Entzündung
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Immunpathologie und Ernährung 1. Ernährung und Immunfunktion • Nahrungsfaktoren und Immunfunktion 2. Entzündung und Stoffwechsel • Mechanismen der Entzündung • Überernährung und Entzündung • Mangelernährung und Entzündung • Postaggressionsstoffwechsel und Immundefizienz 3 Darm und Entzündung 3. • Darm-assoziiertes Immunsystem: Immunität und Toleranz • G t i t ti l Infektionen Gastrointestinale I f kti • Chronisch entzündliche Darmerkrankungen • Gl t Glutensensitive iti Enteropathie E t thi • Lebensmittelallergie Entzündung Infektion e to Autoimmunität Entzündung M t b li h Stress Metabolischer St Allergie g Übernährung und Mangelernährung Überernährung g StoffwechselStoffwechsel Infektion und imbalanz Entzündung Mangelernährung Akute Entzündung Chronische Entzündung Immunität Infektionen Mitochondria Subklinische Entzündung ER Ernährung Metabolismus Verlust der Energiehomöostase Wechselwirkung zwischen Immunsystem und Stoffwechsel Imm munak ktivieru ung Asthma Allergie Chronisch entzündliche Darmerkrankungen N Neurodegenerative d ti K Krankheiten kh it Osteoarthritis Pankreatitis Type 1 Diabetes Entzündung Umwelt Metabolischer Stress Dickdarmkrebs Fettleber-assoziierte Krankheiten Arteriosklerose Bluthochdruck H Hypercholesterinämie h l t i ä i Insulinresistenz Type 2 Diabetes Gene Stoffwechselverschiebung Beispiele für Krankheiten mit entzündlicher Pathogenese Entzündung Krankheitsbild Diabetes mellitus Typ I Typ II Koronare Herzkrankheit, Arteriosklerose Dyslipidämien und Adipositas Herzinsuffizienz und Hypertonie Gastrointestinale Erkrankungen Malassimilation oder Proteinverlustsyndrom Akut und chronische Entzündung Kolorektales Karzinom Nahrungsmittelunverträglichkeit Pharmakologisch, Toxisch, Psychisch Allergie Leberzirrhose Cholelithiasis und Pankreatitis Gelenk- und Nierenerkrankungen Arthrose und Rheumatische Arthritis Hyperurikämie (Gicht) Niereninsuffizienz, Harnsteine und nephrotisches Syndrom Muskel- und Knochenschwund (Sarkopenie, Osteoporose/malazie) Protein-Energie-Mangelernährung Esstörungen (Anorexia nervosa und Bulimia nervosa) Primär Sekundär + + -/- + + -/- -/+ +/+ + -/+ +/+ - + + -/+ + + + -/+ -/+ -/+ -/+ - + -/+ Mechanismen zur Entzündungsentstehung Infektionionserreger Umweltfaktoren Exogene Antigene Genetische Prädisposition Autoimmunität Endogene Antigene Entzündung Akut Chronisch Lokal Systemisch Zell- und Organschädigung Mechanismen zur Entzündungsentstehung Infektion und Immunantwort Klärung g (clearance) ( ) der Infektionserrerger g Resolution der Entzündung und Gewebeheilung Entwicklung einer Immunantwort mit Gedächtnis Bakterrien im Blut Immuna antwort 1. 2. 3. < < Zeit Akute Lethalität oder chronische Entzündung Zeit Schock, Immunderegulation Schock und Organversagen Zeit Elimination der Infektion Resolution der Entzündung Immunität immunitas = Freiheit von … Infektionen Zellen der Immunabwehr Immunaktivität Infektion Gedächtnis Zeit Unspezifische Immunabwehr Phagozyten „Fresszellen“ Spezifische Immunabwehr T-Zellen Antigenpräsentierende Zellen B Zellen B-Zellen Akttivität Zeitliche Verlauf der Immunabwehr Angeborene/ unspezifisch e Immunität Adaptive/ spezifische Immunität Zeitlicher Verlauf Schnelle Reaktion Verzögerte Reaktion Kontrolle der Pathogene und Aktivierung der E t ü d Entzündung Lymphozytenaktivierung und Entwicklung eines G dä ht i Gedächtnisses Verlauf der Immunantwort 1. Infektion 2. Infektion 3. Infektion Unspezifische Immunabwehr (0 - 4 Stunden nach der Infektion) Erkennung des infektiösen Materials durch unspezifische Effektormechanismen Frühe Immunantwort (4 - 96 Stunden nach der Infektion) Rekrutierung von Effektorzellen Erkennung der Antigene, Aktivierung der Effektorzellen Adaptive Immunantwort (> 96 Stunden nach der Infektion) Transport von Antigen zu Lymphorganen Aktivierung naïver B- und T-Zellen Clonale Expansion und Differenzieung der Zellen Aktiivität Protektive Immunität Sekundäre Immunantwort Primäre äe Immunantwort Zeitlicher Verlauf 4. Re-Infektion Re-Infektion Protektive Immunität nach wiederholtem Kontakt Erkennung g der Antigene g durch schon p präformierte Antikörper und voraktivierte Effektorzellen Aktivierung spezifischer T- und BGedächtniszellen Clonale Expansion der Gedächtniszellen Zelluläre Zusammensetzung der Leukozyten Spezifische Immunsystem Unspezifische Immunsystem L Lymphoide h id Zellen Z ll Humorale Zelluläre Immunantwort M l id Zellen Myeloide Z ll Lymphozytendifferenzierung nach Antigenkontakt CD8+ TE IFN-g IL-2 TC IL-2 TE IFN-g IL-2 TGF-b TH1 TH2 IL-4 IL-6 IL-10 CD4+ TH17 B TGF-b TGF b TH3 TGF-b IL-10 TR P IgG g IgE IgA Immunabwehr … der Weg ist das Ziel Infektion Entzündung und nd Immunabwehr Tod Heilung Kardinalsymptome der Entzündung Physiologisch • Wärme/Fieber - Calor • Rötung - Rubor • Schwellung g - Turgor g • Schmerz – Dolor Pathologisch • Funktionsverlust F kti l t Physiologischer Ablauf der Entzündungsreaktion Effektor und Responder Signale Gewebereaktion Immunaktivierung Signale der Regulation und Hemmung Entzündungsmechanismen Entzündungsursache (Noxe) Z ll hädi Zellschädigung Freisetzen von Mediatoren Lokale Wirkung Schwellung Rötung Systemische Wirkung Schmerz Wärme / Fieber Funktionsverlust oder Heilung Entzündung – ein Multiorganprozess CRP SAA IFNγ IL-4 TNF IL-1 TGFβ IL-10 Gln Gl Aktivierung des Immunsystems nach Infektionen Physiologischer Ablauf der Entzündungsreaktion Entzündliche Noxe Lokale Entzündungsreaktion • • • Zelluläre Reaktion G fäß kti Gefäßreaktion Bindegewebsreaktion Mediatoren im Blut Systemische Entzündungsreaktion • • • ZNS K Knochenmark h k Stoffwechsel 1. Abgrenzung bg e u g des Entzündungsherdes ü du gs e des 2. Beseitigung der Noxe 3. Abräumung geschädigten Materials 4. Reparatur 5. Heilung Entzündungsreaktion im Gewebe Infektion Gewebe Endothel Autoimmunität Allergie Entzündungsreaktion im Gewebe Wächterzellen (Mastzellen) aktivieren das Endothel Epithel Entzündung g im Gewebe Endothel Mastzelle Endothel Mediatoren aktivierter Mastzellen Mediatoren aktivierter Mastzellen Mediatoren der lokalen Entzündungskaskade Die Entzündungskaskade und seine Mediatoren Immunaktivierung Zelluläre Immunreaktion 1. Aktivierung g von gewebständigen g g Mastzellen 2. Infiltration von Granulozyten und Makrophagen 3. Bildung von ROS und zellulärer Mediatoren Knochenmark 1. Leukopoese und Leukozytose Physiologischer Ablauf der Entzündungsreaktion Entzündliche Noxe Lokale Entzündungsreaktion • • • Zelluläre Reaktion G fäß Gefäßreaktion kti Bindegewebsreaktion Mediatoren im Blut Systemische Entzündungsreaktion • • • ZNS K Knochenmark h k Stoffwechsel 1. Abgrenzung bg e u g des Entzündungsherdes ü du gs e des 2. Beseitigung der Noxe 3. Abräumung geschädigten Materials 4. Reparatur 5. Heilung Lokale Entzündungsreaktion im Gewebe Gefäßreaktion 1. Gefäßerweiterung (Vasodilatation) 2 Permeabilitätssteigerung 2. P bilität t i /E Exsudation d ti 3 Aktivierung der Endothelzellen 3. 4. Expression von Chemokinen und Adhäsinen Gefäßreaktionen und zelluläre Transmigration Entzündungssignale Perivasculäre Basalmembran IgS EC Adhäsionsmoleküle Selectine/ Integrine Integr ne PAF Chemokine ß1/ß2 Integrine PECAM CD99 JAMs Integrine Rolling P-selectin, E-selectin, L-selectin Glycosylated ligands VLA-4/VCAM-1 Proteasen Firm adhesion β1 and β2 integrins ICAM-1/2 and VCAM-1 ICAM-1/2 ICAM 1/2 ß2 Integrine Transmigration PECAM-1 CD99 ICAM-2 JAMs Physiologischer Ablauf der Entzündungsreaktion Entzündliche Noxe Lokale Entzündungsreaktion • • • Zelluläre Reaktion G fäß kti Gefäßreaktion Bindegewebsreaktion Mediatoren im Blut Systemische Entzündungsreaktion • • • ZNS K Knochenmark h k Stoffwechsel 1. Abgrenzung bg e u g des Entzündungsherdes ü du gs e des 2. Beseitigung der Noxe 3. Abräumung geschädigten Materials 4. Reparatur 5. Heilung Lokale Entzündungsreaktion im Gewebe Bindegewebsreaktion 1. Fibroblastenproliferation 2 Produktion 2. P d kti extrazellulärer t ll lä Matrix M ti 3 Angiogenese 3. 4. Freisetzung g von Wachstumsfaktoren Pathophysiologie der lokalen Entzündung Akute Entzündung g Bildung von Granulationsgewebe Bildung von Bindegewebe Chronische Entzündung Chronische Entzündung und Granulationsgewebe Extrazelluläre Matrix Fibroblastenproliferation Granulationsgewebe Endothel Pathophysiologie der Entzündung Akute Entzündung g Kontrollierte Immunaktivierung Deregulierte Immunaktivierung Chronische Entzündung Physiologischer Ablauf der Entzündungsreaktion Entzündliche Noxe Lokale Entzündungsreaktion • • • Zelluläre Reaktion G fäß kti Gefäßreaktion Bindegewebsreaktion Mediatoren im Blut Systemische Entzündungsreaktion • • • ZNS K Knochenmark h k Stoffwechsel 1. Abgrenzung bg e u g des Entzündungsherdes ü du gs e des 2. Beseitigung der Noxe 3. Abräumung geschädigten Materials 4. Reparatur 5. Heilung Systemische Entzündungsreaktion Zentrale Nervensystem (ZNS) 1. Fieber 2. Schmerz 3. Inflammatorischer Reflex Neuronale Rückkopplung mit Organen unter Entzündung Regelkreise der Entzündung – Inflammatorischer Reflex Regelkreise der Entzündung – Inflammatorischer Reflex Diffuse Diffusion Rezeptor-vermittelte Aktivität Temperaturregulation und Fieber Physiologischer Ablauf der Entzündungsreaktion Entzündliche Noxe Lokale Entzündungsreaktion • • • Zelluläre Reaktion G fäß kti Gefäßreaktion Bindegewebsreaktion Mediatoren im Blut Systemische Entzündungsreaktion • • • ZNS K Knochenmark h k Stoffwechsel 1. Abgrenzung bg e u g des Entzündungsherdes ü du gs e des 2. Beseitigung der Noxe 3. Abräumung geschädigten Materials 4. Reparatur 5. Heilung Systemische Entzündungsreaktion Stoffwechsel 1. Katabolismus 2 Regulation 2. R l i der d Hormonproduktion H d ki 3 Lebermetabolismus 3. Hypermetabolismus und Immunaktivierung ZNS (Präoptisches Zentrum im Hypothalamus) Stoffwechselsteigerung St ff h l t i durch d h erhöhte Körpertemperatur Gesteigerter Sympathikotonus (N-Adrenalin) • Katecholamine • Glukocorticoide • Cytokine (TNF, IL-1) • Fettsäuren und Ketonkörper • Aminosäurefreisetzung A i ä f i t • Gluconeogenese Metabolische Veränderung d durch h Cytokine C t ki Immunaktivierung + Hypermetabolismus
