Immunsystem

Husten, Schnupfen und Fieber sind Symptome einer Krankheit, die oftmals als lästig empfunden werden. Dabei handelt es sich lediglich um Abwehrmechanismen des Immunsystems, die vor einem Krankheitserreger schützen sollen. In einem Großteil der Fälle, in denen das Immunsystem in Kontakt mit Krankheitserregern (Pathogenen) tritt, bleibt dies für den Menschen unbemerkt. In anderen Fällen dauert es länger, die Erreger zu bekämpfen. Das Immunsystem selbst stellt eine grundlegende Voraussetzung für das Überleben eines Organismus dar.

Immunsystem – Biologie Definition

Allgemein findet beim Immunsystem eine Unterscheidung zwischen Selbst und Nicht-Selbst statt, wobei das Immunsystem im Idealfall nur auf Nicht-Selbst-Moleküle, die nicht dem Organismus angehören, reagiert. Alle Merkmale körperfremder Eindringlinge, die Immunreaktionen auslösen, werden als Antigene bezeichnet. Dabei werden die Oberflächenstrukturen der Antigene vom Immunsystem als körperfremd erkannt.

Immunsystem – Funktion

Da sich in der Umwelt eine große Vielfalt an infektiösen und schädlichen Erregern befindet, die in der Lage sind, bei einem Wirt eine Schädigung oder sogar seine Tötung zu erzielen, besteht bei höheren Lebewesen die Notwendigkeit eines gut organisierten Abwehrsystems.

Insbesondere ist ein gutes Immunsystem aufgrund des inneren Milieus vielzelliger Organismen notwendig, da dieses einen guten Nährboden für körperfremde Krankheitserregern bietet. Ihr Einfluss auf die Stoffwechselvorgänge des Organismus sind erheblich. Aber auch fehlerhafte körpereigene Zellen stellen eine Bedrohung für den Organismus dar. Da entartete Zellen zum Beispiel zur Tumorbildung beitragen, ist eine frühzeitige Bekämpfung durch das Immunsystem notwendig.

Immunsystem – Zusammenfassung

Die Reaktion des Immunsystems auf fremde Organismen oder Substanzen bezeichnet man als Immunantwort. Hierzu zählen ebenfalls Substanzen, die fälschlicherweise als “fremd” identifiziert wurden.

Allgemein kann man die Immunantwort in zwei Kategorien unterteilen:

• die unspezifische, angeborene Immunabwehr
• die spezifische, adaptive Immunabwehr

Nur Organismen mit einer Wirbelsäule besitzen ein ausgeprägtes Immunsystem, mitsamt spezifischer und unspezifischer Immunreaktion. Wirbellose Tiere hingegen haben kein ausgeprägtes Immunsystem. Sie verfügen ausschließlich über die angeborene Immunreaktion.

Immunsystem – unspezifische Immunabwehr

Teilweise reicht die natürliche Immunabwehr aus, um eine Schädigung des Körpers durch Erreger zu verhindern. Wenn es jedoch trotzdem zu einer Erkrankung kommt, dann wird das adaptive Immunsystem aktiviert.

Schutzbarrieren des Körpers

Einen großen Teil der angeborenen Immunabwehr stellen die äußeren Schutzbarrieren des Körpers dar, die ein chemisches oder mechanisches Eindringen von körperfremden Stoffen und Substanzen verhindern.

Zu den Schutzbarrieren zählt unter anderem die Haut, die durch ihr Talgdrüsensekret eine erste Schutzschicht gegen infektiöse Erreger und Substanzen aufweist. Außerdem bilden die Nasen- und Rachenschleimhaut, sowie die Flimmerhärchen in den Luftwegen, eine weitere Barriere. Auch die Mandeln können durch ihre Lage Krankheitserreger abwehren, die über die Nase und den Mund eindringen. Im Körper kann die Magensäure oder Spermin in der Samenflüssigkeit weitere Erreger abwenden.

Zellen Immunsystem

Zum angeborenen Immunsystem zählen zudem die Phagozyten und die natürlichen Killerzellen. Sie sind Zellen des Immunsystems und entstammen den blutbildenden Stammzellen des Knochenmarks, den “Leukozyten”.

Die Phagozyten, dazu zählen die Granulozyten, die Monozyten und die Makrophagen, haben die Aufgabe, die Krankheitserreger zu “fressen”, um diese unschädlich zu machen. Die Phagozyten werden daher auch als “Fresszellen” bezeichnet. Sie sind nur an strategisch wichtigen Stellen wie den Lymphknoten, der Lunge, dem Gehirn, der Leber und Niere, sowie im Blut und in der Milz postiert.

Des Weiteren zählen die natürlichen Killerzellen zu der unspezifischen Immunabwehr. Ihre Abwehrreaktion von Pathogenen ist anders als die von Phagozyten. Sie sind in der Lage, Virus-infizierte Zellen zu töten, indem sich die natürlichen Killerzellen an sie anlagern. Die natürlichen Killerzellen gehören zu den weißen Blutkörperchen, den Leukozyten.

Immunsystem – spezifische Immunabwehr

Die spezifische Immunantwort kann also Strukturen von Erregern erkennen, sofern diese bereits aufgetreten sind. Da es enorm viele verschiedene und vielfältige Krankheitserreger und Toxine gibt, sind ständige Anpassungs- und Speicherprozesse notwendig.

Immunsystem Zellen

Die Lymphozyten sind die Zellen der erworbenen Immunantwort. Sie unterteilen sich in die T-Lymphozyten und B-Lymphozyten bzw. in die T-Zellen und B-Zellen:

Antikörper

Antikörper werden von B-Zellen hergestellt und besitzen die Fähigkeit, spezifische Antigene zu binden.

Abbildung 1: Antikörper

Anhand der Abbildung kannst Du den Aufbau eines Antikörpers erkennen. Insgesamt bestehen die Antikörper aus vier Ketten. Einerseits aus den H-Ketten (heavy-chains) und andererseits aus den L-Ketten (light chains). Diese sind wiederum über Disulfidbrücken miteinander verbunden.

Jeder Antikörper besitzt eine Antigenbindungsstelle, welche auch als Paratop bezeichnet wird. Dieses Paratop ist spezifisch für ein Antigen. Das Paratop bindet nach dem Schlüssel-Schloss-Prinzip das Epitop des Antigens. Da das Immunsystem aber Tausende von Antigenen erkennt, macht der Antikörper für ein bestimmtes Antigen nur einen Bruchteil der Gesamtheit an Antikörpern aus.

Die Antikörper können auf verschiedene Weisen die Erreger bekämpfen. Unter anderem können Antikörper molekulare Strukturen der Antigene blockieren. Dabei zielen die Antikörper insbesondere auf infektiös wirkende Stellen des Antigens ab und machen diese unschädlich. Außerdem können Antikörper körperfremde Zellen besser erkenntlich für die unspezifische Immunabwehr bzw. für die T-Zellen machen, indem sie die körperfremden Zellen im Aggregat ansammeln. Anschließend können die Phagozyten die Erreger unschädlich machen.

Immunsystem – Organe

Neben den Organen mit Barrierefunktion, die man dem angeborenen Immunsystem unterordnen kann, gibt es weitere Organe, die das Immunsystem unterstützen. Man spricht hierbei von “lymphatischen Organen” oder dem Lymphgefäßsystem.

In erster Linie zählen der Thymus und das Knochenmark zu den lymphatischen Organen. Hier reifen verschiedene Abwehrzellen wie die Lymphozyten und Phagozyten heran. Zudem zählen der Darm, die Milz und die Mandeln zum lymphatischen System. In diesen Organen sind besonders viele Abwehrzellen gespeichert. In der Milz können beispielsweise Pathogene und alte Blutzellen abgebaut werden.

Auch Organe wie die Lymphknoten spielen eine wichtige Rolle bei der Immunreaktion. In den Lymphknoten wird Flüssigkeit gefiltert und Schadstoffe werden hierbei von der Immunabwehr abgefangen.

Die wesentlichen Organe des Immunsystems kannst Du anhand der folgenden Grafik erkennen:

Abbildung 2: Organe des Immunsystems

Immunsystem – Immunisierung

Immunsystem – Aktive Immunisierung

Bei der aktiven Immunisierung werden abgeschwächte, veränderte oder abgetötete Erreger, die keine Krankheit mehr verursachen können oder deren Antigene zur Vorbeugung verabreicht. Der Körper kann Gedächtniszellen und Antikörper bilden, was zu einem Langzeitschutz gegen viele Erreger und Toxine führt.

Eine Impfung ist eine Methode, um die spezifische Immunantwort langfristig stärken und zu einer Immunisierung beizutragen. Bei einer Impfung wird das Immungedächtnis verbessert. Ein krankheitserregender Mikroorganismus oder ein Toxin werden für die Impfung so weit verändert, dass die Pathogenität, also das Hervorrufen einer Krankheit verhindert wird, jedoch die Fähigkeit, einen spezifischen Antikörper zu binden, nicht verloren geht.

Immunsystem – Passive Immunisierung

Ist eine Krankheit bereits ausgebrochen, können spezifische Antikörper verabreicht werden, die die körpereigene Abwehr unterstützen sollen. Hierbei spricht man von der passiven Immunisierung. Nachteilig an der passiven Immunisierung ist, dass kein Immungedächtnis aufgebaut werden kann.

Immunsystem – Krankheiten

Das Immunsystem schützt im Normalfall vor schädlichen, infektiösen Erregern und verhindert den Ausbruch einer Krankheit. Doch das Immunsystem kann auch genau das Gegenteil bewirken. In manchen Fällen kann das Immunsystem nicht zwischen körpereigenen oder unschädlichen Zellen und schädlichen Fremdstoffen unterscheiden. Es kommt also zu fälschlichen Abwehrreaktion.

Immunsystem – Autoimmunerkrankungen

Zu solchen Autoimmunerkrankungen zählen unter anderem Multiple Sklerose, rheumatoide Arthritis oder Diabetes Typ 1, sowie Morbus Crohn oder Colitis Ulcerosa. Aber auch das Acquired Immune Deficiency Syndrome, bekannt als “AIDS” zählt zu den Autoimmunerkrankungen.

Immunsystem – Allergien

Man unterscheidet:

• Kontaktallergene, z. B. Federn, Haare, Pollen
• Inhalationsallergene, z. B. Blütenpollen, Kot von Hausstaubmilben, Hautschuppen von Tieren (“Tierhaarallergie”)
• Nahrungsmittelallergene, z. B. Gluten
• Insektengifte, z. B. Bienen- und Wespengift
• allergene Medikamente, z. B. Antibiotika