Die Immunologie ist die Wissenschaft vom körpereigenen Abwehrmechanismus, dem Immunsystem und der sogenannten Immunantwort. Diese wird beim Kontakt mit Krankheitserregern ausgelöst. Erforscht werden die Mechanismen, die der Erkennung von körperfremden Krankheitserregern dienen und die Immunabwehr realisieren. Darüber hinaus sind Fehlfunktionen des Immunsystems, die sogenannten Immunerkrankungen und die Entwicklung von Immunität durch Impfungen, weitere Forschungsfelder der Immunbiologie.
Immunologie Immunsystem
Das Immunsystem ist das Abwehrsystem, welches den Körper vor Krankheitserregern und anderen Bedrohungen schützt. Es besitzt die Fähigkeit, körpereigene von körperfremden Substanzen zu unterscheiden und entartete Zellen sowie schädliche Moleküle zu zerstören. Substanz oder molekulare Strukturen, die vom Immunsystem erkannt werden und eine Immunreaktion auslösen, bezeichnet man als Antigene.
Immunologie Grundlagen
Das Immunsystem kann anhand verschiedener Aspekte unterteilt werden. Eine Möglichkeit hierbei ist die Einteilung in zelluläre und humorale (also nicht zelluläre) Bestandteile, über die du jetzt mehr erfährst.
Zelluläre und humorale Bestandteile
Zu den zellulären Bestandteilen des Immunsystem zählen die Monozyten, die Granulozyten, die Lymphozyten (B-Zellen, T-Zellen, Natürliche Killerzellen) und Dendritische Zellen.
Zu den humoralen Bestandteilen zählen im Wesentlichen die Antikörper, das Komplementsystem und sog. Zytokine. Es handelt sich um Abwehrstoffe des Körpers, die sich gelöst in Körperflüssigkeiten wie dem Blut und der Lymphe befinden, und nicht um Zellen des Immunsystems.
Der Begriff humoral leitet sich vom lateinischen Wort humor ab, was so viel bedeutet wie "Flüssigkeit".
Immunologie: Die Immunantwort
Die erste Barriere unseres Immunsystems ist die Haut. Sie hält Krankheitserreger davon ab, in unseren Körper einzudringen. Gelingt es einem Krankheitserreger, diese Schutzbarriere zu überwinden, so greifen andere Mechanismen des Immunsystems ein. Die Reaktion auf Krankheitserreger wird als Immunantwort bezeichnet.
Die Immunantwort wird in eine spezifische (erworbene) und unspezifische (angeborene) Immunabwehr unterteilt, die beide eng miteinander in Verbindung stehen und einander ergänzen. Diese Unterteilung hat – wie die Namen bereits sagen – damit zu tun, wann sich diese Immunantwort entwickelt hat.
Die unspezifische Immunantwort
Bei der unspezifischen Immunantwort handelt es sich um angeborene Abwehrmechanismen, die bei jeglichem Kontakt mit Krankheitserregern sofort verfügbar sind. Deshalb spricht man auch von der angeborenen Immunreaktion. Sie ist die erste Abwehrfront und wird daher auch als primäre Immunantwort bezeichnet.
Die Bestandteile der angeborenen Abwehrmechanismen befinden sich in unmittelbarer Nähe zu Flächen unseres Körpers, die Kontakt zur Außenwelt haben und durch die Krankheitserreger in den Körper eindringen können. Dazu gehören etwa die Haut und die Schleimhaut des Mundes. Auf diese Weise kann das angeborene Immunsystem rasch auf eine Infektion reagieren. Aber auch der physiologische Biofilm der Haut, der dafür sorgt, dass sich Krankheitserreger schlechter ansiedeln können, zählt zum unspezifischen Immunsystem.
Zu den zellulären Bestandteilen des angeborenen Immunsystems gehören unter anderem die Monozyten, die Granulozyten, die dendritischen Zellen und natürlichen Killerzellen (NK-Zellen). Sie sind vorrangig an der Elimination - der sog. Phagozytose - der Krankheitserreger beteiligt. Zu den humoralen Bestandteilen des angeborenen Immunsystems gehören z. B. das Komplementsystem und Zytokine. Das Komplementsystem ist ein effektives System von Plasmaproteinen, um Krankheitserreger unschädlich zu machen.
Die spezifische Immunantwort
Bei der spezifischen Immunantwort handelt es sich um erworbene Abwehreinrichtungen, die sich im Laufe des Lebens entwickeln. Deshalb spricht man auch von der erworbenen Immunreaktion. Das Immunsystem "lernt" im Laufe des Lebens verschiedene Antigene kennen und bildet ein sogenanntes Immungedächtnis. Zu den zellulären Bestandteilen des erworbenen Immunsystems zählen die B- und T-Lymphozyten. Die humoralen Bestandteile stellen die Antikörper dar.
Die B-Zellen und T-Zellen können sich im Laufe der Immunantwort zu Gedächtniszellen differenzieren. Sie sind dann der Lage, bei erneutem Kontakt mit demselben Krankheitserreger den Ablauf der Immunantwort schneller einzuleiten. Das wird auch als Immungedächtnis bezeichnet.
Wie du erkennen kannst, sind die zellulären und humoralen Bestandteile sowohl in der spezifischen, als auch in der unspezifischen Immunantwort zu finden. Hier eine kurze Übersicht:
| angeborenes (unspezifisches) Immunsystem | erworbenes (spezifisches) Immunsystem |
| humorale Bestandteile | z. B. das Komplementsystem, Zytokine | Antikörper |
| zelluläre Bestandteile | z. B. Makrophagen, natürliche Killerzellen | z. B. B-Lymphozyten, T-Lymphozyten |
Immunologie: Immunerkrankungen
Immunerkrankungen bezeichnen in der Immunbiologie verschiedene Beeinträchtigungen oder Fehlfunktionen des Immunsystems, über die du hier einen kurzen Überblick erhältst. Die Wirksamkeit des Immunsystems kann durch verschiedene Einflüsse, z. B. im Rahmen einer Leukämie- oder bei AIDS-Erkrankung, herabgesetzt werden. Das kann von einer Verminderung der körpereigenen Abwehr bis hin zu einem Zusammenbruch des Immunsystems führen.
Zur Leukämie zählen verschiedene Krebserkrankungen, die die Blutbildung betreffen. Bei einem Teil der betroffenen Patienten ist die Zahl der weißen Blutkörperchen im Blut erhöht, weshalb die normale Blutbildung verdrängt wird. Willst du mehr zur Leukämie erfahren, schau dir auch den entsprechenden Artikel dazu an!
Immunschwäche
Unter einer Immunschwäche versteht man verschiedene Störungen bzw. Beeinträchtigungen des Immunsystems, die sich als Abwehrschwäche bemerkbar machen. Es wird zwischen primären und sekundären Immundefekten unterschieden. In der Medizin bezeichnet man die Immunschwäche auch als Immundefizienz.
Ein primärer Immundefekt wurde in der Regel vererbt und ist angeboren, ein sekundärer Immundefekt ist die Folge einer Grunderkrankung, wie Leukämie oder AIDS (acquired immune deficiency syndrome).
Autoimmunerkrankungen
Autoimmunerkrankungen sind Erkrankungen des Immunsystems, bei denen sich die Immunantwort gegen körpereigene Strukturen richtet. Normalerweise werden gesunde und funktionierende Bestandteile des Körpers nicht angegriffen. Dafür sind die MHC-Proteinkomplexe verantwortlich, die sich auf der Oberfläche von Zellmembranen befinden und die Erkennung körpereigener und fremder Zellen ermöglichen.
Fehlt die sog. Immuntoleranz, richten sich die Komponenten des Immunsystem an gesunde Zellen und bekämpfen diese wie Krankheitserreger. Dann wird von einer Autoimmunerkrankung gesprochen. Zu Autoimmunkrankheiten zählen z. B. die Multiple Sklerose, Diabetes Mellitus vom Typ I und Allergien.
Immuntoleranz beschreibt die Fähigkeit des Immunsystem körpereigene von körperfremden Strukturen zu unterscheiden. Körpereigene und harmlose Strukturen werden in der Regel nämlich nicht angegriffen.
Allergien
Bei einer Allergie reagiert das Immunsystem stark auf harmlose Faktoren, auf sog. Allergene wie Blütenpollen oder Gluten. Beim Kontakt mit dem Allergen bilden die Zellen des Immunsystems Antikörper. Das sind insbesondere Antikörper, die zur Klasse der IgE-Antikörper gehören. Die IgE-Moleküle binden anschließend an die Oberfläche von Mastzellen.
Bei allergischen Reaktionen und Entzündungen entleeren die Mastzellen ihre Granula und es kommt zur allergischen Reaktion (auch anaphylaktische Reaktion genannt). Die Granula der Mastzellen enthalten unter anderem Histamin und Serotonin. Sie bewirken eine lokale Erweiterung der Blutgefäße und infolgedessen kommt es zu den typischen allergischen Reaktionen, wie Juckreiz und Schwellung des betroffenen Gewebes.
Impfungen in der Immunologie
Eine der größten Errungenschaften der Immunbiologie ist wohl die Entwicklung der Impfungen. Impfungen haben in der Regel die Ausbildung von Gedächtniszellen und Plasmazellen zum Ziel, um im Falle einer Infektion gegen die entsprechenden Erreger vorzugehen. Plasmazellen sind ausdifferenzierte B-Zellen, die Antikörper bilden und auf diese Weise den Körper vor einer Erkrankung schützen können.
Impfungen sind sozusagen ein Training für unser Immunsystem, bei dem Impfstoffe in einem sicheren Rahmen dafür sorgen, dass das Immunsystem mit dem Krankheitserreger konfrontiert wird. Es wird zwischen aktiver und passiver Immunisierung unterschieden.
Immunisierung bedeutet die Entwicklung von Immunität, also der Ausbildung einer Unempfindlichkeit gegenüber einem bestimmten Krankheitserreger.
Aktive Immunisierung
Bei der aktiven Immunisierung werden abgeschwächte (Lebendimpfstoff) oder abgetötete Erreger (Totimpfstoff) in den Körper injiziert. Dadurch lernt das Immunsystem den Erreger kennen und bildet Gedächtniszellen aus, ohne erst eine ernsthafte Erkrankung durchzumachen. Ein erneuter Kontakt mit dem Erreger führt dann zu einer schnelleren Immunantwort.
Eine weitere Möglichkeit im Rahmen der aktiven Immunisierung ist es, nicht den gesamten Krankheitserreger, sondern nur Erregerbestandteile zu verimpfen. Bei den mRNA-Corona-Impfstoffen ist im Impfstoff der Bauplan für Bestandteile des Erregers in Form von mRNA enthalten. Genauer gesagt enthält er den Bauplan für das sog. Spike-Protein des Coronavirus. An der Oberfläche sind - wie der Begriff spike vermuten lässt - stachelähnliche Strukturen, die unser Immunsystem gut erkennen kann.
Passive Immunisierung
Die passive Immunisierung wird genutzt, wenn die Krankheit bereits ausgebrochen ist. Hierfür werden gegen den Krankheitserreger gerichtete Antikörper injiziert. Diese Immunisierung wirkt rasch und kann die körpereigene Immunabwehr ergänzen. Allerdings hält diese Immunisierung nur kurz an, weil keine Gedächtniszellen gebildet werden.
Immunologie: Pathogene
Da du bereits etwas über Erkrankungen des Immunsystems gelernt hast, geht es jetzt um die Pathogene. Als Pathogene werden in der Immunbiologie nämlich sämtliche Einflüsse bezeichnet, die eine Erkrankung verursachen können. Dazu zählen vor allem Bakterien, Viren, Pilze und Parasiten. Aber auch Gifte und ionisierende Strahlung lassen sich unter dem Begriff Pathogene zusammenfassen. Pathogene werden eingeteilt in obligat pathogen und fakultativ pathogen.
Obligat pathogen sind Erreger, die immer eine Krankheit hervorrufen können, selbst wenn der Wirt gesund ist.
Fakultativ pathogen sind Erreger, die nur unter bestimmten Umständen zu einer Erkrankung führen, z. B., wenn das Immunsystem des Wirts durch ein Grunderkrankung geschwächt ist.
Immunologie - Das Wichtigste
- Das Immunsystem ist das Abwehrsystem, welche den Körper vor Krankheitserregern und anderen Bedrohungen schützt. Es wird in zelluläre und humorale Bestandteile unterteilt.
- Die Immunantwort wird in die unspezifische und spezifische Immunantwort unterteilt.
- Zur unspezifischen Immunantwort zählen angeborene Mechanismen und Abwehreinrichtungen
- Zur spezifischen Immunantwort gehören Abwehreinrichtungen, die sich im Laufe des Lebens entwickeln
- Zu den Immunerkrankungen zählen Autoimmunerkrankungen, Allergien und eine Immunschwäche
- Impfungen dienen der Entwicklung von Immunität, d.h. der Ausbildung einer Unempfindlichkeit gegenüber bestimmten Krankheitserregern.
- Als Pathogene werden sämtliche Einflüsse (z. B. Bakterien, Viren) bezeichnet, die Erkrankungen verursachen.
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