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7: Modul 5- Das Lymph- und Immunsystem - Biologie

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7: Modul 5- Das Lymph- und Immunsystem

Integrierte Grundlagenwissenschaften

BASIG 1501 bietet einen Überblick über Zellstruktur und -funktion, einschließlich Themen zu molekularer Zellbiologie, Stoffwechsel, Epithel, allgemeinem Bindegewebe und Blut. Modul 1: Zell- und Molekularbiologie skizziert die grundlegende histologische Struktur und biochemische Funktion der Zelle mit Schwerpunkt auf Transkription, Translation und Kontrolle der Genexpression. Modul 2: Metabolismus konzentriert sich auf den normalen Zellstoffwechsel und beinhaltet die Anwendung der Grundkonzepte des Stoffwechsels auf Fälle. Modul 3: Epithel, allgemeines Bindegewebe und Blut definiert die grundlegende Struktur, Funktion und biochemischen Eigenschaften von zwei grundlegenden histologischen Geweben: Epithel und Bindegewebe. Dieses Modul beinhaltet auch eine Einführung in zelluläre Anpassungen, Verletzungen und Tod sowie in periphere Blutzellen und Hämopoese. Die biochemischen Grundlagen der Hämostase werden beschrieben. Störungen der Hämostase und deren Folgen werden diskutiert.

BASIG 1502 bietet einen Überblick über Krebs, Genetik, Lymphsystem und Immunologie. In Modul 4: Krebs und Genetik liegt der Schwerpunkt auf DNA-Mutationen, Polymorphismen, Vererbungsmustern bei menschlichen Krankheiten, Zytogenetik und molekularen Grundlagen von Krebs. Modul 5: Lymphatisches System und Immunologie umfasst die makroskopische Anatomie und Histologie des Lymphsystems und die Struktur/Funktion des Immunsystems. Grundlegende Prinzipien des Lymphsystems und der Immunologie werden auf Entzündungen, Gewebereparatur und Heilung angewendet. Das Verständnis der Immunologie wird auf Immunantworten auf Infektionserreger angewendet. Ebenfalls enthalten sind: Entwicklung und Pathologie immunologisch vermittelter Krankheiten, Immunreaktionen auf Transplantationen, Krebs, HIV-Infektion und therapeutischer Einsatz von Arzneimitteln, die das Immunsystem beeinflussen.

BASIG 1503 bietet einen Überblick über Infektionskrankheiten, Haut- und Blutkrankheiten. Modul 6: Einführung in Infektionskrankheiten vermittelt ein grundlegendes Verständnis der grundlegenden Konzepte der Mikrobiologie, um Infektionskrankheiten genau zu identifizieren und zu behandeln. Die Informationen helfen bei der Verwaltung der Gesundheit und des allgemeinen Wohlbefindens des Patienten. In Modul 7: Integument and Blood Disorders kombinieren die Studierenden ihr Wissen über Epithel und Bindegewebe, um den grundlegenden Aufbau und die Funktion des Integuments zu erlernen. Dieses Modul beschreibt außerdem häufige Infektionen und Pathologien der Haut sowie durch Blut übertragbare Infektionen und Blutkrankheiten.

BASIG 1504 gibt einen Überblick über den Bewegungsapparat (Modul 8). Modul 8 beinhaltet: die grundlegenden Konzepte der Embryologie, eine Einführung in die Makroanatomie, den Aufbau und die Funktion der Skelett- und glatten Muskulatur sowie die Entwicklung von Knochen und Knorpel. Die Erregbarkeit der Muskelmembran und die molekularen Grundlagen der Muskelkontraktion werden diskutiert. Eingeschlossen sind Erkrankungen von Knochen und Weichteilen. Dieses Modul enthält Vorlesungen und zwei Laborsitzungen, die die Anatomie und Funktion der oberen Extremitäten beschreiben.

BASIG 1505 gibt einen Überblick über den Aufbau und die Funktion des Nervensystems und besteht aus einem Modul mit dem Titel Nervensystem (Modul 9). Dieses Modul beginnt mit der Diskussion des Nervensystems in Bezug auf seine Organisation, Unterstützungssysteme und Struktur, einschließlich der Histologie des Nervengewebes, der Biochemie des Gehirns und der Mechanismen der Neurotransmission, einschließlich der Entwicklung von Aktionspotentialen und der synaptischen Übertragung. Es folgt die Entwicklung des Nervensystems, dann Beschreibungen der Struktur und Funktion der somatosensorischen Bahnen, des absteigenden motorischen Systems, des auditiven, vestibulären und visuellen Systems und schließlich der Großhirnrinde. Allgemeine klinische Bedenken werden ebenfalls erörtert, einschließlich relevanter Mikrobiologie und Pathologie.

BASIG1506 gibt einen Überblick über den Aufbau und die Funktion des kardiovaskulären (Modul 11) und respiratorischen Systems (Modul 12). Modul 11: Herz-Kreislauf-System beginnt mit einer Diskussion der Anatomie, Histologie und embryologischen Entwicklung des Herz-Kreislauf-Systems. Weitere Themen sind Herzmuskelfunktion, Elektrophysiologie des Herzmuskels, Herzzyklus und Herzleistung. Die Kontrolle der kardiovaskulären Funktion integriert Diskussionen über Hämodynamik, regionale Zirkulation und arteriellen Blutdruck. Modul 12: Atmungssystem behandelt die Anatomie und Histologie des Atmungssystems, die Atemmechanik, den Gastransport und die Atmungsregulation. In beiden Modulen werden relevante Themen der Mikrobiologie, Pathophysiologie und Pathologie beschrieben.

BASIG 1507 gibt einen Überblick über das endokrine System (Modul 13) und das Gastrointestinale (GI) System (Modul 14). In Modul 13 beschreiben die Disziplinen Histologie und Physiologie den Grundaufbau und die normale Funktion des endokrinen Systems. Zu den diskutierten Themen gehören die hypothalamische Kontrolle der endokrinen Sekretion und die Regulation einzelner endokriner Organe. Häufige Erkrankungen des endokrinen Systems werden von der Fakultät für Pathologie diskutiert. Modul 14 Gastrointestinal System beinhaltet Themen wie: Kauen, Schlucken und Verdauung. Die groben anatomischen, histologischen, physiologischen, mikrobiologischen und pathologischen Aspekte des GI-Systems werden diskutiert.

BASIG 1508 gibt einen Überblick über das Urogenitalsystem (Modul 15). Themen des ersten Teils des Moduls sind: Anatomie des Urogenitalsystems, Histologie des Harnsystems, renale tubuläre Transportmechanismen, Urinproduktion, Kontrolle des extrazellulären Flüssigkeitsvolumens und Säure-Basen-Haushalt. Der zweite Teil des Moduls gibt einen Überblick über den Aufbau und die Funktion des männlichen und weiblichen Fortpflanzungssystems. Erkrankungen des Urogenitalsystems werden diskutiert.

BASIG 1509 gibt einen Überblick über die Bruttoanatomie von Kopf und Hals (Modul 16). Dieses Modul vermittelt die grundlegenden Informationen zur makroskopischen Kopf-Hals-Anatomie, die für die klinische Ausbildung erforderlich sind. Die dreidimensionalen Beziehungen zwischen anatomischen Strukturen werden durch eingehende Dissektionen von Kopf und Hals verstärkt. Von den Studierenden wird erwartet, dass sie diese anatomischen Informationen verwenden, um fallbezogene Probleme, die in der klinischen Praxis häufig vorkommen, zu erläutern und zu lösen. Die Dissektion von Kopf und Hals wird unter Aufsicht der Fakultät in drei 3-stündigen Labors pro Woche durchgeführt.

Dieser Kurs legt einen Schwerpunkt auf die physikalischen und chemischen Eigenschaften der Arzneimittel, Dosierungen und therapeutische Wirkungen, Verabreichungsmethoden und Indikationen/Kontraindikationen für die Verwendung des Arzneimittels.

Dieser Kurs legt einen Schwerpunkt auf die physikalischen und chemischen Eigenschaften der Arzneimittel, Dosierungen und therapeutische Wirkungen, Verabreichungsmethoden und Indikationen/Kontraindikationen für die Verwendung des Arzneimittels.


Einführung

Im Juni 1981 veröffentlichten die Centers for Disease Control and Prevention (CDC) in Atlanta, Georgia, einen Bericht über eine ungewöhnliche Ansammlung von fünf Patienten in Los Angeles, Kalifornien. Bei allen fünf wurde eine seltene Lungenentzündung diagnostiziert, die durch einen Pilz namens . verursacht wurde Pneumocystis jirovecii (früher bekannt als Pneumocystis carinii).

Warum war das ungewöhnlich? Obwohl er häufig in der Lunge gesunder Personen vorkommt, ist dieser Pilz ein opportunistischer Krankheitserreger, der bei Personen mit unterdrücktem oder unterentwickeltem Immunsystem Krankheiten verursacht. Besonders anfällig sind die sehr jungen Menschen, deren Immunsystem noch nicht ausgereift ist, und ältere Menschen, deren Immunsystem mit zunehmendem Alter nachlässt. Die fünf Patienten aus LA waren jedoch zwischen 29 und 36 Jahre alt und hätten immunologisch gesehen in der Blüte ihres Lebens stehen sollen. Was könnte los sein?

Einige Tage später wurde in New York City eine Gruppe von acht Fällen gemeldet, an denen auch junge Patienten beteiligt waren und diesmal eine seltene Form von Hautkrebs aufwiesen, die als Kaposi-Sarkom bekannt ist. Dieser Krebs der Zellen, die die Blut- und Lymphgefäße auskleiden, wurde früher als relativ harmlose Krankheit bei älteren Menschen beobachtet. Die Krankheit, die Ärzte 1981 sahen, war erschreckend schwerwiegender, mit mehreren, schnell wachsenden Läsionen, die sich auf alle Körperteile, einschließlich Rumpf und Gesicht, ausbreiteten. Könnte das Immunsystem dieser jungen Patienten in irgendeiner Weise geschwächt worden sein? Als sie getestet wurden, wiesen sie tatsächlich eine extrem niedrige Anzahl einer bestimmten Art von weißen Blutkörperchen in ihrem Blutkreislauf auf, was darauf hindeutet, dass sie irgendwie einen Großteil des Immunsystems verloren hatten.

Das erworbene Immunschwächesyndrom, kurz AIDS, stellte sich als eine neue Krankheit heraus, die durch das bisher unbekannte Humane Immunschwächevirus (HIV) verursacht wird. Obwohl in den ersten Jahren bei denen mit aktiven HIV-Infektionen fast 100 Prozent tödlich waren, hat die Entwicklung von Anti-HIV-Medikamenten die HIV-Infektion in eine chronische, behandelbare Krankheit verwandelt und nicht mehr in das sichere Todesurteil, das es einst war. Ein positives Ergebnis des Auftretens der HIV-Erkrankung war, dass die Aufmerksamkeit der Öffentlichkeit wie nie zuvor auf die Bedeutung eines funktionierenden und gesunden Immunsystems gelenkt wurde.


Einführung

Das Lymphsystem transportiert Flüssigkeiten aus der Peripherie über eine Reihe von offenen Kapillaren, die als Lymphgefäße (2) bezeichnet werden, zurück in das Kreislaufsystem (1). Dieses Netzwerk kann von Krankheitserregern ausgenutzt werden, um eine schnelle Ausbreitung im gesamten Wirt zu erleichtern (3). Um die Verbreitung von Krankheitserregern zu verhindern und eine schnelle zielgerichtete Immunantwort zu ermöglichen, besitzt das Lymphsystem filterartige Strukturen, die Lymphknoten (LNs) (3) genannt werden, in denen angeborene Immunzellen wie Makrophagen, Neutrophile und dendritische Zellen (DCs) Krankheitserreger einfangen und abtöten (3) und aktivieren die adaptive Immunantwort (4).

Es gibt zwei Wege, auf denen Immunzellen in LNs eindringen können: Leukozyten können aus dem Blutkreislauf gelangen, indem sie hohe Endothelvenolen (HEVs) durchqueren (5). Alternativ können geweberesidente Immunzellen in afferente Lymphgefäße eindringen und in ableitende LNs (dLNs) wandern (5𠄸). Zellen des angeborenen Immunsystems, einschließlich DCs, Neutrophile, Monozyten sowie adaptive Immun-Leukozyten, wie T- und B-Zellen, nutzen Lymphgefäße, um aus Geweben in LNs zu wandern (6�). Lymphozyten verlassen LNs über efferente Lymphgefäße und kehren schließlich über den Ductus thoracicus in das Kreislaufsystem zurück (12), in dieser Übersicht werden wir uns jedoch auf die Mechanismen und Folgen der Immunzellmigration konzentrieren über das afferente Lymphsystem.

In vitro und Ex-vivo Modelle einschließlich Adhäsions- und Transmigrationsassays und Analyse der Immunzellmigration in explantierter Haut lieferten wichtige mechanistische Einblicke in den Eintritt und die Migration von Leukozyten in Lymphgefäßen (13�), während in vivo Ansätze erlaubten, diesen komplexen biologischen Prozess zu untersuchen vor Ort (Tabelle 1). Historisch, in vivo Die Analyse der Immunzellmigration in afferenten Lymphgefäßen umfasste den direkten Transfer von Immunzellen in die Haut, die Lymphkanülierung sowie die Applikation von fluoreszierenden Sensibilisatoren auf die Haut, um Zellen zu markieren und Entzündungen zu induzieren (18). In jüngerer Zeit wurden photokonvertierbare transgene Mäuse verwendet, um die Migration von Immunzellen aus der Haut und Tumoren zu verfolgen (6, 9, 19�), während intravitale Bildgebungsverfahren, wie z in vivo Die Zweiphotonenmikroskopie ermöglichte die direkte Visualisierung der Immunzellmigration in Lymphgefäßen (6, 16, 24, 25).

Tabelle 1. Methoden zur Untersuchung der Immunzellmigration über afferente Lymphgefäße.


Abstrakt

Zielsetzung:

Lymphgefäße spielen eine wesentliche pathophysiologische Rolle bei der Förderung der Flüssigkeits- und Immunzell-Gewebe-Clearance. Umgekehrt können Immunzellen die Lymphfunktion und den Umbau beeinflussen. Kürzlich wurde die kardiale Lymphangiogenese als therapeutisches Ziel vorgeschlagen, um Herzversagen nach Myokardinfarkt (MI) zu verhindern. Wir untersuchten die Auswirkungen der Gentherapie auf die Modulation der kardialen Lymphangiogenese nach MI bei Nagetieren. Zweitens haben wir den Einfluss von Herz-infiltrierenden T-Zellen auf den lymphatischen Umbau im Herzen bestimmt.

Ansatz und Ergebnisse:

Beim Vergleich der adenoviralen mit der adeno-assoziierten viralen Genabgabe bei Mäusen stellten wir fest, dass nur anhaltender VEGF (vaskulärer endothelialer Wachstumsfaktor)-CC156S Therapie, die durch adeno-assoziierte virale Vektoren erreicht wurde, erhöhte die kardiale Lymphangiogenese und führte 3 Wochen nach MI zu einer reduzierten Herzentzündung und -dysfunktion. Umgekehrt begrenzte die Hemmung der VEGF-C/-D-Signalgebung durch adeno-assoziierte virale Abgabe von löslichem VEGFR3 (vaskulärer endothelialer Wachstumsfaktor-Rezeptor 3) die Infarkt-Lymphangiogenese. Unerwarteterweise verbesserte diese Behandlung die Herzfunktion nach MI sowohl bei Mäusen als auch bei Ratten, verbunden mit einer verringerten Ausdünnung des Infarkts aufgrund der akuten Unterdrückung der T-Zell-Infiltration. Schließlich entdeckten wir durch pharmakologische, genetische und antikörpervermittelte Prävention der kardialen T-Zell-Rekrutierung bei Mäusen, dass sowohl CD4 + als auch CD8 + T-Zellen, teilweise durch Interferon-γ, die kardiale Lymphangiogenese nach MI wirksam unterdrücken.

Schlussfolgerungen:

Wir zeigen, dass die Auflösung einer Herzentzündung nach MI durch therapeutische Lymphangiogenese basierend auf der adeno-assoziierten viralen Genabgabe von VEGF-C . beschleunigt werden kannC156S. Umgekehrt deckt unsere Arbeit eine wichtige negative Rolle von kardialen rekrutierten T-Zellen beim lymphatischen Remodelling auf. Unsere Ergebnisse geben neue Einblicke in die Verbindung zwischen Immunzellen und Lymphgefäßen bei der Orchestrierung der kardialen Reparatur nach einer Verletzung.


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