Natürliche Killerzellen: Funktion, Aufgabe & Aktivierung
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Natürliche Killerzellen

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Biologie

Bevor du lernst, wie die von natürlichen Killerzellen initiierte Immunreaktion genau abläuft, findest du hier eine kurze Definition:


Wie T- und B-Zellen gehören auch Natürliche Killerzellen (kurz NK-Zellen) zu den Lymphozyten, also Abwehrzellen des Körpers. Sie lassen sich dem zellulären Teil des angeborenen Immunsystems zuordnen und können gezielt den Zelltod ihrer Zielstrukturen (z.B. virusinfizierte Zellen und Krebszellen) auslösen.


Wie in der Definition beschrieben, zählt man die natürlichen Killerzellen im Allgemeinen zum angeborenen Teil des Immunsystems. Das bedeutet, dass natürliche Killerzellen nicht spezifisch auf bestimmte Antigene reagieren und auch kein immunologisches Gedächtnis haben, anders als bei T- und B-Zellen


Dennoch werden natürliche Killerzellen auch häufiger als Schnittstelle zwischen angeborenem und erworbenem Immunsystem betrachtet, da sie durch Interaktion mit anderen Abwehrzellen Einfluss auf die Immunreaktion nehmen.


Bildung und Vorkommen von natürlichen Killerzellen


Genau wie einige Bestandteile des erworbenen Immunsystems, entwickeln sich natürliche Killerzellen aus lymphatischen Vorläuferzellen im Knochenmark. Man spricht auch von einem lymphoiden Ursprung. 


Natürliche Killerzellen machen etwa 5-10% der Lymphozyten aus. In bestimmten Organen (z.B. Uterus) finden man sie verstärkt. Sie sind zwar größer als B- und T-Zellen, verfügen aber im Gegensatz zu ihnen nicht über antigenspezifische Rezeptoren.


Um natürliche Killerzellen besser ins Gesamtbild des Immunsystems einordnen zu können, lies dir unbedingt noch die anderen Artikel zum Thema Zellen des Immunsystems hier auf StudySmarter durch. Ganz besonders der Beitrag zu T-Zellen ist als Unterscheidungshilfe relevant.


Welche Funktion haben natürliche Killerzellen?


Kurz gesagt: natürliche Killerzellen erkennen geschädigte, fremde oder virusinfizierte Zellen und führen sie in den kontrollierten Zelltod (= Apoptose).


Das kannst du dir leicht merken, denn diese Funktion steckt schon im Namen "Killerzellen".


NK-Zellen zerstören also bestimmte Zellen und wirken somit zytotoxisch. Diese Funktion teilen sie sich mit den zytotoxischen T-Zellen, manchmal auch T-Killerzellen genannt. Wieso sie dennoch unbedingt nötig sind und wie man sie voneinander unterscheiden kann, lernst du in den nächsten Abschnitten.


Immunreaktion der zytotoxischen T-Zellen/T-Killerzellen


Zunächst solltest du dich noch einmal an die Funktionsweise von zytotoxischen T-Zellen zurückerinnern. 


Die CD8+-Zellen erkennen Antigenbruchstücke auf MHC-I-Molekülen, die auf allen kernhaltigen Zellen exprimiert werden. Ständig werden auf diese Weise intrazelluläre Spaltpeptidpeptide nach außen präsentiert. Diese entstehen zum Beispiel, wenn ein Virus sich in der Zelle vermehrt.  

Zu diesem Zweck besitzen sie einen speziellen Rezeptor, den T-Zell-Rezeptor (kurz TCR), und Corezeptoren. Nach der Aktivierung durch Antigenerkennung kann ihre Immunreaktion eingeleitet werden und sie zerstören die infizierte Zielzelle.


Folglich sind zytotoxische T-Zellen aber auf das Vorhandensein von MHC-I-Molekülen auf der Oberfläche anderer Zellen angewiesen.


Immunreaktion der NK-Zellen


Dieses Prinzip funktioniert allerdings nicht immer, denn es gibt ein Problem: einige Viren haben beispielsweise die Fähigkeit, die MHC-I-abhängige Antigenpräsentation ihrer Wirtszelle zu unterbinden. So könnten diese Viren es schaffen, den T-Zellen zu entwischen.


Für diese Fälle halten natürliche Killerzellen die nötigen Funktionen bereit: sie erkennen die verminderte Expression von MHC-I-Proteinen durch ihre Oberflächenrezeptoren, die KIR-Rezeptoren (= Killer Cell Immunglobulin-like Receptors). Das Ganze bezeichnet man auch als "Missing-Self"-Prinzip. Die so erkannten Zellen werden dann ebenfalls in die Apoptose geführt.


Zur Einleitung der Apotose können auch natürliche Killerzellen zytotytische Granula mit Perforin und Granzymen ausschütten. Sie machen zurerst die Zellmembran durchlässig und zerstören schließlich die Zielzelle.

Außerdem können sie ebenfalls Todesrezeptoren aktivieren.


Du kannst dir die natürlichen Killerzellen also wie eine Art Sondereinheit vorstellen, die sämtliche Zellen abfangen sollen, die gezielt versucht haben, das Immunsystem zu täuschen.


Abbildung 1: Aktivierung einer Natürlichen Killerzelle, Quelle via Wikipedia


 

Neben der zytotoxischen Funktion können Natürliche Killerzellen aber auch als Modulatoren auf das Immunsystem einwirken. Durch Sekretion von Zytokinen, wie z.B. IFN-γ können sie Makrophagen und Dendritsche Zellen beeinflussen.


Unterscheidung von zytotoxischen T-Zellen und NK-Zellen auf einen Blick


Hier siehst du noch einmal die Eigenschaften und Unterschiede der beiden Zelltypen übersichtlich zusammengefasst:


  • T-Zell-vermittelte Immunreaktionen benötigen MHC-I-Moleküle, NK-Zellen reagieren auf das Fehlen ebendieser.
  • Zytotoxische T-Zellen haben einen antigenspezifschen Rezeptor, die Rezeptoren der NK-Zellen sind unspezifisch.
  • bBide Zelltypen bewirken den Untergang der Zielzelle.



Natürliche Killerzellen - Das Wichtigste auf einen Blick!


  • Natürliche Killerzellen gehören, wie T- und B-Zellen, zu den Lymphozyten
  • Grundsätzlich gehören sie zum zellulären Teil des angeborenen Immunsystems
  • Ihre Rezeptoren sind nicht antigenspezifisch, sondern erkennen das Fehlen eines MHC-I-Moleküls nach dem "Missing-Self"-Prinzip
  • Sie leiten die Apoptose der Zielzelle über zytolytische Granula oder Aktivierung von Todesrezeptoten ein



FERTIG!

Jetzt weißt du, welche Aufgabe natürliche Killerzellen haben. Schau dir noch die anderen Artikel zum Immunsystem auf StudySmarter an und werde so zum Experten!



Häufig gestellte Fragen zum Thema Natürliche Killerzellen

Natürliche Killerzellen erkennen geschädigte, fremde oder virusinfizierte Zellen und führen sie in den kontrollierten Zelltod (= Apoptose).

T-Killerzellen bzw. zytotoxische T-Zellen werden über Interaktion ihrer T-Zell-Rezeptoren mit auf MHC-I-Molekülen präsentierten Antigenbruchstücken aktiviert.

Natürliche Killerzellen haben die Aufgabe, geschädigte Zellen in die Apoptose zu führen, die den zytotoxischen T-Zellen durch Verminderung der MHC-I-Expression entgangen sind.

Natürliche Killerzellen, sowie T- und B-Zellen, werden im Knochenmark gebildet.

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