Immunsystem - everything

Strasmann´s Anatomie und Physiologie, mit ausgewählten Kapiteln Pathologie
Das Immunsystem
PD Dr. med. Thomas J. Strasmann
www.everything-virtual.org
Aufbau, Funktion, Störungen
Das Immunsystem – Organe, Zellen, Stoffe
Zellen des Immunsystems:
(1) neutrophile Granulozyten
(2) Makrophagen
(3) dendritische Zellen
(4) natürliche Killerzellen
(5) M-Zellen im Darm
(6) Langerhanszellen der
Oberhaut
(7) B-Lymphozyten
(1) Plasmazellen
(2) Gedächtniszellen
(8) T-Lymphozyten
(1) T-Helferzellen
(2) T-Regulatorzellen
(3) T-Killerzellen
(4) T-Gedächtsniszellen
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Immun
angeborenes
Immunsystem
%
erworbenes
Immunsystem
Organe des Immunsystems:
a) Lymphe und Lymphgefässe
b) Knochenmark
c) Thymus
d) Lymphknoten
e) Milz
f) mucosa associated lymphatic tissue MALT:
z.B. Mandeln
g) gut associated lymphatic tissue GALT: z.B.
Peyer´schen Plaques und Wurmfortsatz
Stoffe des Immunsystems:
I.
Antikörper
II. Komplementsystem
III. MHC
IV. Zytokine
I.
Interleukine
II. Interferone
III. TNF und andere
Das Immunsystem ist auch gegenwärtig ein stürmisch erforschtes Gebiet. Heute
werden erste echte „Immuntherapeutika“ gegen Volkskrankheiten eingesetzt.
Durch Hygiene und Impfen steigt unsere Lebenserwartung. Das Immunsystem mit
seinen Organen, Zellen und Stoffen gibt es zudem noch in alter und neuer Auflage.
Organe des Immunsystems: a) Lymphe und Lymphgefässe
1: Fibrozyt; 2: Makrophage; 3: Plasmazelle; 4: Monozyt; 5:
Lymphozyt; 6: Granulozyt; 7: Mastzelle; 8: Endothelzelle; 9: Perizyt;
kollagene Fasern; 11: einzelne kollagene Fibrille; 12: elastische
Fasernetze; 13: argyrophile Retikuläre Mikrofibrille; 14: kleiner Nerv
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Lymphe wird quasi aus dem Blut filtriert und umspült als interstitielle Flüssigkeit die
Zellen unseres Körpers. Wandernde Immunzellen durchstreifen den InterzellularRaum. Die Lymphe tritt mit ihren wenigen Zellen in die Lymphkapillaren ein, worin
sie mit nur 5-30μm/sec oder max. 30cm/Stunde langsam Richtung Herz abfliesst.
Organe des Immunsystems: a) Lymphe und Lymphgefässe
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Lymphkapillaren vereinigen sich zu dünnwandigen Lymphgefässen, die nur schwer
zu finden sind. Ductus thoracicus und Cisterna chyli wurden aber schon im 17. Jhdt
entdeckt. Fast die gesamte Lymphe des Körpers tritt im linken Venenwinkel zurück
ins Blut, nur der rechte Arm und die rechte Kopfseite drainieren nach rechts.
Organe des Immunsystems: d) Lymphknoten
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Wie Filter sind Lymphknoten im Lymphstrom verteilt. Ihr Grundgerüst besteht aus
fibroblastischen Retikulumzellen. Antigen-präsentierende Zellen (Makrophagen und
dendritische / interdigitierende Zellen) siedeln sich an. Über die HEV betreten
Lymphozyten den Lk, vermehren sich und bilden Lymphfollikel mit B- und T-Zonen.
Organe des Immunsystems: b) Knochenmark
Primäre, lebenswichtige lymphatische Organe
 Knochenmark
- Bildungsort aller Blut- und Immunzellen
- Reifungsort der B-Lymphozyten
 Thymus
- Reifungsort der T-Lymphozyten
Sekundäre, eher verzichtbare, lymphatische Organe
 im Lymphstrom: die Lymphknoten
 im Blutstrom: die Milz
 im Luftstrom: die Mandeln (Mukosa assoziiert…)
 im Nahrungsstrom: Gut associated lymphatic
tissue Galt, z.B. die Peyer´schen Plaques und
der Wurmfortsatz
Knochenmark
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Wir unterscheiden lebenswichtige, primäre Immunorgane von denen, die wie Filterstationen in Ströme eingelassen sind. Das Knochenmark bildet alle Zellen des
Blutes und auch alle Zellen des Immunsystems. Da hier auch die B-Lymphozyten
reifen, ist das Knochenmark vom übrigen Körper immunologisch abgeschieden.
Blut
Knochenmark
Die Zellen des Immunsystems: (3) dendritische Zellen
Dendritische Zellen
aus dem Knochenmark
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Nicht alle Blutzellen sind auch Immunzellen, und manche Immunzelle tritt nicht im
Blut auf. Dendritischen Zellen sind genau solche: Sie besiedeln die primären und
sekundären lymphatischen Organe, sie kommunizieren mit Makrophagen und
Lymphozyten und dirigieren die Granulozyten an den Ort der Kampfgeschehens…
Organe des Immunsystems : f) mucosa associated lymphatic tissue MALT
Rachenmandel
und zwei Seitenstränge
zwei Gaumenmandeln
Zungengrundmandel
alle = Waldeyer´scher
oder lymphatischer
Rachenring
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In den Mandeln hat das Immunsystem die Gelegenheit, die fremden Bestandteile
der Atemluft kennen zu lernen. In den tiefen Falten der Schleimhaut („Krypten“)
bleiben diese im Schleim fixiert liegen, und Immunzellen „erkunden“ die fremde
Welt. Bei einer eitrigen Mandelentzündung schlagen die neutrophilen Granulo‘s zu.
Zellen des Immunsystems: (1) neutrophile Granulozyten
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Neutrophile Granulozyten erkennen körperfremde Oberflächen („Pamps“: pathogen
associated molecular patterns, mit Toll- und Nod-like receptors). Sie können mit
Enzymen fast alles töten, was sie phagozytieren. Sterben sie, entsteht Eiter. Sie
gehören zum angeborenen Immunsystem, das wir von den Ahnen geerbt haben.
angeborenes Immunsystem % erworbenes Immunsystem
Traditionelle Einteilung:
angeborenes und erworbenes Immunsystem

angeborenes (oder unspezifisches) Immunsystem
- phylogenetisch sehr alt
- erkennt „konservative“ Oberflächen von Pathogenen
(„pathogen-associated molecular patterns“, PAMPs)

- Reaktion immer gleich aber sehr schnell
erworbenes (oder spezifisches) Immunsystem
- phylogenetisch neuer
- „erfindet“ und erkennt körperfremde Oberflächen
- Reaktion langsam, aber nimmt mit Antigenexposition zu
- es ist „adaptiv“, es „lernt“
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Das Konzept „angeborenes vs. erworbenes Immunsystem“ ist in der Wirklichkeit oft
unscharf. Im Laufe der Evolution überlebten die, die zufällig einen Schutz hatten
(klonale Selektion). Das adaptive System aber selektiert nur Zell-Klone, es lernt
lebenslang, und so sind wir nicht mehr Opfer, sondern bauen neuen Schutz auf.
Organe des Immunsystems: e) Milz
Zellen des Immunsystems : (7,1) Plasmazelle
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Die Milz, wie ein Filter im Blutstrom, lässt etwa 10% ihres ungerinnbar gemachten
Blutes langsam durch den Interzellularraum sickern. Dendritische Zellen und die Tund B-Lymphozyten „beobachten“ die Antigenität des Blutes. B-Lympho‘s werden
zu Plasmazellen und produzieren Antikörper, wenn ihre Antigene vorhanden sind.
Das Immunsystem – Organe, Zellen, Stoffe
Zellen des Immunsystems:
(1) neutrophile Granulozyten
(2) Makrophagen
(3) dendritische Zellen
(4) natürliche Killerzellen
(5) M-Zellen im Darm
(6) Langerhanszellen der
Oberhaut
(7) B-Lymphozyten
(1) Plasmazellen
(2) Gedächtniszellen
(8) T-Lymphozyten
(1) T-Helferzellen
(2) T-Regulatorzellen
(3) T-Killerzellen
(4) T-Gedächtsniszellen
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angeborenes
Immunsystem
%
erworbenes
Immunsystem
Organe des Immunsystems:
a) Lymphe und Lymphgefässe
b) Knochenmark
c) Thymus
d) Lymphknoten
e) Milz
f) mucosa associated lymphatic tissue MALT:
z.B. Mandeln
g) gut associated lymphatic tissue GALT: z.B.
Peyer´schen Plaques und Wurmfortsatz
Stoffe des Immunsystems:
I.
Antikörper
II. Komplementsystem
III. MHC
IV. Zytokine
I.
Interleukine
II. Interferone
III. TNF und andere
Antigene sind alles, was eine spezifische Immunantwort hervorruft. Antigen muss
nicht pathogen (Krankheits-erzeugend) sein. Das Präsentieren des Antigens ist
eine wesentliche Aufgabe der "Antigen-presenting cells" APCs, zu denen ausser
Makrophagen, dentritischen und M-Zellen auch die Langerhannszellen zählen.
Stoffe des Immunsystems: I. Antikörper
B-Lymphozyten vermitteln die „humorale Immunantwort“
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Unser Körper bildet Antikörper. B-Lymphozyten "erfinden" solche Antibodies, die
gegen körperfremde Oberflächen gerichtet sind. Man findet sie auch im Blut. Sie
vermitteln die humorale Immunität. Das sehr variable Fa/b-Fragment ist gegen das
Antigen gerichtet, das sich der B-Lymphozyt im Knochenmark "ausgedacht" hat.
Stoffe des Immunsystem: II. Komplement
http://www.savevid.com/video/immuno-complement-easy-tutorial-mnemonic-animation-immunology-membrane-attack-complex-mac.html
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Immun
aus Kaufmann 2014
Eine Art Vorstufe zu den hochspezifischen Antikörpern hat das angeborene Immunsystem: Das Komplement-System. Diese Stoffe, die als Enzyme sich gegenseitig
aktivieren, werden von der Leber gebildet. 3 Wege führen zur Abwehr von Bakterien. Die eingeleitete Entzündungsreaktion ist bei vielen Krankheiten von Bedeutung.
Zellen des Immunsystem : (4) natürliche Killerzellen,
und (2) Makrophagen
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Während das Komplementsystem auf Bausteine von Bakterien-Wänden anspringt,
erkennt die Natürliche Killerzelle besonders Virus-befallene Zellen. Sie tötet diese
Zellen mit Perforinen, die ein nichtschliessbares Loch bilden. Makrophagen und
andere Fresszellen fressen und töten, was ihnen fremd oder falsch erscheint.
Organe des Immunsystems: g) gut associated lymphatic tissue GALT
Zellen des Immunsystems: (5) M-Zellen des Darmes
Appendix vermiformis, Querschnitt
Peyer´sche Plaques im terminalen Ileum
High endithelial venule
aus Kuby et al.
aus Rink et al.
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Lymphfollikel in der Dünndarm,-Schleimhaut
Eine besondere Rolle spielt das Immunsystem des Darmrohres: An der "Flora" reift
unser Immunsystem. In der Schleimhaut besonders von Dünn- und Dickdarm sind
zahlreiche Lymphfollikel. Spezialisierte Epithelzellen nehmen Bakterien und andere
Antigene auf und präsenteren sie den Makrophagen und Lymphozyten im Follikel.
Stoffe des Immunsystems: III. MHC
MHC-I = „das habe ich selbst hergestellt“
MHC-II = „das habe ich aufgenommen“
MHC = major histocompatibility
complex. Dazu gehört auch das
HLA-System (HLA = humanes
leukocyte-antigen), wie z.B.
"HLA B27", ein häufig bei
Morbus Bechterew zu
findender Marker.
CD = Cluster of
differentiation: Eine grosse
Gruppe verschiedener
Marker bzw. Rezeptoren, die
zur Unterscheidung von
Lymphozten dienen. z.B.
sind CD4-Lymphozyten die
T-Helferzellen, CD8Lympho´s dagegen sind die
T-Killerzellen.
aus: Kaufmann "Basiswissen
Immunologie" Springer 2014
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MHC sind Zell-Erkennungs-Moleküle, deren Gene so variabel sind, dass weltweit
etwa nur 7 MHC-identische Menschen leben. Lymphozyten, besonders T-Lympho´s
können MHC-Moleküle und die von Zellen darauf präsentierten Partikel lesen: MHC
I auf allen Körperzellen, MHC II besonders auf Antigen-präsentierenden Zellen.
Organe des Immunsystems: c) Thymus
Zellen des Immunsystems: (8) T-Lymphozyten
aus:
Rink et al. "Immunologie für Einsteiger" Spektrum 2012
T-Lymphozyten differenzieren sich zu
 T-Helferzellen,
 T-Regulatorzellen,
 T-Killerzellen,
 T-Gedächtniszellen
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Im Thymus findet die klonale Selektion der T-Lymphozyten statt: Immunkompetente
T-Lymphozyten erkennen körperfremde Partikel auf MHC-Molekülen. Sollten sie
auch körpereigene Partikel erkennen, beginnt damit eine Autoimmunkrankheit. Die
T-Lymphozyten wandern von Zelle zu Zelle und vermitteln die "zelluläre Immunität".
Beispiel: Hepatitis A-Infektion
T-Lymphozyten
differenzieren sich zu
 T-Helferzellen,
 T-Regulatorzellen,
 T-Killerzellen,
 T-Gedächtniszellen
Hepatitis A -Viren sind kleine RNS-Viren
Muscheln sind ein Virus-Reservoir
Skleren-Ikterus
wash it,
peel it,
cook it,
- or forget it
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Ein Makrophagen entdeckt, dass Leberzellen auf MHC1 Molekülen merkwürdige
Viruspartikel zeigen. Er alarmiert die zufällig vorbei kommende T-Helferzelle (CD4).
Diese erkennt die Gefahr, teilt und differenziert sich, auch zu T-Killerzellen (CD8),
die nun die infizierten Leberzellen töten: Eine vollständige Heilung ist die Regel!
Antikörper entstehen auch …
B-Lymphozyten vermitteln die „humorale Immunantwort“
T-Lymphozyten stossen die Immunantwort an
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Die "humorale Immunantwort" wird von den T-Helferzellen ebenso angestossen wie
die zytotoxische Aktion der T-Killerzellen, welche die "zelluläre Immunantwort"
darstellt. Je mehr Gedächtnszellen gebildet werden, desto besser kann beim
nächsten Mal abgewehrt werden: Deshalb impfen wir mehrmals, wir "boostern".
Antikörper bei Hepatitis A und B
Hepatitis-B-Virus Antigene :
HBs-AG (Surface oder Hüllen-AG)
HBe-AG (Abbau von HBs-AG)
HBc-AG (Core)
das ganze Virus heisst
auch „Dane-Partikel“
Hepatitis B
über Blut und Blutprodukte
Hepatitis A
über Stuhl
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Bevor der Hepatitis-A-Infizierte sich krank fühlt oder eine Gelbsucht zeigt, erscheinen die Viren im Stuhl. Bei der HB ist das Blut mit Krankheitsbeginn hoch infektiös,
aber nur 60% sind ikterisch. Im Gegensatz zur HA hat die HB gefährliche FolgeKrankheiten (Zirrhose, Leberzellkrebs) und eine HB-Impfung ist sehr zu empfehlen.
Impfung
http://www.bag.admin.ch/ekif/04423/04428/
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Der moderne rekombinante Hepatitis-B-Impfstoff (von Hefe hergestellte Virushülle)
wird sehr gut vertragen. Kleinere Antigene werden mit Adjuvantien kombiniert, so
werden sie vom Immunsystem besser erkannt. Bei der Passivimpfung werden nur
Antikörper gegeben, bei der Aktivimpfung aber ist unser Immunsystem selbst aktiv.
Risikoabwägung am Beispiel der Masern-Impfung
Masern
Erreger
Morbilli-Virus
Infektionsweg
Tröpfchen-Infektion von Mensch zu
Mensch
typische
klinische
Zeichen
kleinfleckiges Exanthem
Komplikationen
Komplikationen allgemein:
Kleinkinder 1 : 2‘000
Jugendliche u. Erwachsene 1 : 500
Akut:
Leukopenie, Verminderte InterferonProduktion, Mittelohr-Entzündung,
Pneumonie, Enzephalitis
Spätfolge (1 : 10´000 ):
Subakute-sklerotisierende PanEnzephalitis SSPE (immer tödlich!)
SSPE
aus: Heininger Handbuch Kinderimpfung
http://www.stopmasern.ch/de-ch/so-schuetzt-die-impfung/so-schuetzt-die-impfung.html
http://www.3sat.de/mediathek/?mode=play&obj=41218
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Sind ausreichend Menschen geimpft, sind auch jene geschützt, die nicht geimpft
werden können (Kranke, Schwangere). Nach einer Impfung kann die Immunreaktion oft als anstrengend erlebt werden. So wie die Muskeln trainieren, um Stürzen
vorzubeugen, so trainiert das Immunsystem den Ernstfall - mit Hilfe der Impfung.
Das Immunsystem – Organe, Zellen, Stoffe
Zellen des Immunsystems:
(1) neutrophile Granulozyten
(2) Makrophagen
(3) dendritische Zellen
(4) natürliche Killerzellen
(5) M-Zellen im Darm
(6) Langerhanszellen der
Oberhaut
(7) B-Lymphozyten
(1) Plasmazellen
(2) Gedächtniszellen
(8) T-Lymphozyten
(1) T-Helferzellen
Th1, Th2, Th17
(2) T-Regulatorzellen
(3) T-Killerzellen
(4) T-Gedächtsniszellen
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Immun
angeborenes
Immunsystem
%
erworbenes
Immunsystem
Organe des Immunsystems:
a) Lymphe und Lymphgefässe
b) Knochenmark
c) Thymus
d) Lymphknoten
e) Milz
f) mucosa associated lymphatic tissue MALT:
z.B. Mandeln
g) gut associated lymphatic tissue GALT: z.B.
Peyer´schen Plaques und Wurmfortsatz
Stoffe des Immunsystems:
I.
Antikörper
II. Komplementsystem
III. MHC
IV. Zytokine
I.
Interleukine
z.B. IL-17
II. Interferone
z.B. IFN-γ
III. TNF und andere
Die T-Helferzellen sind über die Stoffe, die sie abgeben, weiter differenzierbar.
Auch interagieren T-Helferzellen mit anderen Immunzellen und auch mit Körperzellen. So sind die T-Helferzellen und ihre Subgruppen heute von zentraler Bedeutung für das Verständnis von Krankheiten und Störungen des Immunsystems.
Pathologie: HIV und AIDS
Zellen des Immunsystems: (8, 1) Helferzellen
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aus: Pezzutto "Taschenatlas der Immunologie" Thieme
Das HI-Virus befällt zunächst T-Helferzellen, die infolge der Virusproduktion ihre
eigentlichen Aufgaben nicht mehr erfüllen. Dadurch "fährt" das Immunsystem nicht
richtig "hoch" und die zelluläre und humorale Immunität ist nur schwach. Tumore
und Infektionen entstehen leicht und bringen letztlich den Tod. Kondome schützen.
Pathologie: Hautpilz-Infektion mit Trichophyton
Zellen des Immunsystems: (6) Langerhanszelle
Langerhanszellen
100 µm
einige Dendritische Zellen: Makrophagen und Antigen-Presenting-Cells
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Langerhanszelle
erster Wächter in der Epidermis der Haut
von-Kupffer´sche Sternzelle
im Bindegewebsraum der Leber
Mikroglia im ZNS
wichtige Fresszellen zwischen den Neuronen
Osteoklasten des Knochens
fressen auch gebrochenes Knochenmaterial
Bei einer Hautpilzinfektion erkennen die Langerhanszellen die Gefahr und leiten die
zelluläre Abwehr ein, indem sie T-Helferzellen aktivieren. Diese wiederum geben
INF-γ ab, welches die Phagozytose und Gewebereparatur fördert. Trichophyton
rubrum aber wehrt sich leider… Interferone allgemein fördern die Tumorabwehr.
Pathologie : Mastzell-Aktivierung bei Allergie
Zellen des Immunsystems: (8, 1) T-Helferzelle
aus: Kaufmann 2014
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Zelluläre Abwehrprozesse werden gefördert durch TH1-Helferzellen. Humorale mit
Antikörperbildung verbundene Abwehrprozesse werden von den TH2-Helferzellen
gefördert. Bei Wurmerkrankungen sind eosinophile Granulozyten im Blut vermehrt,
bei Allergie sind Mastzellen beteiligt, die wohl aus basophilen Granulo´s entstehen.
Pathologie: Formen der Überempfindlichkeit
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Zum Typ I Allergie (Sofortallergie) gehören Asthma, Heuschnupfen, Nesselsucht,
Nahrungsmittel- und Arzneimittelallergien. Typ II findet sich bei Autoimmunerkrankungen wie Hashimoto-Thyreoiditis oder Myasthenia gravis. Typ III bei FremdserumUnverträglichkeit und Typ IV bei Zöliakie, Morbus Crohn und der Colitis ulcerosa.
Pathologie: Haut-Infektion mit dem Hefepilz Candida albicans
Stoffe des Immunsystems: IV. I. Interleukine
aus: Kaufmann 2014
IL-17
IL-17
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Bei einer Candida-Infektion der Haut (als Folge schwacher Abwehrlage etwa beim
Diabetes mellitus) treten besondere TH17-Helferzellen mit Granulozyten über IL17
in Kontakt und stossen so Gewebszerstörung und Entzündung an. Auf sich gestellt
gewinnt ein solch schwaches Immunsystem nicht: eine chronische Infektion ist da.
Pathologie: chronische Entzündung, Psoriasis, MS
Zellen des Immunsystems: (8, 2) T-Regulatorzelle
MS: Multiple Sklerose
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Die Th17-Helferzelle spielt wohl auch eine wesentliche Rolle bei chronischen Entzündungen im Alter, bei MS und Psoriasis. Kortison bremst die T-Helferzell-Bildung,
therapeutisch werden auch Interleukine und Interferone eingesetzt. Gegenspieler
der Th17-Helferzelle ist die T-Regulatorzelle, wichtig für die Toleranzentwicklung.
Pathologie: Kreuzreaktion z.B. nach Streptokokken-Infektion
Seite 31
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β-hämolysierende Streptokokken erzeugen zu 3% eine gefährliche Nachkrankheit,
wenn die Antibiotika zu früh abgesetzt werden. Das lernende Immunsystem braucht
Zeit - und je länger irgendwo im Körper Bakterien leben, desto eher entwickelt sich
eine immunologische Entgleisung, die lebensgefährlich, auch tödlich enden kann.
Pathologie: Osteoporose und chronische Polyarthritis
Seite 32
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Sinkt im Alter der Östrogenspiegel im Blut, so wird (auch beim Mann) unter Beteiligung des Immunsystems die Reifung der Knochen-Fresszellen gefördert. Heute
sind monoklonale Antikörper Teil der Therapie. Auch die PCP wird heute mehr und
mehr als eine Art Autoimmunerkrankung verstanden und ansatzweise therapiert.
Einflüsse auf die Abwehrlage
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Hygiene und viel Bewegung (Ausdauer und Kraft) sind wohl die stärksten Einflüsse
auf unsere Abwehrlage, die wir selbst leicht steuern können. Ausreichend Schlaf
und eine rationale, eher zurückhaltende Ernährung ist sicher auch gut fürs Immunsystem. Alkohol und besonders das Rauchen schwächen die Abwehr nachweisbar.
Literaturempfehlung
Rink, Kruse, Haase
"Immunologie für Einsteiger"
Spektrum, Heidelberg 2012
"Mensch Körper Krankheit"
Anatomie,Physiologie, Krankheitsbilder
Lehrbuch und Atlas für die Gesundheitsberufe
Urban & Fischer
letzte Auflage
Seite 34
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Immun
Kaufmann
"Basiswissen Immunologie"
Springer, Berlin 2014