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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.

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Presentation Transcript


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 Krankheitverursachen.


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


Virus Reproduktion


Haut und Schleimhäute wirken als Schranken gegen Pathogene


Haut – als Barriere

  • Die Haut ist eine feste und dadurch undurchdringlicheBarriere.

  • mehrere Schichten verhornter Zellen und eine durchgehendeZellschicht.

  • 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.

  • SekretierteLysozyme der Schleimhäute zerstören

    Bakterien.

  • Zilien (Flimmerhärchen) stoßen SchleimmitBakterien aus (Bronchien, Bronchiolen)


KeypointsBarrieren 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


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 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


Lymphocyten produzieren Antikörper

Das Blut hat zwei verschiedene Typen von weißen Blutkörperchen oder Leukozyten.

Phagocyten ingestieren Bakterien durch Endocytose


Antikörper

Microbe

Antigen

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


Jeder Lymphocyt hat einige seiner Antikörper auf seiner Zelloberfläche…

Produktion von Antikörpern durch Lymphocyten

Ein Lymphocyt kann nur einen Typ von Antikörper produzieren. Also braucht man sehr viele verschiedene Lymphocyten.


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

…Dies aktiviert den Lymphocyten.


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)


Aktivieren

Aktivieren

B-zelle

T-Helfer-Zelle

Makrophage

Klone

Antigen

Antigen

Plasma- Zelle

Gedächtnis-

Zelle

Antikörper


(a) B-Zelle

4 Micrometer

(b) Plasmazelle

EndoplasmatischesReticulum

4 Micrometer


Beschreibe und erläutere die Grafik

Anzahl produzierter Antikörper

ZweiteInfektion

ErsteInfektion

4

6

8

2

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


Passive Immunität


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


Produktion monoklonaler Antikörper


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


Vorteile und Gefahren von Impfung


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“


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 Körperflüssigkeitenmöglich.

  • 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


Gesellschaftlichen Auswirkungen von AIDS

Durch AIDS kam es zu einer gesellschaftlichen Aufklärungskampagne welche besonders die Benutzung von Kondomen propagierte.

Soziale Diskriminierung von AIDS-Kranken


IB-Aufgabe

Beschreiben Sie den Prozess der Blutgerinnung.


Blutgerinnung


Gerinnungs-faktoren beeinflussen die Reaktion. Diese Faktoren werden vonBlutplättchenoder beschädigten Gewebezellenfreigesetzt. Dadurch kommt es zur Bildung von Thrombin.

Fibrinogen (löslich)

Prothrombin

Thrombin (aktiv)

Prothrombin Aktivator

Fibrin (unlöslich)

Prozess der Blutgerinnung


Blutgerinnung - Keypoints

  • Prothrombin-Aktivator aktiviert Prothrombin.

  • Thrombin (aktiv) katalysiert die Transformation von Fibrinogen (löslich), zu einem Faserprotein, Fibrin (unlöslich).

  • Dieses Fibrin nimmt rote Blutzellen auf.

  • Endothel eines Blutgefäßes wird beschädigt

    • Bindgewebe aus der Gefäßwand kommt mit dem Blut in Kontakt.

  • Blutplättchen (Thrombozyten) setzen eine klebrige Substanz frei, die bewirkt, dass Blutplättchen aneinander binden.


Füllen Sie nun die Grafik in Ihrem Lehrbuch (386. Übung) aus!


Lösung

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