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Wie unser Immunsystem Infektionen bekämpft

Anatomie und Komponenten des Immunsystems

Zu den wichtigsten Komponenten des Immunsystems gehören das Knochenmark, der Thymus, die Milz und das Lymphsystem. Die Zellen, welche an der Immunabwehr beteiligt sind, umfassen vorwiegend weisse Blutzellen z.B. Granulozyten, Makrophagen, dendritische Zellen, T- und B-Zellen (Tabelle). Die meisten dieser Blutzellen, auch Leukozyten genannt, zirkulieren im Körper permanent in der Blutbahn und in der Lymphe. Die Kommunikation zwischen diesen Immunzellen und zwischen Immunzellen und anderen körpereigenen Zellen basiert auf der selektiven Produktion von löslichen Botenstoffen (Interleukine und Chemokine).

Die weissen Blutzellen, die an der Immunabwehr beteiligt sind

Leukozyten Funktion
Granulozyten Aufnahme und Abbau von Mikroorganismen
Makrophage Aufnahme und Abbau von Mikroorganismen
Dendritische Zelle Aufnahmen von Mikroorganismen und Aktivierung von T Zellen
T-Zellen Erkennung von intrazellulären Mikroorganismen
B-Zellen Antikörperproduktion

Das Immunsystem lässt sich grob unterteilen in das angeborene Immunsystem und das erworbene Immunsystem. Das angeborene Immunsystem ist für eine unspezifische Immunabwehr zuständig und bildet die erste, sehr schnell reagierende Abwehrlinie. „Unspezifisch“ deshalb, weil verschiedene Mikroorganismen auf ähnliche Art und Weise das angeborene Immunsystem aktivieren und dieselben Abwehr-Prozesse in Gang setzen. Zu dem angeborenen Immunsystem gehören anatomische Barrieren wie die Haut und die Schleimhäute in Lunge und Darm, physikalische Hürden wie der saure pH-Wert im Magen und Fresszellen (Phagozyten) wie Granulozyten, Makrophagen und dendritische Zellen. Wenn die Zellen des angeborenen Immunsystems durch eine Infektion aktiviert werden, dann können sie einerseits durch Aufnahme und Abbau von Mikroorganismen für eine rasche Eindämmung der Pathogenverbreitung und -vermehrung sorgen. Andererseits produzieren  die Zellen des angeborenen Immunsystems nach einer Infektion eine Vielzahl von Botenstoffen, welche weitere Zellen des Immunsystems zum Ort der Infektion rekrutieren und aktivieren. Beide Prozesse zusammen werden als Entzündungsreaktion bezeichnet. Diese Entzündungsreaktion ist auch eine wichtige Voraussetzung für die nachfolgende Aktivierung des erworbenen Immunsystems. 

Das erworbene Immunsystem geht viel gezielter gegen Erreger vor und besitzt zudem eine Art individuelles Gedächtnis. Die Aktivierung und der „Einsatz“ des erworbenen Immunsystems erfolgt aber erst 6-8 Tage nach einer Infektion, währenddem das angeborene Immunsystem innerhalb von Stunden aktiviert werden kann. Die Hauptakteure des erworbenen Immunsystems sind die T- und B-Zellen, die darauf spezialisiert sind, spezifische Erreger zu identifizieren. So erkennen B-Zellen über Antikörper (Immunglobuline) dreidimensionale Strukturen auf Fremd-Eiweissen. Diese Antikörper werden über die Blut- und Lymphzirkulation im gesamten Körper verteilt und können dann spezifisch den Erreger inaktivieren (neutralisieren).

Alle Viren und einige Bakterien sind darauf angewiesen, sich in Körperzellen einzuschleusen und diese für ihre eigene Vermehrung zu „missbrauchen“. Um die Vermehrungsmöglichkeit dieser so genannten intrazellulären Pathogenen zu blockieren, müssen infizierte, eigene  Körperzellen vom Immunsystem erkannt und eliminiert werden. Die T-Zellen sind darauf spezialisiert, intrazelluläre Pathogene zu erkennen und zu beseitigen (Abb.). Damit T-Zellen im Körper nur Zellen angreifen, die mit einem Mikroorganismus infiziert sind, werden sie während ihrer Reifung daraufhin geschult, dass sie nicht-infizierte körpereigene Zellen ignorieren. Falls eine T-Zelle doch eine körpereigene, nicht-infizierte Zelle erkennt, so stirbt diese T-Zelle normalerweise ab. Wenn das Immunsystem trotzdem körpereigene Strukturen angreift, kann es zu einer Autoimmunerkrankung kommen (z.B. Multiple Sklerose).

Immunologisches Gedächtnis

Eine wichtige Eigenschaft des erworbenen Immunsystems ist die Entwicklung des immunologischen Gedächtnisses. Dieses zeichnet sich dadurch aus, dass bei einem erneuten Kontakt mit demselben Erreger die spezifische Immunantwort viel schneller aktiviert wird und es dadurch zu einem unverzüglichen Schutz gegenüber der Infektion kommt. Die Grundlagen für das immunologische Gedächtnis sind ein langfristig bestehende hohe Antikörperspiegel im Blut, erhöhte Zahlen von spezifischen T- und B-Zellen sowie schnellere Aktivierungsprozesse der Gedächtniszellen. Das immunologische Gedächtnis ist die Basis, auf welcher Impfungen beruhen. 

Reifung und Alterung des Immunsystems

Ein Säugling produziert erst ab dem ca. 6.-8. Lebensmonat wirkungsvolle T-Zellen. Um das Kleinkind vor Krankheiten zu schützen, werden deshalb bestimmte Typen von Antikörpern durch die Plazenta und über die Muttermilch auf das Kind übertragen. Dank einer relativ hohen Lebenserwartung in der westlichen Welt müsste das Immunsystem ca. 80 Jahre lang anspruchvolle Leistungen erbringen. Die höhere Anfälligkeit von älteren Personen für z.B. eine Grippeinfektion, deutet aber auf eine Alterung des erworbenen Immunsystems hin.

Fehler, die beim Immunsystem oder bei der Immunantwort auftreten können

Fehler des Immunsystems Folge
Immunsystem verliert die Fähigkeit, angemessen auf bestimmte fremde Stoffe zu reagieren Allergien
Genetische Defekte, die zu fehlerhaftem oder fehlenden Immunreaktionen führen Primäre Immundefizienzen (selten vorkommende Krankheiten)*
Nicht alle T oder B Zellen, die auf eigene Körpersubstanzen ansprechen, werden eliminiert So genannte Autoimmun-Reaktionen können zu einer Autoimmunkrankheit führen

 * www.nichd.nih.gov/publications/pubs/primaryimmunobooklet.htm

 

 © Life Science Zurich  |  September 2006

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