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Wissenswertes über den menschlichen Körper

Das menschliche Immunsystem

Immunsystem

Das Immunsystem ist der Schutzmechanismus des Körpers sowohl gegen von außen eindringende Krankheitserreger oder Substanzen als auch gegen entartete oder nicht mehr funktionsfähige körpereigene Zellen.

Es verfügt über verschiedene Abwehrmechanismen, zunächst einmal Barrieren gegen die Außenwelt und Sekrete, die Fremdstoffe ausspülen oder Bakterien vernichten können, im Körper selbst dann die zelluläre oder humorale Immunreaktion.

Schutz an der Grenze zur Außenwelt

Die Haut verhindert ein Eindringen von Mikroorganismen mit Hilfe ihres Säureschutzmantels, welcher pathogene Mikroorganismen abwehrt. Darüber hinaus sitzen in den Epithelzellen von Haut und Schleimhaut dendritische Zellen, die in der Lage sind, die Immunabwehr in kürzester Zeit in Gang zu bringen.

Der von den Schleimhäuten produzierte Schleim bindet eingedrungene Stoffe oder Erreger und ermöglicht den Abtransport. In den Atemwegen übernehmen die Flimmerhärchen diesen Abtransport.

Der Speichel der Mundhöhle besitzt das Enzym Lysozym, welches antibakteriell wirkt. Die Tränenflüssigkeit enthält ebenfalls Lysozym.

Im Magen kommt die Magensäure zum Einsatz, die gemeinsam mit Eiweiß und abbauenden Enzymen fast alle Mikroorganismen zerstört.

Der Darm hat eine Besiedlung mit nützlichen Bakterien und antibakteriellen Proteinen, die ebenfalls dem Schutz dienen. Durch die Darmpassage und regelmäßigen Entleerungen werden unerwünschte Stoffe nach außen geleitet.

Der Harntrakt sorgt durch Harnausspülung und osmotischen Effekten ebenfalls für die Ausleitung von Schadstoffen.

Die Zellen der Immunabwehr

Die Zellen des Immunsystems zirkulieren in den Blutgefäßen, den Lymphbahnen und im Gewebe. Krankheitserreger, die an den äußeren Barrieren vorbei ins Innere des Körpers gelangt sind, werden von ihnen angegriffen und vernichtet. Diese Aufgaben übernehmen die als „weiße“ Blutkörperchen bekannten Blutzellen oder auch Leukozyten. Sie werden in verschiedene Zellarten mit jeweils verschiedenen Aufgaben unterteilt.

Granulozyten

Die Bezeichnung „Granulozyten“ entstammt ihrer Herkunft nach dem körnigen Aussehen ihres Inneren unter dem Mikroskop. Sie halten sich im zirkulierenden Blut oder an den Gefäßinnenwänden auf, sind aber auch in der Lage, aus dem Blutgefäß heraus in das umliegende Gewebe einzuwandern. Die Granulozyten werden unterschieden in neutrophile, eosinophile und basophile Granulozyten.

Neutrophile Granulozyten
Die neutrophilen Granulozyten sind am häufigsten vorzufinden. Ihr Anteil liegt bei vierzig bis fünfzig Prozent der Leukozyten. Sie werden durch Zytokine aktiviert, die während einer Infektion produziert werden und wandern aus den Blutgefäßen in das betroffene Gewebe. Ihre Granula enthält eine Mischung aus Proteasen und Hydrolasen, die es ermöglicht, sich einen Weg durch das Gewebe zu den Bakterien zu bahnen und diese dann durch Lyse und Phagozytose (auflösen und fressen) zu vernichten.

Eosinophile Granulozyten
Diese machen etwa drei bis fünf Prozent der Zellen aus. Auch sie können sich im Gewebe bewegen. Ihre Granula enthält basische Proteine und sie sind mit der Parasitenabwehr betraut. Bei Parasitenbefall kann man deshalb eine deutliche Erhöhung der Eosinophilen im Blut feststellen. Leider spielen Eosinophile auch bei Allergien eine Rolle und sind bei Allergikern ebenfalls erhöht.

Basophile Granulozyten
Basophile Granulozyten transportieren unter anderem Histamin und Heparin. Sie sind nur in geringem Maße (weniger als zwei Prozent) im Blut enthalten. Sie sind in der Lage, bei Stimulation diese Stoffe auszuschütten. Basophile im Gewebe werden Mastzellen genannt.

Monozyten
Monozyten sind die Fresszellen des Körpers. Ihre Aufgabe ist es, körperfremde Stoffe zu umschließen, zu verdauen und damit unschädlich zu machen.
Wenn Monozyten die Blutbahn verlassen, reifen sie zu Makrophagen. Sie halten sich im Gewebe auf und vernichten dort eingedrungene Erreger, indem sie sie umschließen und verdauen. Sind die Makrophagen nicht in der Lage, die Erreger zu eliminieren, können sie zusätzlich die sogenannte adaptive Immunabwehr aktivieren. Dazu zerlegen sie Teile der Erreger in ihrem Inneren zu einzelnen Peptiden, die sie an ihrer Oberfläche präsentieren. Diese Peptide (Antigene) werden nun von anderen Abwehrzellen erkannt und dadurch eine umfassende Immunabwehr eingeleitet.

Dendritische Zellen
Dendritische Zellen entwickeln sich entweder aus Monozyten oder T-Zell-Vorläufern. Wie die Monozyten gehören auch sie zu den Fresszellen. Sobald sie den Krankheitserreger aufgenommen haben, wandern sie in den nächsten Lymphknoten und präsentieren dort die zerlegten Teile des Erregers an ihrer Oberfläche den dort vorhandenen T-Lymphozyten. Eine einzige dendritische Zelle kann 100 bis 3000 T-Zellen aktivieren, wodurch sie wesentlich effektiver ist als Monozyten. Dendritische Zellen sind vor allem in der Haut und in den Schleimhäuten zu finden.

Lymphozyten
Bei den Lymphozyten unterscheidet man B-Lymphozyten und T-Lymphozyten. Sie bilden gezielt Antikörper gegen bestimmte Erreger. Aus ihnen entwickeln sich Gedächtniszellen und sie sind sowohl für die zelluläre als auch für die humorale Immunantwort zuständig.

B-Lymphozyten
Die B-Lymphozyten oder B-Zellen erhielten ihren Namen ursprünglich von ihrem Bildungsort, der Bursa Fabricii bei Vögeln. Beim Menschen entstehen die B-Zellen allerdings im Knochenmark. Die B-Zellen sind in der Lage, bei Bindung an ein Antigen durch Lymphokine, die durch T-Helferzellen ausgeschüttet werden, Antikörper zu produzieren, die sich gegen den Eindringling richten. Sie können aber auch zu Gedächtniszellen werden, die dafür sorgen, dass bei einer späteren Infektion durch den gleichen Erreger die Immunabwehr wesentlich schneller abläuft. B-Zellen können im Gegensatz zu T-Zellen freie Antigene erkennen und eine Immunreaktion auslösen.

T-Lymphozyten
T-Lymphozyten oder T-Zellen haben ihren Namen vom Thymus. Sie entstehen aus Lymphoblasten im Knochenmark und wandern zum Ausreifen in den Thymus. T-Zellen besitzen einen T-Zell-Rezeptor, der ein spezifisches Antigen erkennen kann. Jedoch sind T-Zellen nur in der Lage, an körpereigene Zellen gebundene Antigene zu erkennen.

T-Helferzellen
Die T-Helferzellen unterstützen und koordinieren den Ablauf der Immunreaktion. Sie erkennen die Antigene auf antigenpräsentierenden Zellen und teilen sich daraufhin und setzen ihre Botenstoffe frei. Die führen je nach Subtyp dazu, dass die Produktion von Antikörpern angeregt oder die zelluläre Immunantwort verstärkt wird.

Regulatorische T-Zellen
Die regulatorischen T-Zellen sind für die Modulation der Immunreaktion zuständig. Sie unterdrücken vermutlich auch eine überschießende Immunreaktion auf harmlose Antigene und helfen, eine Toleranz gegen körpereigene Strukturen zu entwickeln.

Zytotoxische T-Zellen
Die zytotoxischen T-Zellen heften sich an Antigene, die ihnen von körpereigenen Zellen präsentiert werden. Zellen, die von Viren oder sonstigen Krankheitserregern befallen sind, melden so ihren Zustand an das Immunsystem. Die angehefteten T-Zellen beginnen, sich schnell zu vermehren und schütten Substanzen aus, die die infizierte oder krankhaft veränderte Zelle absterben lassen.

Natürliche Killerzellen
Sie zählen zu den Lymphozyten, weil sie eine gemeinsame Vorläuferzelle im Knochenmark haben. Da sie keine antigenspezifischen Rezeptoren auf der Oberfläche tragen, müssen sie andere Wege der Immunreaktion beschreiten. Natürliche Killerzellen sind in der Lage, den MHC-I-Komplex zu erkennen, der nahezu auf allen gesunden Körperzellen vorkommt. Bei einem Virenbefall der Zelle oder der Umwandlung in eine Tumorzelle kann dieser MHC-I-Komplex auf der Oberfläche verloren gehen. Dadurch verschiebt sich das Gleichgewicht von inhibierenden und aktivierenden Rezeptorsignalen. Dies wiederum löst eine Aktivierung der natürlichen Killerzellen aus.

Die humorale Immunabwehr
Die humorale Immunabwehr (humor ist lateinisch und heißt Flüssigkeit) besteht aus verschiedenen Plasmaproteinen. Im Gegensatz zu den Zellen bewegen sie sich passiv in Blut, der Lymphe oder Gewebsflüssigkeiten und sind nicht in der Lage, sich aktiv an einen Ort zu bewegen.

Die in den Körper eingedrungenen Erreger oder Stoffe nennt man Antigene. Passend wie ein Schlüssel zum Schlüsselloch produzieren die B-Lymphozyten und Plasmazellen Antikörper, die genau an diesen Antigenen andocken können. Damit bewirken sie verschiedene Dinge.

Zum einen wird das Antigen durch den anhaftenden Antikörper für die Fresszellen des Körpers besser erkennbar gemacht. Die Bedeckung eines Antigens mit Antikörpern nennt man Opsonierung.

Der entstandene Antigen-Antikörperkomplex aktiviert das Komplementsystem, das seinerseits Stoffe freisetzt, die weitere Zellen des Immunsystems an den Ort des Geschehens locken und außerdem Löcher in den Zellmembranen verursacht.

Die Antikörper selbst wirken inaktivierend auf den Erreger, da sie ihn überziehen und große Komplexe bilden.

Der Aufbau eines Antikörpers
Das Immunglobulin G (kurz IgG genannt) besteht aus zwei schweren und zwei leichten Ketten, die jeweils identisch sind. Die schweren Ketten verankern den Antikörper auf der Oberfläche der antikörperbildenden Zelle. Das IgG enthält einen Fab-Teil und einen Fc-Teil Der Fab-Teil ist für die Antigen-Bindung zuständig, der Fc-Teil löst eine zytotoxische Reaktion durch Komplentaktivierung aus. Zudem können durch verschiedene Kombinationen von leichten und schweren Ketten von den Antikörpern mehr als 100 Millionen verschiedene Fab-Fragmente gebildet und so Antikörper gegen eine große Zahl Antigene entwickelt werden.

Das Komplementsystem

Das Komplementsystem besteht aus über 30 Plasmaproteinen mit sehr unterschiedlichen Eigenschaften. So zerstören einige der Proteine die Zellwände des Erregers und zerstören ihn so direkt. Andere haben eine gefäßerweiternde Wirkung und sorgen so für eine lokale Entzündungsreaktion, die durch Hitzeentwicklung zur Abtötung der Fremdzellen führt. Wieder andere schütten Lockstoffe aus, die Abwehrzellen anlocken und dadurch Fresszellen aktivieren können.

Der Ablauf einer Immunreaktion

Wenn es einem Erreger gelungen ist, in den Körper einzudringen, beginnt die Immunreaktion mit den antigenpräsentierenden Zellen, wie z.B. Makrophagen oder dendritische Zellen. Diese Zellen reagieren noch unspezifisch auf Krankheitserreger, d. h. sie sind in der Lage, typische Merkmale von Krankheitserregern zu erkennen, auch wenn sie nie zuvor Kontakt mit ihnen hatten. Sie sind Fresszellen, nehmen also die Krankheitserreger in sich auf und präsentieren dann Teile davon an ihrer Oberfläche.

Damit aktivieren sie die B- und T-Lymphozyten. Diese gehen auf verschiedene Weise vor: Die Erreger werden entweder durch Phagozytose oder Ausschüttung toxischer Stoffe direkt getötet oder die Erreger werden durch die Produktion von Antikörpern gebunden und bewegungsunfähig gemacht, regelrecht von einem Antikörpernetz überzogen und mit Hilfe des Komplementsystems unschädlich gemacht oder für andere Abwehrzellen markiert und diesen dann zur Vernichtung überlassen.

Nach dem ersten Kontakt mit einem Antigen bleiben Antikörper und Gedächtniszellen erhalten, die bei einer erneuten Infektion wesentlich schneller reagieren können und so eine Erkrankung vermeiden können.

Ob eine Infektion in eine Erkrankung mündet, hängt von verschiedenen Faktoren ab: zum einen natürlich mit dem Immunsystem (ist es intakt oder geschwächt?). Aber auch bei einem guten Immunsystem kann es zur Erkrankung kommen, wenn z. B. ein Erreger in großen Mengen auftritt und die Abwehrzellen überfordert sind oder wenn seine krankmachenden Eigenschaften sehr stark sind (dies bezeichnet man als die Virulenz eines Erregers).
Die Tatsache, dass ein Immunsystem mit einem bekannten Erreger viel besser fertig wird und ihn oft bekämpft, ohne dass bei der betreffenden Person eine Krankheit auftritt, macht man sich bei Impfungen zu Nutze, bei denen ein abgeschwächter Erreger oder ein Teilstück eines Erregers gezielt in den Körper eingebracht wird, um Gedächtniszellen zu produzieren und so eine zukünftige Erkrankung zu vermeiden.

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