Wirkungsmechanismus und Hauptfunktionen
Eine Entzündung beginnt immer als lokale Reaktion. Die primäre Gewebeschädigung (Alteration) löst komplexe biochemische Prozesse aus, die mediatorproduzierende Zellen in den Herd locken.
Diese Substanzen wirken als chemische „Boten“, indem sie den Stoffwechsel im Schädigungsbereich verändern. Ihre Hauptaufgaben sind:
- Steuerung der Phagozytose und Rekrutierung neuer Leukozyten.
- Veränderung des Tonus und drastische Erhöhung der Mikrogewebsdurchlässigkeit.
- Bakterizide Wirkung zur Zerstörung von Pathogenen.
- Zerstörung von beschädigtem Gewebe im Herd (sekundäre Alteration).
- Aktivierung systemischer Immunmechanismen.
- Regulierung der Vermehrung (Proliferation) und Reifung von Zellen während der Heilungsphase.
Biogene Amine
Biogene Amine sind als Erste an der vaskulären Reaktion beteiligt und sorgen für die Frühanzeichen einer Entzündung.
- Histamin. Wird von Mastzellen, Basophilen und Thrombozyten ausgeschüttet. Es bewirkt eine akute Dilatation (Erweiterung) der Arteriolen und Mikrogewässe, erhöht deren Permeabilität stark, was zur Ödembildung führt. Zusätzlich stimuliert Histamin die Schleimsekretion, verursacht Schmerzen, glatte Muskelkontraktionen und erhöht die Endotheladhäsivität für die Leukozytenanheftung.
- Serotonin. Wird von Thrombozyten und Eosinophilen produziert. Erhöht ebenfalls die Gefässpermeabilität und verursacht Schmerzen. Sein charakteristisches Merkmal ist die Fähigkeit, einen Spasmus geschädigter Gefässe bei gleichzeitiger Erweiterung ungeschädigter Gefässe hervorzurufen sowie die Thrombozytenaggregation zu stimulieren.
- Adrenalin und Noradrenalin. Werden von Neuronen des sympathischen Nervensystems und den Nebennieren ausgeschüttet. Sie verursachen Gefässspasmen, aktivieren Glykolyse, Lipolyse und Lipidperoxidation.
- Acetylcholin. Mediator des parasympathischen Nervensystems. Erweitert Mikrogewässe, stimuliert die Phagozytose und die Zellproliferation.
Peptide und Proteine
Diese Mediatorengruppe ist für komplexe Immuninteraktionen und systemische Effekte verantwortlich.
- Interleukine (IL-1–4, 6, 8). Werden von Makrophagen, Lymphozyten und Endothel synthetisiert. Sie sind verantwortlich für die gerichtete Leukozytenbewegung (Chemotaxis), die Entwicklung einer Leukozytose, die Synthese von Akute-Phase-Proteinen und die Lymphozytendifferenzierung.
- Interferone (IF). Aktivieren Makrophagen und NK-Zellen, verstärken die Antigenpräsentation und die Expression von HLA-Antigenen. Sie besitzen eine ausgeprägte antivirale Wirkung.
- Tumor-Nekrose-Faktor (TNF). Aktiviert Leukozyten, stimuliert die Angiogenese (Neubildung von Gefässwänden) und Fibrogenese sowie die Proteolyse und Lipolyse.
- Lysosomale hydrolytische Enzyme und kationische Proteine. Werden von Phagozyten und zerstörten Zellen freigesetzt. Sie üben eine starke bakterizide Wirkung aus, zerstören dabei jedoch die Interzellularsubstanz, Kollagen und Elastin, wodurch die Durchlässigkeit der Zellmembranen erhöht wird.
Arachidonsäurederivate
Derivate saurer Lipide entstehen bei der Beschädigung von Zellmembranen aus Phospholipiden.
- Prostaglandine. Werden in den Membranen von Leukozyten, Thrombozyten und Endothel synthetisiert. Ihre Wirkungen hängen vom Typ ab: $PGE_2$ verursacht Schmerzen, Fieber, Vasodilatation und Bronchodilatation; $PGF_{2\alpha}$ provoziert Gefäss- und Bronchospasmen und hemmt die Leukozytenmigration; Prostacyclin ($PGI_2$) hingegen erweitert Mikrogewässe und verringert die Thrombozytenaggregation.
- Thromboxan $A_2$. Ein starker Stimulator der Thrombozytenaggregation und -adhäsion, verursacht Gefäss- und Bronchospasmen, verstärkt die Chemotaxis.
- Leukotriene. Entstehen unter dem Einfluss des Enzyms Lipoxygenase. Leukotrien $B_4$ verstärkt das Randständigwerden von Leukozyten und die Chemotaxis. Leukotriene $C_4, D_4, E_4$ erhöhen die Durchlässigkeit der Gefässwand drastisch und verursachen Spasmen der glatten Muskulatur (Gefässe, Bronchien, Darm).
Kurz gefasst: Antworten auf Fragen zum Thema
Welche Entzündungsmediatoren verursachen Schmerzen?
Schmerzen bei einer Entzündung werden durch biogene Amine, Peptide und Arachidonsäurederivate verursacht. Zu den Hauptschmerzmediatoren gehören:
- Histamin — verursacht Schmerzen und erhöht die Gefässpermeabilität.
- Serotonin — ruft eigenständig Schmerzempfindungen und Gefässspasmen hervor.
- Bradykinin — aktiviert Vanilloidrezeptoren und wirkt als chemischer Reizstoff.
- Substanz P — wirkt im Komplex mit anderen Mediatoren.
- Prostaglandine (insbesondere Prostaglandin E₂) — verursachen Schmerzen und erhöhen die Empfindlichkeit von Schmerznozizeptoren gegenüber Algotropika bzw. Algogenen (Histamin, Bradykinin).
Ausserdem sind Protonen (H+) und ATP an der Schmerzwahrnehmung beteiligt.
Welche plasma- (humoral-) basierten Entzündungsmediatoren gibt es?
Plasma- (humorale) Entzündungsmediatoren sind Komponenten von drei Blutsytemen, die nach dem Kaskadenprinzip funktionieren. Dazu gehören:
- Mediatoren des Kallikrein-Kinin-Systems — Kinine (z. B. Bradykinin).
- Mediatoren des Komplementsystems — biologisch aktive Komponenten wie das Opsonin C3b, Chemotaxisfaktoren (C5), Anaphylatoxine (C3a, C5a) und der membranangreifende Komplex C5b-9.
- Mediatoren des Hämostasesystems — Spaltprodukte von Gerinnungsfaktoren und der Fibrinolyse (Thrombin, Fibrin) sowie der Hageman-Faktor, der den Gerinnungsprozess einleitet.
Welche Enzyme sind am Arachidonsäurestoffwechsel bei einer Entzündung beteiligt?
Am Arachidonsäurestoffwechsel bei einer Entzündung ist eine Enzymkaskade beteiligt, die die Freisetzung des Substrats und dessen weitere Umwandlung gewährleistet. Die wichtigsten Enzyme sind:
- Phospholipasen (Phospholipase A2 und C) — setzen Arachidonsäure aus den Phospholipiden der Zellmembranen frei.
- Cyclooxygenase (einschließlich COX-1) — das Schlüsselenzym des Cyclooxygenase-Wegs, das Prostaglandine und zyklische Endoperoxide synthetisiert.
- Thromboxansynthetase — bildet Thromboxan A2 aus zyklischen Endoperoxiden.
- Lipoxygenase (insbesondere 5-Lipoxygenase) — das Schlüsselenzym des Lipoxygenase-Wegs, das für die Synthese von Leukotrienen verantwortlich ist.
Welche Zellen synthetisieren den Tumor-Nekrose-Faktor (TNF)?
Der Tumor-Nekrose-Faktor (TNF) wird von verschiedenen Zellen synthetisiert, die an der Immunantwort und an Entzündungsreaktionen beteiligt sind. Die Hauptproduzenten dieses Zytokins sind:
- Makrophagen — schütten TNF-α bei der Interaktion mit Infektionserregern oder als Reaktion auf eine Entzündung aktiv aus.
- Lymphozyten — sind an der Produktion von TNF im Schädigungsherd beteiligt.
- Endothelzellen — fungieren ebenfalls als Synthesequelle dieses zellulären Mediators.
Welche Mediatoren vermitteln die Leukozytenchemotaxis in den Entzündungsherd?
Die Leukozytenchemotaxis in den Entzündungsherd wird durch verschiedene endogene und exogene Mediatoren (Chemoattraktantien) vermittelt. Zu den Hauptgruppen gehören:
- Zytokine und Chemokine — Interleukine (IL-1, IL-8), TNF-α, $\alpha$-Chemokine (GRO-Faktoren) und $\beta$-Chemokine (MCP, MIP).
- Komplementkomponenten — die Anaphylatoxine C3a und C5a.
- Lipidmediatoren — Leukotriene (insbesondere Leukotrien B4 und D4), Thromboxan A2, Thrombozyten-Aktivierungsfaktor (PAF).
- Peptide und Proteine — kationische Proteine, Bradykinin, C-reaktives Protein, Immunglobuline und Immunkomplexe.
- Abbauprodukte — Fibrin- und Kollagenfragmente.
- Bakterielle Faktoren — Mikroorganismen, deren Toxine und bakterielle Peptide (z. B. fMLP).
Wirkungen von Histamin: Schmerz, Ödem (durch Permeabilität), Schleim, Gefäße (Vasodilatation). Histamin ist der BOSS der frühen Entzündungsphase.
Fragen aus Vorlesungen und Prüfungen
Worin unterscheidet sich die primäre von der sekundären Alteration?
Primäre Alteration ist die Gewebeschädigung selbst durch einen pathogenen Faktor. Die sekundäre Alteration entsteht später, wenn hydrolytische Enzyme von Lysosomen, die von Phagozyten freigesetzt wurden, eigenes Gewebe im Entzündungsherd zerstören.
Welche Zellen sind die Hauptquelle von Histamin?
Die Hauptquelle von Histamin sind Mastzellen sowie Basophilen und Thrombozyten.
Wie entstehen Leukotriene?
Leukotriene werden in den Membranen von Leukozyten, Mastzellen und Endothelzellen aus Arachidonsäure durch das Enzym Lipoxygenase synthetisiert.
Welche Rolle spielt der Tumornekrosefaktor (TNF) bei Entzündungen?
TNF aktiviert Leukozyten, stimuliert die Synthese von Akute-Phase-Proteinen und setzt zudem Angiogenese- und Fibrogeneseprozesse für die anschließende Geweberegeneration in Gang.
Was es zum Thema noch zu wiederholen gibt
- Plasmabasierte Entzündungsmediatoren (Komplementsystem, Kinine)
- Mechanismen der Chemotaxis und des Margination von Leukozyten
- Die Rolle von reaktiven Sauerstoffspezies bei der bakteriziden Wirkung
- Thrombozyten-Aktivierungsfaktor (PAF) und seine Wirkungen
- Eosinophiler chemotaktischer Faktor A
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