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Immunologie für Dummies

Immunologie für Dummies

Bärbel Häcker

ISBN: 978-3-527-66785-7

Jul 2014

352 pages

Select type: E-Book

$18.99

Description

Vom Antigen bis zur Zyto - toxizität – alles, was Sie über Immunologie wissen müssen

Unser Immunsystem ist komplex – zum Glück für uns als Menschen, aber auch zum Leidwesen der Studenten, die sich mit Immunologie beschäftigen. Bärbel Häcker hilft Ihnen, sich dieser Materie zu nähern. Leicht verständlich erklärt sie die Komponenten des Immunsystems sowie die zelluläre und die humorale Immunantwort. Sie erläu - tert, was Sie über die Mediatoren und die anderen Proteine im Immunsystem wissen sollten und vieles mehr. Dieses Buch ist ein Wegweiser für jeden, der sich in dem Labyrinth aus Makrophagen, Lymphozyten und Granulo - zyten zurechtfinden muss. So können Sie der nächsten Klausur entspannt entgegensehen.

Widmung 7

Über die Autorin 9

Einführung 23

Über dieses Buch 23

In diesem Buch verwendete Symbole 24

Was Sie nicht lesen müssen 24

Törichte Annahmen über den Leser 25

Wie dieses Buch aufgebaut ist 25

Teil I: Die Komponenten des Immunsystems 25

Teil II: Zelluläre Immunantwort 26

Teil III: Humorale Immunantwort 26

Teil IV: Mediatoren und andere wichtige Proteine im Immunsystem 26

Teil V: Regulation, Toleranz und Krankheiten 26

Teil VI: Top-Ten-Teil 26

Anhänge 26

Wie es weitergeht 26

Teil I Die Komponenten des Immunsystems 27

Kapitel 1 Was Immunologie überhaupt ist 29

Was geht uns Immunologie an? 29

Die erste Welt bestand aus Antikörpern, die zweite aus Zellinteraktionen. . . 29

Das Immunsystem ist zweigeteilt 31

Beschützt Sie von Anfang an – die angeborene Immunität 31

Folgt später – die erworbene oder adaptive Immunität 32

Kommunikation zwischen Zellen 35

Die verschiedenen Arten der Immunität im Überblick 35

Kapitel 2 Die Mitspieler: welche Zellen für das Immunsystem wichtig sind 37

Phagozyten – Fressen aus Leidenschaft 37

Granulozyten: die Vielgestaltigen 37

Mononukleäre Phagozyten – die Allesfresser und Straßenkehrer 39

Präsentation ist alles: die Feuermelder – dendritische Zellen 43

Zum Töten geboren – natürliche Killerzellen 43

Lymphzellen – B und T sind Profis 45

B wie Bursa oder Bone 45

Auf den Thymus kommt es an 46

Mastzellen – randvoll mit Granula 51

Zelloberflächenmerkmale 52

Kapitel 3 Lymphorgane und das Lymphsystem: damit alles in richtigen Bahnen läuft 55

Lymphe und Lymphgefäße 55

Primäre Lymphorgane: Ort der Hämatopoese und der Schulung von Lymphzellen 56

Knochenmark: Ort der Blutbildung und des immunologischen Gedächtnisses 56

Thymus: Auch T-Zellen gehen an die Uni 58

Bursa fabricii: die mysteriöse Tasche 61

Sekundäre Lymphorgane: Orte des Antigenkontakts 62

Lymphknoten: immunologische Filter und Informationsbörse 62

Milz: Überwachungsorgan für Antigene 64

Schleimhautassoziierte lymphatische Gewebe: Wächter der Schleimhäute 66

Immer auf der Wanderschaft – Lymphzellrezirkulation 66

Kapitel 4 Das zweiästige Immunsystem: Auf zwei Beinen steht es sich besser 69

Das angeborene Immunsystem: mehr als eine Festungsmauer 69

Entzündung – das Feuer wird entfacht 70

Chemotaxis – angelockt von chemischen Signalen 70

Phagozytose – den Feind zum Fressen gern haben 72

Natürliche Killerzellen 76

An ihren Mustern werdet Ihr sie erkennen – Mustererkennungsrezeptoren 76

KIR-Rezeptoren: bloß nicht kirre werden 81

In der Waffenkammer des angeborenen Immunsystems 82

Erworbene Immunität und immunologisches Gedächtnis – keine

Allround-Waffen, sondern maßgeschneiderte Schützen und Geschosse 86

Antikörper: die Giftfänger 87

B-Zellen: die Waffenschmiede 88

T-Zellen: die Wählerischen 89

Erkenne das Antigen: T- und B-Zell-Rezeptor 91

Moleküle des erworbenen Immunsystems 92

Gedächtniszellen: Sie vergessen nichts, auch wenn Jahre vergehen 93pitel 5

Antigene: Auslöser für Immunreaktionen 95

Antigene: Socken für die Spürhunde 95

Antigenität: je größer und fremder, desto stärker 96

Ganz genau: Antigenspezifität 97

B-Zell- und T-Zell-Epitope 97

Haptene und Carrier: Antikörper durch Teamwork 98

Thymusabhängige und thymusunabhängige Antigene 99

Wirkung von Adjuvanzien 100

Die Natur ist voller Antigene 101

Proteine als Antigene 101

Virusantigene 102

Bakterienantigene 102

Tierische und pflanzliche Antigene 104

Teil II Zelluläre Immunantwort 105

Kapitel 6 Der Haupthistokompatibilitätskomplex: Erkenne dich selbst! 107

Histokompatibilitätsgene bei Mensch und Maus 107

Kongene Mäuse im Labor – ein Genort macht den Unterschied aus 111

MHC-Klasse-I-Moleküle: der Personalausweis jeder Zelle 112

MHC-Klasse-II-Moleküle: spezielles Serviertablett antigenpräsentierender Zellen 115

MHC-Klasse-IB-Moleküle 117

MHC-Klasse-III-Moleküle 117

MHC-Klasse-I-ähnliche Moleküle 118

MHC-Polymorphismus 118

Nebenhistokompatibilitätsantigene – keine Nebensache 120

Kapitel 7 T-Zell-Rezeptoren & Co. 121

Der lange Weg zum T-Zell-Rezeptor 121

Aufbau des Rezeptors: αβ oder γ δ 123

γ δ-T-Zell-Rezeptoren: die Rätselhaften 123

Kombinatorik oder wie die Vielfalt der Rezeptoren entsteht 124

Co-Rezeptoren 126

Wie das Signal vom Rezeptor ins Zellinnere gelangt 127

Kapitel 8 Die Rolle der Makrophagen und dendritischen Zellen im Immunsystem 129

An die Waffen, Männer! – Wenn Makrophagen ernst machen 129

Fressen, aufbereiten, darbieten: die Antigenprozessierer 130

Makrophagen und Antikörperbildung 136

Makrophagen und die Entstehung von T-Helferzellen 137

Gefahr erkannt, Gefahr gebannt 138

Kapitel 9 Mechanismen der T-Zell-Kooperation 139

T-Zell-B-Zell-Kooperation 139

T-Zell-T-Zell-Kooperation 143

T-Zell-Makrophagen-Kooperation 143

Kapitel 10 Zytotoxizität: der Todeskuss 145

Feind erkannt, Feind geküsst, Feind gebannt: die Arbeit der Killerzellen 145

Speichergranula – die Patronenhülsen der Killerzellen 147

Perforin – das Schießpulver wurde nicht vom Menschen erfunden 147

Selbstschutz vor der todbringenden Waffe Perforin 149

Andere Killerproteine in der Natur 149

Teil III Humorale Immunantwort 151

Kapitel 11 Antikörper – erkennen, binden, markieren 153

Die Welt der Theorien 153

Die Matrize beginnt zu bröckeln 156

Eine Zelle, ein Antikörper 157

Die Klonale Selektionstheorie 158

Gefreiter 72135, vortreten und vermehren! 159

Antikörper – maßgeschneiderte Waffen 161

Kapitel 12 Die Struktur der Immunglobuline 163

Gammaglobuline – die Chemiker kommen zum Zug 163

Vier Ketten für ein Molekül 163

Kappa oder Lambda 164

Variabel und konstant 164

Isos, allos, idios – Variationen in Hülle und Fülle 167

Kapitel 13 Antigen-Antikörper-Reaktionen 171

Epitop und Paratop: wie Schlüssel und Schloss 171

Wo zarte Kräfte viel erreichen – die Bindung zwischen Antigen und Antikörper 172

Passform und Affinität – je besser, desto stärker 172

Spezifität und Kreuzreaktion 173

Präzipitationen und die Gitterhypothese 174

Kapitel 14 Biologische Funktionen der Immunglobuline 177

Antikörperklassen – fünf im Bunde 177

Immunglobulin G: die Standardausführung 177

Immunglobulin M: der Schnellstarter 178

Immunglobulin A: der Schleimhautantikörper 179

Immunglobulin D: der B-Zell-Rezeptor 180

Immunglobulin E: der Allergievermittler 181

Kapitel 15 Der Antikörpervielfalt auf der Spur 183

Keimbahn versus somatische Variation 183

Die Dreyer-Bennett-Hypothese 183

Genumlagerung – Probieren, bis zum Erfolg! 184

Korrekte Antikörperfaltung – von der Anstandsdame überwacht 189

Kapitel 16 Die Antikörperantwort 191

Am Anfang steht Immunglobulin M 192

Die Sekundärantwort: Beim zweiten Mal klappt es schon besser 193

Je länger, desto besser – die Affinitätsreifung 195

Von M auf G, E oder A – der Antikörperklassenwechsel 195

Kapitel 17 Antikörpertechnologie – wenn Immunologen basteln 199

Die magische Gewehrkugel 199

Rekombinante Antikörper auf Bestellung 202

Bispezifische Antikörper: die Brücke zwischen Tumorzelle und T-Zelle 203

Teil IV Mediatoren und andere wichtige Proteine im Immunsystem 207

Kapitel 18 Komplement – auf klassischen und alternativen Wegen 209

Komplement: eine nützliche Ergänzung 209

Opsonisierung, Phagozytose und/oder Lyse von Bakterien 210

Beseitigung von Immunkomplexen 210

Verstärkung der B-Zell-Antwort 211

Komplementaktivierung: Drei Wege führen zum Ziel 212

Der klassische Weg 212

Der alternative Weg: das Properdinsystem 214

Der Lektinweg 216

Ficoline: komplementaktivierende Lektine der angeborenen Immunität 217

Den Tiger im Zaum halten – der Schutz vor Komplement 218

Kapitel 19 Ohne Botenstoffe geht es nicht: Zytokine 221

Interferone – wer mischt sich hier ein? 222

Interferon-α: Leukozyteninterferon 222

Interferon-β: Fibroblasteninterferon 223

Interferon-γ – Immuninterferon 224

MIF: der Makrophagen-Migrationshemmer 224

Interleukine – Botenstoffe zwischen Leukozyten 225

Interleukin 1 – der Entzündungsförderer 225

Interleukin 2 – der Wachstumsfaktor 226

3, 4, 5, 6, 7. . . – und noch mehr Interleukine 227

Tumor-Nekrose-Faktor: eine Proteinfamilie 228

TNF-α – von der Membran abgespalten 228

TNF-β – sezerniertes Homotrimer 229

Lymphotoxin β – der Anker für TNF-β 229

Koloniestimulierende Faktoren 230

Die Zytokinrezeptor-Familien 230

Der Il-2-Rezeptor 231

Teil V Regulation, Toleranz und Krankheiten 233

Kapitel 20 Regulation: die Bremse des Immunsystems 235

Natürliche Tregs 236

Adaptive Tregs 237

Wenn die scharfen Hunde nicht von der Kette dürfen 239

Kapitel 21 Immunologische Toleranz und Transplantation 241

Toleranz erwerben 241

Embryonale Toleranz: offen für alles 241

Klonale Eliminierung: wer falsch reagiert, wird ausgemerzt 244

Hochdosis-Toleranzinduktion: die Überrumpelungstaktik 244

Niedrigzonentoleranz: Steter Tropfen höhlt den Stein 245

Toleranzmechanismen: wie autoreaktive Zellen ausgeschaltet werden 245

Überprüfung der B-Zellen 246

Überprüfung der T-Zellen 247

Transplantationen – Spendergewebe muss weitgehend kompatibel sein 249

Der Fötus – ein natürliches Allotransplantat 252

Kapitel 22 Immunsystem und Krankheiten – wenn die Abwehr Kapriolen schlägt 253

Immundefekte 253

Angeborene Immundefekte 253

Erworbene Immunschwäche 257

MHC-Haplotyp und Erkrankungen 260

Allergien: Immunreaktionen auf Abwegen 261

Typ-I-Allergie vom Soforttyp 262

Allergie vom zytotoxischen Typ 265

Allergie vom Immunkomplextyp 266

Zellvermittelte Allergie vom Spättyp 268

Erleichterung verschaffen 269

Autoimmunerkrankungen: wenn der Schuss nach hinten losgeht 270

Wenn der Wolf Röte verursacht – Lupus erythematodes 272

Wenn Antikörper die Schilddrüse überstimulieren – Morbus Basedow 272

Wenn Antikörper mit Acetylcholin am Rezeptor konkurrieren – Myasthenia gravis 274

Wenn insulinbildende Zellen zerstört werden – Diabetes Typ I 275

Wenn T-Zellen als Serienkiller das Nervensystem angreifen – Multiple Sklerose 276

Aufgepasst – Immunüberwachung von Tumoren 277

Tumorspezifische Antigene 277

Ausgetrickst: Entkommensstrategien von Tumorzellen 278

Kapitel 23 Ausgetrickst: Krankheitserreger unterwandern das Immunsystem 279

Find’ mich doch! Mikroorganismen verstecken sich in Zellen 279

Fang mich doch, da bin ich doch! Listerien narren das Immunsystem 280

Bakterien mit Tarnkappe 280

Bakterien mit gefälschter Identität 280

Trojanische Pferde: Viren tarnen sich als harmlose Zelltrümmer 281

Immer einen Schritt voraus: Antigenvariation 281

Wenn Jäger zu Gejagten werden: Mikroben attackieren Fresszellen 283

Teil VI Der Top-Ten-Teil 285

Kapitel 24 Zehn Meilensteine der Immunologie 287

Virenabwehr mit Interferon 287

Ein Antikörper – eine Zelle 287

Kreuzreaktionen von Antikörpern belegen die Klonale Selektionstheorie 288

Quantitative Präzipitationsreaktionen 288

Entdeckung der V-Region von Antikörpern 289

T-Zell-B-Zell-Kooperation bei der Antikörperbildung 290

Das TH1-/TH2-Paradigma 291

Die Struktur der MHC-Moleküle und der röntgenkristallographische Nachweis der Bindungsgrube von HLA-A2 291

Sequenzierung MHC-gebundener Peptide 293

Toll-ähnliche Rezeptoren – die Wiedergeburt der angeborenen Immunität 293

Kapitel 25 Zehn plus vier Nobelpreise für Immunologen 295

Emil von Behring – Besieger des Würgeengels 295

Robert Koch – Begründer der Infektionslehre 296

Paul Ehrlich – Vater der Seitenkettentheorie – und Ilja IljitschMetchnikow – Entdecker der Phagozyten 296

Charles Richet – Erforscher der Anaphylaxie 297

Jules Bordet – Entdecker von Alexin (Komplement) 297

Karl Landsteiner – Entdecker der Blutgruppen 298

Peter Brian Medawar und Frank Macfarlane Burnet – Väter der Theorie der erworbenen Immuntoleranz 298

Gerald Edelman und Rodney Porter – Aufklärer der Antikörperstruktur 299

Rosalyn Yalow – Erfinderin des Radioimmunassays 300

George Snell, Jean Dausset und Baruj Benacerraf – Entdecker der Histokompatibilitätsgene 300

Niels Kai Jerne, George Köhler und Cesar Milstein – Theoretiker und praktische Anwender eines Paradigmas 302

Susumu Tonegewa – Entdecker des Ursprungs der Antikörperdiversität 303

Joseph E. Murray und E. Donnall Thomas – zwei Transplantationschirurgen 304

Rolf Zinkernagel und Peter Doherty – Entdecker der MHC-Restriktion zellvermittelter Immunreaktionen 304

Das 20. Jahrhundert – Summa summarum 305

Anhang A Das immunologische Kochbuch: Wichtige Methoden im Überblick 307

Immunisierung: Footpad oder ins Bäuchlein 307

Gewinnung von Antiseren 307

Lymphozyten gewinnen und trennen 307

Gewinnung adhärenter dendritischer Zellen 309

Gewinnung von Peritonealmakrophagen 311

Gewinnung von Knochenmarkmakrophagen 311

Farr-Test zur Antikörperbestimmung 311

Radioimmunassay 312

Präzipitationsreaktion in Gelen: Immundiffusion 313

Doppelte Immundiffusion (Ochterlony-Test) 313

Einfache radiale Immundiffusion 314

Immunelektrophorese 316

ELISA: enzyme-linked immunosorbent assay 316

Tests auf Basis roter Blutkörperchen 317

Hämagglutination 317

Hämolyse-Test 320

Hämolytischer Plaque-Test nach Jerne 320

Gemischte Lymphozytenkultur 321

Zytotoxizitätstest mit 51Chrom 322

Immunfluoreszenz/Durchflusszytometrie 324

Direkte Immunfluoreszenz 325

Indirekte Immunfluoreszenz 325

Durchflusszytometrie 326

HLA-Typisierung 328

Herstellung monoklonaler Antikörper 329

Immunmagnetische Beads 331

Anhang B Glossar 335

Stichwortverzeichnis 345