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Antikörper

Antikörper

Antikörper sind ein wichtiger Bestandteil unseres Immunsystems. Bestimmt hast Du im Kontext der Coronapandemie schon einmal von ihnen gehört. Du benötigst diese Proteine, um dich vor Erregern schützen zu können.

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. Einfach erklärt läuft das 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 Immunglobuline aus. Die Antigene werden durch Antikörper spezifisch gebunden.

Wenn Du eine Infektion überstanden hast, wird die spezialisierte B-Zelle jedoch nicht einfach beseitigt. Sie transformiert sich zu einer B-Gedächtniszelle. 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 Immunglobuline durch eine Fehlsteuerung des Immunsystems gegen körpereigene Strukturen gebildet.

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

Antikörper Aufbau

In Deinem Körper zirkulieren mehrere Antikörpertypen, deren Grundstruktur jedoch ähnlich ist. Sie setzen sich aus leichten und schweren Proteinketten zusammen. Die beiden Kettenarten bestehen jeweils aus zwei verschiedenen Domänen. Eine davon ist variabel, die andere nicht. Sie stellen eine Art Gerüst dar. Die unterschiedlichen Bestandteile eines Antikörpers sind durch Disulfidbrücken (-S-S-) miteinander verbunden.

Disulfidbrücken sind Verbindungen zweier Schwefelatome. Sie können lediglich zwischen zwei Cystein-Aminosäuren ausgebildet werden. Darüber hinaus dienen sie der Quervernetzung von Proteinen.

Antikörper Bindung

Immunoglobuline binden Antigene spezifisch. Die Bindung funktioniert nach dem Schlüssel-Schloss-Prinzip. Die Regionen der Antigene, an denen die Bindung stattfindet, bezeichnet man als Epitope.

Die Stelle des Antikörpers, die zum Epitop komplementär ist – die also quasi das Schloss zum Schlüssel darstellt bezeichnet man als Paratop. Das Paratop wird durch die variablen Regionen der schweren und leichten Kette des Antikörpers gebildet.

Antikörpern – Funktion

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

Die Oberfläche eines Bakterium oder eines Virus wird als körperfremd markiert, wenn sie durch ein Immunglobulin erkannt werden. Zudem wird auch die Ausbreitung des Eindringlings durch die Antikörperbindung eingedämmt. Außerdem blockieren die Immunglobuline wichtige Oberflächenproteine des Erregers. Näheres hierzu erfährst Du in den nachfolgenden Abschnitten.

Bedeutung bei der Immunantwort

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

Antikörper als Marker

Es ist Antikörpern möglich, Krankheitserreger zu markieren. Dieser Vorgang wird Opsonierung genannt. Dabei wird ihre Oberfläche durch Antikörper und Opsonin bedeckt. Das erleichtert es den phagozytierenden Zellen, die Fremdzellen ausfindig zu machen und in sich aufzunehmen.

Phagozytierende Zellen oder auch Fresszellen sind beispielsweise Makrophagen oder Granulozyten, die unter anderem Bakterien in sich aufnehmen können.

Die Aufnahme vom Makromolekülen wird auch Phagozytose genannt.

Bindung mit Killerzellen

Es besteht die Möglichkeit, dass Antikörper an natürliche Killerzellen binden. Dann können die Immunglobuline die Killerzelle steuern und bei der Zerstörung anderer Zellen oder Erreger lenken. Hat nun ein Erreger eine Zelle befallen, dann ist es dem Antikörper möglich, die Killerzelle so zu lenken, dass sie lediglich den Erreger oder befallenen Teil der Zelle bekämpft und zerstört, nicht aber die komplette Zelle.

Agglutination

Meist binden mehrere Antikörper gleichzeitig an mehrere Erreger, wie Du in Abbildung 3 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.

Antikörper – Klassen

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

Mononklonale Antikörper

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

In der Regel richten sich Antikörper aber gegen mehrere Epitope eines Erregers. In diesem Zusammenhang spricht man auch von polyklonalen Antikörpern.

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, ob 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. Es entsteht eine Bindung. Das kann dann durch eine Farbreaktion nachgewiesen werden.

Antikörper Therapie

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

Wie Du bereits weißt, binden spezifische Antikörper an Epitope eines Antigens. So machen sie Antigene unschädlich. Bei einer Krebserkrankung beispielsweise sind körpereigene Zellen krankhaft, die eigentlich nicht durch das Immunsystem bekämpft werden, weil sie nicht als körperfremd anerkannt werden. Allerdings befinden sich auf den Zellen Tumor-Antigene und entsprechend Epitope, an die Immunglobuline binden können. Und genau das wird in einer Antikörpertherapie gemacht. Es werden gezielt monoklonale Antikörper eingesetzt, um an die Epitope zu binden und die Tumorzelle absterben zu lassen

Antikörpertherapie am Beispiel von Brustkrebs

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 das Risiko, dass Allergien auftreten können. Darüber hinaus sind weitere Nebenwirkungen möglich.

Antikörper – Das Wichtigste

  • Antikörper, auch Immunglobuline genannt, werden beim Kontakt mit Antigenen gebildet.
  • 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 Epitope an, es werden auch monoklonale Antikörper hergestellt (künstlich), sie reagieren spezifisch nur auf ein Epitop.
  • Um die Menge bestimmter Antikörper im Organismus festzustellen, werden Antikörper-Tests durchgeführt.

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 Allergien auftreten können, sowie weitere Nebenwirkungen. 

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

Sie regen B-Lymphozyten an, sich zu Plasmazellen zu differenzieren. Diese produzieren dann die spezifischen Antikörper.

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 sind monoklonale Antikörper?

Antwort anzeigen

Antwort

Antikörper, die nur auf ein bestimmtes Epitop ansprechen und an dieses binden.


Frage anzeigen

Frage

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

Antwort anzeigen

Antwort

  • Blockierung der Virusrezeptoren
  • Opsonisierung
  • Aggregation

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.

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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


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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

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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

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