5.3 Immunbiologie

IB-Aufgaben Definieren Sie Pathogen. Erläutern Sie, warum Antibiotika zwar gegen Bakterien, nicht aber gegen Viren wirksam sind. Umreißen Sie die Rolle der Haut und Schleimhäute als Schranken gegen Pathogene.

Definition Pathogen Pathogene sind Organismen (meist Viren oder Bakterien), welche eine Krankheit verursachen.

Antibiotika helfen gegen Bakterien, aber nicht gegen Viren. Warum?

Antibiotika blockieren spezifische Stoffwechselwege, die in Bakterien, nicht aber in eukaryotischen Zellen vorkommen. Viren reproduzieren sich mit dem Stoffwechsel der Wirtszelle (Viren haben keinen eigenen Stoffwechsel!), auf den Antibiotika nicht einwirken können Zeit: 2 + 5 Stunden

Virus Reproduktion

Haut und Schleimhäute wirken als Schranken gegen Pathogene

Haut – als Barriere Die Haut ist eine feste und dadurch undurchdringliche Barriere. mehrere Schichten verhornter Zellen und eine durchgehende Zellschicht. trocken, dadurch können Pathogene schlecht wachsen und sich nicht gut fortpflanzen.

Haut – als Barriere Lysozyme (Enzyme) auf der Haut, sie bekämpfen Pathogene Die Haut hat sauren pH-Wert, Wachstum von (pathogenen) Bakterien wird verhindert. Äußere Zellen werden abgeworfen (um Parasiten und Bakterien zu entfernen).

Schleimhaut (mucosa) Barrieren gegen Pathogene Die Schleimhäute bekämpfen Mikroorganismen. Sekretierte Lysozyme der Schleimhäute zerstören Bakterien. Zilien (Flimmerhärchen) stoßen Schleim mit Bakterien aus (Bronchien, Bronchiolen)

Keypoints Barrieren gegen Pathogene Haut fest, trocken, verhornt, Lysozyme, saurer pH-Wert Schleimhäute Lysozyme, Zilien, Schleim Phagozytische Leukozyten Phagozytose von Pathogenen

Übung Zeichne ein Bild des menschlichen Körpers, in dem die Barrieren gegen Pathogene zu sehen sind. (Haut, Schleimhäute, phagozytische Leukozyten) Beschrifte deine Zeichnung und finde eine passende Überschrift.

IB-Aufgaben Umreißen Sie, wie phagozytische Leukozyten Pathogene im Blut und im Körpergewebe aufnehmen. Unterscheiden Sie zwischen Antigenen und Antikörpern.

Makrophagen phagozytieren Pathogene Figure: 32-3 Title: The attack of the macrophages Caption: (a) A phagocyte reaches for a rod-shaped bacteria. (b) This macrophage has stuffed itself with bacteria, which are visible through a hole in its plasma membrane.

Figure: 32-3 part a Title: The attack of the macrophages part a Caption: (a) A phagocyte reaches for a rod-shaped bacteria.

Figure: 32-3 part b Title: The attack of the macrophages part b Caption: (b) This macrophage has stuffed itself with bacteria, which are visible through a hole in its plasma membrane.

Phagozytische Leukozyten Bakterien mit Schleim-kapsel werden von Anti-körpern erkannt und zum Phagozyt gebracht. Phagozytischer Leukozyt Bakterien ohne Schleimkapsel werden phagozytiert (Endozytose).

Antikörper Antigen

Antikörper:. Glycoproteide, die von. Plasmazellen auf den Antikörper: Glycoproteide, die von Plasmazellen auf den Reiz eines Antigens gebildet werden. Antigen: Alles, was eine Immunantwort verursacht. Ein fremdes Molekül auf der Oberfläche von Pathogenen

IB-Aufgaben Erläutern Sie die Erzeugung von Antikörpern. Antigenpräsentation durch Makrophagen Aktivierung von Helfer-T-Zellen Aktivierung B-Zellen (Antikörperklone) Plasmazellen und Gedächtniszellen

Antikörper Produktion

Phagocyten ingestieren Bakterien durch Endocytose Das Blut hat zwei verschiedene Typen von weißen Blutkörperchen oder Leukozyten. Phagocyten ingestieren Bakterien durch Endocytose Lymphocyten produzieren Antikörper

Antikörper sind spezifisch – sie binden nur an ein spezifisches Antigen. Microbe Antigen

Produktion von Antikörpern durch Lymphocyten Ein Lymphocyt kann nur einen Typ von Antikörper produzieren. Also braucht man sehr viele verschiedene Lymphocyten. Jeder Lymphocyt hat einige seiner Antikörper auf seiner Zelloberfläche…

Die Antigene eines Pathogens binden an die Antikörper an der Zelloberfläche des Lymphocyten. … …Dies aktiviert den Lymphocyten.

Diese Klone produzieren nun viele Antikörper… Der aktivierte Lymphozyt teilt sich (Mitose) und produziert viele Klone identischer Zellen. (mitotische Klonbildung!) MITOSE Diese Klone produzieren nun viele Antikörper… … dieselben Antikörper, welche man braucht um das Pathogen zu bekämpfen.

Keypoints Antikörperproduktion Es gibt viele verschiedene Arten von Lymphozyten. Jede Art erkennt ein spezifisches Antigen und reagiert durch Teilung und Klonbildung. Dieser Klon produziert dann einen spezifischen Antikörper gegen das Antigen.

Herausforderung und Reaktion Klonselektion und Gedächtniszellen Film “Immunreaktion” Zeichne ein Schaubild mit den Begriffen Makrophage Antigen Antikörper T-Helferzelle B-Zelle Gedächtniszelle Plasmazelle

Herausforderung und Reaktion (grundlegender Mechanismus der Immunität) Kontakt mit Antigen bei Erstinfektion (Herausforderung) Produktion von Antikörpern und Gedächtniszellen (Reaktion) Immunität

Antigen Antigen T-Helfer-Zelle B-zelle Makrophage Gedächtnis- Zelle Aktivieren T-Helfer-Zelle Aktivieren B-zelle Klone Gedächtnis- Zelle Plasma- Zelle Antikörper

Endoplasmatisches Reticulum (a) B-Zelle 4 Micrometer (b) Plasmazelle Figure: 32-9 Title: A B cell becomes a plasma cell Caption: Colorized micrographs of B cells (a) before and (b) after conversion to plasma cells. The plasma cell is much larger than the B cell and is packed with rough endoplasmic reticulum that synthesizes antibodies. Endoplasmatisches Reticulum 4 Micrometer

Anzahl produzierter Antikörper Beschreibe und erläutere die Grafik Anzahl produzierter Antikörper Zweite Infektion Erste Infektion Figure: 32-12 Title: Memory cells and the immune response Caption: The immune response to the first exposure to a disease-causing organism is fairly slow and not very large, as B and T cells are selected and multiply. A second exposure activates memory cells formed during the first response, so the second response is both faster and larger. 2 4 6 8 Zeit (Wochen)

IB-Aufgaben Umreißen Sie das Prinzip von Herausforderung und Reaktion, Klonselektion und Gedächtniszellen als Grundlage der Immunität. Definieren Sie aktive und passive Immunität.

Aktive Immunität Immunität für lange Zeit Infektion mit Antigen Krankheit oder Impfung Antikörper und Gedächtniszellen Der Körper produziert sie AKTIV Immunität für lange Zeit gegen dieses Antigen

Passive Immunität Organismus A produziert Antikörper Übertragung auf anderen Organismus Natürlich oder durch Impfung Immunität nur kurze Zeit Antikörper binden an Antigen

IB-Aufgaben Beschreiben Sie die Erzeugung monoklonaler Antikörper sowie deren Anwendung bei der Diagnose und bei der Behandlung.

Monoklonale – Polyklonale Antikörper Pathogene haben viele verschiendene Antigene Viele verschiedene Antikörper werden produziert (polyklonal) Schwierig einen bestimmten Antikörper zu selektieren Monoklonale Antikörper sind alle identisch

Produktion monoklonaler Antikörper Injektion eines Antigens in eine Maus Warten auf primäre Immunantwort Entnahme von Blut Problem 1: B-Zellen müssen am leben beiben Problem 2: Identifizierung der B-Zellen, die das gewünschte Antigen produzieren.

Produktion monoklonaler Antikörper Fusion von b-Zellen und Krebszellen Hybrid-Zellen leben lang UND produzieren Antikörper Transfer in Medium, indem nur Hybridzellen überleben ELISA-Test für Proteine Ausgewählte Hybridzellen werden kultivert und leben sehr lange Diese Zellen können immer Antikörper produzieren

Anwendung monoklonaler Antikörper bei Diagnose und Behandlung Schwangerschaftstest Embryo produziert HCG, ins Blut der Mutter Antikörper gegen HCG reagieren und verändern enzymatisch die Farbe Krebs Krebszellen haben andere Antigene als gesunde Zellen

IB-Aufgaben Erläutern Sie das Prinzip der Impfung. Erläutern Sie die Vorteile und Gefahren einer Impfung.

Imfpung Der Körper produziert Antikörper und Gedächtniszellen Injektion mit abgeschwächtem Pathogen Der Körper produziert Antikörper und Gedächtniszellen Bei einer neuen Infektion ist der Körper immun durch eine schnelle Reaktion der Gedächtniszellen

Vorteile und Gefahren von Impfung Nachteile Eliminierung von Krankheiten Toxisches Quecksilber in Impfstoffen Verhinderung von Pandemien Mögliche Überbelastung des Immunsystems Weniger Gesundheitspflegekosten Mögliche Zusammenhänge mit Autismus

IB-Aufgaben Umreißen Sie die Auswirkungen von HIV auf das Immunsystem. Erörtern Sie die Ursache, die Übertragung und die gesellschaftlichen Auswirkungen von AIDS.

Ursache, Übertragung und gesellschaftliche Auswirkungen von AIDS HIV – "human immunodeficiency virus“ AIDS - "acquired immunodeficiency syndrome“ Zeit: 2 + 5 Stunden

Auswirkungen von HIV auf das Immunsystem Anzahl aktiver Lymphozyten nimmt ab. Körper kann keine Antikörper produzieren. Ohne funktionierendes Immunsystem keine Reaktion auf Pathogene Einfache Krankheiten (z.B. Grippe) können zum Tod führen

Übertragung nur durch den Austausch von Körperflüssigkeiten möglich. Das Virus wird hauptsächlich durch sexuellen Kontakt oder Drogengebrauch verbreitet, wobei Blut oder Samenflüssigkeit übertragen wird. HIV kann ebenfalls von der Mutter auf das Kind übertragen werden oder durch Bluttransfusionen Zeit: 2 + 5 Stunden

Zeit: 2 + 5 Stunden

Gesellschaftlichen Auswirkungen von AIDS Durch AIDS kam es zu einer gesellschaftlichen Aufklärungskampagne welche besonders die Benutzung von Kondomen propagierte. Soziale Diskriminierung von AIDS-Kranken Zeit: 2 + 5 Stunden