Schulfach Biologie Oberstufe
Immunsystem lernen mit Karteikarten: Abwehr, Antikörper, Impfung
Das Immunsystem schützt den Körper vor Erregern und körperfremden Substanzen durch ein mehrstufiges Abwehrsystem. Angeborene Immunität reagiert sofort, unspezifisch. Erworbene Immunität lernt, erkennt spezifisch und bildet immunologisches Gedächtnis. Grundlage für Impfung und Transplantationsmedizin.
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Immunsystem: Zwei-Pfeiler-System verstehen
Die häufigste Prüfungsfrage: Unterschied zwischen angeborener und erworbener Immunantwort und wie beide zusammenarbeiten. Die Schlüsselrolle dendritischer Zellen verbindet beide Arme.
- Angeborene Immunität (erste Linie): Haut und Schleimhäute (mechanisch), Lysozym, Komplementsystem, Phagocyten (Neutrophile, Makrophagen), NK-Zellen. Pattern-Recognition-Rezeptoren (PRRs, z.B. Toll-like-Rezeptoren) erkennen evolutionär konservierte Pathogenstrukturen (PAMPs).
- Entzündungsreaktion: Gewebsverletzung/Infektion → Mastzellen schütten Histamin aus → Vasodilatation, erhöhte Gefäßpermeabilität → Neutrophile wandern ins Gewebe (Chemotaxis) → Phagocytose. Makrophagen sezernieren Zytokine (IL-1, TNF-α) → systemische Fieberreaktion.
- Erworbene Immunität: B-Lymphozyten (humorale Immunantwort: Antikörper). T-Lymphozyten: T-Helfer-Zellen (CD4⁺, koordinieren Immunantwort), zytotoxische T-Zellen (CD8⁺, töten infizierte Zellen). Aktivierung durch Antigenpräsentation auf MHC-Molekülen.
- MHC-Restriktion: MHC-I: auf allen kernhaltigen Zellen, präsentiert intrazelluläre Peptide (z.B. Virusproteine) → Erkennung durch CD8⁺-T-Zellen. MHC-II: auf professionellen Antigenpräsentierenden Zellen (dendritische Zellen, Makrophagen, B-Zellen), präsentiert extrazelluläre Peptide → Erkennung durch CD4⁺-T-Zellen.
- Impfung: Aktive Immunisierung: Antigene (attenuierte Erreger, Totimpfstoff, Protein, mRNA) → Immunantwort + Gedächtniszellen → Schutz bei echter Infektion. Passive Immunisierung: fertige Antikörper → sofortiger Schutz ohne eigene Immunreaktion, kein Gedächtnis.
Alle Karten in diesem Set
| Vorderseite | Rückseite |
|---|---|
| Was ist der Unterschied zwischen angeborener und erworbener Immunität? | Angeboren (unspezifisch): sofort aktiv, erkennt allgemeine Pathogenmerkmale (PAMPs), kein Gedächtnis. Erworben (spezifisch): braucht Tage bis Wochen zur Aktivierung, erkennt spezifische Antigene, bildet immunologisches Gedächtnis. |
| Was sind Phagocyten und wie funktioniert Phagocytose? | Phagocyten (Neutrophile, Makrophagen) nehmen Pathogene auf. Erkennung (Opsonisierung durch Antikörper oder Komplementfragmente erleichtert) → Bildung eines Phagosoms → Fusion mit Lysosom → Abbau durch saure Hydrolasen und reaktive Sauerstoffspezies. |
| Was sind Toll-like-Rezeptoren (TLRs)? | Pattern-Recognition-Rezeptoren auf angeborenen Immunzellen. Erkennen PAMPs (Pathogen-assoziierte molekulare Muster) wie Lipopolysaccharid (LPS) von Gram-negativen Bakterien, Peptidoglykan, doppelsträngige RNA (viral). Lösen Entzündungsreaktion und Aktivierung aus. |
| Was ist das Komplementsystem? | System aus ~30 Plasmaproteinen, das kaskadenartig aktiviert wird. Effekte: Opsonisierung (C3b markiert Erreger für Phagocytose), Chemotaxis (C5a lockt Neutrophile), Lyse (Membranangriffskomlex MAC bohrt Poren in Bakterienmembran). |
| Welche Rolle spielen dendritische Zellen? | Brücke zwischen angeborener und erworbener Immunität. Dendritische Zellen phagocytieren Pathogene im Gewebe, migrieren in Lymphknoten, präsentieren Antigenpeptide auf MHC-II an naïve T-Helfer-Zellen und aktivieren sie (Kostimulation durch CD80/CD86 + CD28). |
| Was ist klonale Selektion? | Aus dem riesigen Repertoire naïver B- und T-Lymphozyten wird genau der Klon selektiert und vermehrt, dessen Rezeptor spezifisch das aktuelle Antigen erkennt. Aktivierter Klon proliferiert zu Effektorzellen und Gedächtniszellen. |
| Was sind B-Lymphozyten und was ist ihre Hauptfunktion? | B-Zellen sind Lymphozyten der humoralen Immunantwort. Nach Aktivierung durch Antigen und T-Helfer-Zellen differenzieren sie zu Plasmazellen (sezernieren Antikörper) und Gedächtnis-B-Zellen (langes Überleben, schnellere Antwort bei Zweitkontakt). |
| Was sind Antikörper und welche Struktur haben sie? | Antikörper (Immunglobuline) sind Y-förmige Glykoproteine aus 2 schweren und 2 leichten Ketten, verbunden durch Disulfidbrücken. Variable Region (Fab): antigenbindend, hochspezifisch. Konstante Region (Fc): Effektorfunktionen (Komplementaktivierung, Phagocytose-Opsonisierung). |
| Was sind die fünf Antikörperklassen (Isotypen)? | IgG: häufigste, Hauptklasse der Sekundärantwort, plazentagängig. IgM: Pentamer, erste Klasse in Primärantwort, stark komplementaktivierend. IgA: Sekretion (Tränen, Speichel, Muttermilch). IgE: Allergieantwort, Parasiten. IgD: B-Zell-Reifung. |
| Was ist der Unterschied zwischen zytotoxischen T-Zellen und T-Helfer-Zellen? | T-Helfer-Zellen (CD4⁺): erkennen MHC-II, koordinieren Immunantwort durch Zytokine, aktivieren B-Zellen und CD8⁺-T-Zellen. Zytotoxische T-Zellen (CD8⁺): erkennen MHC-I, töten infizierte Körperzellen oder Tumorzellen durch Perforin/Granzym oder Fas-FasL-Apoptose. |
| Was ist immunologisches Gedächtnis? | Nach einer Erstimmunisierung überleben Gedächtniszellen (B- und T-Zellen) jahrelang. Bei Zweitkontakt mit demselben Antigen: schnellere, stärkere Antwort (Sekundärantwort), mehr IgG, niedrigere Schwelle zur Aktivierung. |
| Was ist der Unterschied zwischen aktiver und passiver Immunisierung? | Aktiv: Impfung mit Antigen → Körper bildet eigene Antikörper + Gedächtnis, Schutz nach Wochen, dauerhaft. Passiv: Gabe fertiger Antikörper (z.B. nach Schlangenbiss, Tetanusexposition) → sofortiger Schutz, kein Gedächtnis, Schutz nur Wochen. |
| Was ist eine Allergie und warum entsteht sie? | Überschießende Immunantwort auf harmlose Antigene (Allergene). Typ I (Soforttyp): IgE bindet an Mastzellen → Allergen-Kreuzvernetzung → Histaminausschüttung → Symptome (Niesen, Quaddeln, Anaphylaxie). Genetische Disposition + Umweltfaktoren begünstigen Sensibilisierung. |
| Was sind Autoimmunerkrankungen? | Das Immunsystem richtet sich gegen körpereigene Antigene. Ursachen: Versagen der zentralen (Thymus) oder peripheren Toleranz, molekulares Mimikry (Erreger-Antigen ähnelt Körperantigen). Beispiele: Typ-1-Diabetes (Inselangriff), Rheumatoide Arthritis, Multiple Sklerose, Lupus. |
| Was ist der Thymus und welche Rolle spielt er? | Organ der T-Zell-Reifung. Positive Selektion: T-Zellen, deren TCR MHC erkennt, überleben. Negative Selektion: T-Zellen mit zu starker Eigenreaktivität werden durch Apoptose eliminiert (zentrale Toleranz). Involution nach Pubertät. |
| Was sind NK-Zellen (Natural Killer Cells)? | NK-Zellen der angeborenen Immunität töten infizierte oder entartete Zellen ohne vorherige Sensibilisierung. Erkennen fehlendes MHC-I (virusinfizierte und Tumorzellen reduzieren MHC-I). Töten durch Perforin/Granzym oder ADCC (Antikörper-abhängige zelluläre Cytotoxizität). |
| Was ist MHC (HLA) und warum ist es für Transplantation wichtig? | MHC (Major Histocompatibility Complex, beim Menschen HLA) kodiert Proteine zur Antigenpräsentation. Hochpolymorph: jeder Mensch hat individuelles HLA-Muster. Bei Transplantation muss HLA-Typisierung von Spender und Empfänger möglichst übereinstimmen, sonst Abstoßungsreaktion. |
| Wie wirken mRNA-Impfstoffe? | Synthetische mRNA (in Lipid-Nanopartikeln verpackt) wird in Körperzellen aufgenommen → Zellen synthetisieren Virusprotein (z.B. SARS-CoV-2-Spike) → Immunsystem erkennt Antigen → Antikörper + Gedächtnis werden gebildet. mRNA wird nicht in DNA eingebaut, schnell abgebaut. |
| Was ist der Unterschied zwischen Antigen und Epitop? | Antigen: gesamtes Molekül (z.B. Protein), das eine Immunantwort auslösen kann. Epitop (antigene Determinante): die spezifische Region des Antigens, die von einem Antikörper oder T-Zell-Rezeptor erkannt und gebunden wird. Ein Antigen hat mehrere Epitope. |
| Was ist Immunsuppression und wann wird sie eingesetzt? | Medikamentöse Hemmung des Immunsystems. Eingesetzt bei Organtransplantation (Verhinderung Abstoßung), Autoimmunerkrankungen, chronischen Entzündungen. Wirkstoffe: Corticosteroide, Ciclosporin (hemmt T-Zell-Aktivierung durch IL-2-Blockade), monoklonale Antikörper. |
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Häufige Fragen
Warum dauert die Immunantwort beim Erstkontakt länger als bei Zweitkontakt?
Bei Erstkontakt muss zunächst der passende Lymphocytenklon durch klonale Selektion gefunden und vermehrt werden (7-14 Tage). Bei Zweitkontakt erkennen langlebige Gedächtniszellen sofort das Antigen und differenzieren schnell zu Effektorzellen (1-3 Tage, höhere Antikörpertiter).
Warum können Viren der Immunantwort entkommen?
Viren nutzen verschiedene Mechanismen: Hochmutationsrate (Influenza, HIV) ändert Epitope. Hemmung der MHC-I-Präsentation (Herpesviren). Infektion von Immunzellen selbst (HIV infiziert CD4⁺-T-Zellen). Latenz in Gewebe, wo sie unsichtbar für das Immunsystem bleiben.
Was ist Herdenimmunität?
Wenn ein ausreichend großer Anteil einer Population immun ist (durch Impfung oder Infektion), sinkt die Übertragungsrate so weit, dass auch nicht-immune Personen indirekt geschützt werden. Schwellenwert abhängig von Basisreproduktionszahl R₀: z.B. Masern R₀ 12-18 → Herdenimmunität bei ~92-95% Immunrate.