Das Immunsystem besteht aus zellulären Bestandteilen und molekularen Bestandteilen Molekulare Komponenten des Immunsystems Das Immunsystem besteht aus zellulären Komponenten und molekularen Bestandteilen, die zusammenarbeiten, um Antigene zu zerstören. (Siehe auch Übersicht über das Immunsystem.) Akute-Phase-Proteine... Erfahren Sie mehr , die zusammenarbeiten, um Antigene zu zerstören. (Siehe auch Übersicht über das Immunsystem Überblick über das Immunsystem Das Immunsystem ist in der Lage, zwischen „selbst“ und „nicht selbst“ zu unterscheiden und eliminiert potenziell schädliche fremde Moleküle und Zellen aus dem Körper. Darüber hinaus erkennt... Erfahren Sie mehr .)
Antigenpräsentierende Zellen
Obwohl einige Antigene (Ags) eine Immunantwort direkt stimulieren können, erfordern T-Zell-abhängige erworbene Immunreaktionen typischerweise Antigen-präsentierende Zellen (APZ), um von Antigen stammende Peptide mit Molekülen des Haupthistokompatibilitätskomplexes (MHC) zusammenzubringen.
Intrazelluläres Antigene (z. B. Viren) kann verarbeitet und durch jede kernhaltige Zelle – alle kernhaltigen Zellen weisen Klasse-I-MHC-Moleküle auf – an CD8-zytotoxische T-Zellen weitergegeben werden. Durch Kodierungsproteine, die mit diesem Prozess interagieren, können sich einige Viren (z. B. Zytomegalovirus) der Eliminierung entziehen.
Extrazelluläre Antigene muss jedoch zu Peptid umgewandelt und mit Klasse-II-MHC-Oberflächenmolekülen an professionelle APZ (die auf die Präsentation von Antigenen für T-Zellen spezialisiert sind) gebunden werden, um von CD4-T-Helferzellen (Th) erkannt zu werden. Die folgenden Zellen exprimieren konstitutiv MHC-Moleküle der Klasse II und fungieren daher als so genannte professionelle APZ:
Dendritische Zellen
Monozyten
Makrophagen
Dendritische Zellen befinden sich in der Haut (als Langerhans-Zellen), den Lymphknoten und überall im Körpergewebe. Dendritische Zellen in der Haut agieren als Wächter-APZ, indem sie das Antigen aufnehmen und dann zu lokalen Lymphknoten wandern, wo sie T-Zellen aktivieren können. Follikuläre dendritische Zellen sind eine besondere Zelllinie, da sie keine Klasse-II-MHC-Moleküle exprimieren und daher kein Antigen an Th-Zellen präsentieren. Sie sind nicht phagozytisch und besitzen Rezeptoren für die kristallisierbare Fragment (Fc)-Region des Immunglobulins und für das Komplement, wodurch sie sich an Immunkomplexe binden können und den Komplex den B-Zellen in Reifungszentren sekundärer Lymphorgane präsentieren.
Im Kreislauf befindliche Monozyten sind Vorläufer von Makrophagen im Gewebe. Monozyten wandern in das Gewebe, wo sie sich, über etwa 8 Stunden, unter dem Einfluss eines Makrophagenkolonie-stimulierenden Faktors (M-CSF), der von unterschiedlichen Zelltypen (z. B. Endothelzellen, Fibroblasten) abgegeben wird, zu Makrophagen entwickeln. An infizierten Stellen geben aktivierte T-Zellen Zytokine ab (z. B. Interferon gamma [IFN-gamma), welche die Produktion eines Makrophagen-Migrationsinhibitationsfaktors einleiten und damit das Abwandern der Makrophagen verhindern.
Makrophagen werden durch Zytokine (z. B. IFN-gamma, Interleukin (IL)-4, IL-13) und durch verschiedene mikrobielle Komponenten (z. B. Lipopolysaccharid) aktiviert. Aktivierte Makrophagen töten intrazelluläre Organismen ab und schütten Zytokine aus (z. B. Tumor-Nekrose-Faktor-alpha [TNF-alpha], IL-10). Basierend auf verschiedenen Genexpressionsprofilen wurden Subtypen von Makrophagen (z. B. M1, M2) identifiziert, die unterschiedliche Rollen bei der Verstärkung oder Begrenzung der Entzündungsreaktion haben.
Die primäre Funktion von B-Zellen besteht darin, sich zu Plasmazellen zu entwickeln, die Antikörper produzieren und sezernieren.
Lymphozyten
Die 2 wichtigsten Arten von Lymphozyten
B-Zellen (Reifung im Knochenmark)
T-Zellen (Reifung im Thymus)
Die Haupttypen von Lymphozyten sind morphologisch ununterscheidbar, haben aber unterschiedliche Immunfunktionen. Sie können durch antigenspezifische Oberflächenrezeptoren und andere Zelloberflächenmoleküle unterschieden werden, die als Differenzierungscluster (clusters of differentiation, CD) bezeichnet werden und deren Vorhandensein oder Fehlen einige Untergruppen definieren. Es wurden mehr als 300 CDs identifiziert, von denen viele bei Lymphozyten fehlen, aber auf anderen Zellen des Immunsystems vorhanden sind. CD-Moleküle haben unter anderem eine Funktion bei der Zelladhäsion, der Zellsignalisierung, als Rezeptoren für die Fc-Region von Immunglobulinen und als Rezeptoren für Komponenten des Komplementsystems. (Weitere Informationen zu CD-Molekülen: Human Cell Differentiation Molecules Website.) Jeder Lymphozyt erkennt über Oberflächenrezeptoren ein spezifisches Antigen.
B-Zellen
Ungefähr 5-15% der Lymphozyten im Blut sind B-Zellen; sie kommen außerdem im Knochenmark, in der Milz, in den Lymphknoten und im Schleimhaut-assoziiertem lymphoiden Gewebe vor.
B-Zellen können Antigen an T-Zellen übergeben und Zytokine freisetzen, aber ihre Primärfunktion ist, sich zu Plasmazellen zu entwickeln, die Antikörper Antikörper Das Immunsystem besteht aus zellulären Komponenten und molekularen Bestandteilen, die zusammenarbeiten, um Antigene zu zerstören. (Siehe auch Übersicht über das Immunsystem.) Akute-Phase-Proteine... Erfahren Sie mehr produzieren und absondern.
Patienten mit B-Zell-Immundefizienz (z. B. X-chromosomal vererbte Agammaglobulinämie X-chromosomal vererbte Agammaglobulinämie Die X-chromosomal vererbte Agammaglobulinämie ist durch niedrige Immunglobulinspiegel oder fehlendes Immunglobulin und fehlende B-Zellen gekennzeichnet, was zu rezidivierenden Infektionen mit... Erfahren Sie mehr ) sind besonders anfällig für wiederkehrende bakterielle Infektionen.
Nach zufälliger Umlagerung der Gene, die für Immunglobulin (Ig) kodieren, haben B-Zellen gemeinsam das Potenzial, eine nahezu unbegrenzte Anzahl von einzigartigen Antigenen zu erkennen. Die Neuordnung der Gene läuft im Knochenmark während der Entwicklung der B-Zellen in programmierten Schritten ab. Der Prozess beginnt mit einer festgelegten Stammzelle, setzt sich in Pro-B- und Prä-B-Zellstadien fort und resultiert in einer unreifen B-Zelle. Zu diesem Zeitpunkt werden alle Zellen, die mit eigenen Antigenen (Autoimmunzellen) interagieren durch Inaktivierung (Anergie) oder Apoptose aus der unreifen B-Zellenpopulation entfernt. Die Eliminierung dieser Zellen sorgt dafür, dass das Immunsystem diese Antigene weniger wahrscheinlich als fremd erkennt (Immuntoleranz). Zellen, die nicht entfernt werden (d. h. diejenigen, die uneigene Antigene erkennen) entwickeln sich zu reifen naiven B-Zellen weiter, die dann aus dem Knochenmark in periphere Lymphorgane abwandern, wo sie auf Antigene treffen.
Ihre Reaktion auf Antigen läuft in 2 Stufen ab:
Primäre Immunantwort: Beim ersten Kontakt der reifen, naiven B-Zellen mit Antigenen werden diese zu Lymphoblasten, die einer klonalen Proliferation unterliegen und Ak-sezernierende Plasmazellen bilden oder zu Gedächtniszellen differenzieren, die später auf das gleiche Antigen reagieren können. Nach der ersten Exposition dauert es einige Tage bis Antikörper produziert werden. Zunächst wird nur IgM gebildet. Danach können B-Zellen mit Hilfe der T-Zellen ihre Immunglobulin-Gene neu ordnen und auf die Produktion von IgG, IgA oder IgE umstellen. Folglich ist die Reaktion nach der ersten Exposition langsam und am Anfang liefert nur einen begrenzten Immunschutz.
Sekundäre (Anamnese oder Booster) Immunantwort: Wenn Gedächtnis-B- und Th-Zellen wieder auf Antigene treffen, poliferieren die Gedächtnis-B-Zellen sehr rasch und differenzieren zu reifen Plasmazellen. Sofort werden große Mengen an Antikörper (hauptsächlich IgG durch einen T-Zell-induzierten Isotyp-Switch) produziert. Die Antikörper werden ins Blut und andere Gewebe freigesetzt, wo sie auf die Antigene reagieren können. Somit ist die Immunreaktion nach einer Reexposition schneller und wirksamer.
T-Zellen
T-Zellen entwickeln sich aus Stammzellen des Knochenmarks und wandern in den Thymus, wo sie einer rigorosen Selektion unterliegen. Es gibt drei Haupttypen von T-Zellen
Helferzellen
Regulatorisch (Suppressor)
Zytotoxische Zellen
Bei der Selektion werden T-Zellen, die auf Selbstantigen reagieren, das von Selbst-MHC-Molekülen präsentiert wird (oder unabhängig vom präsentierten Antigen stark auf Selbst-MHC-Moleküle reagieren), durch Apoptose eliminiert, wodurch die Wahrscheinlichkeit einer Autoimmunität verringert wird. Es überleben nur T-Zellen, die körperfremdes, an körpereigene MHC-Moleküle gebundenes, Antigen erkennen. Sie wandern aus dem Thymus in die periphere Blutbahn und in das Lymphgewebe.
Die meisten reifen T-Zellen exprimieren entweder CD4 oder CD8 und haben eine Antigen-bindende, Immunglobulin-ähnliche Rezeptoroberfläche namens T-Zell-Rezeptor (TZR). Es gibt 2 Arten von TZR:
Alpha-Beta TCR: Besteht aus TCR Alpha- und Beta-Ketten; vorhanden auf den meisten T-Zellen
Gamma-Delta TCR: Besteht aus TCR-Gamma- und -Delta-Ketten; vorhanden auf einer kleinen Population von T-Zellen
Gene, die für TZR kodieren, werden wie Immunglobulin-Gene umgeordnet. Dies führt zu einer definierten Spezifität und Affinität für das Antigen. Die meisten T-Zellen (jene mit einem Alpha-Beta-TCR) erkennen ein vom Antigen abgeleitetes Peptid, das in dem MHC-Molekül einer Antigen-präsentierenden Zelle angezeigt wird. Gamma-Delta-T-Zellen erkennen Proteinantigen direkt oder erkennen Lipidantigen, das von einem MHC-ähnlichen Molekül namens CD1 angezeigt wird. Wie bei den B-Zellen ist die Anzahl der T-Zellspezifitäten nahezu grenzenlos.
Damit Alpha-Beta-T-Zellen aktiviert werden können, muss sich der TZR mit dem Antigen-MHC verbinden (siehe Abbildung Zwei-Signal-Modell zur T-Zell-Aktivierung Zwei-Signal-Modell für die T-Zell-Aktivierung ) . Kostimulatorische akzessorische Moleküle müssen ebenfalls interagieren (z.B. CD28 auf der T-Zelle interagiert mit CD80 und CD86 auf der Antigen-präsentierenden Zelle); andernfalls wird die T-Zelle anergisch oder stirbt durch Apoptose. Einige akzessorische Moleküle (z. B. CTLA-4 [zytotoxisches T-Lymphozyten-Antigen 4] auf der T-Zelle, das auch mit CD80 und CD86 auf der Antigen-präsentierenden Zelle interagiert, PD-1 [programmiertes Zelltod-Protein 1] auf der T-Zelle, das mit PD-L1 [programmierter Zelltod-Protein-Ligand 1] auf der Antigen-präsentierenden Zelle interagiert) hemmen zuvor aktivierte T-Zellen und dämpfen so die Immunantwort. Moleküle wie CTLA-4 und PD-1 und ihre Liganden werden als Kontrollpunktmoleküle bezeichnet, weil sie signalisieren, dass die T-Zelle an der Fortsetzung ihrer Aktivität gehindert werden muss. Krebszellen, die Kontrollpunktmoleküle exprimieren, können so vor dem Immunsystem geschützt werden, indem die Aktivität tumorspezifischer T-Zellen gehemmt wird.
Monoklonale Antikörper, die auf Checkpoint-Moleküle entweder auf T-Zellen oder auf Tumorzellen abzielen (sogenannte Checkpoint-Inhibitoren, siehe Tabelle Einige Immuntherapeutika im klinischen Einsatz Einige Immuntherapeutika in der klinischen Anwendung ), werden eingesetzt, um eine Herabregulierung der Antitumor-Immunantwort zu verhindern und einige bisher resistente Krebsarten wirksam zu behandeln und die Antitumorreaktion zu verstärken. Da Checkpoint-Moleküle jedoch auch an der Verhinderung anderer Arten von Immunantworten beteiligt sind (wie z. B. selbstgerichtete Autoimmunreaktionen), können Checkpoint-Inhibitoren schwere immunbedingte entzündliche und Autoimmunreaktionen (sowohl systemische als auch organspezifische) verursachen oder Autoimmunerkrankungen verschlimmern.
Polymorphismen im CTLA-4-Gen werden mit bestimmten Autoimmunerkrankungen in Zusammenhang gebracht, einschließlich Basedow-Krankheit Ätiologie und Typ-I-Diabetes Diabetes-Typ-1 Der Diabetes mellitus beruht auf einer Störung der Insulinsekretion und/oder auf einer peripheren Insulinresistenz unterschiedlichen Ausmaßes, die zur Hyperglykämie führen. Die Frühsymptome... Erfahren Sie mehr .
Zwei-Signal-Modell für die T-Zell-Aktivierung
Die alpha (α)- und beta (β)-Ketten des T-Zell-Rezeptors (TZR) binden an Antigen (Ag)-Haupthistokompatibilitätskomplex (MHC) auf einer Antigen-präsentierenden Zelle (antigen-presenting cell = APC) und CD4- oder CD8-Wechselwirkung mit dem MHC. Beide Aktionen stimulieren die T-Zellen (1. Signal) durch die unterstützenden CD3-Ketten. Doch ohne ein 2. (Koaktivierung)-Signal, reagiert die T-Zelle nicht oder wird tolerant. Der TZR ist strukturell homolog zum B-Zell-Rezeptor; die α- und β- (oder gamma [γ]- und delta [δ]-) Ketten haben konstante (C) und variable (V) Regionen. (1) = 1. Signal, (2) = 2. Signal. |
T-Helferzellen (Th) sind gewöhnlich CD4-Zellen, können aber auch CD8-Zellen sein. Sie differenzieren von Th0-Zellen in eine der folgenden:
Th1-Zellen: Im Allgemeinen fördern Th1-Zellen die zellvermittelte Immunität durch zytotoxische T-Zellen und Makrophagen und sind somit besonders in der Verteidigung gegen intrazelluläre Pathogene beteiligt sind (z. B. Viren). Sie können auch die Produktion einiger Antikörperklassen anregen.
Th2-Zellen: Th2-Zellen sind besonders versiert zur Förderung der Antikörperproduktion durch B-Zellen (humorale Immunität) und sind somit besonders involviert in die Steuerung der Antworten auf extrazelluläre Pathogene (z. B. Bakterien, Parasiten).
Th17 Zellen: Th17 Zellen fördern Entzündungen im Gewebe.
Jeder Zelltyp sondert mehrere Zytokine Zytokine Das Immunsystem besteht aus zellulären Komponenten und molekularen Bestandteilen, die zusammenarbeiten, um Antigene zu zerstören. (Siehe auch Übersicht über das Immunsystem.) Akute-Phase-Proteine... Erfahren Sie mehr ab (siehe Tabelle Funktionen von T-Zellen Funktionen von T-Zellen ). Durch unterschiedliche Muster der Zytokinproduktion werden weitere funktionelle Th-Zellphänotypen identifiziert. Je nach stimulierendem Erreger, können Th1- und Th2-Zellen zu einem gewissen Grad die jeweils andere Aktivität herunterregulieren, was zu einer Dominanz der TH1- oder TH2-Antwort führt
Der Unterschied zwischen den Th-Zellen ist klinisch relevant. Zum Beispiel dominiert bei einer tuberkuloiden Lepra eine Th1 Antwort, während bei lepromatöser Lepra Symptome und Beschwerden eine TH2-Reaktion vorherrscht. Eine Th1 Reaktion ist charakteristisch für bestimmte Autoimmunerkrankungen (z. B. Typ-I- Diabetes Diabetes mellitus (DM) Der Diabetes mellitus beruht auf einer Störung der Insulinsekretion und/oder auf einer peripheren Insulinresistenz unterschiedlichen Ausmaßes, die zur Hyperglykämie führen. Die Frühsymptome... Erfahren Sie mehr , multiple Sklerose Multiple Sklerose (MS) Die multiple Sklerose (MS) ist charakterisiert durch eine verstreute, flickenförmige Demyelinisierung in Gehirn und Rückenmark. Häufige Symptome können visuelle und okulomotorische Anomalien... Erfahren Sie mehr ) und eine Th2 Reaktion fördert die IgE-Produktion und die Entwicklung von allergischen Erkrankungen, sowie die Produktion von Autoantikörper durch B-Zellen bei einigen Autoimmunerkrankungen (z. B. Morbus Basedow Hyperthyreose Eine Hyperthyreose ist gekennzeichnet durch einen Hypermetabolismus und erhöhte Spiegel der freien Schilddüsenhormone. Die Symptome umfassen Palpitationen, Müdigkeit, Gewichtsverlust, Hitzeintoleranz... Erfahren Sie mehr , Myasthenia gravis Myasthenia gravis Myasthenia gravis ist durch episodische Muskelschwäche und leichte Ermüdbarkeit gekennzeichnet, die durch die autoantikörper- und zellvermittelte Zerstörung von Acetylcholinrezeptoren verursacht... Erfahren Sie mehr ). Über ihre Rolle beim Entzündungsgeschehen können Th17-Zellen ebenfalls zu Autoimmunkrankheiten wie Psoriasis Psoriasis Die Psoriasis ist eine entzündliche Erkrankung, die meist mit scharf begrenzten erythematösen Papeln und Plaques einhergeht, die mit silbernen Schuppen bedeckt sind. Mehrere Faktoren, einschließlich... Erfahren Sie mehr und rheumatoide Arthritis Rheumatoide Arthritis (RA) Die rheumatoide Arthritis ist eine chronische systemische Autoimmunerkrankung, die in erster Linie die Gelenke betrifft. Die rheumatoide Arthritis führt zu Schäden, die durch Zytokine, Chemokine... Erfahren Sie mehr beitragen. Patienten mit Immundefekten aufgrund von fehlerhaften Th17 Zellen (z. B. Hyper-IgE [Job]-Syndrom) sind besonders anfällig für eine Infektion mit Candida albicans Kandidose Candidiasis ist eine Infektion durch Candida Spezies (meistens C. albicans), die sich durch mukokutane Läsionen, Fungämie und manchmal fokale Infektionen multipler Lokalisationen... Erfahren Sie mehr und Staphylococcus aureus Staphylokokkeninfektionen Staphylokokken sind grampositive, aerobe Bakterien. Staphylococcus aureus ist die Spezies mit der höchsten Virulenz; sie verursacht typischerweise Hautinfektionen und gelegentlich Pneumonie... Erfahren Sie mehr .
Regulatorische (Supressor) T (Treg)-Zellen vermitteln die Unterdrückung von Immunreaktionen und schütten in der Regel den Transkriptionsfaktor Foxp3 aus. Sie umfassen funktionelle Untergruppen von CD4- oder CD8-T-Zellen, die sich entweder im Thymus (natürliche Treg-Zellen) oder aus konventionellen T-Zellen bei Begegnung mit Antigen in der Peripherie (induzierte Treg-Zellen) entwickeln. Regulatorische T-Zellen sezernieren Zytokine wie Transforming Growth Factor (TGF)-beta und Interleukin (IL)-10 mit immunsuppressiven Eigenschaften oder unterdrücken die Immunantwort durch Mechanismen, die einen Zell-zu-Zell-Kontakt erfordern und Zelloberflächenmoleküle wie CTLA-4 und CD25 einbeziehen. Patienten mit funktionellen Mutationen im Foxp3 entwickeln die Autoimmunerkrankung IPEX Syndrom IPEX-Syndrom IPEX (Immunopathie, Polyendokrinopathie, Enteropathie, X-verknüpftes) ist ein X-verknüpftes rezessives Syndrom, bei dem es zu einer aggressiven autoimmunen Reaktion kommt. Diese seltene Erkrankung... Erfahren Sie mehr (immunodysregulation, polyendocrinopathy, enteropathy, X-linked syndrome).
Zytotoxische T (Tc)-Zellen tragen gewöhnlich den CD8-, manchmal aber auch den CD4-Rezeptor. Sie sind für die Elimination intrazellulärer Pathogene, speziell Viren, außerordentlich wichtig. Tc-Zellen spielen bei der Abstoßungsreaktion von Organtransplantaten eine Rolle.
Die Tc-Zellentwicklung umfasst 3 Phasen:
Eine Vorläuferzelle, die sich nach entsprechender Stimulierung zu einer Tc Zelle ausdifferenziert.
Eine Effektorzelle, die bereits differenziert ist und sein entsprechendes Ziel abtöten kann.
Eine Speicherzelle, die sich im Ruhezustand befindet (nicht mehr stimuliert), aber bereit ist, nach Restimulierung durch die ursprüngliche Antigen-MHC-Kombination eine Effektorzelle zu werden.
Vollständig aktivierte Tc-Zellen können wie natürliche Killerzellen (NK-Zellen) eine infizierte Zielzelle abtöten, indem sie die Apoptose einleiten.
Tc-Zellen können Zytokine freisetzen und sind wie TH-Zellen basierend auf ihren Mustern der Zytokin-Produktion in die Typen Tc1 und Tc2 eingeteilt worden.
Tc Zellen können
syngen sein, d. h. als Antwort auf körpereigene (autologe) Zellen erzeugt sein, die durch eine virale Infektion oder andere Fremdproteine verändert wurden
allogen sein, d. h. nach einer Reaktion auf Zellen, die fremde MHC-Produkte exprimieren, entstanden (z. B. bei Organtransplantationen, wenn sich die MHC-Moleküle des Spenders von denen des Empfängers unterscheiden).
Einige Tc-Zellen können fremdes MHC direkt erkennen (direkter Weg), andere reagieren auf Fragmente von fremdem MHC, die durch körpereigene MHC-Moleküle des Transplantatempfängers präsentiert werden (indirekter Weg).
Natürliche Killerzellen (NKT) sind eine spezielle Gruppe von T-Zellen. Aktivierte NKT-Zellen sezernieren Interleukin-4 und Interferon-gamma und sind in der Lage, Immunantworten zu regulieren. NKT-Zellen unterscheiden sich von NK-Zellen Natürliche Killerzellen (NK) Das Immunsystem besteht aus zellulären Bestandteilen und molekularen Bestandteilen, die zusammenarbeiten, um Antigene zu zerstören. (Siehe auch Übersicht über das Immunsystem.) Obwohl einige... Erfahren Sie mehr im Phänotyp und bestimmten Funktionen.
Mastzellen
Mastzellen sind gewebebasiert und funktionieren ähnlich wie Basophile, die im Blut zirkulieren.
Granula der Schleimhautmastzellen enthalten Tryptase und Chondroitinsulfate; Granula der Bindegewebsmastzellen Tryptase, Chymase und Heparin. Durch die Freisetzung dieser Mediatoren spielen Mastzellen bei der Bildung protektiver akuter Entzündungsreaktionen eine Schlüsselrolle; Basophile und Mastzellen sind Ursache von Typ-I-Überempfindlichkeitsreaktionen, die mit atopischen Allergien Typ I Allergien (einschließlich atopischer) und andere Überempfindlichkeitsreaktionen sind unangemessene oder übersteigerte Reaktionen des Immunsystems auf fremde Antigene. Unangemessene Immunreaktionen... Erfahren Sie mehr assoziiert sind. Die Degranulation kann durch die Vernetzung von IgE-Rezeptoren oder durch die Komplementfragmente C3a und C5a des Anaphylatoxin ausgelöst werden.
Natürliche Killerzellen (NK)
Typische natürliche Killerzellen (NK-Zellen) gehören zu einer Kategorie von Zellen, die kollektiv als angeborene lymphoide Zellen bezeichnet werden (zu denen auch ILC1, ILC2 und ILC3 gehören). NK-Zellen machen 5 bis 15% der mononukleären Zellen des peripheren Blutes aus und haben einen runden Kern und ein körniges Zytoplasma. Sie induzieren die Apoptose von infizierten oder abnormalen Zellen auf verschiedenen Wegen. Wie andere angeborene lymphoide Zellen fehlen ihnen antigenspezifische Rezeptoren. Jüngste Beweise legen jedoch nahe, dass einige NK-Zellen eine Form von immunologischem Gedächtnis haben.
NK-Zellen werden am besten charakterisiert durch CD2+, CD3–, CD4–, CD8+, CD16+ (ein Rezeptor für IgG-Fc) und CD56+ Oberflächenmarker.
Für die Tumorüberwachung werden typische NK-Zellen als wesentlich angesehen. NK-Zellen exprimieren sowohl aktivierende als auch inhibitorische Rezeptoren. Die aktivierenden Rezeptoren auf NK-Zellen können zahlreiche Liganden auf Zielzellen erkennen (z. B. MHC-Klasse-I-ähnliche Kette A [MICA] und Kette B [MICB]); die hemmenden Rezeptoren auf NK-Zellen erkennen MHC-Klasse-I-Moleküle. NK-Zellen können ihr Ziel nur dann töten, wenn von inhibitorischen Rezeptoren kein starkes Signal kommt. Die Präsenz von MHC-Klasse-I-Molekülen auf Zellen (normalerweise auf kernhaltigen Zellen exprimiert) verhindert somit eine Zerstörung der Zellen. Deren Abwesenheit zeigt an, dass die Zelle mit bestimmten Viren, die eine MHC-Expression hemmen, infiziert ist oder durch Zellveränderungen aufgrund von Krebs, keine MHC-Expression vorliegt.
NK-Zellen können auch verschiedene Zytokine sezernieren (z. B. IFN-Gamma Interleukin-1, Tumornekrosefaktor-Alpha); sie sind eine wesentliche Quelle für IFN-Gamma. Durch die Sekretion von IFN-gamma können NK-Zellen das erworbene Immunsystem durch Förderung der Differenzierung von Tpy 1 T (Th1)-Zellen und Hemmung von Typ 2 (Th2)-Zellen, beeinflussen.
Patienten mit NK-Zellmangel (z. B. einige Arten von schwerer kombinierter Immundefizienz Schwerer kombinierter Immundefekt (SCID) Der schwere kombinierte Immundefekt (severe combined immunodeficiency, SCID) ist durch wenige T-Zellen oder deren Fehlen und eine niedrige, hohe oder normale Anzahl von B-Zellen und natürlichen... Erfahren Sie mehr ) sind besonders anfällig für Infektionen mit dem Herpesvirus Übersicht von Herpesvirusinfektionen Acht Typen von Herpesviren führen zu Infektionen beim Menschen ( siehe Tabelle: Herpesviren, die Menschen infizieren). Nach der Erstinfektion persistieren alle Herpesviren latent innerhalb spezifischer... Erfahren Sie mehr und dem humanen Papillomavirus Humane Papillomavirus (HPV)- Infektion Humanes Papillomavirus (HPV) infiziert Epithelzellen. Die meisten der > 100 Subtypen infizieren das kutane Epithel und verursachen Hautwarzen; einige Typen infizieren das Schleimhautepithel... Erfahren Sie mehr , während ein Überschuss an NK-Zellen zur Entwicklung von Autoimmunerkrankungen Autoimmunerkrankungen Es handelt sich um Krankheiten, bei denen das Immunsystem Antikörper gegen ein endogenes Antigen bildet (autoantigen). Die folgenden Arten von Überempfindlichkeitsreaktionen können beteiligt... Erfahren Sie mehr beitragen kann.
Polymorphkernige Leukozyten
Zu den polymorphkernigen Leukozyten – da ihr Zytoplasma Granula enthält, auch Granulozyten genannt – zählen
Neutrophile
Eosinophile
Basophile
Polymorphkernige Leukozyten kommen im Blutkreislauf vor und haben mehrlappige Kerne.
Neutrophile
Neutrophile Zellen machen 40-70% der gesamten zirkulierenden Leukozyten aus und stehen in erster Linie der Abwehr gegen Infektionen. Reife Neutrophile haben eine Halbwertszeit von etwa 2-3 Tagen.
Während akuter entzündlicher Reaktionen (z. B. auf eine Infektion) verlassen die Neutrophilen, durch chemotaktische Faktoren angezogen und durch die Expression von Adhäsionsmolekülen am Endothelium der Blutgefäße alarmiert, den Blutkreislauf und wandern in das Gewebe, wo sie Pathogene phagozytieren und verdauen sollen. Durch lytische Enzyme und reaktive Sauerstoff-Verbindungen (z. B. Peroxide, hypochlorige Säure), die während der Phagozytose gebildet werden und durch die Freisetzung von Granulainhalten (z. B. Defensine, Proteasen, Permeabilität erhöhende bakterizide Proteine, Laktoferrin, Lysozyme) werden Mikroorganismen vernichtet. Ferner werden DNA und Histone freigesetzt, die mit Granulainhalten wie Elastase faserähnliche Strukturen im umgebenden Gewebe bilden, die neutrophile extrazelluläre Fallen (NETs) genannt werden. Diese Strukturen ermöglichen die Vernichtung von Bakterien durch deren Einschluss und durch zielgerichtete Enzymaktivität.
Wenn bei Patienten mit Immundefekten (z. B. bei chronischer Granulomatose Chronische Granulomatose (CGD) Kennzeichen der chronischen Granulomatose sind die Unfähigkeit der Leukozyten, aktivierte O2Verbindungen zu produzieren, und ein Defekt der mikrobiziden Funktion der Phagozyten. Diese Störungen... Erfahren Sie mehr ) die Fähigkeit der Fresszellen Krankheitserreger abzutöten, eingeschränkt ist, sind die Patienten besonders anfällig für chronisch bakterielle und Pilzinfektionen.
Eosinophile
Eosinophile Zellen bilden bis zu 5% der zirkulierenden Leukozyten.
Ihre Zielgruppe sind Organismen, die zu groß sind, um verschlungen werden zu können; sie zerstören diese durch die Absonderung toxischer Substanzen (z. B. reaktive Sauerstoff-Verbindungen ähnlich denen, die von neutrophilen Zellen produziert werden), hauptsächlich basische Proteine (toxisch für Parasiten), eosinophile kationische Proteine und verschiedene Enzyme.
Eosinophile sind auch eine Hauptquelle von Entzündungsmediatoren (Prostaglandine, Leukotriene, plättchenaktivierender Faktor, viele Zytokine).
Basophile
Basophile Zellen machen < 5% der zirkulierenden Leukozyten aus und teilen einige Charakteristika mit den Mastzellen Mastzellen Das Immunsystem besteht aus zellulären Bestandteilen und molekularen Bestandteilen, die zusammenarbeiten, um Antigene zu zerstören. (Siehe auch Übersicht über das Immunsystem.) Obwohl einige... Erfahren Sie mehr , obwohl beide Zelltypen unterschiedliche Zelllinien sind. Beide besitzen Rezeptoren mit hoher Affinität für IgE, genannt Fc-epsilon RI (FcεRI). Wenn diese Zellen auf bestimmte Antigene treffen, werden die an Rezeptoren gebundenen bivalenten IgE-Moleküle quervernetzt. Dadurch wird die Degranulation der Zellen unter Freisetzung von vorgebildeten Entzündungsmediatoren (z. B. Histamin, plättchenaktivierender Faktor) sowie neu synthetisierten Mediatoren (z. B. Leukotriene, Prostaglandine, Thromboxane) ausgelöst.