Das Immunsystem

Das körpereigene Abwehrsytem (Immunsystem) schützt uns vor Krankheitserregern, Giftstoffen und schädlichen eigenen Körperzellen (z.B. Krebszellen). Haut und Schleimhäute sind die erste Barriere, ein rein mechanischer Schutz, wozu auch ein leicht saurer pH-Wert beiträgt, der vielen Bakterien nicht gefällt. Die Besiedlung von Haut und Schleimhäuten mit harmlosen Bakterien und Pilzen, welche die örtlich vorhandenen Nährstoffe verbrauchen, gibt potentiell krankheitserregenden Bakterien kaum Wachtstumsmöglichkeiten. Darüber hinaus werden fremde Bakterien auch durch das eiweissspaltende Enzym Lysozym zerstört, das beispielsweise in der Tränenflüssigkeit und in Sekreten des Verdauungstraktes vorkommt. Dringen Krankheitserreger trotzdem ein, treffen sie zunächst auf die angeborene (unspezifische) Abwehr des Immunsystems, die vor allem von bestimmten weissen Blutkörperchen, den Makrophagen (Fresszellen) getragen wird. Diese können sich frei im Blut bewegen und von dort in das Gewebe vordringen, um Krankheitserreger dort direkt anzugreifen und abzubauen. Dabei werden sie von dem Komplementsystem unterstützt Das Komplementsystem besteht aus zahlreichen Proteinen (Eiweissen), die sich in einer Reaktionskaskade nacheinander aktivieren. Die Komplementproteine durchlöchern die Zellmembran der Bakterien, und locken ausserdem weitere weisse Blutkörperchen an. Es kommt zu einer Entzündung. 

Entscheidend für die Unterscheidung körpereigener und körperfremder molekularer Muster ist der Major Histocompatibility Complex(MHC). Diese durch Gene ganz spezifisch kodierten Eiweisse (Proteine) sitzen aussen auf der Zellmembranen und markieren die betreffenden Zellen als körpereigen (immunologische Individualität). Da Krankheitserregern, aber auch krankhaft veränderten Körperzellen diese MHC-Komplexe fehlen, werden sie als fremd erkannt und angegriffen. Das angeborene Immumsystem erkennt aber auch direkt Strukturmerkmale der Krankheitserreger als Antigene, z.B. Ribonukleinsäuren, aus denen die Gene vieler Viren bestehen.

Durch die angeborene Abwehr wird bereits ein erheblicher Teil der Krankheitserreger neutralisiert, den Rest besorgt dann der gezielte Angriff auf die zuvor als körperfremd erkannten Erreger. Dafür ist die „lernende“ (spezifische) Abwehr mit ihren Lymphozyten (ebenfalls weisse Blutkörperchen) zuständig. Es gibt eine humorale, im Blutplasma gelöste und eine zelluläre Komponente: Die humorale Abwehr wird von den B-Lymphozyten geleistet, die in der Lage sind, mit den an ihrer Oberfläche befindlichlichen Rezeptoren körperfremde chemische Strukturen, die Antigene zu erkennen. Bindet ein Antigen an diese Rezeptoren, so werden die betreffenden B-Lymphozyten aktiviert und geben als Plasmazellen in grossen Mengen die lösliche Form dieses Rezeptors ab. Diese sogenannten Antikörper binden ebenfalls das Antigen. Die so entstandenen Antigen-Antikörper-Komplexe werden sehr leicht durch Makrophagen gefressen, wobei wiederum das Komplementsystem mitwirkt. Die B-Lymphozyten werden durch eine bestimmte Sorte T-Lymphozyten , die T-Helferzellen unterstützt (s.u.), welche ebenfalls über antigenspezifische Rezeptoren verfügen. Diese Helferzellen regen durch die Ausschüttung von Interleukinen die den „richtigen“ Rezeptor tragenden B-Lymphozyten zur Vermehrung an und locken weitere B-Lymphozyten und Makrophagen an den Ort des Geschehens. Einige der aktivierten B-Lymphozyten wandeln sich in Gedächniszellen um, die sich rasant vermehren und bei einem erneuten Kontakt mit dem betreffenden Antigen sofort gegen dieses gerichtete Antikörper produzieren. Die Immunantwort verläuft also beim Zweitkontakt dementsprechend schneller und effektiver (Immunität). Die zelluläre spezifische Abwehr übernehmen die T-Lymphozyten. Die Antigenrezeptoren können die Antigene aber nur in aufbereiteter Form erkennen: Die entsprechenden Antigene müssen dazu erst von Makrophagen, B-Lymphocyten oder infizierten Körperzellen aufgenommen und verdaut werden, um dann zusammen mit einem MHC-Proteinkomplex auf der Oberfläche der äusseren Zellmembran  zu erscheinen. Diese Struktur wird dann spezifisch erkannt. Die spezifische und unspezifische Abwehr arbeiten hier also eng zusammen.

Bei den T-Lymphozyten unterscheidet man die T-Helferzellen, welche die B-Lymphozyten unterstützen (s.o.), die T-Killerzellen, welche Krankheitserreger oder infizierte Körperzellen abtöten und die Gedächniszellen, welche sich die Antigene der Krankheitserreger merken (s.o.).

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Humorale und zelluläre Abwehr (Quelle unbekannt)

Die weissen Blutkörperchen des spezifischen und des unspezifischen Abwehrsystems gehen alle aus Stammzellen im roten Knochenmark hervor und zirkulieren in einem ausgedehnten System von Lymphgefässen und Lymphknoten, das parallel zu dem Blutgefäßsystem angeordnet ist (ausser im Gehirn). Ein Übertritt vom Lymphgefässsystem zum Blutgefässsystem und zurück ist überall möglich. In den Lymphgefässen werden auch Krankheitserreger, Gifte und abgestorbene oder geschädigte Körperzellen transportiert. Die Lymphknoten dienen dabei als Filterstationen (angeschwollene Lymphknoten durch Immunreaktion bei Infektionen). Die B- und T-Lymphozyten gelangen in noch unreifem Zustand in die Organe, wo sie ihre eigene „immunologische Kompetenz“ erhalten, d.h. sie lernen körpereigen und körperfremd zu unterscheiden. Bei den B-Lymphozyten geschieht das in den Lymphknoten des Darmes, den sogenannten Peyer Plaques und im Knochenmark (bei ungeborenen Kindern auch in der Leber), während die T-Lymphozyten in der Thymusdrüse geprägt werden.

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Die Organe des Immunsystems Quelle: Wikipedia

Doch wie genau funktioniert die Unterscheidung zwischen körpereigen und körperfremd? Woher kommt diese ungeheure, unbedingt notwendige Vielfalt an Antikörpern gegen alle nur denkbaren Antigene? Zunächst zur letzten Frage: Antikörper sind Eiweisse (Proteine), die in ihrem Aufbau durch Gene festgelegt (kodiert) sind. Sie sind ypsilonförmig. Mit den beiden „Armen“ des Ypsilons erkennen sie die Antigene. Die Gene der Erkennungsregion des Antikörpers liegen zunächst als Mini-Gen-Abschnitte getrennt voneinander vor und werden erst unmittelbar vor der Antikörperproduktion in  jeweils zufälliger Reihenfolge enzymatisch zusammengefügt. Aus der enormen Anzahl an Kombinationsmöglichkeiten ergibt sich eine dementsprechend grosse Vielfalt an möglichen Antikörpern gegen (fast) alle nur denkbaren Antigene. Und die Unterscheidung zwischen köpereigen und körperfremd? Die noch jungen B- und T-Lymphocyten kommen bei ihrer Reifung zunächst hauptsächlich mit körpereigenen Antigenen in Berührung. Reagieren ihre Antikörper mit körpereigenen Antigenen, so löst das einen Selbstmord der betreffenden Lymphozyten aus. Die mit körpereigenen Antigenen reagierenden Lymphozyten werden dadurch also aussortiert. Übrig bleiben lediglich die Lymphozyten, deren Antikörper nicht gegen körpereigene Zellen bzw. ihre Antigene reagieren, dafür aber natürlich gegen potentielle körperfremde Antigene wirksam sind.

Jens Christian Heuer

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