2. Der Aufbau des Immunsystems, Lymphorgane
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Der Aufbau des Immunsystems Primäre (zentrale) • • • Knochenmark Thymus (Embryonale Leber) (Blutbildung, Entstehung der Ag Rezeptor tragenden Zellen Lymphozyten) Sekundäre (periphere) • • • • Lymphknoten (lymphatische Gefäße) Milz MALT SALT (Lymphozyten werden durch spezielle Signale hierher geleitet, um ihre spezifischen Immunfunktionen zu erfüllen) Knochenmark • Lokalisation: Lokalisation es füllt die Hohlräume der Knochen (beim Erwachsenen in dem Brustbein, den Wirbelkörpern, dem Schädelknochen, den Rippen, dem Becken, den Schlüsselbeinen, den Oberschenkel- und Oberarmknochen) • Hier befinden sich ca. 10 % des gesamten Blutes des Körpers Unterteilung des Knochenmarks Rotes Knochenmark Gelbes Knochenmark (Medulla ossium (Medulla ossium rubra) flava) • Orte der Blutbildung beim Erwachsenen (reife, naive BZellen, und T-Vorläuferzellen und alle Blutzellen) • • Retikulumzellen mit großer Fettmenge Nach starkem Blutverlust kann es sich in rotes Knochenmark verwandeln Die Entwicklung der Lymphozyten im Knochenmark Knochen Stammzellen B-Vorläuferzellen Reife, naive B-Zellen, und TVorläuferzellen stammen aus dem Knochenmark (Die T-Vorläuferzellen wandern dann insThymus um ihre Reifung dort zu beenden) Stromazelle dendritische Zelle T-Vorläuferzellen in den Thymus zentraler Sinus reife, naive B-Lymphozyten in den Kreislauf Normaler Knochenmarkschnitt (HE) B- und T-Vorläuferzellen Stromazellen Die Rückbildung des Thymus im Alter (Thymusinvolution) Aufbau des Thymus • • • • Unter den Kapseln befinden sich zahlreiche Läppchen, die durch Trabekel getrennt sind Ein Läppchen besteht histologisch aus Kortex (Rinde) und Medulla (Mark) Die Stroma (Grundstruktur) besteht aus Epithelzellen, Makrophagen und dendritischen Zellen. In diesem Netzwerk sind die unreifen T-Zellen (Thymozyten) verankert Die Thymusläppchen (HE) Kortex Medulla Hassalsche Körperchen Hassalsche Körperchen in der Medulla (wahrscheinlich abgestorbene Zellenmenge) Die Entwicklung der T-Zellen B Vorläuferzellen kommen aus dem Knochenmark Während der Zellreifung wandern die Thymozyten vom Kortex zur Medulla des Läppchens und machen verschiedene Selektionsschritte durch Danach wandern die reifen immunkompetenten TZellen vom Mark in die peripheren Organe KNOCHENMARK TCR-, CD4-, CD8 - T-Vorläuferzellen THYMUS TCRαβ- ,CD4 -,CD8TCR γδ CD4 CD8 - TCR γδ CD4 CD8 - TCRαβ CD4+ CD8+ TCRαβ+ TCRαβ + CD4+ CD4CD8CD8+ PERIPHERIE γδ T-Zelle Thymozyten Helfer T-Zelle Zytotoxische T-Zelle Reife T-Zellen Die Lymphknoten • Beim Menschen sind sie 5-10 mm große, ovale Strukturen; (bei Krankheiten können sie sich in 2 cm große und kugelförmige Gebilde umwandeln) • Der ganze Körper ist von Lymphgefäßen durchnetzt. Extrazelluläre Flüssigkeit aus allen Geweben wird in den Lymphgefäßen gesammelt. Wo sich die Lymphgefäße treffen, findet man die regionalen Lymphknoten. • z. B. Lymphknoten im Hals, im Bauch, im Brustkorb, in der Leistengegend, in der Achselhöhle und den Extremitäten Struktur der Lymphknoten affere ntes Lymp hgefäß subkapsulä rer Sin us • Ke im zentrum im sekundären Follikel • p rimärer Follikel Trabekel Medulla Venole mit hohem Endothe l Kortex Parakortex efferentes Ve ne Lymp hgefäß Arterie Kollagenkapse l • Sie sind von einer Kapsel umgeben und sind von Trabekeln gegliedert Innen sind Retikulumzellen, Lymphozyten und antigenpräsentierende Zellen lokalisiert (Lymphoretikuläres Gewebe) In der Rinde (Cortex) sind die BLymphozyten zu lymphatischen Follikeln organisiert (Vermehrung, Differenzierung), und die T-Zellen befinden sich im Parakortex Der Lymphknoten (HE) Fibrose Kapsel Afferentes Lymphgefäß Sekundärer Follikel (Keimzentrum) Follikel (B-Zellen) Primärer Follikel Paracorticale Bereiche (T-Zellen) Medulla Struktur des sekundären Follikels Parako rtex sekundä rer Follikel dunkle Zone ohne Antigen untere helle Zone reife naive B-Zelle Zelltod (etwa 90%) Affinitätsreifung, Isotypenwechsel obere helle Zone antikörperproduzierende Plasmazelle Mantel Antigen + TH-Fa ktoren FDC Entstehung von Gedächtniszellen sezernierte Antikörp er Die Milz Anatomie: Sie ist von einer Organkapsel umgeben Rote Pulpa (Blutzellen, Makrophagen, Plasmazellen, Retikulumzellen) Weiße Pulpa (lymphatische Zellen) Funktionen: Abbau der überalterten oder durch Membran- und Enzymdefekte geschädigten Blutzellen Blutbildung im embryonalen Alter Prägung der Lymphozyten und Leukozyten ( für die spezifische und unspezifische Abwehr) Struktur der weißen Pulpa der Milz Marginalzone PALS (T-Zellen) Follikel (B-Zellen) - Die zentralen Arteriolen sind von PALS-Regionen umgeben (T-Zellen) - neben der PALS-Region befinden sich die lymphatischen Follikel (BZellen) zentrale Arteriola rote Pulp a Vene Arterie weiße Pulp a Milz, weiße Pulpa Follikel PALS: T-Zellen zentrale Arteriole Die T-Zellen sind mit anti-CD3 Antikörpern markiert (immunoperoxidase Färbung: AEC) M-Zellen in den Schleimhäuten Antigen M-Zelle Makrophage Lymphocyte Die Zellen des Immunsystems Natürliches/Angeborenes Immunsystem: • • • • • Granulozyten (Neutrophile, Eosinophile, Basophile) Monozyten, Makrophagen Dendritische Zellen Follikuläre dendritische Zellen(FDC) NK-Zellen Adaptives /Spezielles Immunsystem: • • B-Lymphozyten (Plasmazellen) T-Lymphozyten: Helfer TZellen, zytotoxische TZellen Hämopoesis im embryonalen Leben Stammbaum der Zellen des Immunsystems Omnipotente KnochenmarksStammzelle (Ste m Cell ) Myeloide Vorläuferzelle Plurip otente Stammzelle Lymphoide Vorläuferzelle B-Lymp hozyt T-Lymp hozyt Erythroide C FU Mastzelle Megaka ryozyt Basop hile CFU Erythrozyten Thrombozyten Baso phile Granulozyten Eosinophile CFU NK-Zelle G ranulozytär-monozytäre CFU Eosinop hile De ndritisc he Neutro phile Monozyten Granulozyten Gra nulozyten Zellen Neutrophile Granulozyten -Leukozyten, die 50-65% der Zellen im Differentialblutbild ausmachen -Die Formen des Zellkerns: man kann zwischen stabkernigen und segmentkernigen Neutrophilen unterscheiden -Sie enthalten zahlreiche Granuli (Lysosomen mit Enzymen: neutrale Proteasen: Elastasen, Kollagenasen, Neuramidasen; Defenzin, Hydrolasen) -Sie besitzen CD14 (LPS binding receptor) und Mannose bindende Rezeptoren -mit ihren toxischen Proteasen können sie Bakterien spalten. Eosinophile Granulozyten • • • • • • Sie geben ca. 3-5% der Zellen im Differentialblutbild Sie sind an der zellulären Immunabwehr beteiligt Die inneren Vesikel enthalten toxische Proteine Durch Exozytose spielen sie bei der Parasitenabwehr eine Rolle Sie können sich amöboid bewegen Sie sind auch an asthmatischen Prozessen beteiligt Basophile Granulozyten • Im Differentialblutbild machen sie nur einen geringen Teil aus (<2%) • Sie besitzen mehrere Granuli, die Histamin und Heparin beinhalten • sie besitzen Rezeptoren für IgE, so nehmen sie an antiparasitischen Prozessen teil. • Ihre Aktivierung kann zu allergischen Reaktionen führen Monozyt - Makrophage A LPS-Rezep tor (CD1 4) Sc aveng er-Reze ptor Ma nnose-Re zeptor Toll- like Rezep tor Fc γ RI (CD6 4) Fc γ RII (CD32) Fc γ RIII (CD16) MHCI Pe roxid a se, sa ure Hyd rola sen MHCII CR1 (CD35) LFA1 (CD11a CD18) CR3 (CD1 1b CD18) B Pathogen Zytokine Lysosom Antigenpräsentierung End osom MHCII Exozytose der Abbauprodukte Die Rolle der Makrophagen in den Immunprozessen Antimikrobiale Aktivität Entzündung IL-1, IL-6, TNFα Prostaglandine, Komplement-Fakto re n, Gerinnung sfaktoren Gewebeschä digung H 2O2, sa ure Hydrolasen, C3a, TNFα Sauerstoff-abhängig Sauerstoff-unabhängig H2O 2, O2- • , • OH, Lysozym, Hydrolasen, HOCL, NH2Cl, kationisc he Proteine, NO, NO2 , HNO 2 Defensine, TNFα Makrophage Antitum or-Aktivität Neubildung der Gewebe Elasta se, Kollagena se, Hyaluronid ase, Fibrob la st-stim ulierende Fa ktoren, Angiogene se-Faktore n Proteasen, Arg in ase, toxisc he Faktoren, H2O2 , C3a, NO, TNFα Lymphozytenaktivierung Prozessierung des Antigens, Antigenpräsentierung, IL-10 IL-12 IL-1-Prod uktion Th 2 Th1 Leukozyten in dem normalen menschlichen Blutabstrich Automatisierte Blutzählung • • Das Gerät mißt die Größe und die Granularität der Zellen Dieser Versuch kann wichtige Informationen über die Zahl der Zellen im menschlichen peripheren Blut geben Normalwerte der Leukozyten Erwachsene 8000-12000/µl 8-12 G/l 9000-15000/µl 9-15 G/l % absolut % absolut % absolut 55-70 2200-6300/µl 2,2-6,3 G/l 35-70 2800-8400/µl 2,8-8,4 G/l 25-65 2250-970/µl 2,25-9,75 G/l 3-5 120-450/µl 0,12-0,45 G/l 0-10 50-70 2000-6300/µl 2-6,3 G/l 25-65 Eosinophile 2-4 80-360/µl 0,08-0,36 G/l 1-5 Basophile 0-1 -90/µl-0,09 G/l Neutrophile Stabkernige Segmentkernig Monozyten Mononukleäre Säuglinge 4000-9000/µl 4-9 G/l Leukozyten Granulozyten (Polymorphkernige) Kinder Lymphozyten -1200/µl -1,2 G/l 2000-7800/µl 2-7,8 G/l 0-10 -1500/µl -1,5 G/l 22-65 2250-9750/µl 2,25-9,75 G/l 80-600/µl 0,08-0,6 G/l 1-7 90-1050/µl 0,09-1,05 G/l 0-1 -120/µ l-0,12 G/l 0-2 -300/µl -0,3 G/l 2-6 80-540/µl 0,08-0,54 G/l 1-6 80-720/µl 0,08-0,72 G/l 7-20 630-3000/µl 0,63-3,0 G/l 25-40 1000-3600/µl 1-3,6 G/l 25-50 20-70 1800-10500/µl 1,8-10,5 G/l 2000-6000/µl 2-6 G/l Normalwerte der Leukozyten (in der oberen Zeile sind die alten Werte pro µl Blut, darunter die neuen offiziellen Werte in G/l = Giga/l entspr. 109/l Blut angegeben; %-Werte sollen durch Anteil ersetzt werden, d.h. 50% entspr. 0,5) Dendritische Zellen • Dendritische Zellen können myeloide oder lymphoide Herkunft haben • Befinden sich überall in den Geweben • Aufnahme von Antigene, Phagocytose im Peripherie • Dendritische Zellen wandern in die Lymphknoten durch die afferenten Gefäße • In den Lymphknoten präsentieren sie Antigene für die T- Zellen Follikuläre Dendritische Zellen • Sie befinden sich in den Follikeln • Produzieren Chemokine um T- und B -Zellen anzuziehen • Speichern Antigene (nicht präsentieren!) im naiven Form • Memorie • Ig Affinitätsreifung Lymphozyten T-Zellen γδ T-Zellen B-Zellen NK Zellen αβ T-Zellen B-1 B Zellen Tc Zellen Th1 Th Zellen Th2 Follikuläre B-Zellen Th17 B-2 B Zellen MZ B-Zellen Treg T-Zellen αβ-T-Zellen: Zytotoxische T –Zellen: • Machen 1/3 der T –Zellen im peripheren Blut aus • Schutz/Abwehr gegen Viren, Tumorzellen, intrazellulären Pathogene (endogene Antigene) Helfer T- Zellen: • Machen 2/3 der T –Zellen im peripheren Blut aus • Schutz/Abwehr gegen exogenen Antigene • anhand Zytokinproduktion und Funktion unterscheiden wir :Th1, Th2, Th17, Treg γδ-T-Zellen: • Wir haben wenige Kenntnisse über diese Zellpopulation finden sie im Mucosa, erkennen Lipid-Antigene B-Zellen B-1 B-Zellen: • • Befinden sich auf Serosaoberflächen Spielen in der physiologischen Autoimmunität eine Rolle B-2 B-Zellen: • • In den Follikeln zu finden Machen 90% der B-Zellen im peripheren Blut aus MZ-B-Zellen: • Wir finden diese Zellpopulation in der Milz zwischen dem roten Pulpa und den Follikeln NK-Zellen • Ihre Proportion im Blut ist 10-15% • Sind Mitglieder der natürlichen Immunität • Enthalten Granulen mit Zytotoxischen Proteine
