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Abb. 236: Abwehr-Gleichgewichte und -Ungleichgewichte

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Oben: In einer pathogenarmen Umwelt setzt sich Immunsystem-Allel A durch, das für maßvolle Immunreaktionen sorgt und nicht viel Energie kostet. Gibt es mehr Pathogene, setzt sich Allel B durch, das energetisch kostspielig ist und starke Immunreaktionen ermöglicht.


Unten: Beide Allele sorgen in der passenden Umwelt für ein Kräftegleichgewicht, in dem die Organismen weder ständig an Infektionen eingehen noch durch überzogene Immunreaktionen ausgelaugt und geschädigt werden. In einer modernen Umwelt mit weniger Parasiten kann ein Immunsystem mit »starken« Allelen aber aus dem Gleichgewicht geraten.

Sie dürfen diese Zeichnung gerne in Folien etc. übernehmen, sofern Sie die Quelle angeben: Dr. Andrea Kamphuis, https://autoimmunbuch.de

Abb. 84: Crossing-over

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Crossing-over: Keimzellen-Vorläufer enthalten zwei Chromosomsätze, wie alle anderen Zellen des Organismus. Hier sind die Allele auf dem von der Mutter geerbten Chromosom weiß, die Allele auf dem vom Vater geerbten Chromosom schwarz (links). Die Chromosomen bestehen in diesem Moment aus zwei gleichen Hälften, haben sich also schon verdoppelt. Während der sogenannten Reifeteilung oder Meiose werden die Hälften beider Chromosomen zufällig auf die vier entstehenden Keimzellen verteilt, die dann jeweils einen einfachen Chromosomensatz haben. Vorher können sie aber noch Material austauschen – hier zwei »Beinchen« (Mitte). Nach dem Crossing-over gibt es vier Merkmalskombinationen: weiß + weiß, weiß + schwarz, schwarz + weiß sowie schwarz + schwarz (rechts). Ein Chromosom in einer meiner Keimzellen kann also von meinem Vater und von meiner Mutter geerbte Allele enthalten.

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Abb. 18: Gene und Umwelt

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Links: Genetische Veranlagung und Umweltfaktoren tragen gemeinsam zu dem Risiko bei, an einer Autoimmunstörung zu erkranken. Die Darstellung als Rechteck geht auf den Verhaltenspsychologen Donald Hebb zurück. Aussagen wie »Merkmal X ist zu y Prozent erblich« bedeuten genau genommen: »Unter vergleichbaren Bedingungen sind y Prozent der beobachteten Varianz in diesem Merkmal auf Erbanlagen zurückzuführen.«

Rechts: Ob und wann eine Autoimmunerkrankung bei Personen mit einem Risiko-Allel ausbricht, hängt von Umweltfaktoren ab, die das Risiko verringern (zum Beispiel bestimmte Würmer im menschlichen Darm) oder erhöhen (etwa Rauchen). Eine Person mit dem Allel A, die einem schädlichen Umweltfaktor ausgesetzt ist, kann eine ebenso hohe Erkrankungswahrscheinlichkeit haben wie eine Trägerin des Hochrisiko-Allels B, die diesem Faktor nicht ausgesetzt ist: Die beiden rechten Recktecke haben etwa dieselbe Fläche.

Sie dürfen diese Zeichnung gerne in Folien etc. übernehmen, sofern Sie die Quelle angeben: Dr. Andrea Kamphuis, https://autoimmunbuch.de

Dominante, rezessive, intermediäre und komplexe Vererbung

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Die monogenen Erbgänge, wie wir sie in der Schule gelernt haben (Mendels Erbsen!): Im ersten Bild ist „schwarz“ ein rezessives Merkmal, das nur in sogenannten homozygoten Nachkommen zur Ausprägung kommt, die von beiden Eltern ein entsprechendes Allele geerbt haben.

P1170843-Mendelscher_Erbgang_Schwarz_rezessiv_650

Im zweiten Bild ist „schwarz“ ein dominantes Merkmal, das auch in heterozygoten Nachkommen zum Ausdruck kommt:

P1170843-Mendelscher_Erbgang_Schwarz_dominant_650

Im dritten Bild tragen beide Allele zu einer intermediären Ausprägung bei; Schwarz und Weiß mischen sich zu Grau:

P1170843-Mendelscher_Erbgang_intermediär_650

Nur ganz wenige Autoimmunerkrankungen sind monogen. Meistens tragen Allele mehrerer Gene zur Erkrankung bei (Polygenie), und umgekehrt kann ein bestimmtes Allel das Risiko für mehrere Erkrankungen erhöhen. Hier zwei typische Stammbäume von Familien, in denen sich Autoimmunerkrankungen häufen:

P1170847_AIE-Vererbung_650

AITD = autoimmune thyroid disease, also Autoimmunerkrankung der Schilddrüse (Hashimoto-Thyreoiditis oder Morbus Basedow)
MS = Multiple Sklerose
SS = Sjögren-Syndrom
SLE = systemischer Lupus erythematodus
APS = Antiphospholipid-Syndrom
VIT = Vitiligo

Quelle der Familienstammbäume: Cárdenas-Roldán et al. BMC Medicine 2013; 11:73

Umwelt oder Gene: eine falsche Alternative

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Skizzen zum Einfluss von Umweltbedingungen und genetischer Ausstattung auf das Risiko von Autoimmunerkrankungen. Die Visualisierungsidee mit dem Rechteck, dessen Fläche durch beide Seiten gleichermaßen bestimmt ist, stammt von dem kanadischen Psychologen Donald Hebb.