Hallo, ich begrüße Sie ganz herzlich zum Kurs Immunsystem und zu dem ersten Vortrag, den wichtigen Begriffen des Immunsystems. Was werden Sie im folgenden Vortrag lernen? Sie können das Immunsystem in das angeborene und in das adaptive Immunsystem einteilen.
Dazu können Sie die einzelnen Komponenten und die Funktionen und die Organe des Immunsystems benennen und Sie kennen die Rezeptoren, die wesentlichen Rezeptoren der angeborenen und der erworbenen Immunsysteme. Abwehr. Zunächst erstmal zu der Frage, was ist das Immunsystem?
Das Immunsystem ist der Schutz der Integrität des Körpers gegen Eindringlinge von außen und gegen veränderte körpereigene Zellen, wie zum Beispiel Tumorzellen. Das Immunsystem unterstützt die physikalische Barriere nach außen, die ja beispielsweise alleine schon durch die Haut gegeben ist. Wenn Pathogene diese Barriere überwinden können, dann bekämpft das Immunsystem diese Pathogene.
Eben auch innerhalb des Körpers. Ganz wichtig ist, dass das Immunsystem das Fremde attackiert, aber das eigene verschont. Das heißt, das Fremde wird angegriffen, das eigene nicht. Das nennt man auch Immunität.
Und wenn eben das Immunsystem es nicht schafft, das eigene nicht anzugreifen, dann bewegen wir uns in den Bereich der Autoimmunerkrankung. Und wie Sie sicherlich wissen, können einige Autoimmunerkrankungen wirklich gravierende Folgen für den Patienten haben. Das heißt, genauso wichtig wie die Erkennung des Fremden ist eben die Erkennung des eigenen und die damit verbundene Verschonung des eigenen.
Wir können das Immunsystem einteilen, zum einen in seine löslichen oder auch humoralen Komponenten. Darüber hinaus besitzt das Immunsystem zelluläre Komponente. Und wir können außerdem feststellen, dass das Immunsystem gewisse Organe besitzt, in dem zum einen Immunzellen gebildet werden und zum anderen, in dem sich die Zellen des Immunsystems aufhalten.
Insgesamt können wir das Immunsystem einteilen in ein angeborenes Immunsystem und in ein adaptives Immunsystem. Wie der Name schon sagt, ist das angeborene Immunsystem von Geburt an vorhanden und richtet sich gegen eine ganz große Breite. an potenziellen Erregern. Im Vergleich dazu ist das adaptive Immunsystem mit der Geburt noch nicht ausgebildet. Es muss erst gebildet werden.
Und das passiert, indem eben der Organismus mit bestimmten Pathogenen in Kontakt kommt und sich daran angelehnt das adaptive Immunsystem entwickelt. Im Gegensatz zum Angeborenen ist das adaptive Immunsystem hoch spezifisch gegen diese Pathogene, mit denen sich der Organismus eben auseinandersetzen muss. Die Antwort des angeborenen Immunsystems erfolgt sehr rasch, denn es ist von Anfang an vorhanden.
Es hat bestimmte Muster, die es erkennt und die erkennt es direkt vom Beginn an. Es ist aber wenig spezifisch. Das adaptive Immunsystem hat eine sehr verzögerte Antwort, denn es muss sich erstmal auf diese spezifischen Pathogene, die eben in den Organismus eingedrungen sind, einstellen.
Und kann dann aber, sobald es eben sich darauf eingestellt hat, ganz spezifisch gegen diese Pathogen vorgehen. Das angeborene Immunsystem reagiert immer gleich, mehr oder weniger. Es hat kein Gedächtnis, also kein immunologisches Gedächtnis, wie man es nennt.
Ganz im Gegensatz zum adaptiven Immunsystem. Das adaptive Immunsystem hat das sogenannte immunologische Gedächtnis. Das bedeutet, wenn der Organismus...
noch einmal sich mit denselben Pathogenen auseinandersetzen muss, wie er es vielleicht schon einmal getan hat, dann erinnert das adaptive Immunsystem diese Erreger und kann eine ganz schnellere und ganz spezifische Immunantwort einleiten. Das angeborene Immunsystem hat auch, wie gerade erwähnt, humorale Komponenten und das sind in der Regel Enzyme, Komplement und akute Phase-Proteine. Auch das adaptive Immunsystem hat humorale Komponente.
Und die humoralen Komponenten des adaptiven Immunsystems sind die Antikörper. Die Antikörper werden von B-Lymphozyten gebildet. Das angeborene Immunsystem hat nun auch zelluläre Komponenten, auf jeden Fall. Und das sind die Monozyten, die Makrophagen, die Granulozyten und die NK-Zellen, die natürlichen Killerzellen. Die zellulären Komponenten des adaptiven Immunsystems sind zum einen die T-Lymphozyten und zum anderen die B-Lymphozyten.
Diese Abbildung gibt Ihnen nun einen guten Überblick über das angeborene, unspezifische und das erworbene spezifische Immunsystem. Werfen wir zunächst einen Blick auf die linke Seite dieser Abbildung. Hier sehen wir die humoralen Komponenten des angeborenen, unspezifischen Immunsystems. Angenommen, der Organismus setzt sich mit Bakterien oder Viren auseinander. Dann besitzt das angeborene Immunsystem eben Humorale Komponenten, die da wären, Interferon, Lisozym und Komplement.
Das sind die wesentlichen Effektoren, mit denen das angeborene Immunsystem humoral gegen Viren oder Bakterien vorgehen kann. Dazu gehört auch noch das C-reaktive Protein oder das mananbindende Lektin, MBL, die eben auch Teile des humoralen, humorale Teile des angeborenen Immunsystems sind. Werfen Sie nun einen Blick auf die rechte Seite, auf die humoralen Komponenten des erworbenen spezifischen Immunsystems.
Hier sehen Sie, dass der wesentliche humorale Teil des erworbenen Immunsystems die Antikörper sind. Denn die Antikörper gehen nun spezifisch gegen Viren, Toxine und Bakterien vor. Dieser Teil der Abbildung zeigt nun die zellulären Komponenten des jeweiligen angeborenen oder erworbenen Immunsystems.
Werfen Sie zunächst einen Blick auf die linke Seite der Abbildung. Das sind die zellulären Komponenten des angeborenen Immunsystems. Und hier finden wir, um gegen Bakterien vorzugehen, die Granulozyten, hier mit N bezeichnet für neutrophile Granulozyten, die Makrophagen. Und auch die NK-Zellen, die natürlichen Killerzellen, mit denen eben virusinfizierte oder entartete Zellen effektiv abgetötet werden können.
Schauen wir nun auf die rechte Seite. Die rechte Seite dieser Abbildung stellt die zellulären Komponenten des adaptiven Immunsystems dar, des erworbenen Immunsystems. Und hier haben wir zwei wesentliche Zelltypen. Das sind einmal die B-Lymphozyten, die dann eben auch die Antikörper produzieren, wenn sie zur Plasmazelle werden, und die T-Lymphozyten.
Von den T-Lymphozyten gibt es nun verschiedene Untergruppen, die T-Helferzellen. Und die zytotoxischen T-Lymphozyten. Die zytotoxischen T-Lymphozyten können entartete virusinfizierte Zellen abtöten, während die T-Helferzellen, die T-H-Zellen, die Aktivierung von B-Zellen vornehmen.
Und die B-Zellen, sobald sie aktiviert werden, starten eben die Antikörperproduktion und werden dann zur sogenannten Plasmazelle. Nun gibt es Verbindungen zwischen dem Adaptiven und dem... angeborenen Immunsystem.
Und diese Verbindung stellen die sogenannten antigenpräsentierenden Zellen dar. Das sind zum Beispiel die dendritischen Zellen, hier sternförmig mit D bezeichnet, oder eben auch die Makrophagen. Sie prozessieren Pathogene, die sie erkannt haben, und zeigen diese Pathogene den zellulären Teilen des adaptiven Immunsystems, also dem B-und den T-Lymphozyten.
Und wenn die B-und T-Lymphozyten, also die zellulären Teile des... adaptiven Immunsystems diese Pathogen erkennen, so leiten sie die adaptive spezifische Immunantwort ein. Da eben die Einteilung des Immunsystems in das angeborene und das erworbene Immunsystem, das adaptive Immunsystem, so essentiell ist, möchte ich sie an dieser Stelle noch einmal in Kürze wiederholen. Also wir haben das angeborene und das erworbene adaptive Immunsystem und zum angeborenen Immunsystem gehören die Makrophagen, die neutrophilen Granulozyten, die eben Mikroorganismen, pathogene Mikroorganismen wie Bakterien oder Pilze direkt bekämpfen. Dann haben wir dort die dendritischen Zellen, die Interleukine produzieren und Antigene dem erworbenen adaptiven Immunsystem präsentieren.
Wir haben die eosinophilen Granulozyten, die Wormparasiten bekämpfen. Wir haben die Mastzellen. die Interleukine produzieren, die natürlichen Killerzellen, die virusinfizierte Zellen abtöten können.
Und wir haben auch die Epithelzellen, die wir auch im weiteren Sinne zum angeborenen Immunsystem zählen können, da sie antimikrobielle Peptide herstellen, wie zum Beispiel Lysozym. Das adaptive Immunsystem hat eben eine humorale Komponente, das sind die von den B-Lymphozyten bzw. von den Plasmazellen produzierten Antikörper.
Und... Das adaptive, erworbene Immunsystem hat eine zelluläre Komponente. Das sind die T-Lymphozyten und die B-Lymphozyten.
Die T-Lymphozyten lassen sich unterteilen in CD4-positive T-Lymphozyten. Das sind die T-Helferzellen. Die TH-Helferzellen haben noch weitere Subkategorien wie die TH1-Zellen und die TH2-Zellen. Und die Aufgabe der TH-Helferzellen ist einmal die Aktivierung von B-Lymphozyten und zum anderen eben auch die Steuerung der Immunen, die Koordination der Immunantwort durch die Sekretion von bestimmten Stoffen wie Interleukin zum Beispiel. Und die Muster an Interleukin und an Faktoren, die die TH1-Zellen und die TH2-Zellen produzieren, sind eben Unterschiedlich.
Dazu haben wir noch die CD8-positiven zytotoxischen Telemphozyten, die eben virusbefallene Zellen und bösartige Tumorzellen abtöten können im Wesentlichen und die Apoptose der jeweiligen Zielzelle einleiten können. Und wir haben als zelluläre Teile des adaptiven Immunsystems auch CD4. CD8 und CD25 positive regulatorische T-Lymphozyten, die wichtig sind für die Entwicklung und die Aufrechterhaltung der Toleranz. Und natürlich nicht zu vergessen sind auch die B-Lymphozyten als Zellen des adaptiven Immunsystems. Das adaptive Immunsystem hat nun eine, mit einer kleinen Zeitverzögerung, eine extrem spezifische Immunantwort.
Wie schafft es nun das adaptive Immunsystem so spezifisch auf einen Pathogen-Erreger zu reagieren? Das liegt daran, dass das adaptive Immunsystem eine unheimlich große Vielfalt, eine zufällige Riesenvielfalt an bestimmten Strukturen, Pathogen-Strukturen erkennen könnte. Und diese... Vielfalt wird repräsentiert durch eine unheimliche Vielfalt in den Rezeptoren der B-Zellen und in den Rezeptoren der T-Zellen.
Es gibt, weil jede T-Zelle und jede B-Zelle ihren eigenen Rezeptor besitzt, der ihr eigenes Antigen erkennt. Und daraus ergibt sich dann eben durch die große Fülle an T-und B-Zellen eine unheimliche Vielfalt an Pathogenen, die potenziell erkannt werden können. Wenn nun ein Erreger in den Körper eintritt und eine B-Zelle zum Beispiel eine Struktur auf diesem Erreger erkennt, weil eben zufällig ihr Rezeptor genau spezifisch ist für dieses Antigen von dem Erreger, dann wird diese Zelle aktiviert. Über den genauen Mechanismus spreche ich im Detail in einer anderen Lecture. Hier möchte ich nun aber einige Begriffe einführen und das ist einmal der Begriff der Klonselektion.
Das bedeutet, dass wir eine unheimlich große Vielfalt an Rezeptoren haben, aber sobald eben dieser eine Rezeptor auf das Antigen passt, wird diese B-Zelle oder diese T-Zelle selektiert und aktiviert im folgenden Stadium. Durch diese Selektion und Aktivierung kommt es dann zur klonalen Expansion, denn genau diese Zelle, das sehen Sie hier in dieser Abbildung, fängt dann an zu expandieren und sich zu teilen, hier in diesem Fall mit 111 bezeichnet. Nehmen wir mal an, das ist ein B-Lymphozyt, der B-Lymphozyt erkennt genau dieses Antigen von dem Erreger, er wird aktiviert und 111 teilt sich dann, er macht eine sogenannte klonale Expansion. Und dadurch wird eben diese ganz spezifische Immunantwort des adaptiven Immunsystems gesteuert, dass eben genau diese spezifische Zelle, die genau das spezifische Antigen erkennt, sich in einer großen Zahl vervielfältigt und dann gegen das Antigen vorgehen kann oder gegen die Erreger, die dieses Antigen tragen. Der dritte Begriff ist der Begriff des immunologischen Gedächtnisses.
Denn B-Zellen und T-Zellen nach so einer spezifischen Immunantwort bleiben zu einem kleinen Teil erhalten, als sogenanntes immunologisches Gedächtnis. Diese Zellen nennt man dann Gedächtniszellen, B oder T-Gedächtniszellen. Und wie das nun im Detail aussieht, sehen Sie in dieser Abbildung, in diesem Graphen. Auf der... Auf der y-Achse sehen Sie die Antikörper im Serum gegen ein gewisses Pathogen und auf der x-Achse sehen Sie die Zeit.
Wenn wir nun eine Infektion haben und ein Antigen X zum Beispiel im Organismus, dieses Antigen X kann zum Beispiel von einem Erreger kommen, so haben wir mit einer etwas kleinen zeitlichen Verzögerung die Aktivierung von B-Zellen. Und eine sogenannte Anti-X, also gegen das Antigen X, eine Anti-X-Primärantwort. Wir finden Antikörper gegen das Antigen X im Serum.
Angenommen, das Antigen X ist nun eliminiert, weil der Infekt überstanden ist, der Erreger ist eliminiert, so bleiben einige dieser aktivierten B-Zellen als B-Gedächtnis-Zellen zurück. Diese B-Gedächtnis-Zellen existieren dann neben den naiven B-Zellen. Wenn nun nach der Immunantwort, das kann Jahre danach sein, erneut das Antigen X in den Organismus eindringt, in diesem Falle meinetwegen zusammen mit einem Antigen Y, dann ist es so, dass die Antwort gegen das Antigen X extrem schnell ist, weil eben diese B-Gedächtniszellen ganz schnell eben wieder die spezifische Immunantwort gegen das Antigen X einleiten können. Das nennt man dann eben auch die Anti-X-Sekundärantwort.
Im Vergleich dazu ist dann die Immunantwort gegen das Antigen Y deutlich geringer und mit einer deutlich größeren zeitlichen Verzögerung, weil eben das Antigen Y dem adaptiven Immunsystem noch nicht bekannt war, es noch keine Gedächtniszellen gab und die Antwort gegen das Antigen Y in diesem Falle eine Anti-Y-Primärantwort ist und keine Sekundärantwort, wie das beim Antigen X der Fall ist. Nun möchte ich einmal zu sprechen kommen auf gewisse Merkmale, die Immunzellen bei sich tragen. Und das sind die sogenannten CD-Merkmale.
CD steht für Cluster of Differentiation. Und die, ausgehend von der hämatopoietischen Stammzelle, entwickeln sich daraus ja auch die Zellen des Immunsystems. Und jede Zelle des Immunsystems und auch ihre Vorläuferzellen besitzt jetzt gewisse Oberflächenmerkmale. Und diese Oberflächenmerkmale... bezeichnet man dann eben auch als CD-Merkmale, als Cluster of Differentiation, also auf Merkmale anhand derer man die einzelnen Immunzellen voneinander differenzieren kann.
Die hämatopoetische Vorläuferzelle, die Stammzelle, ist häufig CD34 positiv. Über mehrere Differenzierungsschritte entsteht dann aus dieser hämatopoetischen Vorläuferzelle die myeloische Vorläuferzelle und die lymphatische Vorläuferzelle. Das ist der erste wesentliche...
Die erste wesentliche Kreuzung oder Abzweigung, bei der entschieden wird, was aus der sich differenzierenden Vorläuferzelle entsteht. Entweder myeloische Zellen oder lymphatische Zellen. Und aus der myeloischen Reihe entstehen nun neben den Erythrozyten und Megakaryozyten, die sind für das Immunsystem erstmal uninteressant, die Granulozyten.
also die basophilen Granulozyten, die eosinophilen Granulozyten und die neutrophilen Granulozyten, die dendritischen Zellen und die Monozyten und Makrophagen. Und jede dieser Zellen trägt jetzt gewisse CD-Merkmale, anhand derer man diesen Zelltyp erkennen kann. So tragen dendritische Zellen, in dem Fall CD11, und Monozyten tragen das Merkmal CD14.
Zellen der lymphatischen Reihe sind die T-Lymphozyten, die B-Lymphozyten und die natürlichen Killerzellen, die NK-Zellen. Und die besitzen dann eben auch ganz spezifische CD-Merkmale. Die T-Zellen sind CD3-positiv, die B-Zellen sind CD19-positiv und die NK-Zellen CD16 und CD56-positiv.
Und dadurch kann man sie eben auseinanderhalten. Unter anderem dadurch. Was jetzt genau hinter diesen einzelnen CD-Molekülen steckt, ist erstmal primär zur Differenzierung uninteressant.
Und diese Abbildung soll ihn nur schematisch darstellen, dass eben auch die Vielfalt der Moleküle, die sich hinter der jeweiligen CD-Bezeichnung verbirgt, relativ groß sein kann. So haben wir hier zum Beispiel das Lektin, was CD94 entspricht, oder eben das Kir, was CD158 entspricht. Die Moleküle sehen ganz anders aus, aber sie dienen eben der Differenzierung der Immunzellen.
Was sind jetzt die Organe, in denen... wir Immunzellen finden. Wir unterscheiden zum einen die primären lymphatischen Organe und die sekundären lymphatischen Organe. Zu den primären lymphatischen Organen zählt der Thymus und das Knochenmark. Das Kriterium, warum ein Organ ein primäres lymphatisches Organ ist oder warum es ein sekundäres lymphatisches Organ ist, ist folgendes.
In primären lymphatischen Organen findet die Reifung der Immunzellen statt oder die Differenzierung der Immunzellen. Und in sekundäre lymphatische Organe wandern dann die reifen Immunzellen ein. Zu den sekundären lymphatischen Organen zählen die Lymphknoten, die Milz und das sogenannte mucosa-assoziierte lymphatische Gewebe, das sogenannte Malt.
Und Malt finden wir in den Tonsillen, in den Payaplaks, im Darm und auch zum Beispiel in den Bronchien, in der Lunge. Und wie ich eben bereits sagte, ist es so, dass von den primären lymphatischen Organen, die eben Ort der Bildung der Immunzellen sind, die reifen Immunzellen in die sekundären lymphatischen Organe einwandern. Und das sehen Sie in dieser Abbildung dargestellt, wie zum Beispiel aus dem Thymus.
Der Thymus ist der Ort der T-Zellreifung. Die T-Zellen in den Lymphknoten zum Beispiel oder in die Milz oder in die Tonsillen einwandern. Und genauso wandern die B-Zellen aus dem Knochenmark in Milz. Lymphknoten oder Tonsillen oder eben in das andere Gewebe, was T-und B-Zonen besitzt. Wie Sie mittlerweile wissen, erkennt das angeborene Immunsystem von Geburt an eine ganz große Breite an pathogenen Strukturen, an Erregern.
Wie schafft es jetzt das angeborene Immunsystem, direkt vom Beginn an, von Geburt an, eine solch große Bandbreite zu erkennen? Das schafft es, indem es gewisse konservierte Strukturen von Erregern erkennt. Und eine wesentliche Rezeptorklasse, die das eben bewerkstelligt, sind die TLRs.
Die sogenannten Toll-Like-Rezeptoren. Da gibt es dann verschiedene Unterklassen, zum Beispiel Toll-Like 1, 2, 3, 4, 5 usw. Die Toll-Like-Rezeptoren liegen extrazellulär und sind sogenannte PRRs, Pattern Recognition Receptors, denn sie erkennen gewisse Patterns, also repetitive Strukturen, die bei vielen Erregern vorhanden sind und auch evolutionär stark konserviert sind.
Und sie erkennen auch sogenannte PAMPs, Pathogen Associated Molecular Patterns. Also auch hier wieder gewisse Patterns, gewisse wiederkehrende Muster, die bei vielen Pathogenen vorhanden sind. Und diese Liste zeigt nun einige. dieser Liganten für Toll-Like-Rezeptoren.
Je nach Toll-Like-Rezeptor-Klasse werden jetzt verschiedene pathogene Strukturen erkannt. So erkennt beispielsweise der Toll-Like-Rezeptor 3 doppelsträngige RNA, die häufig bei Viren der Fall ist. Der Toll-Like-Rezeptor 5 erkennt das Flagellin bei geisteltragenden Bakterien.
Der Toll-Like-Rezeptor 7 oder 8 erkennt einzelsträngige RNA, die eben bei Viren vorkommt. die einzelsträngige RNA benutzen oder zum Beispiel der Toll-Like-Rezeptor 2, der Lipopolysaccharide und eine ganze Fülle an anderen Molekülen, die bei Pathogenen vorkommt, erkennt. Oder auch ein GPI-Anker.
Das kommt eben häufig bei Bakterien vor, bei Leptospiren, Mycobakterien, gram-positiven, gram-negativen Bakterien und so weiter. Beispielhaft möchte ich nun an dieser Stelle den Wirkmechanismus des Toll-Like-Rezeptors 4 besprechen. Der Tollheck-Rezeptor 4 erkennt Lipopolysaccharide. Die Lipopolysaccharide finden sich in der Membran von Bakterien zum Beispiel wieder. Und das funktioniert nun folgendermaßen.
Das Lipopolysaccharid ist gebunden an ein LPS, also Lipopolysaccharid-bindendes Protein. Dieses Protein übergibt dann das Lipopolysaccharid an eine Struktur in der Membran, die sich CD14 nennt. CD14 kommuniziert dann mit dem Toll-Like-Rezeptor über MD2, das ist auch ein Mediatorprotein.
Das aktiviert den Toll-Like-Rezeptor. Intrazellulär befindet sich die sogenannte TIR-Domäne, das ist die Toll-Interleukin-Rezeptor-Domäne. Überall weitere Mediatorproteine wie MyD88, wird nun über die sogenannte Todesdomäne, die IRAK aktiviert.
IRAK steht für Interleukin Receptor Associated Kinase. Also die Interleukin Rezeptor Assoziierte Kinase. Die autophosphoryliert und aktiviert nun das Protein TRAF6.
Wenn TRAF6 aktiviert ist, dann schmeißt es den NF-KB. Signalweg an. Das sehen wir hier. NF-Kappa-B ist zunächst erstmal inaktiv komplexiert und wenn Traf6 aktiviert wird, dann erzeugt dies über eine Signalkaskade eben eine Freisetzung von NF-Kappa-B. NF-Kappa-B ist aktiv und kann dann eben in der Folge die Gentranskription verändern und es werden in der jeweiligen Immunzelle Entzündungsparameter, Interleukine zum Beispiel, produziert.
TRAV6 wirkt außerdem noch über andere Signalwege, wie beispielsweise den MAP-Kinase-Signalweg. Und auch über diesen Signalweg wird dann eben auf der Gentranskriptionsebene gesteuert. Das spezifische Immunsystem, im Gegensatz dazu, erkennt eben nur ganz spezifische antigenische Strukturen auf Pathogen.
Es hat nicht diese Breite des angeborenen Immunsystems, aber eben eine ganz hohe Spezifität. Und wenn es erstmal einen Erreger erkannt hat, dann reagiert es auch mit aller Härte gegen genau diesen Erreger. Und die Rezeptoren des spezifischen Immunsystems sind zum einen die Rezeptoren der B-Zellen.
Und die Rezeptoren der T-Zellen zum anderen. Die Rezeptoren der B-Zellen sind membranständige Antikörper. Jede B-Zelle produziert einen für sie einzigartigen Antikörper. Und dieser Antikörper wird eben membranständig, wenn die B-Zelle nicht aktiviert ist, membranständig getragen. Und das ist dann eben der B-Zell-Rezeptor.
Und dieser B-Zell-Rezeptor kann dann direkt antigene, pathogene Strukturen erkennen. Das spielt dann nachher eine Rolle bei der Aktivierung der B-Zelle. Über die genauen Mechanismen der Aktivierung spreche ich in einer späteren Lecture, in einem späteren Vortrag im Detail.
Die T-Zellen besitzen ihren T-Zell-Rezeptor. Dieser T-Zell-Rezeptor ist auch extrem spezifisch auf eine bestimmte Sequenz, auf ein bestimmtes Antigen, auf eine bestimmte Aminosäure-Sequenz zum Beispiel, auf ein bestimmtes Peptid. Allerdings kann der T-Zell-Rezeptor und damit die T-Zelle nicht direkt ein Antigen erkennen, wenn es frei beispielsweise im Gewebe oder im Plasma vorkommt, sondern der T-Zell-Rezeptor erkennt nur das, was ihm gezeigt wird.
Was bedeutet das? Es gibt andere Körperzellen des angeborenen Immunsystems, wie dendritische Zellen oder Makrophagen, die eben Pathogene aufnehmen, phagozitieren, und diese Pathogenen, präsentieren sie dann über sogenannte MHC-Rezeptoren. Jede Körperzelle exprimiert MHC-Rezeptoren. Allerdings gibt es zwei Klassen.
Es gibt MHC-1-Rezeptoren und es gibt MHC-2-Rezeptoren. MHC-1-Rezeptoren werden von allen Zellen exprimiert, MHC-2 nur von sogenannten Antigen präsentierenden Zellen. Und je nach T-Zelltyp erkennt die T-Zelle die Antigene, die auf dem MHC-1-oder MHC-2-Rezeptor präsentiert werden und dadurch...
wird die T-Zelle aktiviert. Allerdings muss eben dieser spezifische T-Zellrezeptor auf genau diese ihm präsentierte Sequenz passen. Im letzten Teil dieser Einführung in das Immunsystem möchte ich gerne noch einmal einige wichtige Begriffe klären. Zum einen den Begriff des Antigens. Ein Antigen ist ein Molekül, welches vom Immunsystem potenziell erkannt werden kann.
Und an das Antigen binden dann Antikörper oder eben auch Immunglobuline. Antikörper oder Immunglobuline sind eine Klasse von Serumproteinen erstmal per Definition. Und diese Serumproteine werden eben induziert durch Antigenkontakt.
Und die Antikörper sind dann eben sehr spezifisch gegen genau dieses Antigen. Antikörper werden produziert durch B-Lymphozyten. Die B-Lymphozyten besitzen eine membranständige Form ihres Antikörpers, das ist dann der B-Zellrezeptor. Und wenn sie dann aktiviert sind, produzieren sie eine lösliche Form ihren löslichen Antikörper. Antikörper besitzen einen ganz charakteristischen Aufbau und sie erkennen eben genau diese spezifischen molekularen Strukturen von Pathogenen, die vorher eben ihre Produktion ausgelöst haben.
Der nächste Begriff, der beim Immunsystem wichtig zu verstehen ist, ist der Begriff des Epitops. Synonym kann man das Epitop auch Antigene-Determinante nennen. Das Epitop ist genau...
der Teil des Antigens, der kleine Anteil des Antigens, an den das Immunglobulin bindet. Beziehungsweise genau der Teil, der auch vom T-Zell-Rezeptor erkannt werden kann. Das heißt, die Antigene Determinante ist der kleine Teil des Antigens.
Aber genau der Teil, der eben relevant ist für die Bindung der Immunglobuline an das Antigen. Hier gibt es nun zwei verschiedene Formen der Antigen-Determinante. Es gibt die sogenannte Sequenz-Determinante. Das ist eine Antigene-Determinante, die bestimmt wird durch die Abfolge der Aminosäuren in der Primärstruktur.
Das Das heißt beispielsweise, dass sechs aufeinanderfolgende Aminosäuren genau die Antigene Determinante sind, die von der B-Zelle erkannt werden. Auch bei Denaturierung des Proteins bleibt ja diese Primärstruktur erhalten, die Aminosäure-Sequenz bleibt erhalten und die B-Zelle kann dann eben, oder der Antikörper der B-Zelle kann dann eben genau dieses Pathogen erkennen, genau dieses Antigen erkennen. Im Gegensatz dazu gibt es die Konformationsdeterminante.
Das ist die Antigenedeterminante, die jetzt nicht durch die unmittelbare Abfolge von Aminosäuren entsteht, sondern erst durch die 3D-Struktur, in der sich diese Aminosäuren anordnen. Das heißt, wenn das Protein zum Beispiel denaturiert, dann... geht auch die Konformationsdeterminante verloren, weil ja eben die Antigene-Determinante, das Epitop, die 3D-Struktur ist. Die 3D-Struktur geht kaputt bei einer Denaturierung und damit auch die Konformationsdeterminante.
Folge, der Antikörper kann das Epitop nicht mehr erkennen. Der nächste Begriff ist der Begriff des Haptens. Ein Hapten ist ein ganz kleines Molekül. Dieses Molekül wird durch das Immunsystem erkannt.
Allerdings ist es so klein, dass eben eine Bindung zum Beispiel eines Haptens nur eine Immunreaktion auslösen kann und die Bildung von Antikörpern auslösen kann, wenn das Hapten an einem Makromolekül, an einem sogenannten Träger gebunden ist. Und nur dann, wenn das Hapten sich... auf einem Träger befindet, wird eine adaptive Immunantwort ausgelöst. Wenn das Haptin so gelöst vorkommt, als kleines Molekül ohne Träger, dann wird eben keine Immunantwort ausgelöst. Das spielt nachher auch eine wichtige Rolle bei der allergischen Reaktion.
Was haben Sie nun im Vortrag gelernt? Sie kennen nun die wesentlichen Funktionen des Immunsystems. Außerdem können Sie das Immunsystem einteilen in eine adaptive Komponente und in eine angeborene Komponente. Außerdem wissen Sie, was die primären lymphatischen Organe oder primären Organe des Immunsystems und die sekundären lymphatischen Organe, also die sekundären Organe des Immunsystems sind.
Also Sie können sie benennen. und sie sind in der Lage, die Begriffe Antigen, Antikörper, Antigene-Determinante, Epitop, Sequenz-und Konformations-Determinante und Hapten zu definieren. Ich hoffe, Ihnen hat dieser Vortrag gefallen und ich freue mich, Sie beim nächsten Mal begrüßen zu dürfen. Bis dahin, tschüss!