennungsrezeptoren
(PRRs)
2
2.2
2
2
3
4
4
2.3
2.4
2.5
5
7
7
8
10
12
12
3
13
3.1
14
14
15
3.2
3.3
3.4
22
22
MHC-Moleküle
2.2.1
MHC-Klasse I
2.2.2
MHC-Klasse II
2.2.3
Der MHC-Polymorphismus
2.2.4
MHC-Klasse IB
Rezeptoren der natürlichen
Killer-(NK-)Zellen
B-Zell-Rezeptoren (BCRs)
T-Zell-Rezeptoren (TCRs)
2.5.1
Struktur
2.5.2
Antigenbindung
2.5.3
Antigenprozessierung
für die Erkennung durch
T-Zellen
2.5.4
Besonderheiten bei der
Antigenerkennung durch
T-Zellen
Was versteht man unter einer
klonalen Antwort?
Wie entsteht die große
Antigenrezeptor-Diversität der
B- und T-Zellen?
Der Aufbau der Immunglobulinund T-Zell-Rezeptor-Genloci
Die somatische Rekombination
Vom rekombinierten Gen zum
Rezeptor
24
25
26
26
26
27
28
28
28
29
29
31
34
35
36
37
39
VI
4
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
4.6
4.7
5
5.1
5.2
5.3
5.4
Inhaltsverzeichnis
Wie verarbeiten Immunzellen
die Informationen?
Von der Membran zum Kern
Signaltransduktion durch den
T-Zell-Rezeptor
4.2.1
Tyrosinphosphorylierung
4.2.2
Adapterproteine
4.2.3
Phopholipase Cγ
4.2.4
Ras
Signale durch Zytokinrezeptoren
der Hämatopoietin-Familie
Signale durch Toll-like-Rezeptoren
Todessignale
Die Integration mehrerer Signale
Wie wird der Signalprozess
abgeschlossen?
Welche Konsequenzen hat die
Aktivierung der Immunzellen?
Antikörpersynthese und Antikörperfunktionen
5.1.1
Komplementvermittelte
Antikörperzytotoxizität
5.1.2
Antikörperabhängige
zelluläre Zytotoxizität
(antibody-dependent cellular
cytotoxicity, ADCC)
5.1.3
Opsonierende Antikörper
5.1.4
Blockierende Antikörper
5.1.5
Maskierende Antikörper
5.1.6
Sensibilisierende Antikörper
5.1.7
Neutralisierende Antikörper
5.1.8
Agonistische Antikörper
5.1.9
Antagonistische
Antikörper
5.1.10 Inhibierende Antikörper
5.1.11 Penetrierende Antikörper
5.1.12 Präzipitierende Antikörper
5.1.13 Agglutinierende Antikörper
Zytotoxische T-Zellen (cytotoxic
T lymphocytes, CTLs)
NK-Zell-Zytotoxizität
Gerichtete Zellmigration
41
41
42
42
43
43
44
44
46
46
48
5.5
5.6
5.7
5.8
5.9
5.10
6
6.1
49
51
6.2
51
51
51
52
52
53
53
6.3
7
7.1
7.2
54
54
54
54
55
56
56
56
57
58
7.3
Phagozytose
Intrazelluläres Killing
Antigenpräsentation
Makrophagenleistungen
Mastzellsekretionsprodukte
Sekretionsprodukte eosinophiler
Granulozyten
Wie kommt eine Immunreaktion
in Gang?
Die primäre Immunantwort
6.1.1
Unmittelbar wirksame
Abwehrmechanismen
6.1.2
Die Entzündungsreaktion
6.1.3
Die Aktivierung des
adaptiven Immunsystems
6.1.4
Die Kostimulation –
“It takes two to tango”
Die sekundäre Immunantwort
6.2.1
Die Keimzentrumsreaktion – koordinierte
Immunität von B- und
T-Zellen (und dendritischen Zellen)
6.2.2
Die T-Zell-unabhängige
Antikörperproduktion
Das Mikromilieu entscheidet über
die Qualität der Immunantwort
Wie wird eine Immunantwort
koordiniert?
Zytokine und Zytokinrezeptoren
Dendritische Zellen im Zentrum
der Macht
7.2.1
Die Feuermelder des
Immunsystems
7.2.2
Was T-Helferzellen alles
können
Angeborene und erworbene
Immunität – ein immunregulatorisches Netzwerk
7.3.1
Inflammation oder
Antiinflammation?
7.3.2
Immunglobuline und
Fc-Rezeptoren
7.3.3
Komplement und
Komplementrezeptoren
58
59
59
60
60
61
63
63
63
63
64
65
67
68
69
69
71
71
74
74
75
76
76
78
79
Inhaltsverzeichnis
7.4
7.5
8
9
9.1
9.2
9.3
9.4
9.5
9.6
9.7
9.8
9.9
9.10
9.11
Chemokine und Chemokinrezeptoren
Neuroimmunoendokrine
Regelkreise
81
Wie wird eine Immunantwort
wieder abgeschaltet?
85
Kann das Immunsystem auf
verschiedene Herausforderungen
unterschiedlich reagieren?
Abwehr von Infektionserregern
Elimination von nicht infektiösen
Fremdantigenen
Elimination fremder eukaryotischer
Zellen
Elimination körpereigener
apoptotischer Zellen
Toleranz gegenüber körpereigenen
Antigenen
Toleranz gegenüber Nahrungsmittelantigenen
Förderung des fötalen Wachstums
Tumorerkennung und -abwehr
Wundheilung
Gewebereparatur durch Knochenmarkstammzellen
Alternsabhängige
Immunkompetenz
11.1.2
79
88
88
Zentrale B-Zell-Toleranz
im Knochenmark
11.1.3 Zentrale NK-ZellToleranz
11.2 Periphere Toleranz
11.2.1 Ignoranz
11.2.2 Homöostatische
Mechanismen
11.2.3 Deletion
11.2.4 Anergie
11.2.5 Suppression
11.2.6 Periphere B-ZellToleranz
12
89
12.1
90
90
90
90
92
93
12.2
12.3
12.4
94
13
97
97
97
13.1
Wie vereinbart sich ein breites,
zufällig entstandenes Antigenrezeptor-Repertoire mit immuno100
logischer Selbsttoleranz?
11.1 Zentrale Toleranz
100
11.1.1 Die T-Zell-Entwicklung
im Thymus
100
13.3
10.1
10.2
11
Wie funktioniert das
Immungedächtnis?
B-Zell-Gedächtnis
T-Zell-Gedächtnis
102
102
103
103
103
103
103
104
105
89
94
10
VII
13.2
14
Was passiert an den
Grenzflächen?
Das mukosale Immunsystem
12.1.1 Die Spezialtruppe der
intraepithelialen Lymphozyten
12.1.2 Sekretorisches IgA –
eine leise Waffe
Orale Toleranz
Die Initiierung einer systemischen
Infektabwehr
Die Rolle der kommensalen
Darmflora
Wie kommen die Zellen zur
richtigen Zeit an den richtigen
Ort?
Wege der Immunzellen durch den
Organismus
Postleitzahlen – oder die molekularen Grundlagen des homing
Treffen im Gewimmel
Die Funktionen des Immunsystems in der Übersicht
107
107
108
109
109
111
111
113
113
114
115
118
VIII
Inhaltsverzeichnis
IMMUNOLOGISCHE ARBEITSTECHNIKEN AUF EINEN BLICK
15
15.1
15.2
15.3
15.4
15.5
15.6
15.7
15.8
15.9
15.10
15.11
15.12
15.13
15.14
15.15
15.16
In vitro-Methoden
Quantitative Immunpräzipitation
Agglutinationstests
Herstellung monoklonaler
Antikörper
Western-Blotting
Enzym-Immunoassay (ELISA)
Immunfluoreszenz und Immunhistochemie
Durchflusszytometrie
Immunadsorption
Zellseparation mit antikörperbeladenen, magnetischen Partikeln
HLA-Typisierung
ELISPOT
Phagozytosetest und
intrazelluläres Killing
Zytotoxizitätstests
Messung der Zellproliferation
Tetramer-Technologie
Hybridisierungstechnologien
15.16.1 PCR
15.16.2 RT-PCR
122
122
122
122
126
126
128
128
131
131
131
132
133
133
134
135
135
135
137
15.16.3 Quantitative real-time
PCR
15.16.4 Restriktionsanalyse und
Southern-Blot
15.16.5 Northern-Blot
15.16.6 In situ-Hybridisierung
15.16.7 Mikroarray-Technologie
15.16.8 Small interfering RNA
(siRNA)
15.16.9 Genomweite
Assoziationsstudien
(GWAS)
15.17 Rekombinante DNA-Technologien
15.17.1 Gentransfer und Herstellung rekombinanter
Proteine
15.17.2 Gen-Knock-out
142
144
16
16.1
16.2
16.3
145
145
146
146
In vivo-Methoden
Hauttests
Adoptiver Zelltransfer
Transgene und gendefiziente Tiere
138
139
140
140
141
141
141
142
DAS DEFEKTE IMMUNSYMSTEM
17
18
Immunpathologische
Krankheitszustände in
der Übersicht
18.2.3
150
Wann können körpereigene
152
Antikörper krank machen?
18.1 IgE-vermittelte Allergien
152
18.1.1 Systemische Anaphylaxie
153
18.1.2 Asthma bronchiale,
Urtikaria, atopisches
Ekzem, Nahrungsmittelallergien
154
18.2 Autoreaktive IgG-Antikörper
156
18.2.1 Kreuzreagierende, pathogenspezifische Antikörper
156
18.2.2 Autoreaktive zytotoxische
Antikörper
157
Agonistische Anti-RezeptorAntikörper
157
18.2.4 Antagonistische AntiRezeptor-Antikörper
158
18.3 Immunkomplexvermittelte
Erkrankungen
159
19
19.1
19.2
19.3
Wann können Immunzellen
körpereigene Zellen zerstören?
Autoreaktive CTLs
TH1/TH17-vermittelte, proinflammatorische Zellaktivierung
TH2-vermittelte
Eosinophilenaktivierung
161
161
162
164
20
Kann das Immunsystem
unterwandert werden?
20.1 Infektionserreger
20.1.1 Immunzellen als Habitat
20.1.2 Unterwanderung der
angeborenen
Abwehrmechanismen
20.1.3 Unterwanderung des adaptiven Immunsystems
20.2 Tumoren
20.2.1 Passive Mechanismen der
Tumortoleranz
20.2.2 Aktive Toleranzinduktion
durch Tumoren
20.2.3 Förderung von
Tumorwachstum durch
das Immunsystem
(Tumorenhancement)
165
165
165
165
167
170
170
170
Inhaltsverzeichnis
IX
Gefährliche Dysregulationen
173
173
174
174
21
21.1
21.2
21.3
Sepsis
Schlaganfall
Fibrosierung
22
22.1
22.2
Angeborene Immundefekte
Erworbene Immundefekte
Immundefekte
Therapiebedingte
Immunopathien
23.1 Arzneimittelnebenwirkungen
23.2 Transplantatabstoßung/GvHD
23.2.1 Transfusionszwischenfälle
23.2.2 Transplantatabstoßung
23.2.3 Graft-versus-host disease
(GvHD)
175
175
175
23
180
180
181
181
181
183
172
INTERVENTIONSMÖGLICHKEITEN
24
24.1
24.2
25
25.1
25.2
25.3
25.4
Immunstimulation
Aktive Immunisierung gegen
Infektionserreger
Tumorvakzinierung
186
25.5
186
188
25.6
Immunsuppression
Toleranzinduktion
Immunsuppression mit
Immunglobulinen
Rh-Prophylaxe
Selektive Immunsuppression
190
190
191
191
192
26
26.1
26.2
26.3
26.4
Therapie mit monoklonalen
Antikörpern
Extrakorporale Immunadsorption
Substitution
Passive Immunisierung
Immunglobulinsubstitution
Einsatz rekombinanter Proteine
Transplantation von
Knochenmarkstammzellen
193
195
196
196
196
196
197
Ausblick
197
F & Z 6 Chemokine und ihre Rezeptoren
F & Z 7 NK-Zell-Rezeptoren
F & Z 8 Toll-like- und NOD-likeRezeptoren und ihre Liganden
F & Z 9 Beispiele monogenetischer
angeborener Immundefekte
249
252
Anhang: Fakten und Zahlen
F&Z1
F&Z2
F&Z3
F&Z4
F&Z5
Komplement
Die CD-Nomenklatur
Signaltransduktionsmodule
Selektine und ihre Liganden
Zytokine und ihre Rezeptoren
200
201
242
243
244
253
254
Abkürzungsverzeichnis
256
Register
260
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