Kommunikation der Lymphocyten bei Immunabwehr

Der menschliche Körper besitzt ausgeklügelte Mechanismen zur Bekämpfung von viralen Infektionen. Ein komplexes Zusammenspiel zwischen verschiedenen Rezeptoren und Lymphocyten bewältigt eine an den Erreger und das Ausmass der Infektion optimierte Immunabwehr. Beteiligt sind verschiedene Ausgangszellen, Lymphocyten, Proteine, Antigene, MHC-Proteine und CD-Rezeptoren

beteiligte Struktur	Funktion	Zusatzinfo
Virus	Infektion eines Wirtes.	Befall von Körperzellen und Einschleusen von viraler RNA.
Infizierte Körperzelle	Produziert Genprodukte für Virus.	Um Virenausbreitung zu stoppen, Induktion eigener Zerstörung.
MHC I-Protein	Auf allen Körper- und Immunzellen.	Major Histocompatibility Complex, werden in Zellen produziert, binden Moleküle und präsentieren sie an Zelloberfläche.
MHC II-Protein	Zusätzlich auf Immunzellen.
Makrophage	Immunabwehr, Fresszelle	Gehören zu den Leukozyten, Phagozytose von Erregern.
T-Zellen	Immunabwehr	Überwachen Membranoberfläche der Zellen auf Veränderungen.
T-Helferzelle	Anlockung weiterer Immunzellen.	Mit CD4-Rezeptor, bei Erfassung von Erregerbefall Aussendung Botenstoffe.
T-Killerzelle	Zerstörung befallender Zellen.	Mit CD8-Rezeptor, direkte Zerstörung von befallenen Körperzellen.
T-Zell-Rezeptor	Rezeptor auf allen T-Zellen.	Hat je nach zugrunde liegender Zelle einen spezifischen CD-Co-Rezeptor.
CD4-Rezeptor	Co-Rezeptor des T-Zell-Rezeptors	An Oberfläche der T-Helferzellen.
CD8-Rezeptor	Co-Rezeptor des T-Zell-Rezeptors	An Oberfläche der T-Killerzellen.

Biologie; Reaktionen des Immunsystems; 1. Gymi; Kommunikation der Lymphocyten bei Immunabwehr

(1.) Virus (2.) Antigen des Virus (3.) Makrophage (4.) MHC-I-Rezeptor (5.) MHC-II-Rezeptor (6.) präsentiertes Antigen des Virus (7.) T-Zell-Rezeptor (8.) CD-4-Rezptor (9.) T-Helferzelle

Biologie; Reaktionen des Immunsystems; 1. Gymi; Kommunikation der Lymphocyten bei Immunabwehr

(1.) Virus (2.) Antigen des Virus (3.) gebaute Virenbestandteile (4.) MHC-I-Rezeptor (5.) Körperzelle (6.) präsentiertes Antigen des Virus (7.) T-Zell-Rezeptor (8.) CD-8-Rezeptor (9.) T-Killerzelle

Virus-Infektion

Viren gelangen über Schleimhäute in den Körper. Dort angelangt befallen sie einzelne Körperzellen, um ihr virales Genom einzuschleusen, sodass die Wirtszelle die Produktion von ihren Genprodukten übernimmt. Die Genprodukte sind einzelne Bestandteile zum Bau weiterer neuer Viren, sie sich im Zytoplasma der Wirtszelle zusammenbauen und diese dann verlassen, um neue Körperzellen zu befallen.

Bei Infektion beteiligte Zellen

Körperzellen

Sie sind das Ziel der Viren. Es wird sich die Proteinbiosynthese der Körperzellen zunutze gemacht, da die Viren selbst keine eigene Möglichkeit dazu haben. Einmal befallen, befindet sich die virale RNA unwiderruflich im Zytoplasma und die Körperzelle kann sich nicht wieder regenerieren. Bleibt sie bestehen, ist sie ein Produktionsort und Reservoir für unzählige weitere Viren, die dann wiederum andere Körperzellen befallen können.

Auf ihrer Membranoberfläche befinden sich MHC-I-Rezeptoren.

MHC-I-Rezeptoren können gebildete Virusbestandteile aus dem Zytoplasma der Körperzelle nach aussen zeigen und kommuniziert dadurch anderen Immunzellen, dass eine weitere Reaktion notwendig ist.

Makrophagen

Sie sind die Fresszellen der Immunabwehr und lassen sich zu den weissen Blutkörperchen (Leukocyten) dazu zählen. Sie entwickeln sich aus den Monozyten, die aus dem Knochenmark gebildetet werden.

Auf ihrer Membranoberfläche befinden sich MHC-I- und MHC-II-Rezeptoren.

MHC-II-Rezeptoren erkennen körperfremdes Material und verbinden sich mit diesem nach dem Schlüssel-Schloss-Prinzip, das Virus wird dann endozytotisch als Vesikel aufgenommen und innerhalb der Makrophagen abgebaut. Dies wird auch als Phagozytose bezeichnet.
Manche der teilweise abgebauten, in Vesikel verpackten Virusbestandteile werden erneut auf ein MHC-II-Rezeptor gesetzt und an der Oberfläche der Makrophage nach aussen gezeigt. Dies kommuniziert anderen Immunzellen, dass eine weitere Reaktion notwendig ist.

Hinweis: Die Virusbestandteile kann man auch als Antigenfragmente bezeichnen,

T-Lymphocyten

Sind Zellen der Immunabwehr und zählen ebenso wie die Makrophagen zu den Leukocyten. An der Oberfläche der T-Zellen befindet sich immer ein T-Zell-Rezeptor, gemeinsam mit einem CD-Rezeptor. Dabei kann es sich entweder um CD4 oder CD8 handeln.

Ein CD4-Rezeptor liegt bei T-Helferzellen vor.
Ein CD8-Rezeptor liegt bei T-Killerzellen, auch genannt cytotoxische T-Zellen vor.

MHC-Proteine

Sie werden auch MHC-Rezeptoren genannt. MHC bedeutet major histocompatibility complex und diese Rezeptoren befinden sich auf den Zellen, die als Erstes in Kontakt mit Erregern kommen, das sind Körperzellen und Makrophagen.

	MHC-I-Rezeptor	MHC-II-Rezeptor
Wo	Auf allen Zellen.	Nur auf Immunzellen.
Wofür	Präsentation des aus dem Cytoplasma stammenden Antigenfragments nach aussen.	Präsentation des aus phagozytierten Vesikeln stammenden Antigenfragmentes nach aussen.
Verbindung mit	Komplex aus CD8- und T-Zell-Rezeptor.	Komplex aus CD4- und T-Zell-Rezeptor.
Folge	Induktion von cytotoxischen T-Killerzellen.	Induktion von T-Helferzellen, die dann wiederum eine weitere (zelluläre oder humorale) Immunantwort induzieren.

Rezeptoren auf T-Zellen

	T-Zell-Rezeptor	CD-4-Rezeptor	CD-8-Rezeptor
Wo	Auf allen T-Zellen.	Nur auf T-Helferzellen.	Nur auf (cytotoxische) T-Killerzellen.
Wofür	Co-Rezeptor von CD-Rezeptoren.	Co-Rezeptor des T-Zell-Rezeptors.	Co-Rezeptor des T-Zell-Rezeptors.
Verbindung mit	MHC-I- und MHC-II-Rezeptor.	nur MHC-II auf Makrophage.	nur MHC-I auf Körperzelle.
Folge	Unterschied für CD4/CD8.	Induktion einer weiteren Immunantwort.	Induktion einer Apoptose bei der befallenen Zelle.

Ablauf der Immunabwehr

Makrophage	Körperzelle
Es befinden sich beispielsweise Viren im Gewebe und einige haben bereits Wirtszellen befallen.
Die auf der Oberfläche befindlichen MHC-II-Proteine erkennen Viren im Blut und Gewebe und verbinden sich mit ihnen nach dem Schlüssel-Schloss-Prinzip. Das Virus wird durch Vesikelbildung phagozytiert und im Zellinnern in einzelne Bestandteile abgebaut.	Viren dringen in die Zelle ein und schleusen ihre RNA zur Proteinbiosynthese ins Cytoplasma, die Wirtszelle bildet nun Virusbestandteile.
Viruspartikel (vom Abbau) werden auf ein MHC-II Molekül gesetzt und über die Membranoberfläche nach aussen gezeigt.	Viruspartikel (vom Aufbau) werden auf ein MHC-I- Molekül gesetzt und über die Membranoberfläche nach aussen gezeigt.
Andere Immunzellen, wie die T-Helfer und die T-Killerzelle, werden durch das von Makrophage bzw. Körperzelle nach aussen gezeigte Viruspartikel auf dem MHC-Rezeptor alarmiert und es werden dadurch verschiedene Immunzellen induziert.
Induktion T-Helferzelle	Induktion T-Killerzelle
T-Helferzellen erkennen Viruspartikel auf dem MHC-II-Protein und lösen je nach Erreger eine entsprechende zelluläre oder humorale Immunreaktion aus. Die Makrophage wird nicht abgetötet.	T-Killerzellen erkennen Viruspartikel auf dem MHC-I-Protein und töten die virusinfizierte Körperzelle ab (Apoptose).