11. Seminar – Immunsystem
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11. Seminar – Immunsystem Erarbeitet von Leif, Marcus, Lena, Enno 11. Seminar – Immunsystem Verweise mit [LR] beziehen sich auf „Taschenlehrbuch Histologie“ von Lüllmann‐Rauch im Thieme Verlag, 2. Auflage. Verweise mit [b] beziehen sich auf „Taschenbuch Anatomie“ von Benninghoff und Drenckhahn im Urban&Fischer‐ Verlag, 1. Auflage. klonale Selektion, immunologisches Gedächtnis, immunologische Toleranz, Komplementsystem von Marcus, Leif, Enno ‐ lymphatischen Vorläuferzellen bringen viele Lymphocyten mit jeweils einem bestimmten Antigen‐ (AG‐) Rezeptor hervor → jeder ungeprägte Lymphocyt im Blutkreislauf trägt nur AG‐Rezeptoren einer einzigen Spezifität ‐ nur Lymphocyten, die auf AG treffen, werden aktiviert → Proliferation und Differenzierung zu Effektorzellen klonale Selektion ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ Theorie zuerst aufgestellt von Jerne & Talmage, von Burnett in heutiger Form formuliert zentrales Paradigma der adaptiven Immunität besagt, dass adaptive Immunantworten auf einzelnen antigenspezifischen Lymphozyten beruhen, die den Körper nicht angreifen (den Körper angreifende werden durch „klonale Deletion“ aussortiert) sie teilen sich bei Kontakt mit einem Antigen und differenzieren sich zu: o antigenspezifischen Effektorzellen (eliminieren auslösenden Erreger) o Gedächtniszellen (erhalten Immunität aufrecht) → alle Zellen die spezielle Antikörper produzieren können (B‐Lymphozyt) und ihre korrespondierenden Zellen (T‐Lymphozyt) sind Klone einer gemeinsamen Vorläuferzelle durch Kontakt mit bestimmten Antigen werden aus der angeborenen Vielzahl der immunologischen Vorläuferzellen diejenigen zur Vermehrung angeregt, die das Epitop (= derjenige Bereich eines Antigens, gegen den das Immunsystem Antikörper bildet) durch einen passenden Rezeptor binden können Grundforderungen der klonalen Selektion: o Jeder Lymphocyt hat einen einzigen Rezeptortyp mit einmaliger Spezifität o Bindung eines AG mit hoher Affinität an spezifischen Rezeptor führt zur Aktivierung des Lymphocyten o Ausdifferenzierte Effektorzellen (von aktiviertem Lymphocyten abstammend) tragen Rezeptoren von derselben Spezifität wie die Mutterzelle o Lymphocyten für ubiquitären körpereigene Moleküle (potenziell autoreaktiv) werden in frühen Entwicklungsphasen vernichtet → keine Autoimmunreaktionen ausgelöst - 1 ‐ 11. Seminar – Immunsystem Erarbeitet von Leif, Marcus, Lena, Enno immunologisches Gedächtnis ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ Träger des immunologischen Gedächtnisses sind „Memoryzellen“ (spezielle Lymphozyten, die aus aktivierten B‐Zellen hervorgehen; auch T‐Zellen können zu „Memoryzellen“ differenzieren) Wichtiger Teil der adaptiven Immunität führt zu schnellerer und effektiverer adaptiver Immunantwort (werden bei erneutem Kontakt mit dem selben Antigen sofort aktiviert → Immunantwort innerhalb weniger Stunden) langlebig; spezifisch für jeweils ein bestimmtes Antigen Grundlage von Vorsorgeimpfungen immunologische Toleranz (IT) ‐ ‐ ‐ = immunologische Ignoranz (Unfähigkeit einer spezifischen immunologischen Reaktion) reaktive Lymphozyten und ihre Zielantigene kommen gleichzeitig im selben Individuum vor, es findet aber keine (Autoimmun‐) Reaktion statt o natürliche IT: Fähigkeit körpereigenen Strukturen zu erkennen und zu dulden (entwickelt sich während Embryogenese) o erworbene IT: gegen ein Fremd‐AG gerichteter und durch Kontakt dieses AG mit dem noch unreifen Immunsystem entstandener Zustand spezifischer Reaktionslosigkeit Autoimmunerkrankungen sind wahrscheinlich meist „nur“ Anzeichen für Verlust von regulatorischen T‐Zellen (alt: „T‐Suppressorzellen“) Komplementsystem ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ eine Reihe von Plasmaproteinen, die gemeinsam extrazelluläre Pathogene angreifen; Teil des angeborenen Immunsystems System von Plasmaproteinen, das an Oberflächen von Mikroorganismen eine Kaskade von proteolytischen Reaktionen auslöst → nicht aber bei an Oberflächen von Wirtszellen Aktivierung kann bei bestimmten Krankheitserregern spontan oder durch Bindung von Antikörpern an das Pathogen erfolgen (→ Hülle von Komplementproteinen erleichtert Vernichtung durch Phagozyten) Komplementproteine können manche Erreger auch selbst abtöten; aufgrund zellzerstörender Eigenschaften können sie bei unregulierter Wirkung Gewebeschäden verursachen Aufgaben: o Markierung (Bedeckung mit Fragmenten) von Krankheitserregern (Opsonisierung) → diese von Makrophagen erkannt und gebunden o Auslösung von Entzündungsreaktionen (Bekämpfung von Infektionen) o Fragmente wirken teilweise als Chemokine → locken Phagozyten zum Infektionsherd o auch: direkte Zerstörung von Bakterien (durch Perforation der Zellmembran) - 2 ‐ 11. Seminar – Immunsystem Erarbeitet von Leif, Marcus, Lena, Enno T­ Zellen, MHC­ Restriktion von Marcus, Lena, Leif T­Lymphozyten: - - - entstehen aus lymphatischen Vorläuferzellen im Knochenmark, wandern dann in Außenrinde des Thymus ein, teilen sich dort und durchlaufen klonale Deletion (damit Toleranz gegenüber eigenem Organismus gegeben ist) erhalten Prägung auf bestimmtes Antigen in Thymus sind zuständig für durch Zellkontakt vermittelte zelluläre Immunantwort Lymphozyten werden nach Stimulation mit Antigen in Lymphoblasten umgewandelt und sind dann teilungsfähig (=Transformation); werden durch antigenpräsentierende Zellen (v.a. durch interdigitierende dendritische Zellen im lymphatischen Gewebe) aktiviert enthalten im Kern viele unterschiedliche Gensequenzen, die variabel zusammengesetzt, Vielzahl von expremierbaren Antikörpern codieren besitzen wenig Zytoplasma und dichten Zellkern Einteilung in: o T‐Helfer‐Lymphozyten: sezernieren Zytokine, um in spezifische und unspezifische Immunreaktionen einzugreifen haben CD4‐Membranprotein und brauchen MHC‐II‐Molekül als Co‐Rezeptor zur Bindung an Pathogen bindet Antigenfragment, das von interdigitierenden dendritischen Zellen über MHC‐II präsentiert wird Folgen: Ausschütten vom Zytokinen, die die eigene Proliferation fördern und weitere Abwehrvorgänge unterstützen → lösen somit Immunantwort aus o zytotoxische Lymphozyten (T‐Killer‐Zellen): haben CD8‐Membranprotein und benötigen MHC‐I‐Molekül als Co‐Rezeptor zur Bindung an Pathogen erkennen ganze Antigene, die von MHC‐I von interdigitierenden dendritischen Zellen präsentiert werden (mittels Kreuzpräsentation) Folgen: Aktivieren der Proliferation der Lymphozyten mit dem passenden Antikörper → Entstehung von Effektorzellen und Gedächtniszellen bei erneutem Kontakt des Antigens mit Effektorzelle, schütten sie Zytokine aus (Makrophagenaktivierung) und sezernieren Perforine zur Lyse → Beseitigung fremder Zellen T‐Suppressorzellen (ebenfalls Bestandteil der zweiten Gruppe): unterdrücken überschießende Immunreaktionen - 3 ‐ 11. Seminar – Immunsystem Erarbeitet von Leif, Marcus, Lena, Enno regulatorische T­Zellen (T R e g ) - früher: „T‐ Suppressorzellen“ unterdrücken Aktivierung des Immunsystems → regulieren immunologische Toleranz (s.o.) Typen: o CD4+‐ CD25+‐ TReg‐ Zellen mit Oberflächenmarkern CD4+ und CD25+ bilden nach Stimulation die Zytokine IL‐4, IL‐10 und TGF‐β (→ regulatorische Effektorfunktion) proliferieren bei Zugabe von IL‐2 und Stimulation über T‐Zell‐ Rezeptor o TR1‐ Zellen sezernieren IL‐10, IFN‐γ, TGF‐ β und IL‐25 proliferieren nach Aktivierung nur beschränkt wegen autokrin‐suppressiver Wirkung des Zytokins IL‐10 können Typ‐1‐ und Typ‐2‐ gerichtete Immunantwort supprimieren (durch TGF‐ β und IL‐10) hemmen Antikörperproduktion von B‐Zellen und effiziente Antigenpräsentation durch Monozyten o TH3‐ Lymphozyten genaue Funktion noch nicht vollständig geklärt regulatorische Funktionen im Magen‐ Darm‐ Trakt (→ orale Toleranz) Effektorzellen - aus naiven T‐Zellen differenziert können Pathogene zerstören ohne sich weiter zu differenzieren besitzen i.d.R. kurze Lebensspanne und werden nach Immunantwort eliminiert (AICD – activation induced cell death) MHC­ Restriktion = „MHC‐ restringierte Antigenerkennung“ MHC – major histocompability complex eine bestimmte T‐Zelle erkennt ein Peptidantigen nur dann, wenn es an ein bestimmtes MHC‐ Molekül gebunden ist [MHC‐ Molekül: allgemeine Bezeichnung für hochpolymorphe Glykoproteine; codiert von MHC‐ Klasse I‐ und –II‐ Genen; bei Präsentation von Antigenen gegenüber T‐Zellen] - 4 ‐ 11. Seminar – Immunsystem Erarbeitet von Leif, Marcus, Lena, Enno Lymphknoten von Marcus, Leif - Größe variiert zwischen 1 mm und 1 cm; Form ist rundlich‐ oval bis bohnenförmig; Mensch hat 300 – 700 Lymphknoten - Funktion: o Filterung von Krankheitserregern, Fremdkörpern und Tumorzellen aus der Lymphe o unspezifische Phagozytose von Fremdkörpern - Aufbau: o [b] Abb. 9‐1 o äußere Bindegewebskapsel, die mit Trabekeln den Lymphknoten in Kompartimente septiert o an konkaver Seite sitzt das Hilum mit Blutgefäßen und efferentem Lymphgefäß (Lymphe ist mit zytotoxischen T‐Lymphozyten und Zentrozyten angereichert) o an konvexer Seite treten afferente Lymphgefäße in den Lymphknoten ein und gelangen in ein Sinus‐ System (s.u.) o Lymphknoten besteht aus einem Cortex und einer Medulla ([LR] Abb. 13‐14) im äußeren Cortex liegen B‐ Lymphozyten; in lymphatischen Follikeln organisiert – werden hier aktiviert, selektiert und zur Proliferation stimuliert im paracorticalen Bereich liegen vor allem T‐Zellen und dendritische Zellen Sinussystem - Lymphe gelangt über Vasa afferentia zunächst in den Marginalsinus (Sinus subcapsularis) zwischen Kapsel und Lymphfollikeln von da aus ziehen radiär in Richtung Hilum die Intermediärsinus (auch: Rindensinus, Radiärsinus) zwischen Bindegewebstrabekel und Lymphfollikel aus Intermediärsinus fließt Lymphe in anastomosierende Marksinus und von da aus ins Vas efferens regionale und Sammellymphknoten regionale Lymphknoten: erste Filterstation eines Organs oder einer umschriebenen Körperregion Sammellymphknoten: sammeln Lymphflüssigkeit über Lymphgefäße aus mehreren regionalen Lymphknoten - 5 ‐ 11. Seminar – Immunsystem Erarbeitet von Leif, Marcus, Lena, Enno Milz von Leif - intraperitoneal im linken Oberbauch - gleicht einem in die Blutbahn eingebauten Filter; gegliedert in o rote Pulpa (Filterfunktion) o weiße Pulpa (Immunantwort) - Makroskopie o nierenförmige Gestalt; „4711“ – 4 cm dick, 7 cm breit, 11 cm lang; 150 g schwer o Längsachse entspricht dem Verlauf der 10. Rippe o durch Peritonealduplikaturen fixiert: Lig. gastrosplenicum (zieht zum Magen) Lig. splenorenale (zieht nach dorsokaudal) mit Milzvene und –arterie - Feinbau o Trabekel unterteilen das Parenchym, das untergliedert ist in: rote Pulpa – ausgedehntes Blutröhrchen‐ Netz in einem Schwammwerk aus Retikulumzellen; zum Abbau überalterter Erythrozyten weiße Pulpa – periarterielle lymphatische Scheiden (s.u.) und Follikel; lymphatisches Gewebe der Milz sind getrennt durch Marginalzone offener und geschlossener Kreislauf - - afferentes Blut der Rr. splenici (aus A. splenica) fließt durch Trabekelarterien und Zentralarterien in die Pinselarteriolen von dort erreicht es die Hülsenkapillaren geschlossener Kreislauf: o Blut aus Kapillaren fließt in die Milzsinus o von dort aus in die Pulpavenen und dann in die Trabekelvenen offener Kreislauf: o Blut aus Kapillaren fließt ins Interstitium der roten Pulpa (retikuläres Bindegewebe) o gelangt von dort durch Sinuswände wieder ins Gefäßsystem PALS - periartieroläre lymphatische Scheide umfassen strangförmig die Pulpaarterien bestehen aus T‐Lymphozyten (vorwiegend T‐Helferzellen) Follikel „MALPIGLI‐ Körperchen“ B‐Zell‐ Region der Milz - 6 ‐ 11. Seminar – Immunsystem Erarbeitet von Leif, Marcus, Lena, Enno Tonsilla palatina von Leif, Marcus - „Gaumenmandel“; dient der Schadstoffabwehr in der Mundhöhle - lymphoepitheliales Organ (lymphatisches Organ mit engem Bezug zu Epithel) - Teil des WALDEYER‐ Rachenrings - entsteht aus der 2. Schlundtasche Lage - beiderseits der Fossa tonsillaris zwischen Arcus palatoglossus und Arcus palatopharyngeus Feinbau - - mehrschichtiges unverhorntes Plattenepithel mit tiefen, verzweigten Krypten lymphatisches Gewebe in der Lamina propria (überwiegende Sekundärfollikel) = subepitheliale Durchdringungszone Lymphfollikel (B‐Zell‐ Regionen) parafollikuläres lymphatisches Gewebe (T‐Zell‐ Regionen) o hier kommen Makrophagen mit Antigenen in Berührung → Info an Lymphozyten → Immunantwort (Teilung der Lymphozyten → immunkompetente Lymphozyten oder Lymphozyten mit immunologischem Gedächtnis) in Lücken des netzartig aufgelockerten Epithels (= retikularisiert) liegen Lymphozyten und Monozyten bindegewebige Kapsel als Organabgrenzung (Detritus) und muköse Speicheldrüsen in der Nachbarschaft der Organkapsel - 7 ‐
