Immunzellen-Lebensstationen

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Skizze fürs Buch:

P1150930_Lebenslauf_Immunzellen_650

(1) Fast alle Immunzellen kommen im Knochenmark zur Welt.

(2) T-Zellen gehen im Thymus zur Schule.

(3) Sobald sie reif sind, wandern Immunzellen über die Blutbahn an ihren Einsatzort.

(4) Lymphknoten sind so etwas wie Speed-Dating-Lokale, in denen dendritische Zellen die gerade benötigten T- und B-Zellen finden.

(5) Im ganzen Körper verrichten Immunzellen ihre Arbeit – manche direkt nach der Entstehung im Knochenmark, andere nach ihrer Aktivierung in den Lymphknoten.

(6) In derMilz und zum Teil auch in der Leber werden alte Immunzellen abgebaut.

(7) Nur einige wenige Immunzellen – die Gedächtniszellen – verbringen ihren langen Lebensabend in Überlebensnischen, z. B. im Knochenmark.

Leukozyten-Volkszählung

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Und noch eine Grundlagenskizze fürs Buch:

P1150844_Blutzusammensetzung_schwarz2_500Unter den etwa 7400 Leukozyten (weißen Blutkörperchen) in einem MilliMikroliter Blut eines gesunden Menschen sind ungefähr 2500 Lymphozyten.

Von diesen wiederum sind etwa 46% T-Helferzellen, 19% zytotoxische T-Zellen, 7% natürliche Killerzellen, 5% γδ-T-Zellen und 23% B-Zellen.

Einige Leukozytentypen wie die dendritischen Zellen kommen im Blut kaum vor, da sie nach ihrer Entstehung gleich ins Gewebe einwandern und dort bleiben.

Die roten Blutkörperchen oder Erythrozyten und die Blutplättchen oder Thrombozyten sind viel zahlreicher als die Leukozyten.

(All diese Werte haben auch bei Gesunden eine große Spannbreite; Abweichungen von den hier genannten Zahlen sind noch kein Grund zur Sorge.)

Somatische Rekombination

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P1150840_Eisenbahn_650

Skizze fürs Buch: Aus vier Lokomotiven, drei Personenwagen und drei Güterwagen (also insgesamt 10 Einheiten) lassen sich 4*3*3 = 36 unterschiedliche Züge zusammenstellen, in denen jedes der drei Elemente einmal vorkommt. Das hier ist einer der 36 Zugtypen:

P1150840_Eisenbahn_Dreierkombination_650Wären die Elemente fest miteinander verschweißt, bräuchte die Bahn 36*3/10 = 10,8 Mal so viel Stellplatz, wenn sie je nach Bedarf jeden der 36 Zugtypen anbieten will.

Die enorme Vielfalt an T- und B-Zellen, die mit ihren Rezeptoren und Antikörpern alle möglichen Antigene spezifisch erkennen, kommt auf ähnliche Weise zustande: durch somatische Rekombination. So sind zum Beispiel die schweren Ketten der Antikörper aus je einer V-, D- und J-Region zusammengesetzt. Auf unserem Chromosom 14 liegen hintereinander 40 unterschiedliche V-Genelemente, 25 verschiedene D-Elemente und 6 J-Elemente.

In jeder einzelnen B-Zelle, die im Knochenmark entsteht, findet eine Rekombination statt, bei der nach dem Zufallesprinzip ein V-, ein D- und ein J-Element ausgesucht und zusammengekoppelt werden. Auf diese Weise entstehen aus relativ wenig Erbgut 40*25*6 = 6000 unterschiedliche schwere Ketten. Bei den leichten Ketten gibt es 320 Varianten. Durch zufällige Paarung je einer schweren und einer leichten Kettenvariante kommen 6000*320, also knapp zwei Millionen unterschiedliche Kombinationen zustande (kombinatorische Diversität).

Außerdem werden beim Zusammenkoppeln der Genelemente sozusagen an den Puffern einzelne neue Basen eingebaut oder welche weggeschnitten (somatische Hypermutation). Dadurch erhöht sich die Antikörper-Vielfalt auf etwa 10 Billionen (junktionale Diversität). Bei den T-Zell-Rezeptoren sorgen diese beiden Mechanismen – somatische Rekombination und Hypermutation – sogar für ein noch breiteres Spektrum.

Abwehrreihen

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Neue Skizze fürs Buch:

P1150836_Abwehrreihen_Fußball_650Die Zellen des Immunsystems stellen sich in mehreren Abwehrreihen auf. Vorn stehen Zellen der angeborenen Immunität wie Mastzellen, dendritische Zellen und Makrophagen, im Mittelfeld die unterschiedlichen Granulozyten und in der letzten Verteidigungsreihe zytotoxische T-Zellen, T-Helferzellen, natürliche Killer-T-Zellen und ILCs. Der Torwart ist eine Plasmazelle (B-Zelle). Regulatorische T-Zellen (Tregs) pfeifen das Spiel rechtzeitig ab.

Low-Level-Lasertherapie bei Hashimoto-Thyreoiditis

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Ich bin kein Fan der sogenannten Komplementär- oder Alternativmedizin, der die Low-Level-Lasertherapie (LLLT) bislang offenbar zugerechnet wird. Dennoch bespreche ich hier zwei Arbeiten, die aus der ersten klinischen Studie zur Behandlung von Hashimoto-Thyreoiditis mit LLLT hervorgegangen sind. Es bleibt abzuwarten, ob weitere klinische Studien anderer Forschergruppen – auch bei anderen Indikationen und mit längeren Nachbeobachtungszeiträumen – die Wirksamkeit bestätigen.

Der Bedarf an wirksamen ergänzenden Therapien neben der Gabe von L-Thyroxin und ggf. Selen ist bei Hashimoto-Thyreoiditis jedenfalls groß, denn vielen Patientinnen und Patienten geht es trotz sauber eingestellter Hormongaben nicht gut.

Beide Arbeiten stammen von einer Forschergruppe in São Paulo, Brasilien:

Danilo B. Höfling et al.: Clinical Study: Assessment of the Effects of Low-Level Laser Therapy on the Thyroid Vascularization of Patients with Autoimmune Hypothyroidism by Color Doppler Ultrasound. ISRN Endocrinology (2012), 9 Seiten (Open Access)

Danilo B. Höfling et al.: Low-level laser in the treatment of patients with hypothyroidism induced by chronic autoimmune thyroiditis: a randomized, placebo-controlled clinical trial. Lasers Med Sci (2013) 28:743-753 (Paywall)

Die Autoren nennen die Hashimoto-Thyreoiditis durchgängig „chronic autoimmune thyroiditis“ oder CAT. Gemeint ist, wie Definition und Diagnosekriterien zeigen, dasselbe.

Der mutmaßliche Wirkmechanismus hinter der LLLT: Das Laserlicht soll auf Photoakzeptoren in der Atmungskette der Zellen einwirken, wahrscheinlich auf die Cytochrom-c-Oxidase. Dadurch soll die Produktion von ATP, reaktiven Sauerstoffspezies (ROS) und Stickstoffmonoxid (NO) angeregt werden und der innerzelluläre Kalziumspiegel steigen. Daraufhin sollen die Zellen mehr Wachstumsfaktoren und Zytokine produzieren, die die Gewebsreparatur fördern. Rotlicht- oder Nahinfrarot-Laser scheinen in vitro die Serumkonzentration proinflammatorischer Zytokine zu senken, darunter TNF-α, IFN-γ, IL-1β, IL-2, Il-6 und IL-8. Zugleich steigern LLL offenbar die Produktion von entzündungshemmenden, regulatorischen Zytokinen.

In der klinischen Studie wurden 43 Patienten mit Hashimoto-Thyreoiditis, die hormonell gut eingestellt waren, randomisiert einer Laserbehandlungsgruppe (23 Personen) und einer Placebogruppe (20 Personen) zugeordnet. Unter den 43 Personen, die den Einschlusskriterien genügten (u. a. TSH, T3 und T4 im Normbereich, kein zusätzlicher M. Basedow, keine andere schwere Erkrankung) und an der Studie teilnehmen konnten, war nur ein Mann. Die Behandlung bestand aus 10 Bestrahlungssitzungen innerhalb von 5 Wochen.   Weiterlesen →

Hitliste der mit Hashimoto-Thyreoiditis assoziierten Autoimmunerkrankungen und Allergien

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Dagdelen I, Agbaht K, Soykan I & Gullu S: Autoimmune and allergic diseases associated with autoimmune thyroid diseases. Endocrine Abstracts (2012) 29 P1710

(Ich fasse nur das Abstact zusammen, da ich die volle Arbeit – wohl ein Konferenzvortrag – nicht kenne. Weitere Literaturzusammenfassungen zum selben Thema hier, hier, hier und hier.)

Motiv: Etlichen Hashimoto-Thyreoiditis- oder Morbus-Basedow-Patienten geht es trotz gut eingesteller Schilddrüsenhormonwerte nicht gut. Die Autoren wollten herausfinden, ob das an weiteren Autoimmunerkrankungen oder allergischen Erkrankungen liegen kann.

Methode: 274 Hashimoto- und 53 Morbus-Basedow-Patienten in einem Uni-Krankenhaus auf weitere Erkrankungen untersucht.

Ergebnisse: Knapp 24 % der Hashimoto-Patienten und gut 13 % der Basedow-Patienten hatten mindestens eine weitere Autoimmunerkrankung oder Allergie. Am häufigsten waren bei den Hashimoto-Patienten*

  • Erkrankungen des Verdauungstrakts mit gut 10 % (Typ-A-Gastritis, Zöliakie, Autoimmun-Pankreatitis, Colitis ulcerosa, primär-biliäre Zirrhose)
  • Allergien mit knapp 7 % (Asthma, chronische Nesselsucht, Rhinosinusitis)
  • rheumatische Erkrankungen mit gut 4 % (rheumatoide Arthritis, SLE, Sjögren-Syndrom, Morbus Behçet, Morbus Bechterew usw.).

(Die Auflistung geht noch weiter, aber Werte um oder unter 1 % finde ich – solange die Prävalenzen in der Normalbevölkerung nicht dazu genannt werden – nicht gerade aussagekräftig.)

Außerdem wurde bei gut 18 % der Hashimoto-Patienten eine Vitamin-B12-Mangel-Anämie und bei gut 10 % eine kombinierte Vitamin-B12- und Eisenmangel-Anämie festgestellt.

Schlussfolgerung: Die häufigen Zusatzerkrankungen des Verdauungstrakts könnten einige Hashimoto-Symptome durch eine Anämie verstärken.

Mein Eindruck: Da es offenbar keine Kontrollgruppe gab und zumindest im Abstract Angaben zu den Prävalenzen in der Normalbevölkerung fehlen, lässt sich aus den Daten nicht viel schließen. Außerdem hätte ich gern gewusst, ob die Diagnose mindestens einer weiteren Erkrankung mit dem vorab erfragten Befinden korreliert und ob Vitamin-B12- und/oder Eisen-Gaben dieses Befinden verbessern.

* Diese Angabe (Hashimoto) fehlt im Abstract; aus dem Kontext geschlossen, da anschließend die – insgesamt niedrigeren – Zahlen für M. Basedow genannt werden.

„Kleine graue Wolke“ beim Virenschleuder-Preis

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Ich muss zugeben: Online-Votings, bei denen letzten Endes diejenigen das Rennen machen, die ohnehin schon den größten Fankreis haben und diesen irgendwie (und sei es durch Nerverei) zum Klicken bewegen, üben auf mich keinen Reiz aus. So geht es mir mittlerweile auch mit dem Virenschleuder-Preis, bei dem zwar eine Jury die Sieger in den drei Kategorien kürt, die Shortlists aber zuvor durch ein Voting ermittelt werden.

Außerdem verstehe ich nicht, wozu dieses 1-bis-10-Sterne-System gut sein soll: Wenn ich ein Projekt mit „nur“ einem Stern bewerte, schade ich ihm dann? Oder ist ein Stern allemal besser als gar keine Stimme? Na, egal: Ich habe meine Wahl getroffen. Und da es eben nicht nur um „Beliebtheit“ gehen sollte, habe ich für Projekte gestimmt, die ich gesellschaftlich wichtig bzw. sinnvoll finde. Dazu zählt auf jeden Fall der Dokumentarfilm „Kleine graue Wolke“, den Sabine Volgmann dreht: Es geht um Multiple Sklerose und darum, was diese Diagnose mit ihr gemacht hat.

Mich persönlich spricht der Film – offen gestanden – nicht besonders an. Ich gehöre irgendwie nicht zur Zielgruppe: Ich packe das Thema Autoimmunerkrankungen lieber nüchtern-naturwissenschaftlich an; das tut mir gut; dabei lerne ich was. Aber das tut der Unterstützungswürdigkeit des Projekts natürlich keinen Abbruch! Mir ist schon klar, dass ich mit meinem Ansatz zu einer schrulligen Minderheit gehöre. 😉

Wenn ich das richtig verstanden habe, kann man noch bis morgen (25.09.) abstimmen. Vielleicht auch noch länger, denn die Deadline 25.09. gilt eigentlich für die Einreichungen.* Also: Hier geht es zur „Kleinen grauen Wolke„.

* Update: Initiator Leander Wattig bestätigt auf Facebook, dass das Voting noch länger läuft. Trotzdem: besser gleich abstimmen, bevor man es vergisst.

 

Dendritische Zellen und Mikrogliazellen

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Die letzte Skizze für heute:

P1150754_DC_und_Mikroglia_650Dendritische Zellen nehmen im Gewebe Antigene auf, verarbeiten sie weiter und präsentieren sie nach ihrer Wanderung in einen Lymphknoten auf ihren MHC-Klasse-II-Molekülen (Tablett) den T-Zellen. Hier ein Frühstadium; das spätere Stadium als antigenpräsentierende Zelle (APC) habe ich schon letztes Jahr skizziert.

Mikrogliazellen übernehmen im Gehirn ähnliche Aufgaben wie Makrophagen oder dendritische Zellen: Zwischen den Nervenzellen sitzend, tasten sie mit ihren zahlreichen Ausläufern ständig ihre Umgebung ab, um den Zustand der Synapsen zu überprüfen, gegebenenfalls Nervenverbindungen zu reparieren oder abzubauen und bei Infektionen Erreger zu verschlingen sowie Alarmsignale auszusenden. Das Kuriose: Sie stammen nicht aus dem Knochenmark und auch nicht aus den embryonalen blutbildenden Organen wie der Embryo-Leber, sondern aus dem Dottersack!

Da ich die Makrophagen bereits vor einigen Monaten gezeichnet habe, ist die Skizzenserie zu den Zellen der angeborenen Immunabwehr damit abgeschlossen.

Eosinophiler Granulozyt

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Zum Glück lassen sich Granulozyten unterschiedlich einfärben, sonst wären sie kaum auseinanderzuhalten: Eosinophilen-Granula nehmen den Farbstoff Eosin Y an.

P1150750_Eosinophiler_Giftspritze_schwarz_2_500

Die Granula enthalten zahlreiche Gifte, darunter kationische (also positiv geladene) Proteine, die nach ihrer Freisetzung die Zellmembranen von Krankheitserregern durchlöchern. Wie bei Pestiziden in der Landwirtschaft schadet eine übermäßige Anwendung dem Anwender selbst. Überaktive Eosinophile sind vermutlich an den chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen (Morbus Crohn und Colitis ulcerosa) und an einigen Autoimmunerkrankungen beteiligt.