Das Immunsystem

Das körpereigene Abwehrsytem, das Immunsystem, schützt uns vor Krankheitserregern wie zum Beispiel Bakterien und Viren, vor Giftstoffen, aber auch vor schädlichen eigenen Körperzellen wie die entarteten Krebszellen. Haut und Schleimhäute sind die erste Barriere und Verteidigungslinie. Sie verhindern erst einmal rein mechanisch das Eindringen von Bakterien. Dazu trägt auch ein leicht saurer pH-Wert beiträgt, den viele Bakterien nicht mögen. Auf Haut und Schleimhäuten leben trotzdem einige harmlose Bakterien und Pilzen. Diese verbrauchen die alermeisten örtlich vorhandenen Nährstoffe und nehmen damit potentiell krankheitserregenden Bakterien (nahezu) alle Wachtstumsmöglichkeiten. Ein weiterer Schutzmechanismus ist das eiweißspaltende Enzym Lysozym, das direkt fremde Bakterien zerstört und beispielsweise in der Tränenflüssigkeit und in Sekreten des Verdauungstraktes vorkommt. In der Haut sind daneben auch noch weiße Blutkörperchen, sogenannte Makrophagen (Fresszellen) aktiv, die zur angeborenen unspezifischen Abwehr gehören. Die unspezifische Abwehr ist überall im Körper wirksam, vor allem auch gegendie Krankheitserreger, welche alle äußeren Verteidigungslinien durchbrochen haben. Die Makrophagen können sich frei im Blut bewegen und von dort in das Gewebe vordringen, um Krankheitserreger direkt anzugreifen und abzubauen. Dabei werden sie von dem Komplementsystem unterstützt Das 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 sich selbst verstärkenden Reaktion, der Entzündung.

Entscheidend für die Unterscheidung körpereigener und körperfremder molekularer Muster ist der Major Histocompatibility Complex(MHC). Diese durch Gene ganz spezifisch kodierten Proteine sitzen außen auf der Zellmembranen und markieren die betreffenden Zellen als körpereigen (immunologische Individualität). Da den 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, zum Beispiel 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  bei einem erneuten Kontakt mit dem betreffenden Antigen rasant vermehren und sofort gegen dieses gerichtete Antikörper produzieren. Die Immunantwort verläuft dadurch beim Zweitkontakt viel 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.).

Humorale und zelluläre Abwehr  Quelle: http://www.jameda.de/

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. Bei Infektionen schwellen die Lymphknoten durch die Immunreaktion häufig an. Die B- und T-Lymphozyten gelangen in noch unreifem Zustand in die Organe, wo sie ihre eigene „immunologische Kompetenz“ erhalten, das heißt sie lernen, körpereigen und körperfremd zu unterscheiden. Bei den B-Lymphozyten geschieht das in den Lymphknoten des Darmes, den sogenannten Peyer Plaques und außerdem im Knochenmark (bei ungeborenen Kindern auch in der Leber), während die T-Lymphozyten in der Thymusdrüse geprägt werden.

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 zweiten Frage: Antikörper sind ypsilonförmige Proteine, die in ihrem Aufbau durch Gene festgelegt (kodiert) sind. 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 (beinahe) alle nur denkbaren Antigene. Und die erste Frage nach der Unterscheidung zwischen köpereigen und körperfremd? Das funktioniert durch eine Selbstmordreaktion: Die noch jungen B- und T-Lymphocyten kommen bei ihrer Reifung zunächst vor allem mit körpereigenen Antigenen in Berührung. Passen ihre Antikörper zu den körpereigenen Antigenen, so reagieren die betreffenden Lymphozyten mit Selbstmord. So werden alle Lymphozyten aussortiert, die mit körpereigenen Antigenen reagieren können. Übrig bleiben dann nur diejenigen, welche keine Antikörper gegen körpereigene Zellen haben, dafür aber gegen potentiell krankmachende, körperfremde Antigene.

Jens Christian Heuer

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