Immunologie und Genetische Aspekte der Immunologie

Werbung
Immunologie und Genetische Aspekte der Immunologie
Hausarbeit von Céline Choukair
Q1/2Bio5
Inhaltsverzeichnis:
1. Einführung in das Thema Immunbiologie und Genetische Aspekte (S. 2)
2. Grundlagen der Immunbiologie (S. 3-4)
3. Das Lymphsystem (S. 4-5)
4. Immunreaktion (S. 5-6)
5. Humorale Immunantwort (S. 6-7)
6. Zelluläre Immunantwort (S. 7)
7. Immungenetik und die Vielfalt der Antikörper (S. 8)
8. Aktive Immunisierung und Schutzimpfung (S. 9)
9. Passive Immunisierung (S. 9)
10. Aids (S. 10)
11. Transplantation (S. 10)
12. Zusammenfassung (S. 11-12)
13. Fragen (S. 12-13)
14. Quellen (S. 13)
1
1. Einführung in das Thema Immunbiologie und Genetische Aspekte1
Spätestens seit Krankheiten wie Malaria, Cholera, Typhus oder auch der Pest wird deutlich welch
große Bedeutung unser Immunsystem zum Schutz vor solchen Infektionskrankheiten hat.
Unter Immunologie oder auch Immunbiologie versteht man die Grundlage der
Abwehrmechanismen, die im Körper einsetzen, sobald ihn ein Krankheitserreger gefährdet. Ein
Teil der Immunbiologie ist die Immungenetik, hierbei werden die genetischen Aspekte der
Immunbiologie betrachtet, wie beispielsweise das Erstellen von Antikörpern. Bereits im Jahre 430
vor Christus erkannte man, dass Menschen, die eine bestimmte Krankheit überstanden hatten, die
Pflege von anderen kranken Menschen übernehmen konnten, da die Überlebenden diese Krankheit
nicht noch einmal bekamen. Im Jahre 300 vor Christus gelang in China die erste Impfung. Dennoch
war es erst der englische Landarzt Edward Jenner, der 1786 den ersten Grundbaustein in der
Immunbiologie setzte, denn er beobachtete ein Phänomen, das ihn dazu verhalf, die Impfung wie
wir sie heute kennen, zu entwickeln. Er erkannte, dass Milchmädchen, die an den Kuhpocken
erkrankten, die tödliche Version überstanden. Doch das meiste was wir heute über die
Immunbiologie wissen hat seinen Ursprung in dem 19. - 20. Jahrhundert. Beispielsweise wurden
1880 von Louis Pasteur die ersten Impfstoffe gegen zuvor tödlich endende Krankheiten entwickelt
(Bsp. Tollwut). Robert Koch hingegen stellte 1876 fest, dass Mikroorganismen der Grund von
Infektionen sind. 1890 gelang es ihm sogar einen Impfstoff gegen Tuberkulose zu entwickeln. Ilja
Iljitsch Metschnikow entdeckte 1883 die Phagozytose, welche wichtig in der zellulären
Immunantwort ist. Emil von Behring bekam den ersten Nobelpreis in Medizin, denn er entdeckte
die Passive Immunisierung, indem man einem Menschen Antikörper injizierte, ohne dass der eigene
Körper welche produzieren musste. Paul Ehrlich entdeckte das Schlüssel-Schloss-Prinzip von
Antigen und Antikörper. Seit 1860 ist die Rede von der Modernen Immunbiologie, in dieser Zeit
erkannte Rodney Porter die genaue Struktur von Antikörpern oder Jean Dausset das Human
Leucocyte Antigen, welches dafür verantwortlich ist, dass Organtransplantationen heutzutage
möglich sind. In den 80ern wurden die B- und T-Lymphozyten weitgehend erforscht. Trotz dieser
und noch anderer Erkenntnissen weist unser Wissen über das Immunsystem noch einige Lücken
auf, die bis jetzt noch nicht gefüllt wurden.
1
Frank R., Sommermann U., Ströhla G..: Natura. Genetik und Immunbiologie, Ernst Klett Verlag, StuttgartDüsseldorf- Leipzig 2005.
http://www.antagi.de/c/document_library/get_file?uuid=fd9c11f5-a5dc-473e-b034-666f663b52c5&groupId=10203
2
2. Grundlagen der Immunbiologie 2
Der Mensch ist andauernd von Mikroorganismen, wie Pilzen, Parasiten, Giftstoffen oder Bakterien
bedroht, die versuchen, die organische Materie zu zerstören.
Lebende Organismen bekämpfen diese Bedrohung mit verschiedenen Barrieren, d.h. mithilfe von
Verteidigungsfronten
Die erste Hürde bildet die Haut. Ihre Tränen- und Schweißdrüsen beinhalten Flüssigkeiten, die
einen Säurefilm bilden. Dazu zählen Milchsäuren, Fettsäuren und Salze. Die Siedlung von Pilzen
und Bakterien wird somit behindert.
Schleimhäute stehen unter einer größeren Bedrohung, denn sie sind stets feucht und sind auf einen
anderen Schutz angewiesen. In den Atemwegen beispielsweise befindet sich Schleim, der die
Mikroorganismen entfernt. Die Flimmerhärchen, die sich auf den Flimmerzellen befinden, leiten
diesen Schleim nach außen.
Nasensekrete oder Speichel enthalten Polysaccharide. Diese blockieren das Festsitzen von einigen
Viren oder schwächen das Bakterienwachstum.
Tränenflüssigkeit beinhaltet Lysozym, welches für eine Reihe von Bakterien tödlich ist.
Bei Verletzungen ist es den Krankheitserregern möglich, in unseren Körper einzudringen. In der
Haut entstehen dann Rötungen beziehungsweise eitrige Entzündungen.
Unser Abwehrsystem eliminiert schon bei den kleinsten Schürfwunden eintretende Erreger. Bei
Entzündungen folgen die typischen Symptome, wie das Anschwellen von Wundgrenzen und das
betroffene Gebiet erhitzt sich. Im Blut halten sich so genannte Makrophagen auf. Bei einer
Schnittverletzung haben sie die Fähigkeit aus dem Blut in das Hautgewebe vorzudringen, dort
umfließen sie die Erreger langsam, fressen ihn auf und verdauen
ihn. Diesen Mechanismus nennt man Phagozytose.
Makrophagen bemerken Fremdkörper anhand ihrer
Zellmembran, denn jede Zelle besitzt eine charakteristische
Zusammensetzung von Proteinen und Glykoproteinen.
Makrophage
Bakterien verfügen 3über eine Zellwand mit besonderen
Polysacchariden. Sobald die Makrophagen die Fremdkörper erkennen, beginnt die Phagozytose.
Hierbei umfasst die Makrophage den Fremdkörper und schleust die Partikel durch Einstülpung und
Abschnürung der Zellmembran in die Zelle ein. Die entstehenden Vesikel, die gebildet werden
2
Frank R., Sommermann U., Ströhla G..: Natura. Genetik und Immunbiologie, Ernst Klett Verlag, StuttgartDüsseldorf- Leipzig 2005.
3
Bild: http://www.animal-health-online.de/lunge/images/prrsmakroges25.jpg
3
nennt man Phagosomen. Diese laufen mit den Lysosomen (enthalten Enzyme) zusammen und
werden somit zu Phagolysosomen. Darauf folgend entwickelt sich ein enyzmatischer Abbau der
Partikel. Nachdem die Makrophage die Fremdstoffe eingeschlossen hat, setzt sie diverse
Substanzen frei. Daraus folgt, dass sich die Kapillaren der Blutgefäße erweitern und die
Durchlässigkeit für Proteine steigt. Das Eindringen von Flüssigkeit, wie zum Beispiel von
Blutserum oder hochmolekularer Stoffe löst die klassischen Entzündungsmerkmale aus.
Hiernach kommen Granulozyten in das Entzündungsgebiet, sie überqueren die Kapillarwände,
indem sie an den Zellen der Blutgefäße hindurch gehen. Granulozyten werden von Zerfallsprodukte
der Zellen und Bakteriengifte angelockt und phagozytieren ebenfalls die Fremdorganismen. Es
handelt sich bei den Granulozyten um weiße Blutzellen, die ein körniges Zellplasma erweisen. Die
Körnchen sind Anhäufungen von Zellorganellen (Lysosomen) und beinhalten einige
Verdauungsenyzme. Die Lysosomen schließen sich mit den Vakuolen zusammen und es treten
Enzyme aus. Weiterhin werden die aufgenommenen Zellen verdaut. Oftmals sterben bei diesem
Prozess die Granulozyten. Der sich entwickelte Eiter an den betroffenen Wunden setzt sich aus
abgestorbenen Granulozyten und Bakterien zusammen. Den gelblichen Stich erhält der Eiter durch
die Fetteinlagerung. Das Erbgut des Phagozytieren ist angeboren und zählt zu der unspezifischen
Abwehr. Diese Abwehr erfolgt sofort nach dem Eindringen von Fremdkörpern.
3. Das Lymphsystem4
5
Das Lymphsystem enthält eine Flüssigkeit, die so genannte
Lymphe, in der die Zellen des Immunsystems aufpassen. Diese
Serumflüssigkeit tritt aus den Kapillaren und wird im
Lymphsystem gesammelt, um dann wieder in den Blutkreislauf zu
gelangen. Die Lymphkapillaren entwickeln sich zu
Lymphgefäßen. Diese enthalten ein Klappenmechanismus, was
verhindert, dass die Flüssigkeit zurückfließt. Die Lymphknoten
befinden sich zwischen den jeweiligen Lymphgefäßen. Die
Lymphe spült Krankheitserreger in die Lymphknoten, in denen
Das Lymphsystem
die eigentliche Abwehr gegen Krankheiten geschieht. Denn
sobald die unspezifische Abwehr überfordert ist, bewegen sich die Erreger zu den Lymphknoten,
wo die Lymphe filtriert wird. Diese Abwehrreaktion ruft eine hohe Durchblutung und das
4
Frank R., Sommermann U., Ströhla G..: Natura. Genetik und Immunbiologie, Ernst Klett Verlag, Stuttgart-DüsseldorfLeipzig 2005.
5
Bild: http://www.gesundheit.de/sites/default/files/images/anatomie-lexikon/lymphsystem.jpg
4
Anschwellen der Lymphknoten hervor. Organe, die von der Lymphflüssigkeit durchflossen werden,
sind beispielsweise der Thymus, die Milz oder der Wurmvorsatz. Die letzten zwei gehören zu den
sekundären Lymphorganen, währen der Thymus und das Knochenmark zu den primären gezählt
werden.
4. Immunreaktion6
Es kann vorkommen, dass die Anzahl der Erreger das Fressvermögen der Makrophagen, die an den
entsprechenden Ort eingewandert sind, übersteigt. Dann greift nach einigen Tagen ein effizienterer
Abwehrmechanismus, die erworbene Immunabwehr, ein. Im Knochenmark eines jeden Knochens
(im Schwammgewebe) werden die blutbildenden Stammzellen produziert. Die im Blut
vorliegenden Zellen kann man in drei Zelltypen unterscheiden.
Die roten Blutkörperchen, auch Erythrozyten genannt, die die Aufgabe des Sauerstoffs- und
Kohlenstoffdioxidtransportes haben.
Die Blutplättchen, Thrombozyten, die für die Blutgerinnung verantwortlich sind, und zuletzt die
weißen Blutkörperchen, die eigentlich farblos sind, die Leukozyten. Sie übernehmen die
Immunabwehr. Alle diese Zellen sind aus der
gemeinsamen Stammzelle hervorgegangen.
Es gibt unterschiedliche Arten von Leukozyten,
beispielsweise die Monozyten, ein Vorgänger der
Makrophage, die Granulozyten und die Lymphozyten.
Die Anzahl der Leukozyten steigt während der
Links: Erythrozyt (rotes Blutkörperchen),
Mitte: Thrombozyt
Rechts: Leukozyt im
Rasterelektronenmikroskop.
Entwicklung einer Infektion. Alle Leukozyten-Arten
haben sich aus verschiedenen Vorläuferzellen in
Knochenmark gebildet. Es existiert eine Vorläuferzelle
für die Lymphozyten, die man in B- und T-Zellen unterteilt. Alle Leukozyten können die
Phagozytose durchführen.
Entfernt man aus dem Blutplasma den Gerinnungsstoff Fibrin, so erhält man das Blutserum, das aus
Blutflüssigkeit und verschiedenen Stoffen besteht, unter anderem auch Proteine. Die Anzahl dieser
Proteine erhöht sich während der Infizierung. Diese Serumproteine nennt man auch Globuline. Ein
Teil der Globuline, die Immunglobuline können eine Agglutination hervorrufen. Unter
Agglutination versteht man das Verklumpen von Bakterien im Blutserum. Es kommt nur dann zu
6
Frank R., Sommermann U., Ströhla G..: Natura. Genetik und Immunbiologie, Ernst Klett Verlag, Stuttgart –
Düsseldorf- Leipzig 2005
http://www.apotheken-umschau.de/immunglobuline-g
Bild: http://4.bp.blogspot.com/-NuEsNHnDc5g/UJpVQbpAwjI/AAAAAAAAAR8/rGAlR6u1OAs/s1600/370pxRed_White_Blood_cells.jpg
5
einer Agglutination, sobald das Blutserum schon einmal mit dem Bakterienstamm in Verbindung
kam. Diese Immunglobuline haben eine Y- ähnliche Form und gehören zu der Klasse IgG. Es sind
Eiweiße, die in den Plasmazellen produziert werden. Sobald die Immunglobuline mit Fremdstoffen
in Kontakt treten, erfassen sie die Antigene und machen sie unschädlich. Sie erfassen zangenartig
Viren oder Bakterien, greifen sie und verklumpen sie letztendlich. Während dieser Prozedur werden
auch andere Abwehrmechanismen aktiviert. Beispielsweise werden die Makrophagen angelockt.
Diese wiederum können dann den Erreger auffressen.
Immunglobuline werden erst hergestellt sobald die Erreger nicht mehr von der unspezifischen
Abwehr bekämpft werden können, man kennt sie auch
unter den Namen Antikörper.
Die Blutleukozyten bestehen zu 25-40% aus den
Lymphozyten. Der britische Immunologe James Gowans
fand heraus, dass eine Immunreaktion nicht mehr denkbar
sei, sobald es keine Lymphozyten mehr gibt, denn dann ist
Lymphozyt
es dem Körper nicht mehr möglich Antikörper zu bilden.
Die Lymphozyten entwickeln sich zum Teil im
Knochenmark zu B-Lymphozyten und bilden sich dann zu Antikörper. Ein zweiter Teil gelangt zu
einem weiteren primären Lymphorgan, dem Thymus. Hier entwickeln sich die Lymphozyten zu TLymphozyten. Die Lymphozyten haben die Fähigkeit, fremde Erreger sofort zu erkennen. Sie
unterscheiden sich dennoch nur anhand der molekularen Struktur auf ihrer Membran.
5. Humorale Immunantwort7
Humor ist der Name für die Körperflüssigkeit. Dadurch, dass sich diese Abwehr im humor abspielt,
wird die Immunantwort humorale Immunantwort genannt.
Sobald der Erreger in die Lymphknoten wandert kommt er mit den Abwehrzellen in Berührung
(Lymphozyten, Makrophagen). Wenn sie den Erreger erkennen, binden sie sich an ihn und sie
phagozytieren ihn. Daraufhin präsentiert die Makrophage Teile des Antigens auf ihrer
Zellmembran. Nun kommen die B-Lymphozyten ins Spiel. Sobald ihr Rezeptor wie ein Schlüssel
ins Schloss passt, was hier die Struktur des präsentierten Antigens ist, binden sie sich an ihn. Auch
die T-Lymphozyten binden sich an die Antigene sobald ihre Rezeptoren durch das Schlüssel7
Frank R., Sommermann U., Ströhla G..: Natura. Genetik und Immunbiologie, Ernst Klett Verlag, Stuttgart-DüsseldorfLeipzig 2005.
http://web.uni-frankfurt.de/fb15/didaktik/umat/Grippe/Infektion_und_Abwehr/HumoraleImmunantwort.htm
Bild: http://de.wikipedia.org/wiki/B-Lymphozyt
6
Schloss Prinzip zusammenpassen. Diese T-Zelle aktiviert sich und verbreitet Interleukin 2 (IL2).
Dieser Stoff stimuliert die Teilung der Zellen. Auch die B- Lymphozyten teilen sich und wandern
durch den Körper, weil sie von den T-Helferzellen aktiviert wurden. Nur diese eine Gruppe von
Zellen ist in der Lage, die B- Lymphozyten zu aktivieren. Es bilden sich tausende von Klonen der
B- Lymphozyten, die somit das identische Erbmaterial tragen. Sobald die genügende Anzahl an BLymphozyten erreicht ist, stoppen die T-Supressorzellen die weitere Teilung. Aus den BLymphozyten entstehen die B-Gedächniszellen und die B-Plasmazellen. Die Gedächtniszellen
werden einige Jahre im Körper bleiben, während die Plasmazellen nur einige Tage überleben. Die
B-Plasmazellen bilden Antikörper, die sich im Körper verteilen und auf passende Viren treffen und
somit eine Agglutination bewirken können. Sobald sich ein Antigen-Antikörper Komplex bildet
kann ihn die Makrophage beseitigen.
6. Zelluläre Immunantwort8
Bei der zellulären Immunantwort zerlegt die Makrophage den Virus bevor sie die Antigene
präsentiert. Nur ein T-Lymphozyt mit passendem Rezeptor kann an die Makrophage andocken, um
sie somit zu aktivieren. Einige der T-Lymphozyten entwickeln sich zu T-Helferzellen und
produzieren Botenstoffe für die weitere Immunabwehr. Andere Zellen werden durch die
Botenstoffe zur Zellteilung angeregt. Sie besitzen dann somit alle den
erregerspezifischen Rezeptor und werden T-Killerzelle genannt. Die
T-Killerzellen erkennen infizierte Körperzellen anhand der Antigene
auf ihrer Membran. Daraufhin lagern sich die T-Killerzellen auf die
infizierten Körperzellen und zerstören durch Enzyme die
Eine T-Killerzelle
Zellmembran. Weiterhin entstehen noch andere Zellen wie die T-
Gedächtniszelle, die weiterhin im Körper vorhanden bleibt und für die schnellere Immunreaktion
behilflich sein wird und die T-Supressorzellen, die hemmend auf die T-Lymphozytenbildung
einwirkt.
8
Bild: http://www.planet-schule.de/tatort-mensch/deutsch/kurse/kurs1/images/t-killer.jpg
Frank R., Sommermann U., Ströhla G..: Natura. Genetik und Immunbiologie, Ernst Klett Verlag, StuttgartDüsseldorf- Leipzig 2005.
7
7. Immungenetik und die Vielfalt der Antikörper9
Nun stellt sich die Frage, wie es eigentlich möglich ist, dass es dem Körper gelingt solch eine große
Vielfalt an Antikörper zu bilden, um somit jegliche Antigene
zu bekämpfen. Ein Antikörper oder auch Immunglobulin ist
aus 4 Polipeptidketten, die durch Disulfidbrücken verbunden
sind, zusammengesetzt. Jede Kette setzt sich aus zwei
Abschnitten zusammen, einmal die Konstante Region ( C )
und die Variable Region ( V ), diese zweite Region erkennt
Ein Modell eines Antikörpers
die speziellen Antigene und kann sie binden. Die C- Region
haben alle Antikörper gemeinsam. Der Variable Bereich der
schweren Kette besteht aus 3 Abschnitten: der V-, der D-, und der J-Abschnitt. Der V-Abschnitt
besitzt insgesamt 100 Exons, der D-Abschnitt 12 und der J- Abschnitt 4. Sobald sich die Antikörper
entwickeln ändern die Exons ihre Position und es können 4800 Rekombinationsmöglichkeiten
vorkommen. Zu dem jetzt Rekombinierten V-D-J-Abschnitt wird noch ein C-Abschnitt
hinzugefügt. Die leichte Kette besitzt keinen D- Abschnitt und hat somit 400
Kombinationsmöglichkeiten. Es ist somit möglich, dass 1.92 Millionen Antikörper-GenKombinationen gebildet werden können (400x4800), die den passenden Erreger eliminieren
können.
„Entstehung der Schwere Kette durch Genkombination“
9
Bild: http://www.biotechnologie.de/BIO/Redaktion/Bilder/de/Newsfotos/antikoerperstruktur,property%3Dbild,bereich%3Dbio,sprache%3Dde.jpg
Entstehung der leichten Kette durch Genkombination
Hafner L. u.a. Biologie heute SII, Ein Lehr-und Arbeitsbuch, Schroedel Verlag GmbH, Hannover 2002
Bild: http://www.swisseduc.ch/chemie/molmod/anwendungen/antikoerper/vielfalt/icons/abvielfalt_02.jpg
http://www.swisseduc.ch/chemie/molmod/anwendungen/antikoerper/vielfalt/icons/abvielfalt_01.jpg
8
8. Aktive Immunisierung und Schutzimpfung 10
Der Englische Arzt Edward Jenner entdeckte 1796 die
Schutzimpfung, Dank ihm ist es uns möglich, durch eine
Impfung Menschen vor einer Krankheit zu bewahren,
indem sie gegen die Krankheit immun werden. Der
Körper wird bei der sogenannten aktiven Immunisierung
dazu angeregt, Antikörper zu bilden, indem man
abgetötete Krankheitserreger oder nur Bruchteile davon
Edward Jenner *1749- †1823
Erfinder der
Schutzimpfung
Krankheitserreger
die
Antigenstruktur,
injiziert. Dennoch besitzen diese nicht schädlichen
welche die Immunreaktion auslöst. Daraufhin werden
Plasmazellen mit dem jeweiligen Antikörper und die Killerzellen gebildet. Aber vor allem werden
die Plasma- und Killergedächtniszellen produziert, die den Körper vor einer richtigen Infektion
schützen können und eine Erkrankung bekämpfen.
9. Passive Immunisierung11
Bei der passiven Immunisierung impft man direkt Antikörper, die auf den Krankheitserreger passen.
Dies hilft erkrankten Personen bei denen die aktive Immunisierung zu spät wäre.
Die Antikörper werden also von dem Körper nicht selbst
hergestellt sondern stammen aus einer medizinischen
Produktion. Emil Von Behring gelang es,
Diphterieerkrankte mithilfe einer Heilimfung zu retten.
Behring injizierte Pferden abgeschwächten Diphterie
Erreger. Die Pferde bildeten per Immunreaktion die
passenden Antikörper, danach wurde den Tieren
Emil von Behring *1854 † 1917
gebildet.
wiederum das Blut entnommen und daraus Impfserum
Erster Nobelpreisträger für
Medizin
10
Bild: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Edward_Jenner.jpg
Frank R., Sommermann U., Ströhla G..: Natura. Genetik und Immunbiologie, Ernst Klett Verlag, Stuttgart –DüsseldorfLeipzig 2005
Knodel H., u.a. Linder Biologie, Lehrbuch für die Oberstufe, J.B. Metzlersche Verlagsbuchhandlung, Stuttgart 1983
11
S.o., Bild: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:E_A_Behring.jpg
9
10. AIDS12
Im Jahre 1981/82 wurde die Krankheit AIDS bekannt. Kurze Zeit später im Jahr 1982 erkannte man
den Virus HIV, der für das englische Wort: HumanImmunodeficiency-Virus steht und so viel bedeutet wie
Immunschwächekrankheit. Das HIV Virus gelangt durch
das Immunsystem an die Helferzellen. Das Virus dockt
an die Zellen an und verschmilzt (Fusion) mit ihnen. Die
RNA, die die Erbinformation des Virus trägt, gelangt
Modell eines HIV-Virus
somit ins Innere der Zelle und dort wird die RNA in den
Zellkern der Helferzellen implantiert und kann sich so
vermehren. Die Inkubationszeit ist verschieden, sie kann 10 Jahre aber auch nur 2 beinhalten. Bei
einem erkrankten Menschen sinkt die Anzahl der T-Helferzellen. Es ist äußerst schwer einen
Impfstoff zu finden, weil das HIV Virus höchst mutationsfähig ist. Es gibt dennoch viele
Medikamente, die den Vermehrungszyklus des Virus hemmen und somit den Ausbruch der
Krankheit verzögern können. Nach ungefähr 6 Wochen ist in der Körperflüssigkeit das HIV Virus
vorhanden. Ein HIV-Test kann feststellen, ob ein Mensch den Virus in sich trägt. Hierbei wird bei
einer Blutentnahme nachgewiesen, ob sich HIV Antikörper im Blut befinden. Diese
Nachweismöglichkeit ist unter den Namen ELISA-Suchtest bekannt.
11. Transplantationen 11
Die Vielfalt des MHC-Komplex ist die Ursache dafür, dass der eigene Körper das Spenderorgan
abstößt. Die Zellen des transplantierten Organs und der MHC-Komplex präsentieren die Antigene
des Spenders. Daraus folgend erkennen die T-Lymphozyten die Transplantationsantigene als
körperfremde Proteine an und sie lösen die Immunreaktion aus. Es werden somit Antikörper gegen
die Zellen des Spenderorgans gebildet, was dazu führt, dass das Organ abgestoßen wird. Durch
Testverfahren kann man ein passendes Spenderorgan finden. Außerdem gibt es Medikamente, die
die Immunreaktion unterdrücken können.
MHC Komplex: Major Histocompatibility Complex damit bezeichnet man einen Genkomplex, der
12
Frank R., Sommermann U., Ströhla G..: Natura. Genetik und Immunbiologie, Ernst Klett Verlag, StuttgartDüsseldorf- Leipzig 2005
Knodel H., u.a. Linder Biologie, Lehrbuch für die Oberstufe, J.B. Metzlersche Verlagsbuchhandlung , Stuttgart 1983
Bild: http://www.jameda.de/gesundheits-lexikon/bilder/big/266311.jpg
10
sich auf den 6. Chromosom befindet. Anhand der MHC Moleküle ist es dem Körper möglich,
körperfremde von körpereigenen Stoffen zu unterscheiden. Sie binden Peptide und präsentieren sich
mit ihnen an der Oberfläche von den Zellen. Die T-Zelle erkennt die Antigene und es wird eine
Immunantwort ausgelöst.
12. Zusammenfassung
1) Unser Immunsystem bekämpft fremde Bedrohungen mithilfe von Verteidigungsfronten
-
Die erste Hürde bildet die Haut, ihre Tränen- und Schweißdrüsen beinhalten Flüssigkeiten die einen
Säurefilm bilden.
2) Bei Verletzungen ist es den Krankheitserregern möglich, in unseren Körper einzudringen. In der Haut
entstehen dann Rötungen, beziehungsweise eitrige Entzündungen.
-
Im Blut halten sich so genannte Makrophagen auf, bei einer Schnittverletzung haben sie die
Fähigkeit aus dem Blut in das Hautgewebe vorzudringen, dort umfließen sie die Erreger langsam,
fressen ihn auf und verdauen ihn. Diesen Mechanismus nennt man Phagozytose.
-
Hiernach kommen Granulozyten in das Entzündungsgebiet, sie werden von Zerfallsprodukte der
Zellen und Bakteriengifte angelockt und phagozytieren ebenfalls die Fremdorganismen.
-
Das Phagozytieren ist angeboren und zählt zu der unspezifischen Abwehr. Diese Abwehr erfolgt
sofort nach dem Eindringen von Fremdkörpern.
3) Die Lymphe spült Krankheitserreger in die Lymphknoten. Sobald die unspezifische Abwehr
überfordert ist, bewegen sich die Erreger zu den Lymphknoten, wo die Lymphe filtriert wird.
4) Es kann vorkommen, dass die Anzahl der Erreger das Fressvermögen der Makrophagen, die an den
entsprechenden Ort eingewandert sind, übersteigt. Dann greift nach einigen Tagen ein effizienterer
Abwehrmechanismus, die erworbene Immunabwehr, ein.
-
Es gibt unterschiedliche Arten von Leukozyten (weiße Blutkörperchen), wie beispielsweise die
Monozyten, ein Vorgänger der Makrophage, die Granulozyten und die Lymphozyten.
-
Alle Leukozyten (übernehmen Immunabwehr) können die Phagozytose durchführen.
Blutserum besteht aus Blutflüssigkeit und verschiedenen Stoffen, unter anderem auch Proteine. Die
Anzahl dieser Proteine erhöht sich während der Infizierung. Diese Serumproteine nennt man auch
Globuline. Ein Teil der Globuline, die Immunglobuline (Antikörper) können eine Agglutination
hervorrufen. Unter Agglutination versteht man das Verklumpen von Bakterien im Blutserum.
-
Sobald die Immunglobuline mit Fremdstoffen in Kontakt treten, erfassen sie die Antigene und
machen sie unschädlich. Sie erfassen zangenartig Viren oder Bakterien, greifen sie und verklumpen
sie letztendlich.
-
Die Lymphozyten entwickeln sich zum Teil im Knochenmark zu B-Lymphozyten und bilden sich
dann zu Antikörper. Ein zweiter Teil gelangt zu einem weiteren primären Lymphorgan, dem
Thymus. Hier entwickeln sich die Lymphozyten zu T- Lymphozyten. Die Lymphozyten haben die
Fähigkeit fremde Erreger sofort zu erkennen.
11
5) Ein Antikörper oder auch Immunglobulin ist aus 4 Polipeptidketten, die durch Disulfidbrücken
verbunden sind, zusammengesetzt. Jede Kette setzt sich aus zwei Abschnitten zusammen,
einmal die Konstante Region ( C ) und die Variable Region ( V ), diese zweite Region erkennt
die speziellen Antigene und kann sie binden.
-
Es ist möglich, dass 1.92 Millionen Antikörper-Gen-Kombinationen gebildet werden können
(400x4800), die den passenden Erreger eliminieren können.
6) Der Körper wird bei der sogenannten aktiven Immunisierung dazu angeregt, Antikörper zu
bilden, indem man abgetötete Krankheitserreger oder nur Bruchteile davon injiziert.
-
Es werden vor allem die Plasma- und Killergedächtniszellen produziert, die den Körper vor
einer richtigen Infektion schützen können und eine Erkrankung bekämpfen werden.
7) Bei der passiven Immunisierung impft man direkt Antikörper, die auf den Krankheitserreger
passen. Dies hilft erkrankten Personen bei denen die aktive Immunisierung zu spät wäre.
13. Fragen - wähle aus den vorgegebenen
Begriffen den Richtigen aus
1. Aus was bestehen die Schutzeinrichtungen mit
denen sich unser Körper vor Fremdorganismen
wehrt?
Die erste Hürde ist die (Nase/Haut/Milchsäure), ihre Tränen- und Schweißdrüsen beinhalten
Flüssigkeiten, die einen Säurefilm bilden. Die Siedlung von Pilzen und Bakterien wird somit
behindert. In den Atemwegen befindet sich Schleim, der die Mikroorganismen entfernt.
2. Was passiert wenn Krankheitserreger in den Körper durch eine Wunde gelangen?
Es entstehen ( Granulocyten/Rötungen/Antikörper).
3. Was passiert wenn die angeborene Immunabwehr überfordert ist?
Es kann vorkommen, dass die Anzahl der Erreger das Fressvermögen der
(Antikörper/Makrophagen/Viren), die an den entsprechenden Ort eingewandert sind, übersteigt.
Dann greift nach einigen Tagen ein effizienterer Abwehrmechanismus, die erworbene
Immunabwehr, ein.
4. Aus was besteht ein Antikörper?
Ein Antikörper oder auch (Immunglobulin/Granulozyt/Lymphozyt) ist aus (4/7/12)
12
Polipeptidketten, die durch Disulfidbrücken verbunden sind, zusammengesetzt. Jede Kette
setzt sich aus (drei/fünf/zwei) Abschnitten zusammen, einmal die Konstante Region ( C )
und die Variable Region ( V ), diese zweite Region erkennt die speziellen Antigene und
kann sie binden.
5. Was passiert bei der aktiven Immunisierung?
Der Körper wird bei der aktiven Immunisierung dazu angeregt
(Disulfidbrücken/Antikörper/Viren) zu bilden, indem man abgetötete Krankheitserreger oder
nur Bruchteile davon injiziert.
Lösungen:
1) Haut
2) Rötungen
3) Makrophagen
4) Immunglobulin, vier, zwei
5) Antikörper
14. Quellen:
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Frank R., Sommermann U., Ströhla G..: Natura. Genetik und Immunbiologie, Ernst Klett Verlag
Stuttgart - Düsseldorf - Leipzig 2005
Blume D., Der Mensch, Ausgabe AB, Ernst Klett Verlag, Stuttgart 1983
Silbernagl S. u.a. Taschenatlas der Physiologie, Georg Thieme Verlag, Stuttgart - New York,
Deutscher Taschenbuch Verlag , 1991
Schütz E., Rothschuh K.E., Bau und Funktionen des Menschlichen Körpers, Urban und
Schwarzenberg, München - Wien - Baltimore 1979
Knodel H., u.a. Linder Biologie, Lehrbuch für die Oberstufe, J.B. Metzlersche
Verlagsbuchhandlung, Stuttgart 1983
Hafner L. u.a. Biologie heute SII, Ein Lehr-und Arbeitsbuch, Schroedel Verlag GmbH, Hannover
2002.
http://www.antagi.de/c/document_library/get_file?uuid=fd9c11f5-a5dc-473e-b034666f663b52c5&groupId=10203 Datum: 23.12.13, 14:15
http://www.animal-health-online.de/lunge/images/prrsmakroges25.jpg Datum: 26.12.13, 14:50
http://www.gesundheit.de/sites/default/files/images/anatomie-lexikon/lymphsystem.jpg Datum:
26.12.13, 10:00
http://www.apotheken-umschau.de/immunglobuline-g Datum: 23.12.13, 12:30
http://4.bp.blogspot.com/NuEsNHnDc5g/UJpVQbpAwjI/AAAAAAAAAR8/rGAlR6u1OAs/s1600/370pxRed_White_Blood_cells.jpg Datum: 27.12.13, 13:20
http://www.planet-schule.de/tatort-mensch/deutsch/kurse/kurs1/images/t-killer.jpg Datum: 27.12.13,
13:45
http://www.biotechnologie.de/BIO/Redaktion/Bilder/de/Newsfotos/antikoerper-
13
•
•
•
•
•
struktur,property%3Dbild,bereich%3Dbio,sprache%3Dde.jpg Datum: 30.12.1, 17:30
http://www.biotechnologie.de/BIO/Redaktion/Bilder/de/Newsfotos/antikoerperstruktur,property%3Dbild,bereich%3Dbio,sprache%3Dde.jpg Datum: 29.12.13, 21.20
http://www.swisseduc.ch/chemie/molmod/anwendungen/antikoerper/vielfalt/icons/abvielfalt_02.jpg
Datum: 28.12.13, 17:45
http://www.swisseduc.ch/chemie/molmod/anwendungen/antikoerper/vielfalt/icons/abvielfalt_01.jpg
Datum: 28.12.2013, 18:50
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Edward_Jenner.jpg Datum: 29.12.13, 21:20
http://www.jameda.de/gesundheits-lexikon/bilder/big/266311.jpg Datum: 27.12.13, 16:20
14
Herunterladen