1
Q
immun
A
unempfindlich,
gefeit, sicher,
geschützt ( vor Bakterien, Viren, Pilzen, Plasmodien )
2
Q
Krankheitserreger
A
Pathogene
3
Q
Virale Infekte
A
Schnupfen, Grippe, Herpes (=Fieberblase ), Hepatitis, Masern, Mumps, Röteln, HPV, Sars Cov2, Ebola
4
Q
Bakterielle Infekte
A
Lungenentzündung ( Erreger: Pneumokokken )
Gehirnhautentzündung ( Memingokokken)
Diphtherie, Tetanus, Keuchhusten, Harnwegsinfekte
5
Q
Pilze
A
meist äußere Oberflächen (auch Darm)
Fußpilz, Soor, Hautekzeme
6
Q
Protozoen
A
Malaria (Plasmodium-Sporozoa),
Schlafkrankheit (Trypanosoma-Zooflagellata)
7
Q
Viren-Aufbau
A
sehr einfacher Aufbau:
- Erbgut: (DNA oder RNA)
- Eiweißhülle: befüllte Viren besitzen zusätzlich eine
- Virushülle: (Lippiddoppelschicht)- stammt von der Wirtszelle
- Rezeptorproteine in der Membran = Spikeprotein- dienen zum Andocken an die Wirtszelle
8
Q
Viren.. Problem..
A
- keine Zellorganellen
- kein eigener Stoffwechsel
- können sich nicht eigenständig vermehren
- Viren zählen nicht zu den Lebewesen
- sie brauchen zur Vermehrung eine Wirtszelle
9
Q
Virusinfektion
Ziel
A
Ziel: Vermehrung
(1) Anheftung/ Adsorption
(1.2) Eindringen in die Zelle/Penetration
(2) Freisetzung des Erbgutes/ Uncoating
(3) Replikation
(4) Proteinsynthese und Reifung
(5) Freisetzung der neuen Viren
10
Q
(1) Anheftung/ Adsorption
A
Virus bindet sich mit seinen Spikeproteinen (= haben nur befüllte Viren) an bestimmte Oberflächenproteine der Wirtszelle (=Rezeptoren) => Schlüssel-Schloss-Prinzip => Virus kann nur bestimmte Wirtszellen befallen
11
Q
(1.2) Eindringen in die Zelle/ Penetration
A
- Fusion:
- nur bei befüllten Viren
- Virushülle verschmilzt mit Zellmembran von Wirtszelle
- nur Genom (= Erbgut ) vom Virus wird eingeschläust - Endocytose:
- Virus wird von Wirtszelle umschlossen und wandert als Ganzes hinein
12
Q
(2) Freisetzung des Erbgutes
A
- Bei Fusion muss nur Eiweißhülle aufgelöst werden => Genom frei
- Bei Endocytose müssen Zellmembran & Eiweißhülle aufgelöst werden => Genom frei in Form von RNA/DNA
13
Q
(3) Replikation
A
- unterschiedlich bei DNA- und RNA-Viren
- RNA-Viren = einsträngiges Erbmaterial
=> wird zu den Ribosomen transportiert
=> dies bauen Proteine nach dem Rezept der RNA = Viren Proteine - DNA-Viren = doppelsträngiges Erbmaterial
=> kann an den Ribosomen nicht gelesen werden
=> dringt in den Zellkern
=> wird dort umgeschrieben in mRNA (= Messenger-RNA)
=> wird dann aus dem Zellkern ausgeschläust und zu den Ribosomen transportiert
=> Ribosomen produzieren Virusproteine
14
Q
(4) Proteinsynthese und Reifung
A
=> Virusproteine werden in der Zelle zusammengesetzt
=> es entstehen neue Viren = identisch
! Proteine werden aus Aminosäuren zusammengesetzt !
15
Q
(5) Freisetzung der neuen Viren
A
- Knospung
- Viren werden mit Teilen der Zellmembran der Wirtszelle abgeschnürt => entsteht ein behülltes Virus
2 . Lysierung ( keine Wirtszelle mehr )
- Zellmembran der Wirtszelle wird aufgelöst und die Viren werden frei => entstehen unbehüllte Viren
16
Q
Möglichkeiten der medikamentösen Behandlung..
Bakterien
A
mit Antibiotika behandelt
Antibiotika = Pilzgift = schädlich für Bakterien
Zellwand besteht aus einem anderen Stoff als bei Menschen = Kohlenhydrat = Murein
Unser Immunsystem kann das nicht erkennen - erkennbar für Antibiotika
=> an Murein macht sich das Antibiotika fest und hindert die Ausbreitung der Bakterien
17
Q
Kann man virale Infekte mit Antibiotika behandeln?
A
Nein, denn Antibiotika kann bei Viren nicht angreifen, weil diese sich in unserer Zellen gut verstecken..
Außerdem haben Virushülle und Virus kein Erkennungsmerkmal.
man versucht die Symptome, nicht die Ursache zu behandeln
- z.B. Grippe 2-3 Wochen
18
Q
SARS cov2
Medikament
A
REMDESIVIR
- ursprünglich gegen Ebola entwickelt worden
- ähnlicher Aufbau wie die Viren-RNA und wird von Viren in eigenen RNA aufgenommen
- veränderte RNA kann an den Ribosomen nicht gelesen werden ( Zusammensetzung aus den Aminosäuren funktioniert nicht - Enzym zu kurz )
19
Q
Virustatika
A
- mehrere Angriffspunkte
- Anheftung an den Zellmembran
- Vervielfältigung von der Viren-DNA/RNA in der Zelle => { Medikamente können eingesetzt werden — Aciclovir… verhindert die Vervielfältigung (z.B. Fieberblasen) }
- Zusammenbau von Viruspartikeln in der Zelle
- Ausschläusung
{ z.B. Herpes => befällt Nervenzellen im Mundbereich = Herpes simplex }
verschiedene Formen lösen ähnliche Symptome auf
20
Q
Herpes-Viren
Wie?
Wo?
Ursache?
A
- Herpes-Viren verbleiben die meiste Zeit unbeachtet in der Nervenwurzel
- Viren wandern am Trigeminus - Nerv entlang und bilden an den Nervenenden an Mund und Nase Bläschen
- Infekte, UV-Licht, Stress oder chronische Erkrankungen schwächen die Abwehr, sodass sich die Viren stark vermehren
- Erste Kribbeln über oder an der Lippe
- Bläschen bilden sich einige Tage danach
21
Q
Unspezifische Immunabwehr
A
=> angeborene Immunabwehr
=> gegen alles, was fremd ist in unserem Körper ( Immunsystem reagiert )
=> mit dem kommen wir auf die Welt.. hat jeder gesunde Mensch
=> Zellen, die eindringende Erreger als fremd erkennen und eliminieren
=> gegen Mikroorganismen und Fremdstoffe (z.B. Schiefer)
22
Q
- Barriere
A
- Haut
- Schleimhaut
- Tränenflüssigkeit ( Lysozym )
- Magensäure
- Bakterien
23
Q
Haut (pH-Wert)
A
4,5 - 5 = sauer => schützt uns vor Bakterien
24
Q
pH-Wert
A
- 7 = neutral
- Je kleiner die Zahl, desto saurer
- Je größer, desto basischer
25
Schleimhaut
produziert viel Schleim im Mund- und Nasenbereich => umhüllt dringende Krankheitserreger => ausspucken
26
Tränenflüssigkeit
- Auge = empfindlich
- Lysozym = Enzym => zerstört Zellwand von Bakterien und schützt und vor Entzündungen und Krankheiten
27
Magensäure
- sehr sauer ( 1 - 2 pH-Wert )
- tötet Bakterien
28
Bakterien
- ein wichtiger Teil der unspezifischen Immunabwehr
- unterstützen unser Immunsystem
- im Darm: helfen sie uns bei der Verdauung & besitzen den Platz, den schädliche Bakterien entnehmen wollen
- bei der Geburt hat das Baby diese Bakterien
- Kaiserschnittbabys haben eine völlig andere Darmflora als, die per Spontangeburt zur Welt kommen. Es dauert lange, bis sich diese Unterschiede im Laufe des Lebens ausgleichen { Krankheitserreger können sich leichter im Darm ansiedeln => die schützende gesunde Darmflora ist nicht vollständig vorhanden }
29
Bakterien - Vermehrung
über Zellteilung
30
2. Barriere
- Makrophagen (Fresszellen) - Monocyten
- neutrophile Granulocyten
- Entzündungsreaktionen
31
Leucocyten
=> weiße Blutkörperchen
=> zuständig für Immunsysten
=> stammen aus dem Knochenmark
=> pluripotent - können noch alles werden
32
Makrophagen
= Fresszellen
- können Krankheitserreger in sich aufnehmen und verdauen
33
Granulocyten
- neutroph = verantwortlich für Bakterien, Viren & Pilze
- basophil = können Parasiten unschädlich machen und sind am Auftreten allergischer Reaktionen beteiligt
- eosinophil = zuständig für Parasiten ( Malaria )
34
Monocyten
= Zellen, die Fremdkörper an sich binden, fressen und verdauen
- Makrophage ( Fresszelle )
- Mastzellen
35
Mastzellen
Besonderheit?
senden Botenstoffe aus => regen das Immunsystem an
z.B. Histamin => erhöht Durchlässigkeit von Blutgefäßen => andere Immunzellen können schneller zur Stelle => schwillt an
36
Entzündungsreaktion
Dringt ein Fremdkörper in unsere Haut - z.B. ein Splitter, können die daran anhaftenden Bakterien eine Entzündungsreaktion auslösen. Makrophagen erkennen die Eindringlinge als Fremdkörper und beginnen diese durch Phagocytose zu vernichten. Parallel dazu senden Makrophagen Botenstoffe aus um weitere Fresszellen aus der Blutbahn anzulocken. Bestimmte Makrophagen, die Mastzellen, setzen das Gewebehormon Histamin frei. Dieses bewirkt die Erhöhung der Durchlässigkeit der Gefäßwände und führt dadurch zu einer Schwellung. Weiters führt die verstärkte Durchblutung zu einer Erwärmung und Rötung der infizierten Hautstelle.
37
Spezifische Immunabwehr
=> erworbene Immunabwehr
=> hat man nicht bei der Geburt
38
Welche Zellen sind am spezifischen Immunabwehr beteiligt?
✓ T-Lymphocten
✓ T-Killerzellen
✓ T-Unterdrückerzellen
✓ T-Helferzellen
✓ T-Gedächtniszellen
✓ B-Lymphocyten
✓ Plasmazellen
✓ B-Gedächtniszellen
39
T-Killerzellen
vernichten körpereigene Zellen, die vom Virus befallen sind
40
T-Unterdrückerzellen
stoppen eine Immunantwort
41
T-Helferzellen
- aktivieren die B-Lymphocyten & T-Killerzellen
- schütten Zytokine aus "Alarm"
42
T-Gedächtniszellen
Informationsspeicher => speichert Merkmale/ Informationen des Erregers = "stille Wächter"
Immunität
43
B-Lymphocyten
Differenzierung in
=> Plasmazellen
=> Gedächtniszellen
44
Plasmazellen
B-Lymphocyten, die Antikörper gegen ein Antigen bilden
45
Antikörper
vom Abwehrsystem produzierter Abwehrstoff
46
Phagocytose
Aufnahme und Verdauung durch Fresszellen
47
Antigen-Antikörper-komplex
Antikörper hängen sich an den Virus => bilden Antigenkomplexe => erkennbar für Makrophage
48
Lymphocyten
erkennen körperfremde Stoffe und Krankheitserreger an ihren ANTIGENEN
49
Antigene
Moleküle an der Oberfläche von Krankheitserreger bzw. Fremdstoffe
Bsp. Spikeprotein - Corona Virus
50
pluripotent
können vieles werden
51
B-Lymphocyten
Wo?
im Knochenmark
52
T-Lymphocyten
Wo?
Reifung in der Thymusdrüse
53
Was ist der Unterschied zwischen T-Lymphocyten und B-Lymphocyten?
- nicht die gleiche Zellen
- unterscheiden sich an Antikörper
B-Lymphocyten:
- können auch freie Antigene, die im Blut schwimmen andocken
- können von freien Antigenen & T-Helferzellen angeregt werden
54
T-LYMPHOCYTEN
- viele verschiedene Zellen => unterscheiden sich durch ihre unterschiedlichen Rezeptoren für Antigene
- haben Kontakt mit AG (= Antigen) präsentierender Makrophagen
55
T-LYMPHOCYTEN
Vermehrung..
nur diese, die den passenden Rezeptor haben, vermehren sich
Differenzierung:
- T-Helferzellen
- Killerzellen
- T-Gedächtniszellen (T-H-G) & (T-K-G)
56
Zytokine
regen "Immunantwort" an
57
humorale Immunreaktion
B-Lymphocyten
58
zelluläre Immunreaktion
T-Lymphocyten
59
B-Gedächtniszellen
Immunität
60
Antigen präsentierender Makrophage
entsteht dadurch, dass er den Fremdkörper gefressen hat und seine Eigenschaften auf seiner Oberfläche hat
61
Spezifische Immunabwehr - Immunantwort
a) Erkennungsphase
b) Differenzierungsphase
c) Reaktionsphase
d) Immunität
62
a) Erkennungsphase
Virus wird von Makrophage durch Phagocytose geschluckt => Antigen präsentierender Makrophage entsteht => passende T-Zelle dockt an Antigen an.
63
b) Differenzierungsphase
passende T-Lymphocyten vermehren sich in T-Helferzellen (= schütten Cytokine aus), T-Killerzellen, T-Gedächtniszellen, T-Unterdrückerzellen.
T-Helferzellen und freie AG regen B-Lymphocyten an (=> Zytokine regen B-Lymphocyten nur an, wenn diese schon von freien Antigenen angeregt werden)
B-Lymphocyten entwickeln sich zu B-Gedächtniszellen und Plasmazellen
Plasmazellen produzieren Antikörper
64
c) Reaktionsphase
Antikörper hängen sich an das Virus => bilden Antigenkomplexe
Durch Verkupplung = nicht möglich für Virus in die Zelle einzudringen
T-Killerzellen verbinden sich mit infizierten Zellen und vernichten diese
Makrophage frisst Antigen-Antikörper-komplex
65
d) Immunität
Alle Gedächtniszellen gebildet = Immunität
beim nächsten Mal => schnellere Erkennung des Virus
66
Störungen des Immunsystems
1) zu starke oder ungeeignete Reaktion
2) gar keine Reaktion - schwache Reaktion
67
Störungen des Immunsystems
Beispiele..
- Allergien
- Autoimmunerkrankungen
- Immunschwächen
68
Autoimmunerkrankungen
Körper greift körpereigene Zellen an
69
Immunschwächen
Beispiel
= kann angeboren sein, oft Folge von Medikamenten (HIV oder medikamentös)
- z.B. Heuschnupfenallergie
70
Heuschnupfenallergie
- Pollen in der Luft => einatmen => wir haben Fremdkörper in unserem Körper
- Plasmazellen bilden Antikörper als Reaktion auf Pollenantigene
- Pollenspezifische Antikörper binden an Mastzellen = NEBENSCHAUPLATZ (nicht die Hauptaufgabe vom Immunsystem) => schlafen in unserem Körper => warten auf einen zweiten Pollenkontakt => akute Freisetzung von Signalstoffen => Histamin wird ausgeschüttet
{ Je mehr Histamin, desto mehr Heuschnupfen }
- Histamin = kein überflüssiges Hormon => hat sinnvolle Funktionen
- Antikörper-HAUPTFUNKTION = sich mit den Antigenen zu verbinden, damit sie von den Fresszellen vernichtet werden
71
Pollenallergie - Behandlungsmöglichkeiten
- Vermeidung von Pollenkontakt
- symptomatische Behandlung
- Funktion: über Tablettenform ( Medikament = Antihistaminika )
! SYMPTOME BEKÄMPFEN NICHT URSACHE !
72
Antihistaminika
blockieren die Histamin-Rezeptoren von unseren Zellen => Histamin kann nicht andocken => keine Reaktion => Müdigkeit
73
Hyposensibilisierung
( Pollenantigene eingespritzt )
Körper produziert verschiedene Antikörper
74
IgG, IgM
normale Antikörper
75
IgE
binden an Mastzellen
76
IgG, IgM; IgE
Körper soll viele normale Antikörper bilden und aktivieren => können Pollen empfangen bevor die IgE zum Einsatz kommen
- nicht geheilt, aber Allergie vermindert
77
Adrenalin
Gegenspieler von Histamin
78
Diabetes Typ 1
Autoimmunerkrankung
- Insulin produzierende Zellen vom eigenen Körper zerstört
79
Autoimmunerkrankung Polyarthritis
chronische Gelenksentzündung
80
Anaphylaktischer Schock
entsteht bei Unverträglichkeiten ( Nüsse, Insektenstiche, ... )
=> Körper schüttet viel Histamin aus
=> Blutgefäße werden stark erweitert
=> Blutdruck fällt ab
=> wichtige Organe werden nicht durchblutet => lebensbedrohlich
=> Adrenalin (Spritze) wird durchgesetzt = Gefäßverengend
81
Multiple Sklerose
=> Myelinscheiden werden von Nervenzellen angegriffen
Myelinscheide = Isolierschicht rund um das Axon/ saltatorische Erregungsleitung
+ Lücken => damit Nervenimpuls vom einen zum anderen springen kann = schnell
- keine Lücken = langsam => Bewegungseinschränkungen
saltatorische Reizverteilung an Myelinscheiden ist sehr langsam => Bewegungseinschränkungen
82
Impfung
=> aktiviert das Immunsystem
{ Immunsystem soll Schutz = Antikörper selber aufbauen )
83
aktive Immunisierung
Schutzimpfung
84
Schutzimpfung
Injektion?
Ziel?
- Injektion: abgeschwächter oder abgetöteter Krankheitserreger bzw. mRNA-Impfung => Körper reagiert normal
- Ziel: man hat durch die abge. Krankheitserreger eine geschwächte Immunreaktion - Bildung von Antikörpern und Gedächtniszellen => IMMUNITÄT
85
Heilimpfung
Passive Immunisierung
86
Passive Immunisierung?
Injektion?
Anwendung?
Medikament?
= wir bekommen nicht direkt den geschwächten Krankheitserreger - wir bekommen Antikörper
- Injektion: von Antikörpern ( aus immunisierten Menschen oder Tieren )
=> dient der Heilung von bereits ausgebrochenen Infektionskrankheiten, keine Immunität!
Anwendung: z.B. bei Masern, Mumps, Röteln, Tetanus, Tollwut
Medikament wird eingesetzt
Ausnahme ins Ausland fahren
87
Aktive Immunisierung
Vorteile + Nachteile
Vorteile:
=> vorbeugend
=> hält länger => längerer Schutz
=> Gedächtniszellen gebildet => Immunität
Nachteile:
=> braucht länger bis es wirkt
88
Passive Immunisierung
Vorteile
Nachteile
Vorteile:
=> sofortiger Schutz
=> hält nicht lange => keine Immunität
89
Formen von aktiven Immunisierung am Beispiel der COVID Impfung
- Lebendimpfstoffe
- Totimpfstoffe
- Vektorimpfstoffe
90
Lebendimpfstoffe
enthalten abgeschwächte, vermehrungsfähige Erreger
z.B. bei Impfungen gegen Masern, Mumps oder Röteln..
KANN ICH INFIZIEREN !
91
Totimpfstoffe?
Corona Totimpfstoffe?
enthalten abgetötete Erreger oder Bestandteile des Erregers
z.B. bei Impfungen gegen Influenza, Tetanus, Tollwut, ...
KEINE RICHTIGE INFEKTION !
Kann ich nicht mehr infizieren.
- Corona Totimpfstoffe:
Sinovac, Sinopharm (China), Covaxin (Indien),
- Adjuvantien ( Wirkstoffverstärker ) z.B. Aluminiumhydroxid => Körper reagiert sehr stark
92
Vektorimpfstoffe
- harmlose Viren = Vektor => verursacht nur Schnupfen
- harmlose Hülle => innen drin nicht harmlos
- ein Molekül der Vektorvirushülle wird gegen eine Molekül des Erregers ausgetauscht
- Vektorvirus enthält Infos zum Bau eines Erregerantigens (z.B. Corona -Spike-Protein)
- Bau des Antigens in der infizierten Zelle-Präsentation-Reaktion des Immunsystems
93
Corona Vektorimpfstoffe
Astrazeneca, Johnson & Johnson, Sputnik ( Russland )
94
Allgemeine Informationen:
- Bau der DNA
- Ribosomen
✓ nicht codierender Strang: sorgt für Stabilität (kann ich umschreiben)
✓ codierender Strang = enthält DNA (kann ich ablesen) => funktioniert wie ein CODE = Rezept für den Bau von Proteinen
✓ 4 Basen
Adenin - Thymin
Guanin - Cytocin
✓ 3 Basen entspricht 1 Aminosäure
z.B. ATG (= Basenkombination) entspricht Aminosäure Methionin = STARTSIGNAL für ein Gen
ATG taucht auf => Rezept für Protein beginnt
TGA entspricht STOPP
✓ Ribosomen = bestimmte Zellorganellen in der Zelle
✓ Proteine werden AN den Ribosomen produziert
95
mRNA-Impfstoffe
✓ DNA im Zellkern => kann ihn nicht verlassen => baut m-RNA (=Messenger-RNA = Transportmolekül ) = einsträngige Kopie vom codierenden Stranges (Teilstück)
✓ m-RNA wandert durch den Zellporen aus dem Zellkern zu den Ribosomen => Bau des Proteins => Abbau der m-RNA
96
mRNA-Impfung
Sequenz des Corona-Virus ist bekannt, auch bekannt: Sequenz "Spike Protein"
Spike-Protein => Ansatzstelle für Immunsystem
Sequenz: wird im Labor nachgebaut - leicht verändert = modifiziert => mRNA für das Spike Protein
=> mRNA (verpackt in Lipide) => injiziert in Oberarm => mRNA-Einbau in Zellen rund um die Einstichstelle
=> mRNA wandert in betroffenen Körperzellen zu Ribosomen => lesen mRNA ab => Spike Protein wird gebaut => Zelle präsentiert dieses Spike Protein an ihrer Oberfläche => Immunsystem kommt zum Einsatz
97
Corona mRNA-Impfstoffe
Beispiele..
Vorteile..
Nachteile..
BioNTech/Pfizer, Moderna => erste für Menschen zugelassenen mRNA-Imfstoffe!
Vorteile:
+ sehr leicht modifizierbar = leicht an diverse Mutationen anpassen
+ keine Infektion möglich ( man hat nichts vom Virus außer die Spike Proteine )
Nachteile:
- muss man stark kühlen
+ mRNA gelangt nicht in den Zellkern
+ DNA lasst sich nicht einbauen
+ kann ich mich über ein mRNA-Impfstoff infizieren?
Nein, weil ich nichts vom Virus habe
98
Welche Aufgaben hat unser Immunsystem?
Feinde bekämpfen
Freunde erkennen
99
Co-Evolution, Immunsystem und Bakterien - versuche die drei Begriffe in einen sinnvollen Zusammenhang zu bringen.
gemeinsame Entwicklungsgeschichte
Endosymbionten Theorie
100
Welche Interaktionen zwischen Bakterien und Immunsystem werden in dem Artikel beschrieben?
- bekämpft gegen schlechte & trainiert mit guten Bakterien
- Immunsystem wehrt sich gegen harmlose Stoffe
101
Welchen Zusammenhang vermuten die Autoren zwischen Nahrungsmittelunverträglichkeiten, Allergien und Autoimmunerkrankungen und unserem Mikrobiom?
Wenn Immunsystem viele Fremdkörper hat, ist es nicht auffällig
Mikrobiom = Summer aller Bakterien im Darm
Biologie
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