Immunchemie I PDF

Immunchemie I —> Biologische Abwehr gegen Bakterien, Viren und Toxine > Bespiele f. bakterielle Krankheiten: Bindehautentzündung, Streptokokkeninfektion, Karies, Pneumonien, Keuchhusten, Pest, Meningitis … > Viren haben eine strikte intrazelluläre Vermehrung und einfachen Aufbau > Beispiele f. viral...

Immunchemie I —> Biologische Abwehr gegen Bakterien, Viren und Toxine > Bespiele f. bakterielle Krankheiten: Bindehautentzündung, Streptokokkeninfektion, Karies, Pneumonien, Keuchhusten, Pest, Meningitis … > Viren haben eine strikte intrazelluläre Vermehrung und einfachen Aufbau > Beispiele f. virale Krankheiten: Schnupfen, Grippe, HIV, Herpes simplex, Herpes zoster, Windpocken, Warzen, Masern, Röteln, Mumps, Meningitis, Hepatitis… > Parasiten: Spulwürmer, Amöben, Pilze, Plasmodium, Trypanosomen,… > Transplantatabstoßung: nicht körpereigene Transplantate werden durch das Immunsystem erkannt und zerstört. (Erfolg: Niere: 95%, Leber & Herz: 80%, Pankreas: 40- 80%) - Autologes Transplantat (körpereigen) - Isogene Transplantate (genetisch ident - Zwillinge) - Allogene Transplantate (nicht körpereigen) - Xentransplantat (versch. Spezies) Entscheidende Faktoren für die Gewebeverträglichkeit: 1) MHC (major histocompatibility complex) = HLA (human leucocyte antigen) 2) Blutgruppen-Antigene auf Erys Gram-positiver Bakterien: keine Außenmembran, mit Innenmembran, dicke Zellwand, kein Periplasma - massive Peptidoglykanschicht (zB Staphylococcus aureus) Gram-negativ: mit Außenmembran, mit Innenmembran, mit Periplasma, dünne Zellwand, Porine und Lipopolysaccharide in der Außenmembran - schlechtes/kein Binden v. Kristallviolett Peptidoglykan-Schicht 1) Lineare Polysaccharidkette - N-Acetylglucosamin - N- Acetylmuraminsäure - verbunden über O-glyk. Bindung —> Angriffspunkt für Lysozym 2) Quervernetzung durch AS - D-Alanin - D-Glutamat - nicht proteinogene AS - L-Alanin —> Angriffspunkt für Penicillin 70 1. Elemente des Immunsystems 2. Ebenen der Immunantwort Antigen —> Primäre Antwort (angeborenes IS) —> Adaptive Immunantwort (Spez. IS) (> T-Zellen >) B-Zellen — > Plasmazellen —> Antikörper Angeborenes, unspez: - Neutrophile Granulozyten - Makrophagen - NK-Zellen - Dendritische Zellen - Lysozym, Defensine - Komplementsystem, Akute Phase Proteine, Interferone Erworbenes, spezif.: - T-Lymphozyten, Zytokine - B-Lymphozyten, Plasmazellen, Antikörper Äußere physik./biochem. Schutzmechanismen - Lysozym in den Sekreten - Flimmerhärchen der Atemwege - Haut (beta-Defensine) - Darm (alpha-Defensine) - Magensäure - Keime in Darm und Vagina Anatomische Barrieren: Haut; saures Milieu behindert Wachstum v. Bakterien Schleim; enthält Mucine (Glykoproteine), deren Aktivität vom CFTR (Cystic Fibrosis Transmembrane Regulator Proteine) abhängt - Transport von Cl-Ionen Schleimhäute: Normale Flora behindert Eintritt v. Mikroorganismen Defensine: kleine Peptide 3-4 kDa (30-40 AS) durch Arginine (+) positiv, Einlagerung in Cholesterin-armen Membranen —> Bakterien können kein Chol synthet. 71 beta — Haut, Zunge, Lunge (freigesetzt von Epithelzellen) alpha — Dünndarmschleimhaut (freigesetzt von neutrophilen Granulozyten) Lysozym — spaltet eine spezielle Bindung in der Bakterienwand Lactoferrin — besitzt Protease und Nuklease-Aktivität, bindet Eisen —> das Spurenelement steht dem Organismus dann nicht mehr zur Verfügung (Wachstumsfaktorentzug) Temperatur (Fieber) und niedriger pH im Magen Biochemische Mediatoren: Interferone (Viren!), Komplementsystem, Toll-Like Rezeptoren Entzündungen: Gewebsschädigung und Infektionen a) lösen den Austritt von vaskulären Flüssigkeiten, die Proteine mit antibakterieller Wirkung enthalten aus. b) lösen Einwanderung von phagozytierenden Zellen in das Gewebe aus Lysozym … wird von allen Schleimhäuten des Körpers gebildet (va. in Tränenflüssigkeit) … Enzym, das beta-1,4-glyk. Bindungen der bakteriellen Zellwand spaltet Interferone … sind Cytokine. Werden infolge einer Virusinfektion gebildet => Hemmung einer Infektion mit anderen Viren … sind Informationsvermittler im Zuge der Immunantwort und bei der Tumorbekämpfung … es gibt Typ-1, Typ-2, Typ-3 Interferone (zahlreiche Subtypen) INF-alpha werden von dendritischen Zellen, Monozyten, Makrophagen gebildet, klinische Anwendung; chronische virale Hepatitis, versch. Leukämien INF-beta von Dendritischen Zellen, Fibroblasten, Epithelzellen klinische Anwendung: MS Akute Phase Proteine - vorwiegend in der Leber produziert (ins Blutplasma abgegeben) - umfasst ca. 40 Proteine - Konzentrationszunahme um >25% während einer akuten Phase oder Entzündung Beispiele CRP — bindet an die Obefläche eines Pathogens = Opsonierung Fibrinogen — Blutgerinnung Caeruloplasmin — Kupferspeicherung, Eisentransport aus der Zelle heraus Haptoglobulin — bindet freies Hämoglobin (bei Hämolyse) Ferritin — Eisenspeicherung alpha- 1-Antitrypsin — hemmt Proteolyse = Proteaseinhibitor 3. Das Mononukleäre Phagozytosesystem - Alveolarmakrophagen in der Lunge - Monozyten im Blut (Makrophagen im Gewebe —> Milz zB) - Osteoklasten im Knochen - Synovia A Zellen (Gelenke) - Kupffer-Zellen (Leber) - Mikroglia (Gehirn) 72 Phagozytose = Aufnahme größerer Partikel (>1 mikrometer) in die Zelle mit anschließender Zerstörung der Partikel (durch spezielle Fresszellen des IS) Produktion von reactive oxygen species —> Neutrophile Granulozyten —> Makrophagen (sezernieren Zytokine -> lösen Entzündungen am Ort der Inf.) Aufnahme und Abtötung der Mikroben durch: Sauerstoffradikale, CO (= ROS: Reactive Oxygen Species —> oxidative burst), Lytische Enzyme. Endozytose = Aufnahme und Umschließung der Partikel > Wie erkennen Phagozyten die Partikel, die sie phagozytieren müssen? 4. Das Komplementsystem Teil des angeborenen IS. —> Aktivität des Blutserums, welche die AK-Aktivität „komplementiert“. Es besteht aus ca. 30 Glykoproteinen, die in der Leber synthetisiert werden. Die Proteine des Komplementsystems sind im Blutserum ständig präsent und können auf versch. Wegen aktiviert werden: - klassischer Weg - alternativer Weg - Lektinweg - über das CRP (C-reaktives Protein) a) Der klassische Weg - Antikörper-abhängig - Antikörper der Klasse IgM oder IgG müssen das Antigen bereits gebunden haben (Bindung an AG mit Fab-Teil) - dann bindet das Protein C1q (bestehend aus C1q/r/s) an den Fc-Teil des AK - Auslösen einer Reaktionskaskade: - Aktivierung der Proteine C2, 3, 4, 5 - C5 wird in C5a und C5b gespalten - C5b bindet C6,7,8,9 wodurch MAC entsteht 73 - Bildung eines MAC = Membrane Attack Complex: mehrere Komplementproteine (=C5b, 6, 7, 8, C9) - —> Porenbildung des MAC und Zelllyse Mehrere Komplementproteine wirken als Serin-Proteasen und spalten bestimmte Komplementproteine in Fragmente (zB C5). Dabei ist a immer der kleinere Teil, b der Größere. b) Der alternative Weg - Antikörper-unabhängig - Faktor C3b bindet direkt und kovalent an die Oberfläche des Mikroorganismus - C3b entsteht kontinuierlich aus C3, dem häufigsten Komplementprotein des Blutes - Auslösung zweier Reaktionen: (1) Porenbildung (C5 kann rekrutiert werden, dann Weg des klassischen Wegs)—> MAC —> Zelllyse (2) Phagozytose —> (APCs exponieren Membranproteine, die als Komlementrezeptoren dienen. Der Rezeptor CR1 bindet antigengebundese C3b. Diese Bindung löst die Phagozytose des gebundenen Partikels aus. Markierung & Identifizierung des AG durch C3b, C3bRezeptor auf Phagozyt bindet C3b —> C3b ist das wichtigste Opsonin c) 2 weitere Wege > Lektin-Weg Viele Bakterien exprimieren an ihrer Oberfläche bestimmte Mannose- haltige KH. Das Blutserum enthält ein Protein = Mannose-bindende Lektin MBP, das diese bindet. Es kann C1q ersetzen und unabhängig von AK den klassischen Weg auslösen. > C1q aktiviert CRP (C- reaktives Protein) direkt CRP bindet bevorzugt an Phosphorylcholin-haltige Polysaccharide auf der Oberfläche vieler Bakterien und rekrutiert dann C1q. Auch auf diesem Weg wird der klassische Weg AK-unabhängig aktiviert Bereits kurz nach dem Einsetzen einer Infektion produzieren und sezernieren die Hepatozyten bestimmte Serumproteine in großen Mengen. Zu diesen Akute-Phase-Proteinen zählen CRP und C3. Da die Serumkonzentration des CRP (Normalerweise