I) Immunologie/ Immunnbiologie: Lehre von biologischen und biochemischen Grundlagen der körperlichen Abwehr gegen Krankheitserreger sowie andere körperfremde Stoffe. Vakzination: Die Schutzimpfung einer gesunden Person entweder mit abgetöteten oder mit attenuierten Krankheitserregern Pathogenen: Fünf große große Gruppen von krankheitsverursachenden Mikroorganismen wie Vieren, Bakterien, Pilzen, Protozoa und Würmern Antigene: Stoffe, welche die Bildung von Antikörpern anregen können. Immer eine Peptidstruktur oder eine Struktur, die mit einer Peptidstruktur verbunden ist, die vom adaptiven Immunsystem erkannt werden kann. Antikörper: Proteine, die spezifisch an die Antigene binden, die ihre Produktion ausgelöst haben. Nat. Immunität: Ist nicht Antigen-spezifisch: d.h. ihre Effektormechanismen sind von Antigen unabhängig und „stereotyp“: bei großen Gruppen der Pathogenen ähnlich. Die Komponenten des angeborenen Immunsystems erkennen keine Antigene, sondern sof. Pathogenassoziierte molekulare Muster oder Erregermuster (pathogen associated molecular patterns; PAMPs). Die angeborene Immunität triff nur im Falle einer Infektion durch einen pathogenen Mikroorganismus in Aktion. Erworbene/adaptive Immunität Antigen-speuifisch. Die erworbene Immunität führt die später IA aus. Die erworbene Immunität ist einen anderen Individuum durch ihre Komponenten übermittelbar. PAMPs: Erregermuster ( pathogen associated molecular patterns) PRRs: Mustererkennenden Rezeptoren ( PAMP recognition receptors) Klonale Selektion: 1) Die Klon-Selektionstheorie (engl. clonal selection theory) beschreibt in der Immunologie das Phänomen, dass alle Zellen, die spezielle Antikörper produzieren können (B-Lymphozyt) wie auch ihre korrespondierenden steuernden Zellen (T-Lymphozyt) alle Klone einer gemeinsamen Mutterzelle sind. 2) ist eine Bezeichnung der Lymphozyten, der Zellen der erworbenen Immunität. Kostimulierendes Singnal Dieses Signal kann entweder ein löslicher chemischer Signalstoff sein Signalstoff sein ( Zytokin ), der von unterschiedlichen Immunzellen produziert wird, oder duch verschiedene membrangebundene Moleküle durchgeführt werden kann. Zytokine: Immunmediatormoleküle Immunvermittelte Erkrankungen Immunvermittelte Erkrankungen wie z.B. Immunschwäche, Autoimmunkrankheiten oder Allergie entwickeln sich durch eine Störung des Gleichgewichtes zwischen Immunantwort und Toleranz. Immunschwäche: Kann entweder angeboren oder erworben ( z.B. acquired immundeficiency syndrom AIDS )sein. Autoimmunerkrankung ist in der Medizin ein Überbegriff für Krankheiten, deren Ursache eine überschießende Reaktion des Immunsystems gegen körpereigenes Gewebe ist. Irrtümlicherweise erkennt das Immunsystem körpereigenes Gewebe als zu bekämpfenden Fremdkörper. Dadurch kommt es zu schweren Entzündungsreaktionen, die zu Schäden an den betroffenen Organen führen. Allergien: Bei Allergien zielt die IA auf fremde, aber unschädliche Antigene. In diesen Fällen ist die immunreaktion unbegründet. Immunüberwachung Da Tumorzellen geschädigte, anomale eigene Strukturen sind, werden sie als fremd erkannt und eliminiert. II Leukozyten: weiße Blutzellen = adaptiven Immunität - neutrophile Granulozyten = natürlichen Immunität - eosinophile Granulozyten = natürlichen Immunität - basophile Granulozyten = natürlichen Immunität - Monozyten / Makrophagen = natürlichen Immunität - Dendritische Zellen = natürlichen Immunität - Natürliche Killerzellen = natürlichen Immunität Häopoetischen Stammzellen Alle zellulären Bestandteile des Blutes stammen von denselben hämopoetischen ( blutbildenden ) Stammzellen im Knochenmark. Totipotenz bezeichnet die Fähigkeit zur Bildung des Ganzen. In der Zellbiologie werden Zellen dann als totipotent bezeichnet, wenn sie in geeigneter Umgebung (Gebärmutter) noch zu kompletten Individuen heranwachsen können. Als pluripotent bezeichnet man Stammzellen, die fähig sind, sich zu Zellen der drei Keimblätter und der Keimbahn eines Organismus zu entwickeln. Somit können sie zu jedem Zelltyp eines Organismus differenzieren. Jedoch sind sie, im Gegensatz zu totipotenten Stammzellen, nicht mehr in der Lage, einen gesamten Organismus zu bilden. Gemeinsame Myeloide Vorläuferzelle Hieraus ergeben sich die Granulozten-Makrophagen Vorläuferzellen und die Magakaryozyten – Erythrozyten Vorläuferzellen Gemeinsamen Lymphatischen Vorläufer Gehen die Lymphozyten ( T- und B-Zellen ) Phagozyt: ist eine sog. "Fresszelle", die belebte oder unbelebte Gewebs- oder andere Teile aufnehmen und verdauen kann. Myeloide vom Knochenmark stammend Erythrozyten Thrombozyten für den Sauerstofftransport für die Blutgerinnung von Bedeutung Phagozytose: Aufnahme eines Pathogens durch Endoyztose Makrophagen nehmen Krankheitserreger auf und zerstören sie in ihren intrazellulären Vesikeln sowie dienen als antigen presenting cells APCs: sie präsentieren den T-Lymphozyten die aufgenommenen Antigene und lösen dadurch eine adaptive IA aus. Dendritische Zellen ( DCs) sind die „Zündfunken der IA. Umreife DCs wander vom Blut in die peripheren Gewebe, wo sie Antigene aufnehmen und den Lymphozyten zu Erkennung präsentieren (APCs) Immunuglobuline Antikörpermoleküle bezeichnet man als Immunglobuline (Ig) B-Zell-Rezeptor (BCR) ist eine membrangebundene Form des Antikörpers, den die BZelle nach ihrer Aktivierung und Differenzierung zu eine Plasmazelle sezerniert T-Zell-Rezeptor (TCR) ist mit den Immunglobulinen verwandt und ist ähnlich wie BCR antigenspezifisch Lymphatischen Organe Lymphorgane sind Gewebe, die in einem Netzwerk von nichtlymphatischen Zellen große Mengen an Lymphozyten erhalten. Die primären oder zentralen Lymphorgane bieten eine geeignete Umgebung zur Reifung der Lymphozyten zur immunkomptenten an. Die zentralen lymphatischen Organe sind das Knochenmark (Reifung der B-Zellen) und der Thymus (Reifung der T-Zellen). In den sekundären oder peripheren Lymphorganen können die Lymphozyten den Antigenen begegnen, sich teilen und differenzieren und eine adaptive IA auslösen. Peripheren Lymphorgane sind die Milz, die Lymphknoten und die Haut- und mucosaassoziierten lymphatischen Gewebe (Skin-Associated Lymphoit Tissue;SALT, Mucosa-Associated Lymphoid Tissue; MALT). Sekundäre Lymphfollikel: Keimzentren PALS – Region: Periarteriolar Lymphoid Sheet Naiver Lymphozyt: Reife B und T-Lymphozyten, die noch keinen Kontakt mit ihrem Antigen hatten Ableitender Lymphknoten ist der Lymphknoten nächstliegend dem Infektionsherd. Hier erfolgt die Antigenpräsentierung und die Aktivierung der entsprechenden Lymphozyten. III Phagosom sind große Organellen im Inneren der Makrophagen (Fresszellen), welche zur Gruppe der Phagozyten gehören. Phagosomen haben die Aufgabe, Partikel (z.B. Bakterien oder Viren) innerhalb der Phagozytose enzymatisch abzubauen und spielen darum eine entscheidende Rolle im Immunsystem von Eukaryoten. Phalgloysosom Das Phagosom verschmilzt mit einen oder mehreren Lysosomen. IV Komplementsystem: Der humorale Effektorapparat des angeborenen Immunsystems. Das Komplementsystem besteht aus inzwischen über 30 Plasma- und Zelloberflächenproteinen, die miteinander reagieren, um Krankheitserreger zu opsonisieren, durch Zelllyse zu zerstören und Entzündungsreaktionen auszulösen. Zymogene: Eine Anzahl von Komplementproteinen (Proteasen), die als inaktive Vorstufenenzyme synthetisiert und durch porteolytische Spaltung aktiviert werden. Triggered Enzymakaskade: aktivierte Blutblockade am Infektionsherden. Limitierte Proteolyse: Regulatorproteine sorgen für eine unkontrollierte Aktivierung des Komplementsystems zu verhindern Chemoattraktor: kleiner Fragmente einiger Komplementproteine (eine Art der Zytokine) , die weitere Phagozyten zum Infektionsbereich anziehen Chemotaxis: Immunkomplex: Verknüpfung der angeborenen und adaptiven Immunitäten MAC: Homologe Lyse: V Antigen: Peptidstruktur oder eine peptidgebundene Struktur, die vom reifen adaptiven Immunsystem erkannt werden kann Antigenität: Fähigkeit eines Proteins, mit dem reifen adaptiven Immunsystem zu reagieren. Immunogenität: Fähigkeit eines Antigens, eine IA auszulösen Tolerogenität: Fähigkeit, Toleranz zu induzieren Ein Antigen besteht aus unterschiedlichen Komponenten: aus einen Carrier (Träger) und mehreren Antigendeterminanten (Epitopen) an der Oberfläche des Carriers. Epitope sind die immunologisch relevanten Teile eines Antigens. Bei den linearen oder kontinuierlichen Determinanten eins Peptidmoleküls liegen die Aminosäuren der Determinante in der Aminosäurensequenz direkt nebeneinander. Die diskontinuierlichen Determinanten machen Aminosäuren aus, welche in der Primärstruktur nicht unmittelbar Nebeneinander liegen. Neoantigen: Hapten: Substanz, die selbst keine immunreaktion auslöst, aber wenn sie an einen großmolekularen Träger gekoppelt wurde. Antikörper (AK) AK oder Immunglobuline (Ig) sind lösliche Glykoproteine, die spezifisch an die sich spezifisch an die Antigene binden, welche ihre Produktion ausgelöst haben. BCR B-Zell-Rezeptoren sind membrangebundene Immunglobuline, die sich auf der Oberfläche von B-Lymphozyten befinden und an Antigene binden. B-Zell-Rezeptoren sind zellgebundene Antikörper der Immunglobulin-Klassen IgM und IgD. Dabei weist jeder B-Lymphozyt "seinen" individuellen Rezeptortyp auf, der an ein spezifisches Antigen bindet. B-Zell-Rezeptoren vermitteln ebenfalls die Aufnahme der gebundenen Antigenen in die Zelle. Ig-Domäne Dominierende Struktureinheiten der leichten und schweren Ketten Ig- Superfamilie Ig-Domänen in anderen Molekülen Netzwerk-Sequenzen Gerüstregion in den B-Zell-Rezeptoren Gelenkregion flexible Region: ohne definierte 3D-Struktur; unabhängige Bewegungen der Arme, Flexibilität in B-Zell-Rezeptoren Fab-Fragment antigenbindendes Fragment in B-Zell-Rezeptoren Isotyp Idiotyp Wechsel der Antikörperklasse Im laufe der Immunantwort schaltet der Körper von der Produktion von IgM auf andere Klassen. Primäre Immunantwort Erste Exposition mit dem Antigen Sekundäre Immunantwort Wiederholte Exposition mit dem Antigen Valenz des Antikörpers Valenz des Antigens Affinität des die maximalen Anzahl der monovalenten Antigene die ein AntikörperMolekül binden kann die max. Anzahl der Antikörper Moleküle, damit ein AG-Molekül verknüpft werden kann Antikörpers Avidität des Antikörpers Bindungsstärke zwischen einem monovalenten AG und einer AGBindungsstelle; die Konzentration der monovalenten AG, die zur Sättigung der Hälfte der vorhandenen AGBindungsstellen nötig sind Gesamtstärke der Bindungen zwischen einem polyvalenten AG und einem polyvalenten AK; komplexer Begriff (z.B. Affinität, Konformation, Bindungsstellen); Gesamtheit der Affinitäten Spezifität der Antigen-AntikörperBindung Das Antigen und die Antigen-Bindungsstelle sind zueinander komplementär Kreuzreaktion ein AK-Molekül bindet AGs, die mit seinem spezifischen AG strukturell verwandt sind VI Ig-Genumlagerung: Zufällige Kombination der variablen Gene in B-Zellen und nicht B-Zellen = Somatische Rekombinaton Allelische Exklusion: die erfolgreiche Umordnung der H-Gene an einem Chromosom hemmt die H-Gen-Umordnung am Schwesterchromosom Isotyp Exklusion: Unproduktive Umordnung Expression eines defekten Antikörpers → Expression wird eingestellt, erneute Rekombination am Schwesterchromosom → alle Möglichkeiten erfolglos: Apoptose Somatische Hypermutation Affinitätsreifung Primäre Immunantwort Sekundäre Immunantwort Immunologische Toleranz Klonale Eliminierung/ Klonale Anergie AG-Bindungsfähigkeit von BCR und AK