Blut:Immunsystem - Die Zusammenfassung beinhaltet nur das Thema Blut und Immunsystem. Wintersemester PDF

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Die Zusammenfassung beinhaltet nur das Thema Blut und Immunsystem. Wintersemester 2016/2017...

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Blut Allgemein: Das Blut ist mit all seinen Bestandteilen ein Gewebe/ Organ, das für den Transport von Sauerstoff Kohlenstoffdioxid und Substraten verantwortlich ist. Es sorgt für ein gleichmäßiges Milieu vom pH Wert Blut hat eine klar definierte Zusammensetzung, die ständiger Kontrolle unterliegt. Dabei wird die Konzentration von Sauerstoff und Kohlenstoffdioxid über die Atmung reguliert, die Substrate vorwiegend durch Leber und Niere. Blut nimmt ca. 7-9 % der Körpermasse ein, in Leber und Milz befinden sich Blutreserven. Blut kann in verschiedene Bestandteile unterteilt werden. Die Zellen im Blut werden als Blutkörper bezeichnet. (Erythrocyten, Leukocyten und Thrombozyten). Als Blutplasma wird der flüssige Teil des Blutes bezeichnet, der keine Zellen enthält.

Blutplasma enthält: ca 92% Wasser, als Träger der anderen Bestandteile ca. 1% Elektrolyte, wie Natrium, Kalium, Calcium, Chlorid, Hydrogencarbonat, Hydrogenphosphat, Spurenelemente, Organische Anionen ca. 7% Proteine wie Albumine, Globuline und Fibrinogen. Gase,wie Sauerstoff, Kohlendioxid 0.2 % Nährsubstrate Glucose, Lipide, Aminosäuren 0.1% Abbauprodukte Harnstoff Harnsäure

Serum Blutserum: Blutserum ist der Plasmateil des Blutes, der von Fibrinogen und anderen Proteinen, die bei der Gerinnung/ Blutstillung eine Rolle spielen, befreit ist.

Blutzellen im Überblick Es gibt verschiedene Arten von Blutzellen, die im Knochenmark aus Stammzellen gebildet werden. Erythrocyten Leukocyten, aus denen Granulocyten, Lymphocyten (B und T) und Monocyten hervorgehen können. Bei den Granulocyten wird noch in neutophile, eosinophile basophile Granulocyten unterschieden. Thrombocyten

Blutstillung/ Blutgerinnung Blut kann via Zentrifugattion in verschiedene Phasen unterteilt werden. Dabei kann beobachtet werden, dass die unterste Schicht aus roten Blutkörpern, die mittlere Schicht aus weißen und oberste Schicht aus Plasma besteht. Würde die Blutprobe eine gewisse Zeit stehen, würden sich durch die Gravitation ebenfalls diese Phasen ergeben. Je höher der Gehalt an Fibrinogen im Blut ist, desto schneller entstehen die drei Phasen. Fibrinogen ist ein Plasmaprotein und gehört zu den Gerinnungsfaktoren der Plasmaproteine. Die Blutstillung (auch Hämostase) beschreibt den Wundschlussmechanismus. Die Blutstillung kann in zwei Phasen unterteilt werden. Bei der Blutstillung sind Thrombozyten beteiligt. Primäre Hämostase: Die primäre Hämostase wird durch größere Mengen Thrombozyten ausgelöst, die sich an die Verletzungsstelle heften. Die Thrombozyten heften an Kollagen! Im Folgenden entleeren die Thrombozyten ihre Granula (Gerinnungsaktive Substanzen) u.a. auch ADP. Das ADP bewirkt die Bildung von Fortsätzen, die zu einer Verheftung der Thrombozyten führt. Ein locker sitzender Pfropf entsteht. Ebenso wird Serotonin freigesetzt, das eine Kontraktion des Blutgefäßes auslöst. Sekundäre Hämostase. Gerinnung Die sekundäre Hämostase beschreibt die Blutgerinnung. Die sekundäre Hämostase basiert auf der Gerinnungsfähigkeit des Blutes. Hier wird ein Fibrinnetzwerk gebildet, das den Pfropf ,der bei der primären Hämostase erzeugt wurde, verstärkt. Dies geschieht in mehreren Schritten. Der Kontakt der Thrombozyten und Blutinhaltsstoffen mit Gewebe außerhalb des Blutgefäß löst eine Kaskade aus. Bei dieser Kaskade wird das inaktive Prothrombin in aktives Thrombin umgewandelt. Das verletzte Gewebe enthält einen „tissue factor“, der zusammen mit Gerinnungsfaktoren die inaktive Vorstufe Prothrombin zu Thrombin aktiviert. Thrombin wird über den Faktor X aktiviert. Damit Thrombin aktiv werden kann, ist Ca unabdingbar. Thrombin katalysiert eine Reaktion, bei der aus dem Protein Fibrinogen, mehrere kleine Peptidstücke abgespalten werden. Dadurch wird das Fibrinigen verkürzt und es bildet sich ein kürzeres Molekül, Fibrin. Fibrin hat die Fähigkeit zu vernetzten und kann ein Flechtwerk bilden, das den Pfropf verstärken kann. Als Koagluation wird die Phase bezeichnet, in der Fibrinogen zu Fibrin katalysiert wird.

Blutgruppen Bei Menschen wird das AB0 und Rhesus System verwendet. Achtung, nicht bei Tieren. Blutgruppen werden durch Antigene, (Glykolipide) bestimmt, die auf der Oberfläche von Erythrozyten sitzen. Antigen = antibody generator => genetisch determiniert Achtung: Antigen ist ungleich Antikörper. Antikörper befinden sich im Serum und binden an ein Antigen. Bindet ein Antikörper, an ein Antigen, so kommt es zu eine Verklumpung.

Blutgruppe 0 besitzt keine Antigene an seinen Erythrozyten, jedoch Antikörper gegen Blutgruppe A und B. => Blutgruppe 0 kann von jedem Spender Blut erhalten, kann aber kein Blut spenden. Blutgruppe A und B besitzen jeweils ein Antigen A und B und einen Antikörper B und A . Blutgruppe AB besitzt zwei Antigene und verfügt über keine keine Antikörper im Serum. => Somit kann Blutgruppe AB jeder anderen Blutgruppe spenden, die Blutgruppen A und B können nur für ihre eigene Blutgruppe Blut zur verfügung stellen.

Rhesusfaktor Rhesusfaktor positive Menschen besitzen das Rhesusantigen auf der Oberfläche ihrer Erythrozyten. Rhesusfaktor negativen Menschen fehlt dieses Antigen. Kommen Menschen, die Rhesusfaktor negativ sind mit Menschen, die Rhesusfaktor positiv sind, in Kontakt, bilden die Menschen mit dem negativen Rhesusfaktor Antikörper gegen den positiven Rhesusfaktor. => Blut verklumpt. Dies ist besonders gefährlichen, wenn einen schwangerer Frau Rhesusfaktor negativ ist und das Kind Rhesusfaktor positiv ist. Kommen die verschiedenen Blutkreisläufe in Kontakt, bildet die Rhesusfaktor negative Mutter, Antikörper gegen ihr Kind.

Antigene/ Antikörper/Passive Aktive Immunisierung Antigen= antibody generator, spezifische Komponenten von Mikroorganismen. Was kann als Antigen wirken ? Proteine, komplexe polysaccharide Glykoproteine, Fette in Verbindung mit Proteinen oder Kohlenhydraten Nukleinsären= Autoimmunkrankheit.

Entscheidend bei der Antigenwirkung: Komplexität, Größe, Fremdheit, Stabilität

Welche Antikörper gibt es:

IgG: höchste Konzentration im Blut! wichtige Rolle bei der antikörpervermittelten Abwehr, Opsonierung, 150 KDa, Aktivierung des Komplement- systems IgM besteht aus fünf Untereinheiten (900 KDa), wichtigstes Immunglobulin bei der ersten Immunantwort, Funktionen entsprechend IgG IgA auf Körperoberflächen lokalisiert (Schleimhäute des Atmungsapp., Intestinaltrakt, Urogenitaltrakt etc.), verhindert die Anheftung von Antigenen auf der Körper- oberfläche, wird als Dimer sezerniert IgE auf Körperoberflächen, 190 KDa, gebunden an Rezeptoren von basophilen Granulozyten oder Mastzellen, wichtige Rolle bei Abwehr von Parasiten und Hypersensitivität (Allergien) IgD liegt als Rezeptor auf B-Lymphozyten vor, nur geringe Mengen in löslicher Form (170 KDa), nicht bei allen Säugetieren vorhanden Aktive/ Passive Immunisierung Bei der aktiven Immunisierung wird durch die Gabe von abgeschwächten oder inaktiven Erregern erreicht, dass die Antikörperbildung und Bildung spezifischer T- Lymphozyten angeregt wird. Abhängig von der Wirkung des verabreichten Erregers kann die Immunität mehrere Monate bis zu vielen Jahren anhalten.

Die passive Immunisierung bezeichnet den Zustand nach Übertragung von Immunglobulinen (Antikörper). Diese Immunisierung ist nur kurz wirksam, da die entsprechenden Antikörper schnell wieder abgebaut werden.

Erythrocyten Erythrozyten stellen den größten Anteil an Blutzellen dar. ca. 99 %. Sie besitzen bei Säugetieren keinen Zellkern, sind rund abgeflacht mit einer Delle in ihrer Mitte. Die daraus resultierende Oberflächenvergrößerung begünstigt die Eignung für den Austausch von Gasen. Die Membran enthält je nach Individuum spezifische Proteine und Polysaccharide. => Blutgruppen Innere Bestandteile der Erythrocyten Im Innern der Erythrozyten befindet sich das Hämoglobin. Abgekürzt (Hb). Hämoglobin ist ein Protein, das in der Lage ist Sauerstoff und CO2 zu binden. Jedes Hämoglobinmolkül besteht aus 4 Polypeptidketten (Globine).Jedes Globin besitzt eine eisenhaltige Hämgruppe. Eisen ist zweifach oxidiert. (Fe 2+). Nur in dieser Form kann Sauerstoff reversibel gebunden werden. Jedes Hämoglobinmolkül kann somit vier Sauerstoffmoleküle binden. Hämoglobinmolkül besteht aus 2 Häm alpha und 2 häm beta Globinen.

Bindung von CO2 und O2

Grundsätzlich bindet CO2 an eine andere Stelle am Hämoglobin wie der Sauerstoff. Ca.40 des CO2 werden über Hämoglobin transportiert. Ziel ist die Lunge. 60% befinden sich im Blutplasma, 10% davon physikalisch gelöst. 50 % werden von einem Enzym, das vom Hämoglobin abgegeben wird zu Kohlensäure umgebaut. Diese zerfällt in Hydrogencarbonat HCO3- + H+. Zerfällt das Hydrogencarbonat weiter, so entsteht Carbonat. CO3 2- +2H+. => Puffersystem im Blut. Fetales und embryonales Hämoglobin können mehr O2 binden als adultes Hämoglobin. Regulation und Produktion der Erythrozyten

Erythrozytenproduktion findet im Knochenmark statt. Die Lebensdauer von Erythrozyten beträgt ca. 100- 110 Tage. Erythrozytenproduktion wird auch als Erythroporese bezeichnet. Diese wird durch Erythropoetin kontrolliert. Erythropoetin stimuliert das Knochenmark zur Vermehrung von Erythrozyten. Erythropoetin wird bei O2 Abfall von der Niere freigesetzt.

Damit Erythrozyten gebildet werden können, muss ausreichen Eisen vorhanden sein. Eisen wird aus des Nahrung im Dünndarm gewonnen und über Schleimhautzellen ins Blut abgegeben. Dort bindet das Eisen an das Protein Transferin. 70 % des Eisens, das an Transferin gebunden ist wird in Knochenmark für die Synthese von Erythrozyten (spez. für Hämoglobin) verbraucht. 30 % werden in Eisendepots in Leber und Milz angelegt. Die Speicherung erfolgt in der Form von Ferritin bzw. Hämosiderin. Dort wird auch das Eisen gespeichert, das beim Abbau der Erythrozyten freigesetzt wird. Eisen kann sehr effektiv konserviert werden, dennoch kann ein Eisenmangel auftreten. Hämolyse ist der Austritt von Hämoglibin aus den Erythrozyten ins Plasma. Dies kann durch eine mechanische Beschädigung, Parasiten oder durch Gifte ausgelöst werden.

Immunsystem Überblick Das Immunsystem im Überblick Das Immunsystem verfügt über verschiedene Wege, Krankheiten bzw. krankmachende Erreger abzuwehren. Auf oberster Ebene befinden sich die mechanischen uns physiologischen Barrieren. Dazu zählen: 1. Haut 2. Schleimhäute aller Art 3. Enzyme in Tränen, Speichel, und Nasensekret 4. Inhaltsstoffe in der Blase Grundsätzlich gibt es zwei Arten von Abwehrsystemen. Die spezifische und die unspezifische Abwehr. Angeborene unspezifische Abwehr 1. Ist angeboren 2. bildet kein Gedächtnis 3. ist antigen unabhängig Die unspezifische Abwehr wird in zelluläre und humorale Abwehr eingeteilt. Zelluläre Abwehr Der Zelluläre Anteil besteht aus den: Granulozyten Monozyten Makrophagen dendritische Zellen Mastzellen natürliche Killerzellen Alle aufgeführten Zellen werden in der Summe als Leukozyten bezeichnet. Werden Mastzellen und natürliche Killerzellen herausgenommen, so erhält man die Phagozyten. Bis auf die Granulozyten sind alle Phagozyten Zellen, die Antigene repräsentieren. Die natürlichen Killerzellen erkennen Tumorzellen. Antigenrepräsentierende Zellen sind Zellen, die nach der Vernichtung eines Erregers, dessen Antigen auf ihrer Oberfläche repräsentieren. Humorale Abwehr Die humorale Abwehr besteht aus dem Komplementensystem. Das Komplementensystem enthält Plasmaeiweiß. Die Plasmaeiweiße markieren Erreger. Dieser Prozess wird als Oposonierung bezeichnet. Durch die Markierung der Erreger, können Abwehrzellen diese schneller erkennen Zytokine: Des Weiteren sind Zytokine im Plasma gelöst. Dies sind hormonartige Botenstoffe, die das Wachstum von Abwehrzellen stimulieren, Fieber auslösen und den Abwehrzellen wegweisend sind.

Erworbenes spezifisches Abwehrsystem Das erworbene Abwehrsystem ist ist verzögert wirksam, basiert auf einer Antigen spezifischen Abwehr, die genau auf einen speziellen Erreger abgestimmt ist. Es kann ein Gedächtnis ausbilden und erkennt Erreger wieder. Zelluläre Abwehr Das erworbene Abwehrsystem basiert bei der Zellulären Abwehr auf T und B Lymphozyten. Jeder T Lymphozyt reagiert auf eibestimmtes Antigen. Trifft ein T Lymphozyt auf sein Antigen an einem Erregen, so entwickelt er sich weiter zu einer T Helferzelle, cytotoxische T Zelle oder zu einer T Gedächtniszelle. Bei einer Aktivierung der B Lymphozyten entwickeln diese sich zu Plasmazellen und Gedächtniszellen weiter. B Lymphozyten sind Antigen repräsentierende Zellen. Humorale Abwehr Das Humorale Abwehrsystem besteht aus Antikörpern. Antikörper befinden sich in den Lymph und Körperflüssigkeiten. Antikörper bilden das Gegenstück zu den Antigenen und können optimal an den Antigen haften. Durch die Markierung der Erreger mit Antikörper, können die Erreger besser als pathogen erkannt werden und von Phagocyten zerstört werden. Antikörper werden von den Plasmazellen hergestellt.

Das Lymphsystem Das Lymphsystem ergänzt das Blutgefäßsystem, es transportiert Körperflüssigkeiten, Blutzellen und Nährstoffe. Es wird zwischen primären und sekundären Lymphorganen unterschieden. Primäre Lymphorgane: 1. Kochenmark/ Bursa 2. Thymus

sekundäre Lymphorgane 1. 2. 3. 4. 5. 6.

Milz Lymphknoten Mandeln (Tonsillen) Blinddarm Peyersche Plaqes Schleimhaut assoziierte Gewebe (Lymphfollikel)

Im Knochenmark entstehen alle Immunzellen. Ebenso reifen und entwickeln im Knochenmark die B -Lymphozyten. Im Thymus reifen und entwickeln sich die T- Lymphozyten.

Die B - Lymphozyten differenzieren bei Aktivierung zu Plasmazellen, die Antikörper produzieren. (humorale Abwehr) Die T - Lymphozyten differenzieren bei Aktivierung zu T Helferzellen, cyototoxischen Zellen, T Gedächtniszellen, Supressorzellen. (zelluläre Abwehr) Lymphgefässystem

Im Gewebszwischenraum befinden sich Lymphkapillaren. Lymphkapillaren = Lymphgefäße. Aus den Blutkapillaren tritt Flüssigkeit in das umliegende Gewebe aus . In dieser Flüssigkeit sind Botenstoffe, Nährstoffe, etc. enthalten. Die Lymphgefäße sind blind beginnend und ihnen fehlt meist die Basalmembran. Die Lymphflüssigkeit kann durch die Lymphkapillaren aufgenommen werden und abfließen. Die Lymphkapillaren verzweigen sich zu Lymphbahnen. Die Lymphbahnen transportieren die Flüssigkeit zur oberen Hohlvene zurück. Dort gelangt die Lymphe zurück ins Blut. Täglich werden ca. 2 Lymphe transportiert. In der Lymphgefäßwand befinden sich Lymphangione, die aus glatter Muskulatur bestehen und einen Rückfluss der Lymphe verhindern.

Hauptfunktion der Lymphe: Immunabwehr+Transport der weißen Blutkörperchen. Über die Lymphbahnen gelangen die weißen Blutkörperchen zurück in den Blutkreislauf.

Lymphknoten Die Lymphknoten unterbrechen die Lymphgefäße. Die Lymphknoten gehören zu den sekundären Lymphorganen. Zu den Lymphknoten wandern die antigenrepräsentativen Makrophagen und dendritischen Zellen. In den Lymphknoten sammeln sich ebenso naive B und T Lymphozyten, die aus der Lymphe gefiltert werden. Ein Lymphknoten ist ca 5-10 mm groß Folgender Aufbau: 1. Außen eine Kapsel aus Bindegewebe 2. gefolgt von einem Cortex, bestehend aus Lymphfollikel. Lymphfollikel beinhalten B Lymphozyten und Makropahgen + Keimzentrum, in dem sich die aktivierten B Lymphozyten vermehren. Dieses Zentrum vergrößert sich bei Infektionen=> Schwellung den Lymphknoten bei Infektion. 3. Hinter dem Cortex liegt der Paracortex, der T Zellen, dendritische Zellen und Makrophagen beinhaltet. 4. In der Medulla/Mark befinden sich sehr viele Makrophagen, dendritische Zellen und Plasmazellen, die T Lymphozyten aktivieren. 5. Die aktivierten T Zellen aktivieren die B Lymphozyten langfristig und effektiver als die Antigenstrukturen auf der Oberfläche der Makrophagen und dendritischen Zellen => Die aktivierten B Lymphozyten wandern über das Blut ins Knochenmark und setzten von dort aus Antikörper frei.

Die Milz: Speichert Monozyten, bzw. aktiviert diese zu Makrophagen, baut rote Blutkörperchen ab, rote Milzpulpa Abbau Erythrozyten, weiße Milzpulpa lymphatisches Gewebe Lymphfollikel: Tonsillen, Peyer`sche Plättchen etc., Abwehr- funktion auf Körperoberflächen

Spezifische Immunantwort

Spezifische Immunantwort: Stichpunkte Dendirtische Zelle wandert als Antigenpräsentierende in das Lymphgefäßsystem und präsentiert im Lymphknoten die Antigenstrucktur. Naive T Lymphozyten besitzen Antigenrezeptor, der entweder auf Antigenstruktur MHC1 oder MHC2 passt. Der Rezeptor, der auf MHC2 passt heißt CD4, der auf MHC1 passt CD8. Wird ein T Lymphozyt am MHC2 Komplex aktiviert, entwickelt sich der Lymphozyt zu einer T Helferzelle. Wird ein T Lymphozyt am MHC1 Komplex aktiviert, entwickelt sich der Lymphozyt zu einer cytotoxischen T- Zelle. Die T Helferzelle schüttet Zytokine aus, die eine starke Vermehrung der T Helferzelle bewirkt. T Helferzellen besitzen einen Antigenrezeptor, der genau auf das Antigen des Erregers im Körper passt. Des Weiteren entwickeln sich Gedächtniszellen, die viele Jahre im Körper verweilen und die Antigenstruktur des Erregers immer wieder erkennen können. Hauptaufgabe der T Helferzellen ist die Koordinierung der Immunabwehr. Dafür setzen sie in großer Menge Zytokine frei => sie sind chemische Alarmgeber bei einer Infektion. T Helferzellen aktivieren die B Lymphozyten. An der Oberfläche von B Lymphozyten befinden sich ebenfalls Antigenrezeptorten. Erkennt ein B Lyphozyt sein passendes Antigen, bindet diese an den B Lymphozyten. => kurze Aktivierung des B Lymphozyten. Für eine effektive Aktivierung der B Lymphozyten muss eine T Helferzelle an dem B Lymphozyten binden. B Lymphozyten sind ebenfalls Antigenrepräsentativ und präsentieren Antigene MHC2. (B Lymphozyten besitzen demnach den einen Antigenrezeptor, der auf das Antigen passt + präsentieren das Antigen des Erregers auf seiner Oberfläche) Durch die Bildung der T Helferzelle an den B Lymphozyten erfolgt eine Aktivierung des B Lymphozyten. Ist der B Lymphozyt aktiv vermehrt er sich stark und differenziert zu Plasmazellen. Die Plasmazellen produzieren nun Antikörper. Mehr als 2000 pro sek. Die Antikörper besitzen die gleiche Struktur, wie der Antigenrezeptor, der sich auf der Oberfläche der Plasmazellen befindet. Somit passen die Antikörper perfekt auf die Antigenstruktur des Erregers. Antikörper verteilen sich, spüren den Erreger auf und befestigen sich an seinem Antigen. Damit wird die Fortbewegung der Erreger gehemmt und Makrophagen erkennen über die Antikörper die Erreger schneller. Ebenso differenzieren einige B Lymphozyten zu B Gedächtniszellen. Diese Zellen bleiben über mehrere Jahre aktiv und können bei einer erneuten Infektion umgehend reagieren.

Spezifische Immunantwort auf Vieren und Tumorzellen. Vieren bestehen aus einer Hülle, an der sich Antigene befinden. Im Inneren befindet sich ihre DNA. Virus schleust sich in die Körperzelle, Körperzelle stellt die DNA des Virus her. => Der Virus vermehrt sich. Gesunde Körperzellen besitzen an ihrer Oberfläche eine MHC1 Struktur, die ein Eiweißkomplex enthält. Gesunde Körperzellen werden durch den Eiweißkomplex und die MHC1 Struktur als gesund erkannt und werden nicht vom Immunsystem angegriffen. Eine von einem Virus befallene Körperzelle weißt eine Veränderung an der Eiweißstruktur auf und wird von den cytotoxischen T Zellen erkannt und in Apoptose getrieben.

Unspezifische Immunantwort Registriert der Körper Erreger wird zunächst die unspezifische Immunreaktion ausgelöst. Dabei werden die weißen Blutkörperchen aktiviert (Leukozyten). An der unspezifischen Immunreaktion werden besonders die 1. 2. 3. 4. 5.

Granulozyten Monozyten Makrophagen (Monozyten sind Vorläufer) dendritische Zellen natürliche Killerzellen

aktiv. Die Makrophagen entwickeln sich aus den Monozyten und sind bei der Reaktion in verschiedenen Teilen des Körpers aktiv. Sie differenzieren je nach Körperregion verschieden aus. So finden sich 1. Osteoklasten (Knochen) 2. alveolare Makrophagen (Lunge) 3. Kupffer’sche Zellen (Leber) 4. Histiozyten (Bindegewebe) 5. Mikroglia (Gehirn) Die genau Rolle der Makrophagen wird später erörtert. Ist ein Erreger in den Körper eingedrungen, registrieren dies als erstes neutrophile Granulozyten, da diese Anzahlmäßig am häufigsten im Blut vertreten sind. ...