Das Lymphsystem des Menschen

Das Lymphsystem des Menschen, auch lymphatisches System genannt, ist neben dem Blutkreislauf eines der wichtigsten Transportsysteme im menschlichen Körper und gleichzeitig Teil der Immunabwehr. Es handelt sich, im Gegensatz zum Blutkreislauf, um ein offenes System, das im Gewebe mit einem weit verzweigten Kapillarnetz blind beginnt und über eine Vielzahl weiterer Lymphbahnen und Lymphknoten in mehrere Lymphsammelstämme mündet. Die Sammelstämme leiten die Lymphe, einschließlich der aufgesammelten Lasten, vornehmlich im linken (manchmal auch im rechten) Venenwinkel zurück in den Blutkreislauf.
Das Lymphsystem fungiert als Transportmittel hochmolekularer Auf- oder Abbaustoffe, die die Membranen der Blutkapillaren aufgrund ihrer Größe nicht durch Osmose überwinden können. Ebenso kann die Lymphe hydrophobe Stoffe transportieren, die sich im wässrigen Blutplasma nicht lösen.
Darüber hinaus spielt das Lymphsystem für die Immunabwehr eine wichtige Rolle. Es kann Viren und andere pathogene Krankheitserreger und teilweise auch Krebszellen bekämpfen, unschädlich machen und abtransportieren.

Die Zusammensetzung des Lymphsystems

Das Lymphsystem des Menschen stellt neben dem Blutkreislauf, mit dem es in enger Verbindung steht, das wichtigste Transportsystem im Körper dar. Es ist als offenes System ausgebildet und setzt sich aus den primären und sekundären lymphatischen Organen, dem Lymphgefäßsystem und der Lymphe zusammen.

Primäre und sekundäre lymphatische Organe

Die lymphatischen Organe des Lymphsystems lassen sich in primäre und sekundäre Systeme aufgliedern. In den primären lymphatischen Organen, zu denen das Knochenmark und der Thymus gezählt werden, finden Bildung und Ausreifung der B- und T-Lymphozyten statt. Beide Zelltypen bilden eine Untergruppe der Leukozyten (weiße Blutkörperchen). Vorläuferzellen der B-Lymphozyten entwickeln sich im Knochenmark. Sie bilden die Grundlage der adaptiven oder erworbenen Immunabwehr, die gegen spezifische Keime entsprechende Antikörper bildet und diese bei Bedarf einsetzt.
T-Lymphozyten werden ebenfalls der erworbenen Immunabwehr zugeordnet. Das „T“ in ihrem Namen steht für Thymus, wo sie ihre Ausdifferenzierung erfahren und mit sogenannten MHC-Rezeptoren an ihrer Oberfläche bestückt werden. Über einen komplexen Prozess können T-Zellen im günstigen Fall, unter Mitwirkung von T-Helferzellen, entartete körpereigene Zellen (Tumorzellen) erkennen und ihre Eliminierung in Gang setzen. Die Eliminierung der körpereigenen Zellen kann beispielsweise über die Einleitung des programmierten Zelltods (Apoptose) geschehen.
In den sekundären lymphatischen Organen werden die Lymphozyten weiter zur Bekämpfung pathogener Keime oder körpereigener Tumorzellen ausdifferenziert, die über spezielle Antigenpräsentationen erkannt wurden. Es ist daher von der Evolution so eingerichtet worden, dass die sekundären lymphatischen Organe sich hauptsächlich in unmittelbarer Nähe möglicher Einfallspforten von Pathogenen befinden. Im Einzelnen handelt es sich um:

• Lymphfollikel; Ansammlung von B-Lymphozyten in Schleimhäuten, die zu Plasmazellen ausdifferenziert werden
• Peyer-Plaques; Plaques von jeweils bis zu 50 Lymphfollikel in der Dünndarmschleimhaut
• Rachenmandeln (Tonsillen); Ansammlungen von Lymphfollikeln im Rachen direkt unterhalb der Schleimhaut (lymphatischer Rachenring)
• Appendix vermiformis; Appendix des Blinddarms mit Ansammlungen von Lymphfollikeln
• Lymphknoten; sind in das lymphatische Gefäßsystem integriert, üben Filterfunktionen und aktive Immunreaktionen aus

Bis zu einem gewissen Grad wird auch die Milz bzw. die weiße Milzpulpa zu den sekundären lymphatischen Organen gezählt. Die weiße Milzpulpa besteht aus etwa stecknadelkopfgroßen Ansammlungen von Lymphfollikeln, die die rote Pulpa der Milz durchsetzen. Die Milz wird in stark verästelten Arterien von arteriellem Blut durchströmt und passiert zwangsweise mindestens ein Follikelknötchen zur Filterung, aktiven Erkennung und Bekämpfung möglicher Gefahrenherde.

Das Lymphgefäßsystem ist ein offenes System

Das umfangreiche Netz der Lymphgefäße ist ein offenes System, das erst durch Nutzung des geschlossenen Blutkreislaufs zu einer Art Lymphkreislauf gelangt. Das Lymphgefäßsystem beginnt mit einem kapillaren Netzwerk in den verschiedensten Geweben. Die Kapillaren sammeln den Teil der Gewebsflüssigkeit auf, der aus den Blutkapillaren in das Gewebe zwecks Ver- und Entsorgung der Zellen per Osmose ausgetreten ist und nicht wieder in die Blutkapillaren zurück gelangt.
Die Lymphkapillaren vereinigen sich zu Lymphbahnen, die entlang der Venen ziehen und von insgesamt etwa 600 Lymphknoten unterbrochen werden. Die Lymphknoten üben eine Filterfunktion aus und spielen eine wichtige Rolle in der aktiven Immunabwehr.
Die Lymphgefäße münden in Lymphstämme, die direkt mit den Venenstämmen des Blutkreislaufs Verbindung haben. Letztlich wird die Lymphe zentral gesammelt und über die innere Drosselvene (Vena jugularis interna) und die Schlüsselbeinvene (Vena subclavia) im Bereich des linken und rechten Venenwinkels in den Blutkreislauf zurückgeschleust, unter Umgehung jeglicher Barrieren.
Die Lymphe des Bauchraums und der unteren Extremitäten sammelt sich in einer sackartigen Verdickung (Cysterna chyli), bevor sie über die größte Lymphbahn des Körpers, dem Ductus thoracitus, im Bereich des linken Venenwinkels wieder in den Blutkreislauf eintritt.
Das Lymphgefäßsystem verfügt über keine zentrale Pumpe, die für einen kontinuierlichen Fluss der Lymphe sorgt wie das Herz im Blutkreislauf. Die Lymphgefäße sind daher mit Klappen ausgestattet, die als passive Rückschlagventile dafür sorgen, dass eine Massage der Lymphgefäße, etwa durch Bewegungen und Kontraktionen der Skelettmuskulatur, dafür sorgt, dass der Lymphfluss immer nur in einer Richtung erfolgt. Auch die Atmung und die Peristaltik des Darms haben Einfluss auf den Lymphfluss.
Neben dem passiven Lymphfluss verfügen die Lymphgefäße zusätzlich über ein aktives Pumpsystem, das auch bei Ruhelagen aktiv wird. Die Lymphangione, Teilstücke der Lymphgefäße, die sich zwischen zwei Klappen befinden, verfügen über eine längs verlaufende und eine ringförmig angeordnete Muskulatur. Sie wird von parasympathischen Nervenfasern innerviert, die die Lymphangione in Ruhephasen 10 bis 12-mal pro Minute kontrahieren lassen, was nicht bewusst wahrgenommen werden kann.
Unter starker körperlicher Belastung kann die Frequenz auf etwa 30 Kontraktionen pro Minute ansteigen. Die Angione werden aufgrund ihrer Funktion auch als Lymphherzchen bezeichnet.

Die Lymphflüssigkeit entsteht aus Gewebsflüssigkeit

Den Anfang nimmt die Lymphe oder Lymphflüssigkeit als meist klare bis leicht gelbliche Gewebsflüssigkeit, aus der sie nach Übertritt in das Lymphgefäßsystem allmählich entsteht. Die Gewebsflüssigkeit entstammt dem Blutkreislauf.
Osmosevorgänge führen dazu, dass sie die Membrane der Kapillaren überwinden können, um im interzellulären Raum die Zellen mit Nährstoffen und Energie (ATP) zu versorgen und Stoffwechselprodukte oder sonstige Schadstoffe aufzunehmen. Der größte Teil der Gewebsflüssigkeit wird anschließend von den Kapillaren des Lymphgefäßsystems aufgenommen und zum nächsten Lymphknoten weitergeleitet.
Im Gegensatz zu früherer Annahme wird nicht der weitaus größte Teil der Gewebsflüssigkeit von den Kapillaren des Blutkreislaufs wieder resorbiert, sondern nur ein sehr geringer Teil. Die Gesamtmenge an Lymphe, die über das Lymphsystem abgeleitet wird, beträgt im Schnitt etwa 5 bis 10 Liter pro Tag und kann bei starker körperlicher Belastung auf ein Mehrfaches der Standardmenge ansteigen.
Die Zusammensetzung der Lymphe entspricht vor dem Passieren eines Lymphknotens weitestgehend dem der Gewebsflüssigkeit. Gelöste Stoffe sind Natrium-, Kalium-, Phosphat- und Kalziumionen sowie Kreatinin, Glucose und Harnstoff. Auch Enzyme wie Diastasen, Katalasen, Dipeptidasen und Andere finden sich in großer Zahl in der Lymphe.
Weitere wichtige Bestandteile der Lymphe sind Fibrinogen (Gerinnungsfaktor I), Fibrinvorläufer und Fibrin. Die Stoffe spielen bei der Blutgerinnung eine wichtige Rolle und ermöglichen es, verletztes Gewebe wieder zu reparieren und fehlendes Organgewebe durch festes, aber funktionsloses, Narbengewebe zu ersetzen.
Der Eiweiß- und Lipidgehalt der Lymphe unterliegt starken Schwankungen und ist auch abhängig vom Ort der Entstehung. Während der Proteingehalt durchschnittlich bei etwa zwei Gramm pro Liter liegt, kann er in der Lymphe des Verdauungstraktes auf vier Gramm steigen und in der Leber sogar bis zu 6 Gramm pro Liter.
Ähnlich sieht es mit der Lipidkonzentration aus. Nach einer Mahlzeit mit hohem Fettanteil kann die Lipidkonzentration in der Lymphe bis zu zwei Prozent betragen. Die Lymphe ist dann milchig trüb und wird als Chylus bezeichnet.
Auch Bakterien und andere pathogene Keime können von infiziertem Gewebe oder Organen durch die Lymphe aufgenommen und in die Lymphknoten verschleppt werden.

Das Lymphsystems nimmt Transportaufgaben wahr und initiiert Immunantworten

Das Lymphsystem nimmt mehrere Aufgaben und Funktionen wahr, die mit der Versorgung der Zellen mit Nährstoffen, sowie mit der Entsorgung von vor Ort nicht weiter verwertbaren Stoffwechselprodukten im Zusammenhang stehen.
Darüber hinaus hat das lymphatische System eine zentrale Bedeutung für das Immunsystem. Eine sehr wichtige Rolle übernehmen dabei die Lymphknoten. Pathogene, schädliche Substanzen oder sonstige Fremdkörper werden in den Lymphknoten identifiziert, und es werden die für eine Immunantwort geeigneten Lymphozyten aktiviert und zur Vermehrung angeregt.
Auch die Vermehrung spezifischer T- und B-Zellen geschieht zum Teil in den Lymphknoten, wobei die ausdifferenzierten Immunzellen durch die Lymphe im gesamten Körper verteilt werden können.

Versorgung der Zellen mit Nährstoffen und Abtransport von Abbauprodukten

Die Versorgung der Zellen mit gelösten Mineralien, Nährstoffen und anderen stoffwechselrelevanten Substanzen geschieht zum größten Teil durch die Gewebsflüssigkeit, die aus den Kapillaren des Blutgefäßsystems austritt. Im Austausch mit den Nähr- und Mineralstoffen nimmt die Gewebsflüssigkeit Abbauprodukte des Stoffwechsels, Fragmente aus Gewebenekrosen und sonstige hochmolekulare Stoffe auf. Mit den großen Molekülen im Gepäck kann die Gewebsflüssigkeit zum größten Teil nicht mehr in die Kapillaren zurück diffundieren. Sie wird daher in der Regel von den blind endenden Lymphkapillaren „aufgesogen“ und zur Untersuchung zum nächsten Lymphknoten transportiert.
Ein Sonderfall liegt im Bereich des Verdauungstraktes vor. Enzyme zerlegen in der Darmschleimhaut Nahrungsbestandteile in weiter verwertbare Proteinstücke mit einer überschaubaren Anzahl von Aminosäuren oder es entstehen hydrophobe Substanzen wie Lipide, die wasserunlöslich sind.
Die hochmolekularen und die hydrophoben Stoffe können aufgrund ihrer Beschaffenheit nicht direkt in den Blutkreislauf absorbiert werden. Sie werden vom Lymphsystem aufgenommen und über den linken Venenwinkel ohne weitere Barrieren oder Ventilklappen direkt in den venösen Blutstrom eingeleitet.

Vorbereitung der Immunantwort nach Identifizierung von Pathogenen und Schadstoffen

Eine besondere und zentrale Bedeutung für die Unterstützung des Immunsystems kommt den zahlreichen Lymphknoten zu, die die Primärlymphe passieren muss, bevor sie im linken oder rechten Venenwinkel in den venösen Blutstrom einmündet. Als Primärlymphe wird die Gewebsflüssigkeit bezeichnet, die von Lymphkapillaren aufgenommen, aber noch keiner „Behandlung“ in einem Lymphknoten unterzogen wurde.
Die Lymphknoten leisten dabei weit mehr als nur eine Filterung der Gewebsflüssigkeit. In den etwa 5 bis 10 Millimeter großen Lymphknoten erfolgt zunächst eine Säuberung der Lymphe von Fremdkörpern und Pathogenen durch eine unspezifische Phagozytose. Fresszellen (Phagozyten) des Immunsystems nehmen die Fremdkörper oder Krankheitskeime in sich auf und machen sie nach Möglichkeit durch Abbau unschädlich. Die Phagozyten mit den aufgenommenen Lasten werden zusammen mit der Lymphe in den Blutstrom eingeschleust und später auf natürlichem Wege ausgeschieden.
In einem weiteren Schritt werden in der Lymphe – falls vorhanden – Krankheitserreger oder auch entartete körpereigene Zellen identifiziert und die entsprechende Immunantwort ausgelöst. Klassische Krankheitserreger können Bakterien, Viren, Pilze oder Parasiten sein.
Über das System der Antigene oder über andere Erkennungsmerkmale werden die Pathogene identifiziert. Im nächsten Schritt reifen unspezifische Leukozyten zu spezifisch wirksamen B- und T-Zellen heran. Im Falle von Virusinfektionen werden auch sogenannte Gedächtniszellen ausgebildet, die bei einer späteren nochmaligen Infektion mit dem gleichen Erreger die Produktion spezifischer Immunzellen erheblich verkürzt. Die Gedächtniszellen bewirken die Immunität gegen eine bereits erfolgreich durchlebte Virusinfektion.
Die ausdifferenzierten Immunzellen werden in die im ersten Schritt bereits gereinigte Lymphe entlassen und können den identifizierten Krankheitserreger im gesamten Körper über die spezifische Immunabwehr bekämpfen. Die dadurch mit aktivierten und spezialisierten Immunzellen angereicherte Lymphe wird als Sekundärlymphe bezeichnet.
Einige Funktionen und Aufgaben der Lymphknoten werden auch durch Lymphfollikel wahrgenommen, die sich in großer Zahl in den sekundären lymphatischen Organen befinden, so wie oben beschrieben. Besonders unterstützend wirkt dabei die weiße Pulpa der Milz, in der das Blut einem ähnlichen Reinigungs- und Filterprozess unterzogen wird, wie die Lymphe in den Lymphknoten und Lymphfollikeln.

Krankheiten und Fehlfunktionen des Lymphsystems

Das komplexe Lymphsystem, das in seiner Hauptfunktion der Abwehr von Infektionen und Krankheiten dient, kann auch selbst erkranken und dadurch in einer oder mehrerer seiner Funktionen beeinträchtigt sein. Mögliche Erkrankungen und Funktionsbeeinträchtigungen reichen von leichten Beeinträchtigungen bis zu gravierenden und lebensbedrohlichen Fehlfunktionen. Beispiele für schwere Erkrankungen sind maligne Lymphome und die chronische lymphatische Leukämie.

Lymphödem – die Lymphe wird nicht mehr abgeleitet

Die Aufnahme der Gewebsflüssigkeit durch Lymphkapillaren und die Ableitung der Lymphe in den Blutkreislauf setzt voraus, dass die Lymphgefäße und zwischengeschalteten lymphatische Organe durchgängig sind, die Klappen in den Lymphgefäßen funktionieren und die Lymphangione durch parasympathische Signale zur Pumparbeit angeregt werden.
Bei einer Funktionsbeeinträchtigung nur einer der angesprochenen Komponenten kann es zu einem mehr oder weniger gravierenden Rückstau der Lymphe (Lymphostase) kommen, weil weiterhin Gewebswasser aus den Blutkapillaren austritt, aber nicht abgeleitet wird.
Die Ursachen für die Entstehung des Lymphödems können sehr unterschiedlich sein. In den meisten Fällen handelt es sich um ein sekundäres Lymphödem, das durch eine mechanische Verlegung eines oder mehrerer Lymphgefäße verursacht wird. Die mechanische Verlegung der Lymphbahnen können durch Verletzungen, Entzündungen oder Tumoren hervorgerufen werden. In selteneren Fällen kann es sich um ein primäres Lymphödem handeln, das durch Gendefekte verursacht wird und zu entsprechenden Fehlbildungen führt.
Lymphödeme werden hinsichtlich ihrer Schwere in die Stadien 0 bis 3 eingeteilt. Das Stadium 3 ist typisch für die in tropischen Regionen auftretende Elephantiasis, die zu unförmigen Anschwellungen im Gewebe und zu fibrösen und sklerotischen Gewebsveränderungen führt. Die Infektionskrankheit wird unter anderem durch Fadenwürmer ausgelöst, welche die Lymphgefäße befallen.

Lymphangitis – fälschlicherweise als Blutvergiftung bezeichnet

In relativ seltenen Fällen können sich Lymphbahnen entzünden. Meist handelt es sich um eine bakterielle Infektion mit Streptokokken. Die Entzündung, Lymphangitis genannt, tritt vorwiegend an Lymphbahnen der Haut und der Unterhaut auf.
Symptomatisch für eine Lymphangitis ist ein sichtbarer und schmerzempfindlicher roter Streifen unter der Haut, der den entzündeten Bereich der Lymphbahn markiert. Die Symptome werden fälschlicherweise auch als Blutvergiftung bezeichnet, haben aber mit der echten Blutvergiftung (Sepsis), die oft lebensbedrohlich verläuft, nichts gemein. Auch die Lymphknoten selbst können von einer bakteriellen Infektion, einer sogenannten Lymphadenitis, betroffen sein.

Das Lymphsystem kann an Krebs erkranken

Das Lymphsystem ist zwar zu einem großen Teil mit der Abwehr von pathogenen Keimen und mit der Erkennung und Zerstörung entarteter körpereigener Zellen beschäftigt, kann aber dennoch selbst benigne oder maligne Wucherungen entwickeln. Während gutartige Vergrößerungen oder Wucherungen in der Regel gut behandelbar sind, können maligne Zellwucherungen, die von lymphatischen Zellen ausgehen, ernsthafte Probleme darstellen.
Lymphatische Zellen mit Potenzial zur Ausbildung maligner Zellwucherungen, Lymphome genannt, finden sich in fast allen Organen des lymphatischen Systems. Je nach Zelltyp lassen sich die Lymphome als B-Zell- oder T-Zell-Lymphome unterscheiden und auch als Lymphom des retikulohistiozytären Systems der Lymphknoten.
Lymphome werden häufig in Hodgkin- und Non-Hodgkin-Lymphome unterteilt. Die Ursachen für die Entstehung eines Hodkin-Lymphoms sind (noch) nicht hinreichend geklärt.
Lymphknoten sind in gewisser Weise anfällig dafür, dass sich metastasierende Zellen von anderen sogenannten Primärtumoren in ihnen als Lymphknotenmetastasen festsetzen und zu einer lymphogenen Metastasierung führen.