Das Immunsystem (lat. immunis = frei, unberührt) ist ein komplexes System von Zellen und Zellfunktionen in einem Lebewesen, welches die Abwehr von Gefahren für den Körper zur Aufgabe hat.
Aufgaben des Immunsystems
Das Immunsystem hat Schutzfunktion vor folgenden Gefahren:
- Bakterien
- Viren
- Pilze
- Ein- und mehrzellige Organismen (z.B. Malaria oder Bandwürmer)
- Sonstige körperfremde Proteine
- Entartete körpereigene Zellen (Krebs)
- Freie Radikale
Man kann die Abwehrmechanismen des Körpers in 3 Säulen einteilen:
- mechanische Barrieren, die dafür sorgen, dass Pathogene erst gar nicht in der Körper eindringen können oder ihn möglichst schnell wieder verlassen:
- Haut
- Schleimhaut
- Magensäure
- Reinigungsfunktion der Flimmerhärchen der Atemwege
- ständige Entleerung (Darm, Harntrakt, Bronchien)
- Elemente des angeborenen Abwehr: Makrophagen, Granulozyten
- die adaptive Immunantwort
Das Immunsystem ist dadurch gekennzeichnet, dass es zur Abwehr von Pathogenen dient. Wird das adaptive Immunsystem aktiviert, können Abwehrreaktionen bei einem erneuten Eindringen des Pathogens verstärkt ablaufen (immunologisches Gedächtnis). Die Wissenschaftsdisziplin, die sich mit diesen Vorgängen befasst, ist die Immunologie.
das war meiner ansicht nicht richtig Während der 90er Jahre wurde dieses Konzept dahingehend erweitert, dass die Kontrolle von NK Zellen von einem fein ausbalancierten Gleichgewicht zwischen inhibierenden und aktvierenden Signalen abhängt. Sowohl der Verlust von inhibierenden als auch die vermehrte Präsenz aktivierender Signale kann demnach zu einer NK Zellantwort führen. Zur Verarbeitung dieser Signale tragen NK Zellen eine Vielzahl unterschiedlicher Rezeptoren auf ihrer Oberfläche, die auf den potentiellen Zielzellen inhibierende oder aktivierende Liganden wahrnehmen. Diese Integration multipler Signale unterstreicht die hohe Komplexität auch des angeborenen Immunsystems.
Die Adaptive Immunität
Darüber hinaus besitzt das Immunsystem höher entwickelter Organismen ein sehr anpassungsfähiges und auch erinnerungsfähiges Teilsystem, welches vor allem gegen Viren hocheffektiv ist. T- und B-Zellen gehören beide zu den Lymphozyten, einer Untergruppe der Leukozyten (weiße Blutkörperchen). Beide Zelltypen entwickeln sich im Knochenmark (engl. Bonemarrow), wobei die T-Zellen eine weitere Reifung im Thymus durchlaufen.
T-Zellen werden nach verschiedenen Kriterien mehrfach unterschieden (siehe Lymphozyten). Für die folgenden Erläuterungen ist die Unterscheidung der T-Zellen nach ihren Rezeptoren (Andock- und Erkennungsstellen), die sie auf ihrer Oberfläche tragen, entscheidend.
T-Zellen verfügen über mehrere Rezeptoren, um ihnen das Andocken an passende Gegen-Moleküle (Antigene) zu ermöglichen. Neben dem passenden T-Zell-Rezeptor, mit dem ein spezielles Antigen erkannt wird (Schlüssel-Schloss-Prinzip), ist noch ein Oberflächenmarker entscheidend, der sie als CD4 / T-Helferzelle bzw. als CD8 / T-Killerzelle klassifiziert. Die Abkürzung CD steht für engl. Cluster of differentiation.
T-Helferzellen können an körperfremde Strukturen andocken, die durch Fresszellen mit dem MHC-II Molekül gebunden und präsentiert werden. Durch eine solche Bindung wird die CD4 Zelle in den aktiven Zustand versetzt, was sie zur Teilung und zur Freisetzung von Lymphokinen veranlaßt, die weitere Teile des Immunsystems mobilisieren.
T-Killerzellen erkennen schädliche Peptide, die mit MHC Molekülen der Klasse I verbunden sind und an der Oberfläche von praktisch allen Körperzellen präsentiert werden können. Die Körperzellen zeigen dem Immunsystem auf diese Art an, was in ihrem Inneren vor sich geht. Dockt eine CD8 Zelle mit dem passenden T-Zell-Rezeptor an die Körperzelle an, schüttet die CD8 Zelle zytotoxische Substanzen aus, welche die infizierte Zelle absterben lassen.
B-Zellen können durch Lymphokine aktiviert werden, die von aktivierten CD4 T-Zellen ausgeschüttet werden. Die aktivierte B-Zelle wird als Plasmazelle bezeichnet. Sie beginnt sich zu teilen und entsprechende Antikörper zu produzieren. Diese sind in der Lage, auch freie (also nicht von MHC gebundene) Antigene zu erkennen und sie durch Anlagerung für das Komplement oder Makrophagen zu markieren.
Einige der B-Zellen werden zu Gedächtniszellen, um im Falle einer neuerlichen Infektion gleich mit dem passenden Antikörper reagieren zu können.
Die Y-förmigen Antikörper bestehen aus vier Bausteinen: zwei äusseren, sog. schweren Ketten und zwei innenliegenden leichten Ketten. Diese Ketten bestehen aus der Kombination vieler kleiner Bausteine. Dadurch ist es möglich, mehr als 100 Millionen verschiedene Antigene zu erkennen.
Reifung des Immunsystems
Im Thymus, der Reifungsstätte der T-Zellen, differenzieren sich die T-Zellen in die verschiedenen Typen wie CD4- und CD8-Zellen. Anschließend werden sie mit körpereigenen Substanzen konfrontiert. Wenn eine T-Zelle einen dazu passenden Rezeptor trägt und an die körpereigene Struktur bindet, stirbt die T-Zelle ab. Dadurch soll sichergestellt werden, dass gereifte T-Zellen im Körper nur fremdartige Moleküle attackieren.
Alle Mechanismen, die dafür Sorge tragen, dass sich das Immunsystem nicht gegen den eigenen Organismus wendet, werden unter dem Oberbegriff der Selbsttoleranz zusammengefasst.
Säuglinge sind erst ab dem ca. 6.-8. Lebensmonat in der Lage, wirkungsvolle T-Zellen zu bilden. Durch die Plazenta und auch über die Muttermilch werden bestimmte Typen von Antikörpern (über Plazenta:IgG, über Muttermilch:IgA) auf das Kind übertragen, um es vor Krankheiten zu schützen, obwohl es selbst noch keine Antikörper bilden kann.
Komponenten des Immunsystems
- Lymphsystem
- sesshafte Immunzellen in vielen Organen
- Blut mit Leukozyten, Immunglobulinen, Komplementsystem
Das Immunsystem muss mit zwei gegensätzlichen Aspekten arbeiten:
Einerseits sollen alle fremden und gefährlichen eigenen Zellen (virusinfizierte oder Tumorzellen) schnellstmöglich ausgeschaltet werden. Funktioniert dies nicht, liegt eine Immunschwäche (z.B. AIDS) vor, und auch als harmlos eingestufte Krankheiten können lebensbedrohlich sein. Das Risiko für bestimmte Krebsarten ist hierbei erhöht.
Andererseits darf das Immunsystem gesunde körpereigene Zellen nicht angreifen, ansonsten kommt es zu einer Autoimmunerkrankung.
Leider sind auch diese Schutzmechanismen nicht perfekt, so dass es zu gefährlichen Autoimmunkrankheiten, bei denen das Immunsystem körpereigene Strukturen angreift, kommen kann. Einige Beispiele dafür sind:
| Krankheit | Richtet sich gegen | |
| Diabetes Typ I | Insulin produzierende Inselzellen der Bauchspeicheldrüse | |
| Rheumatoide Arthritis | Es entstehen chronische Entzündung der Gelenkinnenhaut | |
| Multiple Sklerose | Myelinscheiden im zentralen Nervensystem |
Schwachstellen des Immunsystems
Wie alle biologischen Systeme können sich auch beim Immunsystem Fehler einschleichen :
- Das Immunsystem kann die Fähigkeit verlieren, auf bestimmte fremde Stoffe angemessen zu reagieren. Dabei kann es zu Überreaktionen kommen, wie Allergien (in der raschen Form als anaphylaktische Reaktionen), die auch Krankheitverläufe prägen können, wie Sepsis, Schocklunge.
- Gehen nicht alle Antikörper-Zellen zugrunde, die auf den eigenen Körper ansprechen, so können diese in einem späteren Stadium auf den eigenen Körper ansprechen und damit eine Auto-Immun-Reaktion hervorrufen. Die Folgen sind Autoimmunerkrankungen.
- Haben Viren sich in eine Schicht eingehüllt, die der Körper nicht als fremd erkennt (z.B. eine Schicht aus Lipiden), so sind sie nicht erkennbar. Einem anderen Nichterkennungs-Mechanismus liegt die Krebsentstehung zugrunde.
Literatur
- Zur Einführung gut geeignet:
- Baenkler, H: Faszination Immunologie.
- Hippokrates,; Kt; 06.1998 In kurzen Kapitel leicht verständlich geschrieben.
- Spektrum der Wissenschaft Spezial Das Immunsystem
- Spektrum der Wissenschaft Verlag Sehr schöne Bilder. Vorbildliche Didaktik.
- Baenkler, H: Faszination Immunologie.
- Schnelle Übersicht
- Baenkler, H: Checkliste Immunologie. Thieme, Stgt.;
- Umfassende Lehrbücher:
- Immunologie. Grundlagen - Klinik - Praxis.
- Diethard Gemsa, Joachim R. Kalden, Klaus Resch, Karl-Otto Vorlaender
- Thieme, Stgt.; ISBN 3135348040
- Charles Janeway u.a., Immunologie, 5. Auflage, Spektrum Akademischer Verlag, ISBN 3827410797 (Original: Immunobiology, Garland Publishing, ISBN 081533642X)
- Top-Immunologie-Journals:
- Immunity
- Journal of Experimental Medicine
- Journal of Immunology
- European Journal of Immunology