Lernergebnisse
- Beschreiben Sie die Rolle und Bedeutung des immunologischen Gedächtnisses
Das adaptive Immunsystem verfügt über eine Speicherkomponente, die eine effiziente und dramatische Reaktion bei der Neuerfindung desselben Erregers ermöglicht. Das Gedächtnis wird vom adaptiven Immunsystem mit wenig Vertrauen auf Hinweise aus der angeborenen Reaktion behandelt., Während der adaptiven Immunantwort auf einen Erreger, der zuvor nicht aufgetreten ist, als primäre Reaktion bezeichnet, nehmen Plasmazellen, die Antikörper und differenzierte T-Zellen sezernieren, zu und entwickeln sich dann im Laufe der Zeit. Wenn B-und T-Zellen zu Effektorzellen reifen, differenziert sich eine Teilmenge der naiven Populationen in B-und T-Gedächtniszellen mit den gleichen Antigenspezifitäten, wie in Abbildung 1 dargestellt.,
Eine Gedächtniszelle ist ein antigen-spezifischer B – oder T-Lymphozyt, der sich während der primären Immunantwort nicht in Effektorzellen differenziert, sondern bei erneuter Exposition gegenüber demselben Erreger sofort zu Effektorzellen werden kann. Während der primären Immunantwort reagieren Gedächtniszellen nicht auf Antigene und tragen nicht zur Abwehr von Wirten bei. Wenn die Infektion geklärt ist und pathogene Reize nachlassen, werden die Effektoren nicht mehr benötigt und sie werden einer Apoptose unterzogen. Im Gegensatz dazu bleiben die Speicherzellen im Kreislauf.,
Abbildung 1. Nach anfänglicher Bindung eines Antigens an den B–Zell-Rezeptor (BCR) internalisiert eine B-Zelle das Antigen und präsentiert es auf MHC II. Eine Helfer-T-Zelle erkennt den MHC II-Antigen-Komplex und aktiviert die B-Zelle. Als Ergebnis werden Speicher-B-Zellen und Plasmazellen hergestellt.
Übungsfrage
Das Rh-Antigen findet sich auf Rh-positiven roten Blutkörperchen. Ein Rh-negatives Weibchen kann normalerweise einen Rh-positiven Fötus ohne Schwierigkeiten zum Geschlechtsverkehr tragen., Wenn sie jedoch einen zweiten Rh-positiven Fötus hat, kann ihr Körper einen Immunangriff auslösen, der eine hämolytische Erkrankung des Neugeborenen verursacht. Warum ist Ihrer Meinung nach eine hämolytische Erkrankung nur während der zweiten oder nachfolgenden Schwangerschaft ein Problem?
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Wenn der Erreger während der Lebensdauer des Individuums nie wieder auftritt, zirkulieren B-und T-Speicherzellen für einige Jahre oder sogar mehrere Jahrzehnte und sterben allmählich ab, nachdem sie nie als Effektorzellen fungiert haben. Wenn der Wirt jedoch erneut demselben Pathogentyp ausgesetzt ist, differenzieren sich zirkulierende Speicherzellen sofort in Plasmazellen und CTLs ohne Eingabe von APCs oder TH-Zellen., Ein Grund für die Verzögerung der adaptiven Immunantwort ist, dass es einige Zeit dauert, bis naive B-und T-Zellen mit den entsprechenden Antigenspezifitäten identifiziert und aktiviert werden. Bei der Reinfektion wird dieser Schritt übersprungen, und das Ergebnis ist eine schnellere Produktion von Immunabwehr. Speicher-B-Zellen, die sich in Plasmazellen differenzieren, geben zehn-bis hundertfach größere Antikörpermengen aus, als während der Primärantwort sezerniert wurden, wie die Grafik in Abbildung 2 veranschaulicht., Diese schnelle und dramatische Antikörperantwort kann die Infektion stoppen, bevor sie überhaupt festgestellt werden kann, und die Person kann nicht erkennen, dass sie ausgesetzt worden war.
Abbildung 2. In der primären Reaktion auf eine Infektion werden Antikörper zuerst aus Plasmazellen sezerniert. Bei erneuter Exposition gegenüber demselben Erreger differenzieren sich Gedächtniszellen zu antikörpersekretierenden Plasmazellen, die über einen längeren Zeitraum eine größere Menge Antikörper abgeben.,
Die Impfung basiert auf dem Wissen, dass die Exposition gegenüber nichtinfektiösen Antigenen, die von bekannten Krankheitserregern stammen, eine milde primäre Immunantwort erzeugt. Die Immunantwort auf die Impfung wird vom Wirt möglicherweise nicht als Krankheit wahrgenommen, verleiht aber dennoch ein Immungedächtnis. Bei Exposition gegenüber dem entsprechenden Erreger, gegen den eine Person geimpft wurde, ähnelt die Reaktion einer sekundären Exposition., Da jede Reinfektion mehr Gedächtniszellen und eine erhöhte Resistenz gegen den Erreger erzeugt und weil einige Gedächtniszellen absterben, beinhalten bestimmte Impfkurse eine oder mehrere Auffrischungsimpfungen, um wiederholte Expositionen nachzuahmen: Zum Beispiel sind Tetanus-Booster alle zehn Jahre notwendig, weil die Gedächtniszellen nur so lange leben.
Mukosales Immungedächtnis
Eine Teilmenge von T-und B-Zellen des mukosalen Immunsystems differenziert sich wie im systemischen Immunsystem in Gedächtniszellen., Bei der Reinvasion desselben Pathogentyps tritt eine ausgeprägte Immunantwort an der Schleimhautstelle auf, an der sich der ursprüngliche Erreger ablagert, aber eine kollektive Abwehr ist auch in miteinander verbundenem oder benachbartem Schleimhautgewebe organisiert. Zum Beispiel würde das Immunsystem einer Infektion in der Mundhöhle auch eine Reaktion im Pharynx auslösen, wenn die Mundhöhle demselben Erreger ausgesetzt wäre.
Vaccinologist
Die Impfung (oder Immunisierung) beinhaltet die Abgabe von nicht infektiösen Antigen, die von bekannten Krankheitserregern stammen, in der Regel durch Injektion, wie in Abbildung 3 gezeigt., Andere Komponenten, sogenannte Adjuvantien, werden parallel abgegeben, um die Immunantwort zu stimulieren. Immunologisches Gedächtnis ist der Grund, warum Impfstoffe funktionieren. Idealerweise besteht die Wirkung der Impfung darin, ein immunologisches Gedächtnis und damit eine Resistenz gegen bestimmte Krankheitserreger auszulösen, ohne dass das Individuum eine Infektion erleiden muss.
Abbildung 3. Impfstoffe werden oft durch Injektion in den Arm abgegeben. (credit: US Navy des Fotografen Mate Airman Apprentice Christopher D., Blachly)
Vaccinologists beteiligt sind in den Prozess der Impfstoff-Entwicklung von der ersten Idee über die Verfügbarkeit des fertigen Impfstoff. Dieser Prozess kann Jahrzehnte dauern, kann Millionen von Dollar kosten und kann viele Hindernisse auf dem Weg beinhalten., Zum Beispiel stimulieren injizierte Impfstoffe das systemische Immunsystem, rufen humorale und zellvermittelte Immunität hervor, haben jedoch wenig Einfluss auf die Schleimhautreaktion, was eine Herausforderung darstellt, da sich viele Krankheitserreger in Schleimhautkompartimenten ablagern und replizieren, und die Injektion bietet nicht das effizienteste Immungedächtnis für diese Krankheitserreger. Aus diesem Grund sind Impfologen aktiv an der Entwicklung neuer Impfstoffe beteiligt, die über intranasale, aerosol -, orale oder transkutane (durch die Haut absorbierte) Verabreichungsmethoden angewendet werden., Wichtig ist, dass von der Schleimhaut verabreichte Impfstoffe sowohl eine Schleimhautimmunität als auch eine systemische Immunität hervorrufen und die gleiche Krankheitsresistenz wie injizierte Impfstoffe hervorrufen. Derzeit ist eine Version des intranasalen Influenza-Impfstoffs verfügbar, und die Polio-und Typhus-Impfstoffe können oral verabreicht werden, wie in Abbildung 4 gezeigt.
Abbildung 4. Der Polioimpfstoff kann oral verabreicht werden. (credit: Änderung der Arbeit von UNICEF Sverige)
In ähnlicher Weise werden die Masern-und Rötelnimpfstoffe mithilfe von Inhalationsgeräten an die Aerosolabgabe angepasst., Schließlich können transgene Pflanzen entwickelt werden, um Impfstoffantigene zu produzieren, die gegessen werden können, um Krankheitsresistenz zu verleihen. Andere Impfstoffe können an die rektale oder vaginale Anwendung angepasst werden, um Immunreaktionen in der rektalen, urogenitalen oder reproduktiven Schleimhaut hervorzurufen. Schließlich können Impfstoffantigene an eine transdermale Anwendung angepasst werden, bei der die Haut leicht abgekratzt wird und Mikronadeln verwendet werden, um die äußerste Schicht zu durchstechen., Zusätzlich zur Mobilisierung der Immunantwort der Schleimhaut kann diese neue Generation von Impfstoffen die mit Injektionen verbundene Angst beenden und wiederum die Beteiligung der Patienten verbessern.
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