Leukozyten

Vielleicht hast Du schon einmal davon gehört, dass im Blut viele rote Blutkörperchen enthalten sind, die das Blut rot färben. Aber wusstest Du, dass es auch weiße Blutkörperchen gibt? Sie machen zwar nur 1 % aller Blutkörperchen aus, bestehen aber aus einer Vielzahl von Zellarten mit unterschiedlichen Formen und Funktionen, die alle zusammen dafür sorgen, dass Krankheitserreger wie Bakterien und Viren abgewehrt werden.

Leukozyten – Arten

Leukozyten sind keine einheitliche Masse an Zellen. Ganz im Gegenteil: Je nach Zellart unterscheiden sie sich in Größe, Anzahl, Funktion, sogar darin, wie viele Zellkerne sie haben. Leukozyten sind jedoch alle an der Erkennung und Bekämpfung von Erregern beteiligt. Sie bilden einen Teil des Immunsystems, das den Körper gesund hält. Im Folgenden kannst Du Dir eine kleine Übersicht über die verschiedenen weißen Blutkörperchen verschaffen.

Granulozyten

Granulozyten sind die zahlenmäßig größte Gruppe an Leukozyten und machen etwa 50–75 % der weißen Blutkörperchen aus. Ihr Name leitet sich davon ab, dass sie – im Unterschied zu den anderen Leukozyten – Granulen enthalten. Granulen sind kleine Vesikel, also Membranbläschen, deren Inhalt aus Enzymen und verschiedenen Stoffen besteht, mit denen Pathogene abgewehrt und zerstört werden können.

Granulozyten gehören zu den Zellen des angeborenen Immunsystems. Sie können Bakterien und Viren daher anhand von speziellen Mustern erkennen, die nicht spezifisch für bestimmte Arten sind.

Allerdings können auch die Granulozyten in Untergruppen mit unterschiedlichen Funktionen unterteilt werden.

Neutrophile Granulozyten

Neutrophile Granulozyten – oder kurz auch Neutrophile – sind die größte Gruppe an Granulozyten und sind im Fall einer Infektion oder Wunde meist unter den ersten Zellen, die am Ort des Geschehens ankommen. Mit verschiedenen Mechanismen können sie die entsprechenden Pathogene bekämpfen.

1. Phagozytose: Durch Phagozytose können Neutrophile Pathogene durch ihre Membran direkt in sich aufnehmen und zersetzen. Sie gehören daher zu den sogenannten "Fresszellen" des Immunsystems.
2. Degranulation: Indem sie ihre Granula und ihren Inhalt ausschütten, können Neutrophile Pathogene in ihrer Nähe abtöten.
3. NETs: Neutrophile können NETs (neutrophile extrazelluläre Fallen) ausschütten. Das sind Fasern, in denen sich Pathogene wie in einem Spinnennetz verfangen und abgetötet werden.

Eosinophile Granulozyten

Eosinophile Granulozyten – oder kurz auch Eosinophile – haben ihren Namen durch den Farbstoff Eosin erhalten, mit dem sie gefärbt und somit unter einem Mikroskop sichtbar gemacht werden können.

Auch sie enthalten Granulen, deren Inhalt Pathogene zerstören kann. Allerdings werden sie von Eosinophilen vor allem als Reaktion auf die Erkennung bestimmter Antikörper ausgeschüttet.

Eosinophile erkennen primär sogenannte IgE-Antikörper. Diese Untergruppe von Antikörpern ist stark in die Erkennung von Parasiten verwickelt, weshalb die Abwehr von Parasiten hauptsächlich von Eosinophilen abhängig ist. Allerdings können auch Eosinophile Phagozytose betreiben.

Basophile Granulozyten

Basophile Granulozyten – oder kurz auch Basophile – sind ebenso wie Eosinophile für die Abwehr von Parasiten verantwortlich, da ihre Granulen-Ausschüttung durch IgE-Antikörper aktiviert wird.

Lymphozyten

Im Gegensatz zu den Granulozyten sind Lymphozyten wichtig, um gezielt bestimmte Arten von Krankheitserregern zu bekämpfen. Lymphozyten gehören daher dem adaptiven Immunsystem an, können sich und ihre Immunantwort also dem Erreger anpassen, der gerade versucht, den Organismus zu infizieren.

T-Lymphozyten

T-Lymphozyten – oder auch T-Zellen sind bei einer Infektion für die zelluläre Immunantwort verantwortlich. Das heißt, dass T-Zellen direkt gegen den Erreger handeln. T-Lymphozyten haben spezielle T-Zell-Rezeptoren auf ihrer Oberfläche.

T-Zell-Rezeptoren können Antigene binden, die aus Strukturen auf der Oberfläche von Erregern bestehen. Auf der Erde gibt eine unglaublich große Anzahl an verschiedenen Bakterien, Viren, Pilzen oder Parasiten, die ein Tier oder einen Menschen infizieren könnten. Allerdings kann jede T-Zelle nur Rezeptoren generieren, die ein bestimmtes Antigen binden. Um die große Bandbreite an möglichen Antigenen abzudecken, gibt es daher eine große Diversität an T-Zell-Rezeptoren.

Unter den Milliarden von T-Zell-Rezeptoren ist mit einer sehr hohen Wahrscheinlichkeit auch einer dabei, die im Falle einer Infektion eine Stelle des Erregers binden kann. Es gibt zwei Arten von T-Lymphozyten, mit zwei unterschiedlichen Funktionen: T-Killerzellen (oder auch zytotoxische T-Zellen) können Erreger direkt töten, wenn sie sie mit ihren T-Zell-Rezeptoren erkennen. T-Helferzellen sind dafür zuständig, T-Killerzellen bei ihrer Aktivierung zu helfen.

B-Lymphozyten

B-Lymphozyten – oder auch B-Zellen – sind im Falle einer Infektion für den Teil der humoralen Immunantwort zuständig. Das heißt, dass sie nicht direkt gegen Erreger handeln, sondern Moleküle generieren, die im Blut löslich sind. Genauer gesagt, können B-Zellen Antikörper bilden. Auch B-Zellen haben spezielle Rezeptoren auf ihrer Oberfläche, mit denen sie Antigene von Erregern binden und erkennen können. Die B-Zell-Rezeptoren werden auch als Antikörper bezeichnet.

Natürliche Killerzellen

Natürliche Killerzellen sind eine spezielle Untergruppe der Lymphozyten, die nicht so spezifisch auf bestimmte Erreger reagieren, wie B- oder T-Lymphozyten. Sie gehören daher nicht dem adaptiven, sondern dem angeborenen Immunsystem an. Natürliche Killerzellen erkennen infizierte oder veränderte Zellen des Körpers und zerstören diese.

Dabei untersuchen sie die Oberflächen von Zellen und überprüfen, ob die Rezeptoren darauf gesund aussehen oder verändert sind. Auch eine unübliche Anzahl an Rezeptoren kann ein Anzeichen einer kranken Zelle sein und die Killerzellen dazu veranlassen, die Zelle auszuschalten.

Die Aktivität von natürlichen Killerzellen kann außerdem dadurch erhöht werden, dass andere Arten von Leukozyten eine Infektion entdecken oder bekämpfen. So ein Zustand signalisiert den natürlichen Killerzellen, dass ihre Arbeit gefragt ist.

Monozyten

Monozyten sind ebenfalls Leukozyten, die im Blut zirkulieren. Sobald sie Signale wahrnehmen, dass es eine Infektion in einer bestimmten Stelle des Körpers gibt, machen sie sich auf den Weg dorthin. Während sie sich aus dem Blut in das betroffene Gewebe begeben, machen sie allerdings eine kleine Wandlung durch und entwickeln sich zu Makrophagen.

Makrophagen

Makrophagen werden auch als Fresszellen bezeichnet, da sie dafür verantwortlich sind, Fremdkörper durch Phagozytose aufzunehmen und zu zerstören.

Nachdem Makrophagen den Fremdkörper zerstört haben, werden Teile des Erregers auf Oberflächen-Rezeptoren präsentiert, sodass diese Fragmente als Antigene dienen können. Daher gehören Makrophagen auch zur Gruppe der Antigen-präsentierenden Zellen. Wenn T-Zellen mit ihrem T-Zell-Rezeptor an diese Antigene binden, erkennen sie, dass eine Infektion im Gang sein muss. Die T-Zellen werden aktiviert und leiten bestimmte Prozesse im Rahmen der Immunantwort ein.

Dendritische Zellen

Dendritische Zellen gehören ebenfalls zu den Fresszellen und können Phagozytose betreiben. Es gibt verschiedene Arten von dendritischen Zellen, die sich je nach Funktion, Vorläufer-Zelle und Lokalisation unterscheiden. Dendritische Zellen, die von Monozyten abstammen, werden auch als Langerhans-Zellen bezeichnet. Andere Dendritische Zellen stammen von denselben Zellen ab, aus denen sich auch B- und T-Zellen entwickeln.

Leukozyten – Aufgabe

Die Aufgabe der Leukozyten ist es, die Pathogene im Blut zu erkennen und unschädlich zu machen. In dieser Übersicht erhältst Du einen Überblick über die Aufgaben der verschiedenen Leukozyten-Arten.

Leukozyten – Eigenschaften

Neben ihren Funktionen habe Leukozyten auch andere Eigenschaften, die sie gemeinsam haben oder in denen sie sich unterscheiden. Dazu zählen etwa ihre Größe oder Lebensdauer.

Bildungsort und Lebensdauer der Leukozyten

Leukozyten entstehen alle aus gemeinsamen Vorläufer-Zellen im roten Knochenmark. Die Vorläufer-Zellen werden auch als hämatopoetische Stammzellen bezeichnet. Sie sind der Ursprung für alle Blutzellen, sowohl rote als auch weiße. Der Prozess der Bildung von Leukozyten wird auch als Leukopoese bezeichnet.

Abb. 1 - Bildung der verschiedenen Leukozyten aus der hämatopoetischen Stammzelle

Die Lebensdauer von Leukozyten ist begrenzt. Da sie immer wieder nachproduziert und somit ersetzt werden, leben sie nur einige Tage. In jeder Sekunde werden circa 2 Millionen weiße Blutkörperchen neu gebildet und leben dann etwa 8 bis 12 Tage.

Größe und Form der Leukozyten

Der Durchmesser von Leukozyten beträgt nur wenige µm. Ihre Größe reicht von etwa 7 µm (Lymphozyten) bis 20 µm (Monozyten). Die Größe und die Struktur von Leukozyten kann ganz einfach unter einem Mikroskop bestimmt werden.

Dazu müssen die Zellen zuvor mit einer Pappenheim-Färbung eingefärbt werden. Der Farbstoff setzt sich dabei in den Bestandteilen der Zellen ab. Die Blutprobe kann dann unter einem Mikroskop betrachtet werden. Das entstehende Bild unterscheidet sich, da jede Blutzellsorte einen anderen Aufbau hat.

Abb. 2 - Aussehen der Leukozyten nach einer Pappenheim-Färbung

Leukozyten – Bewegung

Um ihre Aufgaben als Bestandteile des Immunsystems zu erfüllen, müssen Leukozyten den Körper so schnell wie möglich vor drohenden Gefahren durch Infektionen und Krankheiten schützen können. Dafür bewegen sie sich in der Blutlaufbahn und "patrouillieren". Sobald Fremdkörper entdeckt werden, können die Immunzellen an den Ort des Geschehens gerufen werden, wo sie ihre jeweiligen, speziellen Funktionen erfüllen.

Allerdings fließen Leukozyten dafür nicht einfach durch das Blut, sondern rollen sich eher an der Wand des Blutgefäßes entlang. In der Nähe eines verletzten oder entzündeten Gewebes erhalten sie dann ein Signal, und können die Blutbahn dort in das Gewebe hinein verlassen.

Die Signale an den Zellen der Blutgefäßwand werden von weiteren weißen Blutkörperchen ausgelöst, die sich im Gewebe bewegen und die dortigen Zellen nach Signalen einer Infektion überprüfen.

Leukozyten – Krankheiten

Da Leukozyten für die Gesundheit und das Überleben eines Körpers verantwortlich sind, kann eine Änderung an diesem System gravierend sein. Durch falsche Anzahlen oder Veränderungen von weißen Blutkörperchen können daher leicht Krankheiten ausgelöst werden. Hinweise auf solche Krankheiten können die Ermittlung des Leukozyten-Werts im Blut erhalten werden.

Dafür wird meist zunächst ein Blutbild angelegt, bei dem die Anzahl der verschiedenen Blutzellen ermittelt werden kann. Das geschieht entweder durch eine Pappenheim-Färbung und die manuelle Zählung unter einem Mikroskop oder kann auch durch eine Maschine erledigt werden. Das geht zwar schneller, hat aber den Nachteil, dass Veränderungen der Zellstrukturen nicht so einfach erkannt werden können.

Leukopenie – niedriger Leukozyten-Wert

Bei einer Leukopenie befinden sich im Körper zu wenig Leukozyten. Meistens liegt das an einer zu geringen Zahl an neutrophilen Granulozyten, da sie die verhältnismäßig größte Leukozyten-Gruppe darstellen.

Eine verringerte Zahl an Leukozyten tritt oft ein, wenn das Immunsystem rasant und mit großen Mengen an Leukozyten eine Infektion bekämpfen muss. Das ist zum Beispiel bei der Krankheit Typhus der Fall, die durch die Bakterien Salmonella Typhi ausgelöst wird. Auch Virusinfektionen, bei denen sich viele Leukozyten an den Gefäßwänden befinden, um die Infektion zu bekämpfen, führen zu niedrigen Leukozyten-Werten, da sich nur wenige Leukozyten bei der Blutabnahme im Blutstrom befinden.

Leukozytose – hoher Leukozyten-Wert

Eine Leukozytose bezeichnet den Zustand, bei dem sich zu viele Leukozyten im Blut befinden. Ursache dafür sind zum Beispiel manche Infektionen oder Entzündungen wie Blinddarmentzündungen, bei denen sich viele Leukozyten im Blut versammeln, um die Gefahr zu bekämpfen.

Auch bei verschiedenen Arten von Blutkrebs kann Leukozytose beobachtet werden. Bei der Krankheit Leukämie wird beispielsweise eine viel zu hohe Anzahl an weißen Blutkörperchen freigesetzt, die mutiert und daher nicht mehr voll funktionstüchtig sind.

Ein weiterer Grund für erhöhte Leukozyten-Werte ist unter anderem eine Schwangerschaft. Der Körper muss dabei nicht nur sich, sondern auch den heranwachsenden Nachwuchs schützen, weshalb sicherheitshalber mehr Leukozyten bereitgestellt werden. Auch manche Medikamente verursachen eine Leukozytose.