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Antikörper

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Antikörper

Antikörper sind ein wichtiger Bestandteil unseres Immunsystems. Bestimmt hast Du im Zusammenhang mit der Coronapandemie schon einmal von ihnen gehört. Die kleinen Proteine helfen Deinem Körper, sich gegen Eindringlinge zu wehren.

Antikörper Definition

Antikörper oder auch Immunglobuline sind Proteine, die vom Immunsystem eingesetzt werden. Sie dienen dazu, Krankheitserreger wie Bakterien oder Viren zu bekämpfen. Antikörper erkennen körperfremde Strukturen, die sich als Oberflächenstrukturen auf den Krankheitserregern befinden.

Die spezifischen Oberflächenstrukturen werden auch Antigene genannt. Wenn Du mehr über Antigene erfahren möchtest, dann schaue gerne bei der entsprechenden StudySmarter Erklärung vorbei.

Bildung der Antikörper

Durch eine Reaktion der B-Lymphozyten werden die Antikörper produziert. Das läuft ungefähr so ab:

Wenn eine B-Zelle mit einem passenden Antigen in Kontakt kommt, dann werden diese B-Zellen aktiviert und differenzieren sich zu Plasmazellen. Diese schütten eine größere Menge Antikörper aus. Die Antigene werden durch Antikörper spezifisch gebunden.

Wenn Du eine Infektion überstanden hast, wird die spezialisierte B-Zelle jedoch nicht "weggeworfen". Sie wird zu einer B-Gedächtniszelle und erweitert Deine vorhandene Antikörperbibliothek. Kommst Du noch einmal mit demselben oder einem fast identischen Erreger in Kontakt, können sofort passende Antikörper produziert werden, ohne dass permanent hohen Mengen davon vorhanden sein müssen.

Nicht immer richten sich Antikörper gegen körperfremde Strukturen. Bei vielen Autoimmunkrankheiten, wie Multipler Sklerose, werden Antikörper durch eine Fehlsteuerung des Immunsystems gegen körpereigene Systeme, etwa Zellen und Organe, gebildet.

Wenn Du mehr über Autoimmunerkrankungen erfahren möchtest, dann lies Dir gerne die StudySmarter Erklärung zum Thema Autoimmunerkrankungen durch.

Antikörper Aufbau

In Deinem Körper zirkulieren mehrere Antikörpertypen, deren Grundstruktur jedoch ähnlich ist. Sie setzen sich aus leichten und schweren Proteinketten zusammen. Beide Kettenarten verfügen über eine variable Domäne für die Antigenbindung und eine konstante Domäne, die eine Art Gerüst darstellt. Die unterschiedlichen Bestandteile eines Antikörpers sind durch Disulfidbrücken (-S-S-) miteinander verbunden.

Disulfidbrücken sind Verbindungen zweier Schwefelatome. Sie können nur zwischen zwei Cystein-Aminosäuren ausgebildet werden und dienen der Quervernetzung von Proteinen.

Antikörper Antikörper Struktur StudySmarterAbbildung 1: Schematische Struktur eines IgG-Antikörpers, 1 - Fab-Abschnitt, 2 - Fc-Abschnitt, 3 - schwere Ketten, 4 - leichte Ketten, 5 - Antigenbindungsstelle, 6 - hinge-Region (Scharnier) Quelle: wikipedia.de

Antikörper Bindung

Antikörper können durch ihre AB (Antigen Bindung) spezifisch binden - vergleichbar ist dieser Vorgang mit dem Schlüssel-Schloss-Prinzip. Allerdings ist die Wahrscheinlichkeit, dass ein Schlüssel in ein passendes Schloss passt, geringer als beispielsweise bei bindenden Enzymen im Körper.

Das ist auf das Epitop zurückzuführen. Dieses Epitop ist ein kleiner Bereich auf einem Antigen, der eine Immunantwort hervorruft. Um diese Antwort durch einen Antikörper hervorrufen zu können, muss das Epitop dem Antikörper sehr ähnlich sein.

Wenn Du mehr über Epitope erfahren möchtest, dann schaue gerne in der StudySmarter Erklärung dazu vorbei!

Funktion von Antikörpern

Wenn körperfremde Organismen in den Körper eindringen, werden deren Antigene durch das Immunsystem erkannt. Über einen komplexen Weg werden B-Zellen (B-Lymphozyten) aktiviert und produzieren spezifische Antikörper. Die Antikörper sind genau gegen das Antigen des Eindringlings gerichtet - sie binden dort nach einem Schlüssel-Schloss-Prinzip ähnlichen Verfahren.

Binden die Antikörper an die Oberfläche eines Bakterium oder eines Virus, markieren sie ihn als körperfremd. Zudem verhindert die Bindung der Antikörper oft auch, dass der Eindringling sich weiter ausbreiten kann, weil sie wichtige Oberflächenproteine blockieren.

Bedeutung bei der Immunantwort

Antikörper erfüllen im Rahmen einer Immunantwort mehrere Funktionen. Einerseits sorgen sie dafür, dass eingedrungene Antigene abgeblockt bekämpft werden. Dadurch können sie ihre schädliche Wirkung nicht entfalten. Auch eine Interaktion mit körpereigenen Zellen wird verhindert.

Antikörper als Marker

Bei manchen Krankheiten können Antikörper auch als Marker eingesetzt werden. Das Bakterium beispielsweise tritt mit dem Antikörper in Kontakt und nehmen ihn dann in sich auf.

Den Prozess der Aufnahme von Makromolekülen in Zellen nennt man auch Phagozytose.

Bindung mit Killerzellen

Wenn Antikörper an natürliche Killerzellen binden, können sie die Zelle so steuern, dass sie eine infizierte Zelle lediglich selektiv bekämpft. Das bedeutet, etwa der Virus in der Zelle wird bekämpft, nicht aber die Zelle selbst.

Meist binden mehrere Antikörper gleichzeitig an mehrere Erreger, wie Du es in der Abbildung erkennen kannst.

Diesen Prozess nennt man auch Agglutination. Die entstehenden Antigen-Antikörper-Komplexe sind unlöslich und lagern sich in den Geweben oder Blutgefäßen ab (Präzipitation). Die Klumpen können dann von speziellen Zellen des Immunsystems, wie den Makrophagen (Fresszellen), aufgenommen und verdaut werden.

Wenn Du mehr über Leukozyten und ihre Rolle im Immunsystem erfahren möchtest, dann schaue gerne bei der dazugehörigen StudySmarter Erklärung vorbei!

Monoklonale Antikörper

Als Monoklonale Antikörper werden aktive Proteine bezeichnet, die von einer Zelllinie produziert werden. Diese Zelllinie geht auf einen B-Lymphozyten zurück und richten sich gegen ein spezifisches Epitop.

Wohingegen sich andere Antikörper gegen mehrere Epitope, also mehrere Erreger richten. Das wird auch polyklonal bezeichnet.

Monoklonale Antikörper sind in der Diagnostik und Forschung von hoher Bedeutung, da sie eine hohe Spezifität vorweisen, mit der sie eine große Anzahl von Makromolekülen binden können. Sie können praktisch gezielt einen Erreger bekämpfen.

Aus Berichten des RKIs ging beispielsweise hervor, dass die Vergabe von monoklonalen Substraten die Schwere eines Covid-19 Verlaufs senken kann.

Antikörper Test

Antikörper-Tests werden dazu eingesetzt, um herauszufinden, inwiefern das Immunsystem schon einmal gegen einen bestimmten Erreger gekämpft hat.

Wenn Du beispielsweise herausfinden möchtest, ob Du schon einmal mit Corona infiziert warst, dann kannst Du einen Antikörper-Test machen.

Für den Antikörper-Test wird Blut auf eine Testoberfläche mit Fragmenten des Erregers gegeben. Wenn das Blut Antikörper besitzt, dann reagieren diese mit etwa Virus oder Bakterien Fragmenten auf dem Test. Sie docken an sie an. Diese können dann durch eine Farbreaktion nachgewiesen werden.

Antikörpertherapie

Heutzutage werden in der Forschung und Diagnostik Antikörper eingesetzt, um Krankheiten wie beispielsweise Krebs zu bekämpfen. Sie sollen eine Art Bremse im Immunsystem lösen, dass die körpereigene Abwehr zum Einsatz kommen und den Tumor zerstören kann. Andererseits sollen Antikörper als "Lockzelle" eingesetzt werden, die die Killerzellen zum Tumor hinführen. Auch können sie Wachstumssignale der Tumorzellen blockieren. Aber wie läuft das eigentlich ab?

Ablauf einer Antikörpertherapie

Am Beispiel einer Brustkrebserkrankung lässt sich eine Art der Antikörpertherapie gut erklären. Denn nicht alle Antikörpertherapien laufen gleich ab, sie sind auf die Krankheit abgestimmt.

Bestimmte Antikörper, in diesem Fall die HER2-Antikörper, blockieren die HER2-Rezeptoren der Tumorzelle. Sie stirbt dadurch ab.

Der HER2 Rezeptor ist ein Protein auf der Zelloberfläche. Dieses Protein sendet Wachstumssignale aus und führt dazu, dass sich die Zellen vermehren, wie sie es als Prozess der natürlichen Zellteilung auch sollen. Werden nun aber zu viele Signale ausgesendet, dann kommt es zu einer unkontrollierten Zellteilung und übermäßigem, krankhaftem Wachstum.

Heutzutage werden in der Forschung und Diagnostik Antikörper eingesetzt, um Krankheiten wie beispielsweise Krebs zu bekämpfen. Sie sollen eine Art Bremse im Immunsystem lösen, sodass die körpereigene Abwehr zum Einsatz kommen und den Tumor zerstören kann. Andererseits sollen Antikörper als "Lockzelle" eingesetzt werden, die die Killerzellen zum Tumor hinführen. Darüber hinaus können sie Wachstumssignale der Tumorzellen blockieren. Aber wie läuft eine Antikörpertherapie ab?

Ablauf einer Antikörpertherapie

Am Beispiel einer Brustkrebserkrankung lässt sich eine Art der Antikörpertherapie gut erklären. Denn nicht alle Antikörpertherapien laufen gleich ab, sie sind auf die Krankheit abgestimmt.

Bestimmte Antikörper, in diesem Fall die HER2-Antikörper, blockieren die HER2-Rezeptoren der Tumorzelle. Sie stirbt dadurch ab.

Der HER2 Rezeptor ist ein Protein auf der Zelloberfläche. Dieses Protein sendet Wachstumssignale aus und führt dazu, dass sich die Zellen vermehren, wie sie es als Prozess der natürlichen Zellteilung auch sollen. Werden nun aber zu viele Signale ausgesendet, dann kommt es zu einer unkontrollierten Zellteilung und übermäßigem, krankhaftem Wachstum.

Allerdings laufen Antikörpertherapien wie auch Chemo Therapien nicht ohne das Auftreten von Nebenwirkungen ab. Auch hier können Schwindelgefühl oder Übelkeit auftreten. Dazu besteht die Möglichkeit, dass sich das Blutbild verändert und weitere Nebenerscheinungen können auftreten.

Klassen der Antikörper

Es gibt mehrere Antikörperarten (Klassen). Die Einteilung beruht auf leichten, strukturellen Unterschieden sowie speziellen Funktionen oder Einsatzorten der Antikörper. Hier siehst Du eine Übersicht:

Klasse

Form

Einsatzort

Funktion

IgA

zwei verbundene Antikörper (dimer)

Schleimhäute

Erregererkennung und -abwehr in den Atemwegen und dem Verdauungtrakt

IgD

monomer

Alle Körperflüssigkeiten

Aktivierung von

Lymphozyten

IgE

monomer

An Mastzellen gebunden

Erstabwehr an der

Körperoberfläche, oft gegen Parasiten gerichtet

IgG

monomer

Vorwiegend Lymphe

Hauptklasse zur

Antigenbindung

IgM

fünf verbundene Antikörper (pentamer)

Blut

unspezifische Erstabwehr im Blut

Antikörper - Das Wichtigste

  • Antikörper werden auch Immunglobuline genannt.
  • Sie werden beim Kontakt mit Antigenen gebildet.
  • Antikörper sollen Erreger bekämpfen und eliminieren.
  • Antikörper können sich auch gegen den eigenen Körper richten, dieser Zustand wird Autoimmunkrankheit genannt.
  • Sie sind aus zwei leichten und zwei schweren Proteinketten aufgebaut.
  • Antikörper binden nach dem Schlüssel-Schloss-Prinzip an einen bestimmten Abschnitt des Antigens, das sogenannte Epitop.
  • Die im Körper gebildeten Antikörper sind polyklonal, sie sprechen auf mehrere Erreger an.
  • Es werden auch Monoklonale Antikörper hergestellt (künstlich), sie reagieren spezifisch nur auf einen Erregertyp.
  • Um die Menge bestimmter Antikörper im Organismus festzustellen, werden Antikörper-Tests durchgeführt.
  • Es gibt verschiedene Klassen von Antikörpern.

Nachweise

  1. dzif.de: Antikörper (6.08.2022)
  2. chemie.de: Antikörper (07.08.2022)
  3. antikoerper-online.de: Antikörper (07.08.2022)
  4. gesundheitsforschung-bmbf.de: Antikörper (07.08.2022)
  5. daskwort.de: Antikörpertherapie (08.08.2022)

Häufig gestellte Fragen zum Thema Antikörper

Eine Infusion kann zwischen 30 und 150 Minuten dauern.

Im Rahmen einer Antikörpertherapie kann es zu Schwindelgefühl oder Übelkeit kommen. Dazu besteht die Möglichkeit, dass sich das Blutbild verändert und weitere Nebenerscheinungen können auftreten.

Antikörper binden an die Epitope von Antigenen uns setzen so die Erreger außer Gefecht.

Antikörper zerstören Antigene, indem sie an ihr Epitop binden und die Erreger auf diese Weise unschädlich machen.

Finales Antikörper Quiz

Frage

Was sind Antigene?

Antwort anzeigen

Antwort

Jede Substanz oder molekulare Struktur, die vom Immunsystem erkannt wird und eine Immunreaktion auslöst, bezeichnet man als Antigen.

Frage anzeigen

Frage

Was ist das Immunsystem?

Antwort anzeigen

Antwort

  • Es stellt das Abwehrsystem dar, 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.
Frage anzeigen

Frage

Was machen Antigene?

Antwort anzeigen

Antwort

regen bestimmte Zellen des Immunsystems, die sogenannten B-Lymphozyten, an, sich zu Plasmazellen zu differenzieren, die spezifische Antikörper produzieren

Frage anzeigen

Frage

Nach welchem Prinzip binden sich Antikörper an die betreffenden Antigene?

Antwort anzeigen

Antwort

Nach dem Schlüssel-Schloss-Prinzip

Frage anzeigen

Frage

Was passiert durch die Anbindung der Antikörper an die entsprechenden Antigene?

Antwort anzeigen

Antwort

Antikörper können z. B. die Rezeptoren eines Virus blockieren, sodass dieses nicht mehr in der Lage ist, Zellen zu befallen

Frage anzeigen

Frage

Wodurch können mehrere Erreger miteinander verbunden werden?

Antwort anzeigen

Antwort

  • durch die Bildung von Antigen-Antikörper-Komplexen
  • können so unlösliche Klumpen bilden (Präzipitation)
Frage anzeigen

Frage

Wie werden Antigen-Antikörper-Komplexen aufgenommen?

Antwort anzeigen

Antwort

Diese Gebilde werden anschließend von Fresszellen wie den Makrophagen aufgenommen (phagozytiert) und verdaut.

Frage anzeigen

Frage

Wie liegen B-Lymphozyten im Körper vor?

Antwort anzeigen

Antwort

Im Körper ist jederzeit eine außerordentlich große Vielzahl verschiedener B-Lymphozyten mit unterschiedlichen Antigen-Rezeptoren vorhanden, die jedoch jeweils nur in relativ geringer Stückzahl vorliegen


Frage anzeigen

Frage

Wie funktionieren B-Lymphozyten?

Antwort anzeigen

Antwort

  • Bindet ein B-Lymphozyt mit seinen Antigen-Bindungsstellen an ein passendes Antigen, so wird ganz spezifisch nur dieser B-Lymphozytentyp vermehrt und differenziert sich zur Plasmazelle, die Antikörper mit ganz genau passenden variablen Abschnitten produziert.
  • Dies ermöglicht eine gezielte Immunantwort, ohne dass ständig große Mengen verschiedener Antikörper vorrätig sein müssen.
Frage anzeigen

Frage

Wie sieht die Struktur eines Antikörpers aus?

Antwort anzeigen

Antwort

  • Alle Antikörpertypen besitzen grundsätzlich eine ähnliche Struktur
  • Sie bestehen aus leichten (L-Ketten) und schweren Polypeptidanteilen (H-Ketten) mit konstanten und variablen Abschnitten, die untereinander durch Schwefelatome (Disulfidbrücken) verbunden sind
  • Die variablen Teile der L- und H-Ketten bilden zusammen die Antigen-Bindungsstelle


Frage anzeigen

Frage

Beschreibe die Immunglobulin-Klasse IgA.

Antwort anzeigen

Antwort

  • Aussehen: dimere Struktur (zwei verbundene Antikörper)
  • Vorkommen, z.B.: Schleimhäute
  • Funktionen, z.B.: Abwehr in Verdauungssystem
Frage anzeigen

Frage

Beschreibe die Immunglobulin-Klasse IgD.

Antwort anzeigen

Antwort

  • Aussehen: monomer
  • Vorkommen, z.B.: Alle Körperflüssigkeiten
  • Funktionen, z.B.: Aktivierung von Lymphozyten
Frage anzeigen

Frage

Beschreibe die Immunglobulin-Klasse IgE.

Antwort anzeigen

Antwort

  • Aussehen: monomer
  • Vorkommen, z.B.: An Mastzellen gebunden
  • Funktionen, z.B.: Erstabwehr an der Körperoberfläche
Frage anzeigen

Frage

Beschreibe die Immunglobulin-Klasse IgG.

Antwort anzeigen

Antwort

  • Aussehen: monomer
  • Vorkommen, z.B.: Vorwiegend Lymphe
  • Funktionen, z.B.: Hauptklasse zur Antigenbindung
Frage anzeigen

Frage

Beschreibe die Immunglobulin-Klasse IgM.

Antwort anzeigen

Antwort

  • Aussehen: monomer
  • Vorkommen, z.B.: Blut
  • Funktionen, z.B.: Erstabwehr im Blut
Frage anzeigen
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