Das Lymphatische System
1) Primäre lymphatische OrganeHauptorte der LymphopoeseEntwicklung und Reifung der Lymphozyten
- Ausstattung der Lymphozyten mit Antigenrezeptoren
- Lymphozyten lernen körpereigen - körperfremd zu unterscheiden
2) Sekundäre lymphatische Organe= Orte der ‚Berufsausübung‘ der Lymphozyten
• Reaktion Lymphozyt - fremdes Antigen• Reaktion Lymphozyt - Lymphozyt• Reaktion Lymphozyt - Helferzelle
(Makrophage, antigenpräsentierende Zelle)
1) Primäre (zentrale) lymphatische Organe1.1. Knochenmark: Bildung von B- und T-Zellen,
Reifung der B-Zellen1.2. Thymus: Reifung der T-Zellen
2) Sekundäre (periphere) lymphatische Gewebe2.1. Lymphknoten: Antwort auf Antigene aus
Lymphe (aus Geweben) 2.2. Milz: Antwort auf Antigene aus Blut
2.3. Mukosa-assoziiertes Gewebe - MALT:Antwort auf Antigene, die Schleimhaut-Barrieren passieren
2.4. Immunsystem der Haut 2.5. Ansammlungen von Lymphozyten in
fast allen Organen außer Gehirn2.6. Knochenmark
Lymphozyten-Reifung
1.1. Knochenmark
Hämatopoese
• während fetaler Entwicklung:- zuerst in Blutinseln- dann in Leber und Milz
• nach Geburt: - im Knochenmark flacher Knochen
• ab Pubertät: - im roten Mark von Sternum, Wirbelsäule,
Beckenknochen, Rippen
1.1. Knochenmark
• füllt Raum zwischen Blutgefäßen als schwammartiges, retikuläres Skelett aus (retikuläre Zellen und Fasern)
• zwischen schwammartigem Skelett: hämatopoetische Zellen und Fettzellen
1.1. Knochenmark
Hämatopoese
• alle Blutzellen stammen von gemeinsamer Stammzelle ab• Stammzelle: Fähigkeit zur Selbsterneuerung + Differenzierung• über Stammzelle + Mechanismus der Differenzierung wenig
bekannt• Differenzierung läuft über mehrere Zellgenerationen:
Fähigkeit zur Selbsterneuerung nimmt mit Grad von Differenzierung ab
• Proliferation und Reifung der Vorläuferzellen durch Zytokine beeinflußt (colony-stimulating factors -CSF; von Stromazellen und Makrophagen gebildet)
1.1. KnochenmarkHämatopoiese
aus pluripotenter Stammzelle:- lymphozytäre Vorläuferzellen (→ B- und T-Zellen)- myeloische Vorläuferzellen:
erythrozytäre (→ Erythrozyten)megakaryozytäre (→Thrombozyten) granulozytäre (→ Basophile, Eosinophile)monozytäre (→ Monozyten, Makrophagen, Neutrophile)
1.1. Knochenmark
• nach Ausreifung Auswandern von: Erythrozyten → Blutbahn Thrombozyten → Blutbahn Granulozyten → Blutbahn → Gewebe Monozyten/Makrophagen → Blutbahn → Gewebe
über sek. lymph. Gewebe → Blut (Rezirkulation) Lymphozyten:
B-Zelle → Blut → sek. lymph. Gewebe → Blut T-Zelle → Thymus → Blut → sek. lymph. Gew. → Blut
• in Knochenmark: - verschiedenste Stammzellen (Vorläuferzellen) - reife B-Zellen - Antikörper produzierende Plasmazellen (im sek. lymph.
Gew. entwickelt) - reife T-Zellen (in Thymus gereift)
= wichtiges sekundäres lymphatisches Organ
1.2. Thymus• zweilappiges Organ, unter Brustbein• Lappen durch Bindegewebstrabekel in Läppchen unterteilt• Läppchen:
äußere Rindenschicht (Kortex): dichte Ansammlung von unreiferen Thymozyten (T-Zellen)
innere Markzone (Medulla): weniger dichte Besiedlung von reiferen Thymozyten
• ganzen Thymus: nicht-lymphatische Epithelialzellen Makrophagen (aus Knochenmark) dendritische Zellen (aus Knochenmark)
• im Mark: spiralförmig angeordnete Strukturen von Epithelialzellen (Hassall-Körperchen)
• reiche vaskuläre Versorgung• efferente lymphatische Gefäße
1.2. ThymusReifung von Thymozyten
• Vorläuferzellen aus Blut in Kortex (vermutlich Chemotaxis)• unreife Thymozyten wandern Richtung Medulla• Kontakt mit Epithelzellen, Makrophagen, dendritischen Zellen:
exprimieren MHC-Moleküle präsentieren MHC-Antigen-Komplex
→ Differenzierung von T-Zellen• auf Weg: Beginn von Expression von - Antigenrezeptoren - Oberflächenmarker• lernen Unterschied körpereigen :: körperfremd
- positive Selektion im Kortex: nur T-Zellen mit intermediärer Affinität zu MHC überleben
- negative Selektion cortico-medulläre Junktionszone: T-Zellen, die Selbstmoleküle erkennen, sterben
• reife T-Zellen verlassen Thymus → Blut oder Lymphe → periphere Lymphgewebe
LäppchenKapselTrabekel
2.1. Lymphknoten
• als biologische Filter in Verlauf der Lymphgefäße eingeschaltet → Kontrolle der Lymphe auf Fremd-Antigene
(Lymphe aus Epithelien, Geweben, Organen → über Lymphknoten → Ductus thoracicus → V. subclavia → Blut)
• im ganzen Körper• größere Ansammlungen: Leistengegend (inguinal) Achselhöhlen (axillär)
Halsbereich (zervikal) Bauchhöhle (mesenterial)
2.1. Lymphknoten
Aufbau
• Bindegewebskapsel und Bindegewebssepten (Trabekel) umgeben Grundgerüst von retikulärem Bindegewebe
• - Kortex (B-Zell Areal) - Parakortex (T-Zell Areal) - Medulla (T-Zellen, B-Zellen, Plasmazellen, Makrophagen)
• arterielle und venöse Versorgung (Ein- und Austritt am Hilus)• Lymphe (mit Antigenen und Lymphozyten)
Eintritt über afferente Bahnen → subkapsulären Sinus → durch Kortex + Medulla → Austritt über efferente Bahnen am Hilus
• Lymphozyten: aus Blut oder Lymphe
2.1. LymphknotenFunktion
• im Parakortex: T-Zellen (v.a. Helfer-Zellen) + viele APC (dendritische Zellen)
→ naive T-Zellen treffen auf fremdes Antigen → Proliferation → Blut
• im Kortex: primäre Follikel (kein Keimzentrum): ruhende B-Zellen sekundäre Follikel (Keimzentrum):
große, aktivierte B-Zellen (aktiviert durch T-Helferzellen) + follikuläre dendritische Zellen (präsentieren Antigen)
→ Selektion von antigenspezifischen B-Zellen → Vermehrung der B-Zellen
• im Medulla: Makrophagen + dendritische Zellen + verstreute Lymphozyten
→ Differenzierung der B-Zelle zu Antikörper-sezernierender Plasmazelle
2.2. Milz
Aufbau
• in Blutstrom eingeschaltetes Kontroll- und Filtrationsorgan des Blutes (im oberen linken Quadranten des Abdomen)
• Bindegewebskapsel + Trabekel + retikuläres Bindegewebe• - rote Pulpa (Abbau von Erythrozyten )
- weiße Pulpa (dichtes, lymphatisches Gewebe)
2.2. Milz
• von einer einzigen Arterie versorgt (tritt bei Hilus ein) → Verzweigung in Zentralarterien→ Verästelung in kleine Arteriolen:
- geschützt durch Trabekel- umgeben von periarteriolären lymph. Scheiden = PALS
(T-Zell Areale, primäre+sekundäre Follikel)- um Scheiden: Marginalzone
(Ring von Lymphozyten und Makrophagen) → münden in Sinusoide:
- in Marginalzone - in rote Pulpa (Erythrozyten, Makrophagen, dendritische Zellen, Plasmazellen)
• Sinusoide enden in Venolen → Pulpavene → Trabekelvene → Milzvene
2.2. Milz
Funktionen
• Antigene und Lymphozyten kommen über vaskuläre Sinusoidein Marginalzone
• spezialisierte Makrophagen präsentieren Antigene an Lymphozyten
• T-Helfer-Zellen unterstützen → Aktivierung von B-Zellen
• aktivierte B-Zellen wandern in Keimzentren oder Rote Pulpa• Reservoir für Blutplättchen, Erythrozyten, Granulozyten• Abbau von alten Blutplättchen und Erythrozyten
2.3. Mukosa-assoziiertes Gewebe - MALT
Verstreute Ansammlungen von nicht verkapseltem lymphatischem Gewebe
2.3.1. Gastrointestinaltrakt assoziiert - GALT- Rachenmandel (Tonsilla pharyngea)- Gaumenmandel (Tonsilla palatina)- Peyersche Plaques in Lamina propria- Lymphfollikel in Schleimhaut von Appendix vermiformis
2.3.2. Respirationstrakt assoziiert - BALT - Bronchien assoziiert
2.3.3. Urogenitaltrakt
2.3. Mukosa-assoziiertes Gewebe - MALT
Diffuse Aggregate oder organisierte Ansammlungen von Lymphozyten mit Keimzentren (sek. Follikel)
Diffuse Akkumulation
In Lamina Propria von Darmwand(Jejunum)
In Bronchialwand (Lunge)
2.3. Mukosa-assoziiertes Gewebe - MALT
Organisierte Lymphozyten-Ansammlungen
In Tonsillen
In Ileum: Peyersche Plaques (besonders geordnete Strukturen)
- Spezialisierte Epithelzellen = M-ZellenAufnahme und Transport von Antigenen
- vor allem B-Zellen → bilden großen, gewölbten, hochaktiven Follikel- wenige T-Zellen zwischen Follikeln
Humorale Immunantwort in Schleimhäuten meist von IgA Antikörpern vermittelt
- Sekretorische IgA
- Transport durch Schleimhautmembranen
- Verhindern Eintritt von infektiösen Mikroorganismen
Wanderung der Lymphozyten
Naive Lymphozyten patrouillieren ständig durch periphere lymphatische Gewebe
Knochenmark bzw Thymus↓
über Blut↓
periphere lymph. Gewebe(Eintritt ins Gewebe über spezialisierte postkapilläre Venolen)
↓über Lymphe oder Milz zurück ins Blut
Postkapilläre Venolen = High endothelial venules(HEV)
• sehr dünne Blutgefäße mit hohem, zylindrischem Epithel (HEV) • Stellen, an denen B- und T-Zellen Blut verlassen• Bildung durch Ablauf von Immunantwort induziert
durch Interferon-γ andere Lymphokine Lymphozyten
Postkapilläre Venolen = High endothelial venules(HEV)
• exprimieren spezielle AdhäsionsmoleküleIg-Superfamilie: z.B. ICAM-1, ICAM-2, VCAMSelectinfamilie: z.B. E-Selectin, P-Selectin
• reife, zirkulierende Lymphozyten haben Rezeptoren, die an Adhäsionsmoleküle von HEV binden
→ Rezeptoren-Liganden-Interaktion• verschiedene Lymphozyten haben verschiedene Rezeptoren
(Homingrezeptoren) → Ansiedlung in unterschiedlichen Zielorganen
Postkapilläre Venolen = High endothelial venules(HEV)
bei Passage durch HEV kollidieren Lymphozyten mit Wänden von HEV
Homingrezeptoren binden an Liganden der EndothelzellenFestsetzen der LymphozytenLymphozyten dringen in Wand der HEV ein (Diapedesis,
interzellulär) → durch Basalmembran → Gewebe
Infektion
dendritische Zellen nehmen Antigen auf → wandern durch afferente Lymphgefäße zu Lymphknoten
in Lymphknoten: Dendriten präsentieren Antigen an Lymphozyten
Antigen-spezifische Lymphozyten proliferieren und differenzieren zu Effektorzellen
Verlassen von Lymphknoten durch efferente Lymphgefäße
Wanderung der Lymphozyten
Wege der B-Zellen (schwarz)
Knochenmark → Blutkreislauf → B-Zell Areal sek. lymph. Organ- kein Antigen → sterben- Antigen → Aktivierung
differenzieren zu Plasma- bzw. Gedächtniszellen
Plasmazellen: - zu ursprünglichem Ort von reifer Zelle- sezernieren Antikörper- sterben
Gedächtniszelle:→ bilden Keimzentrum (prim. → sek. Follikel)→ bald Verlassen von Zentrum
- in Lymphe → Blut- direkt ins Blut (aus Milz)
→ Zirkulieren im Blut→ Verlassen Blut in lymphatischen Geweben über HEV→ innerhalb von lymph. Organ zu B-Zell Zone
- Antigen → Aktivierung- kein Antigen → wieder Runden in Lymphe bzw. Blut
Wanderung der LymphozytenWege der T-Zelle (rot)
Knochenmark → Blut → Chemotaxis zu Thymus (Reifung)→ Verlassen von Thymus über Thymusvenolen → Blut→ in lymphatischen Organen: Verlassen Blut über HEV
→ zu T-Zell Zone- kein Antigen -> Absterben- Antigen → Umwandeln in Effektor- bzw. Gedächtniszellen
→ Blut
Effektorzellen: - Reaktion auf chemische Signale- Verlassen Blut an Stellen von Infektionen- erfüllen Funktion → sterben ab
Gedächtniszellen: - verlassen Blut über HEV in lymph. Gewebe- Rezirkulieren bis Treffen auf Antigen
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