Grundlagen der Immunologie

Grundlagen der Immunologie
Prof. Dr. Lajos Kemény
Dr. Annamária Kemény
Universität Szeged
Klinik für Dermatologie
und Allergologie
Immunologie/Immunbiologie
Biologische/biochemische Grundlagen der
körperlichen Abwehrmechanismen gegen
- Krankheitserreger
- andere körperfremde Stoffe
Störungen und Fehlfunktionen dieser
Abwehrmechanismen
Immunitas (lat.): „befreit sein“ , „Schutz“
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Wissenschaftsgeschichte I.
Edward Jenner (1796): „Ein Mensch ist vor
Pocken geschützt, wenn man ihn mit
Kuhpocken- oder Vacciniaviren impft.”
Vakzination: die Schutzimpfung einer
gesunden Person mit abgetöteten oder
attenuierten (lebenden, aber
abgeschwächten) Krankheitserregern
WHO (1979): Pocken ausgerottet
Pathogene
Wissenschaftsgeschichte II.
Robert Koch (19. Jh.): Infektionskrankheiten auf
Mikroorganismen zurückzuführen sind
Pathogene (krankheitsverursachende
(Mikro)organismen):
Viren, Bakterien (Prokaryonten), Pilze, Protozoa und
Würmer (Eukaryonten)
Louis Pasteur (1890er Jahre):
Choleraimpfstoff in Hühnern
Impfstoff gegen Tollwut
Immunsystem:
„Gesundheitspolizei”; unser „sechster Sinn”
Was erkennt das Immunsystem?
Eigen oder fremd
SNS-Model (Burnet, 1959)
fremde Strukturen
Krankheitserreger
A) Polivirus; B) Vibrio cholerae; C) Toxoplasma gondii; D) Ascaris sp.
Fremde Strukturen lösen eine
Immunantwort (IA) aus:
- pathogene Mikroorganismen
- andere fremde Strukturen
- geschädigte, anomale eigene
Strukturen
Eigen – fremd Problematik: Axiom der Immunologie
(Hintergrund immunvermittelter Krankheiten)
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SNS-Modell → Gefahrsignal-Modell
(Burnet, 1959 – Matzinger, 1994)
Erkennung
Entscheidung
Eigen
Toleranz
Nicht-eigen
Immunantwort
IA und Toleranz: aktive, gelernte Prozesse
Erkannte Strukturen
Antigen: Stoff, der die Bildung von Antikörper anregen kann
Antikörper: Protein, das spezifisch an das Antigen bindet, das seine
Produktion ausgelöst hat
Matzinger P Science Vol 296, p301-305 (2002)
Die zwei Arme des Immunsystems I.
Natürliche = angeborene
Immunität
(natural = innate immunity)
Erworbene = adaptive
Immunität
(acquired = adaptive immunity)
- nicht Antigen-spezifisch
- erkannte Strukturen: Pathogenassoziierte molekulare Muster
(pathogen associated molecular
patterns; PAMPs –
Zellwand-und ZellmembranKomponenten der Pathogene)
- Rezeptoren: PAMP recognition
receptors; PRRs
- Antigen-spezifisch
- erkannte Strukturen: Antigene
(Peptid- oder Peptid-verbundene
Strukturen)
- Rezeptoren:
Lymphozytenrezeptoren
(B- und T-Zell Rezeptor; BCR,
TCR) – „Schlüssel-Schloss
Modell”
IA – medizinische Versorgung
Natürliche Immunität:
Pathogengruppen/Familien
keine individuellen Erreger
„Gruppendiagnose”
Erworbene Immunität:
individuelle Erreger
Antigen: eine Peptidstruktur oder Peptid-verbundene
Struktur, die vom adaptiven Immunsystem erkannt
werden kann
Die zwei Arme des Immunsystems II.
Natürliche = angeborene
Immunität
(natural immunity)
- die erste Linie der Immunität
- frühe, sofortige IA
- nicht übermittelbar
- kein immunologisches
Gedächtnis
- humorale = lösliche
(Komplementsystem, Zytokine,
Proteine der akuten Phase) und
zellulare Komponenten
(Makrophagen, Granulozyten,
NK –Zellen, DCs)
Erworbene = adaptive
Immunität
(acquired = adaptive immunity)
- die zweite Linie der
Immunität
- späte IA (mehrere Tage)
- übermittelbar
- immunologisches Gedächtnis
- humorale (Antikörper,
Zytokine) und zellulare
Komponenten (B- und TLyphozyten)
(ab Wirbeltieren)
Die Hauptschritte der Immunität und
die Phasen der Immunantwort
Erkennung – Eliminierung – Gedächtnis
(natürlich + erworben) (natürlich + erworben) (erworben)
Immungedächtnis: ein Antigen bei einer wiederholten
Exposition schneller und mit einer höheren Effektivität
vernichten
afferente Phase – zentrale Phase – efferente Phase
Erkennung
Informationstransfer Effektorfunktionen
- Aktivierung
(exekutive Maßnahmen)
- Proliferation
- Effektorzellen
(Teilung)
- Gedächtniszellen
(erworbene)
- Differenzierung
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Immunologisches Gedächtnis
Antigenvernichtung
Effektorzelle
Gedächtniszelle
Antigenvernichtung
Antigenreiz
+ Antigen
Effektorzelle
Lymphozyt
afferente Phase
zentrale Phase
Gedächtniszelle
efferente Phase
Theorie der klonalen Selektion: Monospezifität
jeder Lymphozyt weist einen Rezeptortyp von einmaliger Spezifität auf:
proliferiert nur der dem Antigen entsprechende
Lymphozyt
Kooperation; costimulierendes Signal
Ly: die klonale Expansion und Differenzierung
erfördert ein weiteres Signal = costimulierendes Signal:
- chemische Signalstoffe = Zytokine (lösliche) oder
- membrangebundene Moleküle (Membranproteine)
Zytokine: Immunmediatorproteine/Botenstoffe
werden von Immunzellen produziert
Lymphozyt
Alle Immunreaktionen sind
Kooperationsphänomene
Klonal: identisch; von demselben Vorfahren
Die Zusammenarbeit der zwei Arme
des Immunsystems
Sie sind aufeinander gebaut und
hängen eng miteinander zusammen
Zeitliche Anordnung: frühe IA – späte IA
Natürliche Immunität: „Dirigentenfunktion”:
- AG-Präsentierung
- Zytokinproduktion
- Bestimmung der Richtung/Stärke der adaptiven IA
Natürliche Immunität: keine minderwertige,
untergeordnete Immunität!
Herkunft der Namen „natürlich/angeboren” und „erworben/adaptiv”
Physikochemische Barrieren:
Haut und Schleimhäute
Haut
Schleimhäute
-die gesunde Haut ist den
Pathogenen
undurchdringlich –
mechanischer Schutz
- Säurenmantel (ungesättigte
Fettsäuren) – antibakterielle
Wirkung
- Flora-Kolonisation
(nichtpathogene
Mikroorganismen) –
verhindert die Vermehrung
der Pathogene
-sezernierte Produkte
(Tränen, Speichel, Harn) und
die Paristaltik des Darmes –
mechanischer Spüleffekt und
antimikrobielle Wirkung
durch ihre Bestandteile (z.B.
Lysosim und sezernierte
Antikörper in Tränen und
Speichel)
- Flora-Kolonisation
(Mundhöhle, Darm, Scheide)
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Normale Immunfunktion: Gleichgewicht
zwischen Immunantwort und Toleranz
Normale Immunanfunktion
Toleranz
Immunantwort
Immunpathologische Zustände I.
Immunschwächen:
- angeborene (Mutationen in Genen mit
Immunfunktion)
- erworbene (erworbene Immunabwehrschwäche/
acquired immundeficiency syndrome; AIDS)
Autoimmunkrankheiten:
Toleranzmechanismen sind falsch entwickelt
Immunsystem erkennt eigene Strukturen als fremd
(Typ I. DM, rheumatische Erkrankungen)
Immunschwäche
Autoimmunerkrankungen
Allergien
Informationen
Immunpathologische Zustände II.
IA zielt auf fremde, aber unschädliche Antigene;
Immunreaktion ist unbegründet
- Pollenallergien, Hausstaubmilbenallergie,
Pelzallergien,
Lebensmittelallergien usw.
13 Vorlesungen
Klausur: 1x schriftlich;
gegen die Mitte des Semesters
Prüfung: Kolloquium schriftlich;
ab 14. Unterrichtswoche
Lehrbuch:
1) Immunologie auf 70 Seiten - Thieme
Tumoren:
2)
Allergien:
„Immunüberwachung”
(immunological surveillance)
Ch. A. Janeway – P. Travers – M. Walport – M. Shlomchik:
Immunologie
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Immunologie
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