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1-1. Die weißen Blutkörperchen des Immunsystems leiten sich von Vorläufern im Knochenmark ab

Alle zellulären Elemente des Blutes, einschließlich der roten Blutkörperchen, die Sauerstoff transportieren, die Blutplättchen, die die Blutgerinnung in geschädigtem Gewebe auslösen, und die weißen Blutkörperchen des Immunsystems, stammen letztendlich aus den gleichen Vorläuferzellen — den hämatopoetischen Stammzellen im Knochenmark. Da diese Stammzellen alle Arten von Blutzellen hervorbringen können, werden sie oft als pluripotenthämatopoetische Stammzellen bezeichnet. Zunächst führen sie zu Stammzellen von mehrbegrenztes Potenzial, die die unmittelbaren Vorläufer von roten Blutkörperchen, Blutplättchen und den beiden Hauptkategorien von weißen Blutkörperchen sind. Die verschiedenen Arten von Blutzellen und ihre Abstammungsbeziehungen sind in Abb. 1.3. Wir werden uns hier mit allen Zellen befassen, die aus dem gemeinsamen lymphoiden Vorläufer und dem Myeloidprogenitor stammen, abgesehen von den Megakaryozyten und den roten Blutkörperchen.

Der myeloische Vorläufer ist der Vorläufer der Granulozyten, Makrophagen, dendritischen Zellen und Mastzellen des Immunsystems. Makrophagen sind eine der drei Arten von Phagozyten im Immunsystem und sind im Körpergewebe weit verbreitet, wo sie eine entscheidende Rolle bei der angeborenen Immunität spielen.Sie sind die reife Form von Monozyten, die im Blut zirkulieren und sich bei der Migration in das Gewebe kontinuierlich in Makrophagen differenzieren. Dendritische Zellen sind spezialisiert aufantigen aufnehmen und zur Erkennung durch Lymphozyten anzeigen. Unreife dendritische Zellen wandern aus dem Blut in die Gewebe und sind sowohl phagozytisch als auch makropinozytisch und nehmen große Mengen der umgebenden extrazellulären Flüssigkeit auf. Bei der Begegnung mit einem Erreger reifen sie schnell undmigrieren zu Lymphknoten.

Mastzellen, deren Blut geborenvorläufer sind nicht gut definiert, differenzieren sich auch in den Geweben. Sie befinden sich hauptsächlich in der Nähe kleiner Blutgefäße und setzen bei Aktivierung Substanzen freibeeinflussen die Gefäßpermeabilität. Obwohl sie am besten für ihre Rolle bei der Regulierung allergischer Reaktionen bekannt sind, wird angenommen, dass sie eine Rolle beim Schutz der Schleimhautoberflächen vor Krankheitserregern spielen.

Die Granulozyten werden so genanntweil sie dicht gefärbte Granula in ihrem Zytoplasma haben; Sie werden auchmanchmal wegen ihrer seltsam geformten Kerne polymorphkernige Leukozyten genannt. Es gibt drei Arten von Granulozyten, die alle relativ kurzlebig sind und während der Immunantwort vermehrt produziert werden, wenn sie das Blut verlassen, um zu Infektions- oder Entzündungsstellen zu wandern. Neutrophile, die dritte phagozytäre Zelle des Immunsystems, sind die zahlreichste und wichtigste zelluläre Komponente der angeborenen Immunantwort: Erbliche Mängel in der Neutrophilenfunktion führen zu einer überwältigenden bakteriellen Infektion, die unbehandelt tödlich ist. Es wird angenommen, dass Eosinophile hauptsächlich zur Abwehr parasitärer Infektionen wichtig sind, da ihre Anzahl während einer parasitären Infektion zunimmt. Die Funktion von Basophilen ist wahrscheinlich ähnlich und komplementär zu der von Eosinophilen und Mastzellen; wir werden die Funktionen dieser Zellen in Kapitel 9 und ihre Rolle bei allergischen Entzündungen in Kapitel 12 diskutieren. Die Zellen der myeloischen Linie sind in Abb. 1.4.

Der gemeinsame lymphoide Vorläufer führt zu den Lymphozyten, mit denen sich der größte Teil dieses Buches befassen wird. Es gibt zwei Haupttypen Vonlymphozyten: B-Lymphozyten oder B-Zellen, die sich bei Aktivierung in Plasmazellen differenzieren, die Antikörper absondern; und T-Lymphozyten oder T-Zellen, von denen es zwei Hauptklassen gibt. Eine Klasse unterscheidet bei der Aktivierung inzytotoxische T-Zellen, die mit Viren infizierte Zellen abtöten, während die zweite Klasse von T-Zellen in Zellen differenziert, die andere Zellen wie B-Zellen und Makrophagen aktivieren.

Die meisten Lymphozyten sind kleine, strukturlose Zellen mit wenigen zytoplasmatischen Organellen undviel des Kernchromatins inaktiv, wie durch seinen kondensierten Zustand gezeigt (Abb. 1.5). Dieses Erscheinungsbild ist typisch für inaktive Zellen, und es ist nicht verwunderlich, dass Lehrbücher diese Zellen, die heute im Mittelpunkt der Immunologie stehen, noch in den frühen 1960er Jahren als ohne bekannte Funktion beschreiben konnten. In der Tat haben diese kleinen Lymphozyten keine funktionelle Aktivität, bis sie auf Antigen stoßen, was notwendig ist, um ihre Proliferation und die Differenzierung ihrer spezialisierten funktionellen Eigenschaften auszulösen.

Lymphozyten sind bemerkenswert in der Lage, eine spezifische Immunantwort gegen praktisch jedes fremde Antigen zu montieren. Dies ist möglich, weil jeder einzelne Lymphozyt eine einzigartige Variante eines Prototyp-Antigenrezeptors trägt, so dass die Population von T- und B-Lymphozyten gemeinsam ein riesiges Repertoire von Rezeptoren trägt, die in ihren Antigen-Bindungsstellen sehr unterschiedlich sind. Der B-Zell-Antigenrezeptor (BCR) ist eine membrangebundene Form des Antikörpers, den die B-Zelle nach Aktivierung und Differenzierung an Plasmazellen sezerniert. Antimoleküle als Klasse sind als Immunglobuline bekannt, die normalerweise zu Ig verkürzt sind, und der Antigenrezeptor von B-Lymphozyten ist daher auch als Membran-Immunglobulin (mIg) bekannt.Der T-Zell-Antigenrezeptor (TCR) ist mit Immunglobulin verwandt, unterscheidet sich jedoch deutlich von ihm, da er speziell zum Nachweis von Antigenen geeignet ist, die von fremden Proteinen oder Pathogenen stammen, die in Wirtszellen eingedrungen sind. Wir werden die Strukturen dieser Lymphozyten-Antigen-Rezeptoren im Detail in den Kapiteln 3, 4 und 5 beschreiben, und die Art und Weise inwhich ihre Vielfalt von Bindungsstellen geschaffen wird, wie Lymphozyten in Kapitel 7 entwickeln.

Eine dritte Linie von lymphoiden Zellen, genannt natürliche Killerzellen, fehlen antigenspezifische Rezeptoren und sind Teil des angeborenen Immunsystems. Diese Zellen zirkulieren im Blut als großlymphozyten mit ausgeprägten zytotoxischen Granula (Abb. 1.6). Sie sind in der Lage, einige abnormale Zellen zu erkennen und abzutöten, zum Beispiel einige Tumorzellen und virusinfizierte Zellen, und es wird angenommen, dass sie für die angeborene Immunabwehr gegen intrazelluläre Krankheitserreger von Bedeutung sind.