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Immunbiologie
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1. Vorlesung – 13. 10. 2004
Bestandteile des Blutes
1.) Erythrozyten: = rote Blutkörperchen, ~ 5,1 Mill/ mü-l
Funktion: dienen dem Sauerstofftransport
2.) Thrombozyten
Funktion: dienen der Blutgerinnung (Verschluss) bei Verletzung
3.) Granulozyten
a. Basophile Granulozyten
b. Eocinophile Granulozyten
c. Neutrophile Granulozyten
4.) Monozyten (größter Zelltyp)
5.) Fresszellen (bilden sich aus Monozyten)
6.) Mastzellen
7.) Lymphozyten
a. B-Zellen
Funktion: können zu Plasmazellen werden, die Antikörper
(Immunglobuline) bilden.
b. T-Zellen: können zu Effektorzellen werden
All diese Zellen bilden sich aus der hämopoetischen Stammzelle heraus. Aus den
Lymphoide (Vorläuferzellen) entstehen Myeloide, welche zu Granulozyten und
Monozyten werden. Woher die Mastzellen kommen ist allerdings noch fraglich.
Stammzellen weißt man „in vivo“ (Experimente mit Organismen, z.B. mit Tieren) oder
„in vito“ (Experimente außerhalb von Organismen, z.B. mit den isolierten Zellen)
nach.
Experimente „in vivo“ zum Nachweiß von Stammzellen:
1. Experiment:
- Man nehme eine Maus und setze sie Röntgenstrahlen aus.
- Folge: Die roten Blutkörperchen werden zerstört, dadurch ist die Maus mit
Sauerstoff unterversorgt und stirbt .
2. Experiment:
- Einem Spendertier werden Knochen und Knochenmark entnommen. Daraus
wird eine Zellsuspension hergestellt (d.h. die Knochen werden aus dem
Zellverband gelöst) und einer bestrahlten (noch lebenden) Maus injiziert.
- Folge: Regeneration -> die kranke Maus wird gesund 
Spleen colony assay: Die Milz vom Spendertier hat Knötchen, welche Kolonien
bilden. Werden nun Zellen dieser Milz einer bestrahlten Maus injiziert, bilden sich je
nach Menge der injizierten Zellen Zellkolonien.
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Je mehr Zellen, desto mehr Kolonien
Anzahl der Kolonien
Injizierte Zellen
Colony-forming-unit: Eine Zelle die die Kolonie begründet.
Tage nach
Repopulation
4
7
12
% - Anteile in der Kolonie
Erythrozyten Granulozyten Mega? Undifferenzierte
Zellen
66%
22%
0%
12%
59%
23%
1%
7%
31%
10%
12%
0%
Gemischte
Population
0%
10%
47%
Um zu beweisen, dass alle gemeinsamen Zellen nur von einer Zelle stammen, wurde
nach Chromosomenbrücken gesucht. Wenn alle Chromosomen gleich waren, war
dies ein guter Hinweis darauf, dass die Zellen von der Stammzelle kamen.
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2.Vorlesung – 20. 10. 2004
Prozess der Immunisierung – Phasen der Immunantwort
1) Kognitive Phase:
2) Aktivierungsphase
a. Vermehrung
b. Differenzierung
3) Effektorphase
ad 1)
Kognitive Phase:
Eine Zelle, an deren Oberfläche Rezeptoren sitzen, welche Fremdkörper
erkennen.bindet Patogen (= Krankheitserreger).
2 Möglichkeiten:
- Bindung durch B-Zellen
- Bindung durch T-Zellen
ad 2)
Aktivierungsphase
Besteht aus 2 Abschnitten:
a) Proliferation (= Vermehrung): ist wichtig, da nur wenige Leukoplasten
(weiße Blutkörperchen) vorhanden sind.
b) Differenzierung: Lymphozyten reagieren spezifisch auf die Antikörper.
Ad 3)
Effektorphase
(Ziel: Elimination von Patogen), Bildung von Makrophagen (Fresszellen)Komplementen.
B-Zellen: haben an der Oberfläche Rezeptoren, die mit dem Antigen (das
kann ein Gift, ein Virus oder ein Bakterium sein) identisch sind. Sobald das
Antigen an den Rezeptor bindet, kommt es zum Umbau und aus der B-Zelle
wird eine Plasmazelle. Die Plasmazelle schüttet Antikörper aus. Die Antikörper
binden am Antigen. Eine weitere Vernichtungsart geschieht durch das
Komplementsystem -> dockt an Bakterium an und macht Löcher hinein,
dadurch wird es zerstört (wer kann schon mit Löchern leben? ). Auch Gifte
können neutralisiert werden. Während die Antigene bekämpft werden, werden
auch Gedächtniszellen gebildet. Sie sorgen dafür, dass bei einer erneuten
Infektion schneller reagiert werden kann.
T-Zellen: sie brauchen eine Antigenpräsentierende Zelle (APC). Wenn das
richtige Antigen präsentiert wird, entsteht eine Effektorzelle, welche Cytokine
ausschüttet. Das ist wesentlich für die Poliferation, Differenzierung,
Aktivierung von Makrophagen und für eine entsprechende
Entzündungsreaktion.
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Immunantwort
Unterscheidung zwischen Immunogen und Antigen ist wichtig, da kleine Moleküle
(Antigene) noch keine Immunantwort auslösen können.
- Antigen kann Antikörper binden.
- Immunogen kann Immunantwort auslösen.
Diese Grafik veranschaulicht, wie eine Immunantwort zustande kommt.
Antikörpertiter
1
2
3
4
2. Impfung :
Antigen A
1. Impfung :
Antigen A
1. Impfung:
Antigen B
s.A
.
5
p.A.
p.A.
Wochen
1) Antigen A wird verabreicht
2) Zelltypen werden Aktiviert -> Antikörperproduktion(primär Antwort), diese nimmt nach einigen
Tagen wieder ab
3) Auffrischung mit Antigen A, Impfung mit Antigen B
4) Immunsystem reagiert rasch und wesentlich stärker auf Antigen A (sekundär Antwort)
5) Immunsystem reagiert aber nicht so stark auf Antigen B, da dieses das erste Mal injiziert
wurde (primär Antwort).
Es gibt eine Vielzahl an Rezeptoren im Immunsystem (gegen jede denkbare
Verbindung).
Tierversuche mit Verbindungen verschieden großer Moleküle:
Experiment 1:
- Einer Maus wird eine Verbindung von Hapten (kl. Molekül) und Dinitrophenol
(kl. Molekül) injiziert.
- Ergebnis: Die Reaktion auf Hapten (kleines Eiweiß) ist negativ (d.h. keine
Antikörperbildung).
Experiment 2:
- Einer Maus wird Rinder-Gamma-Globulin (gr. Eiweiß) injiziert.
- Ergebnis: Reaktion -> Produktion von Antikörpern gegen Seroprotein +++
Experment 3:
- Einer Maus wird eine Verbindung von Dinitrophenol (DNP) und RinderGamma-Globulin (RGG) injiziert.
- Ergebnis: Reaktion -> Produktion von Antikörpern gegen RGG+++ und
DNP+++
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Fazit: Wenn ich ein kleines Molekül an ein großes Molekül binde kommt es zur
Antikörperproduktion.
- Das Antigen (Mikromolekül) kann an Antikörper binden.
- Immungen (Makromolekül) kann Immunantwort auslösen.
Makromoleküle, an die Mikromoleküle binden werden auch „Carrier“ genannt.
Die „Carrier“ werden von den T-Zellen erkannt.
Tierversuch zum Carrier-Effekt (Vergleich Zwischen Primär und Sekundärantwort)
-
-
Erste Immunisierung: 3 Mäuse werden mit einem Carrier und Hapten
behandelt. Jede Maus bildet Antikörper+.
Zweite Immunisierung: jede Maus erhält eine andere Verbindung:
o Maus Nr.1 erhält wieder die ursprüngliche Verbindung. Ergebnis: starke
Antikörperbildung+++ (weil sekundär Antwort).
o Maus Nr. 2 erhält einen anderen Carrier, in Verbindung mit Hapten.
Ergebnis: keine verstärkte Antikörperbildung (d.h. es erfolgt keine
Sekundärreaktion).
o Maus Nr. 3 erhält den ursprünglichen Carrier, aber diesmal nicht in
Verbindung mit Hapten. Ergebnis: keine erhöhte Antikörperbildung.
Fazit: Eine sekundär Antwort kann nur erfolgen, wenn bei der zweiten
Immunisierung der gleiche Hapten-Carrier-Komplex verwendet wird.