Immunsystem (RD)

Angeborene Abwehr:

Schnittstelle zwischen angeborener und erworbener Abwehr:

Erworbene Abwehr:

 Definition

Die angeborene Immunabwehr stellt die erste Verteidigungslinie des Körpers dar. Sie reagiert sofort und unspezifisch auf eindringende Krankheitserreger und benötigt keine vorherige Anpassung. Dabei setzt sie sich aus mechanischen und chemischen Barrieren, zellulären sowie humoralen Mechanismen zusammen. Ziel ist es, Erreger schnell zu erkennen, zu begrenzen und möglichst zu eliminieren.

Mechanische und chemische Barrieren

Bereits vor dem Eindringen von Erregern wirken verschiedene Schutzmechanismen an Körperoberflächen, die eine Infektion verhindern oder erschweren:

• Haut und Schleimhäute → mechanische Barriere gegen Erreger
• Flimmerepithel (Atemwege) → Abtransport von Schleim und Keimen
• Magensäure / Vaginalmilieu → Abtötung durch sauren pH-Wert
• Schleim (Mucus) → bindet und entfernt Erreger
• Lysozym und Laktoferrin → Zerstören Bakterien und entziehen Nährstoffe
• Hustenreflex → Entfernung von Fremdstoffen

Zelluläre Mechanismen

Gelangen Erreger in den Körper, greifen Immunzellen aktiv ein. Sie erkennen, phagozytieren oder zerstören infizierte Zellen.

• Fresszellen (Makrophagen, Granulozyten) → Aufnahme und Abbau von Erregern
• MHC-I → Präsentiert intrazelluläre Antigene (z.B. Viren)
• MHC-II → Präsentiert extrazelluläre Antigene → Aktivierung T-Zellen
• Natürliche Killerzellen → Zerstören infizierte oder entartete Zellen

 Merke

Die Antigenpräsentation durch MHC-II aktiviert T-Lymphozyten und bildet damit die Verbindung zwischen angeborener und spezifischer Immunabwehr.

Humorale Mechanismen

Zusätzlich wirken im Blut gelöste Proteine und Botenstoffe, die die Immunreaktion steuern und verstärken.

• Komplementsystem und Zytokine → Aktivierung und Steuerung der Immunantwort
• Vasodilatation → erhöhte Durchblutung im Entzündungsgebiet
• Chemotaxis → Anlocken von Immunzellen
• Erregerabtötung → direkte Bekämpfung von Pathogenen

 Definition

Die erworbene Immunreaktion basiert auf spezifischen Immunzellen, die zunächst aktiviert werden müssen. Diese Aktivierung erfolgt meist über die Antigenpräsentation durch das angeborene Immunsystem. Damit ist die erworbene Abwehr der angeborenen nachgeschaltet und reagiert langsamer, ist dafür aber gezielter und effektiver.

Bei erneutem Kontakt mit demselben Erreger erkennt das Immunsystem diesen sofort wieder und kann eine schnelle, spezifische Abwehrreaktion einleiten, wodurch eine Ausbreitung der Infektion verhindert wird.

• B-Zellen sind für die humorale Immunität verantwortlich, indem sie Antikörper gegen spezifische Antigene produzieren. Diese Antikörper binden an Antigene, neutralisieren Pathogene oder markieren sie für die Eliminierung
• T-Zellen tragen zur zellvermittelten Immunität bei, wobei T-Helfer-Zellen die Immunreaktion verstärken und zytotoxische T-Zellen direkt infizierte oder entartete Zellen abtöten

Das spezifische Immunsystem zeichnet sich durch Spezifität und Gedächtnis aus. Die Spezifität ermöglicht die genaue Erkennung und gezielte Bekämpfung von Pathogenen, während das immunologische Gedächtnis eine schnellere und stärkere Reaktion bei wiederholtem Kontakt ermöglicht, was die Basis für Immunität und Impfungen bildet.

Durch die enge Zusammenarbeit mit dem angeborenen Immunsystem entwickelt das spezifische Immunsystem eine präzise Abwehr gegen eine Vielzahl von Pathogenen und sorgt für langfristigen Schutz vor Krankheiten.

 Merke

Das angeborene Immunsystem reagiert sofort auf Fremdzellen, während das spezifische Immunsystem Tage benötigt, um Antigene zu erkennen und eine spezifische Antwort zu aktivieren, die sich in drei Phasen aufteilt:

1. In der afferenten Phase der Gefahrenerkennung präsentieren Zellen den Lymphozyten, die passende T-Rezeptoren aufweisen, MHC-gekoppelte Peptide aus dem intrazellulären Abbau, um sie zu aktivieren. Dieser Schritt erfolgt in den sekundären lymphatischen Organen.
2. Während der Induktionsphase, auch Aufrüstung genannt, vermehren sich die spezifisch angeregten Lymphozyten (T-Zellen, B-Zellen) durch Klonselektion und werden zu Effektorzellen.
3. In der efferenten Phase, dem Gegenangriff, wandern die Effektorzellen in das infizierte Gewebe aus und führen spezifische Abwehrmechanismen durch.

Nach Abschluss der efferenten Phase gehen die meisten Lymphozyten durch Apoptose zugrunde, da sie nicht weiter benötigt werden, während einige zu Gedächtniszellen werden. Diese Gedächtniszellen sind in der Lage, bei einer wiederholten Infektion mit den gleichen Antigenträgern die spezifische Immunantwort um das 10- bis 100-fache zu beschleunigen.

 Definition

Antikörper (Immunglobuline) sind spezialisierte Proteine, die vom Immunsystem produziert werden, um den Körper gegen Pathogene wie Bakterien, Viren und andere Fremdkörper zu verteidigen. Die Immunglobuline werden von den Plasmazellen gebildet und ins Blut sezerniert. Sie können spezifische Antigene binden und gehören daher zur spezifischen Immunabwehr.

Grundstruktur:

• Aufbau: Jeder Antikörper besteht aus vier Polypeptidketten – zwei schweren (H) Ketten und zwei leichten (L) Ketten, die durch Disulfidbrücken verbunden sind
• Variable Regionen: Die Spitzen der "Y"-förmigen Struktur enthalten spezifische Bindungsstellen für Antigene. Die Bindungsstellen weisen eine hohe Variabilität auf und ermöglichen die spezifische Erkennung der Antigene

Klassen von Antikörpern:

Es gibt fünf Hauptklassen von Antikörpern, die sich in ihrer Struktur und Funktion unterscheiden:

1. IgG: Am häufigsten im Blut vorkommend, wichtig für die Neutralisierung von Viren
   und Bakterien. Sie können die Plazenta passieren und sind im Kolostrum (erste
   Muttermilch) enthalten. Sie ermöglichen so den Nestschutz des Neugeborenen.
2. IgM: Wird als erste Antwort auf eine Infektion produziert; wichtig für die Aktivierung des Komplementsystems.
3. IgA: Vorwiegend in Schleimhäuten und Sekreten wie Speichel und Muttermilch;
   schützt Körperoberflächen.
4. IgE: Beteiligt an allergischen Reaktionen und Abwehr gegen Parasiten.
5. IgD: Wenig verstanden, aber auf der Oberfläche von B-Zellen präsent und spielt
   eine Rolle bei der Initiation der Immunantwort

Funktionen:

• Neutralisierung: Antikörper binden an Toxine oder Pathogene und neutralisieren diese direkt oder markieren sie für die Eliminierung durch andere Immunzellen
• Opsonisierung: Fördert die Phagozytose durch Markierung von Antigenen für eine leichtere Erkennung durch Phagozyten
• Komplementaktivierung: Einige Antikörperklassen können das Komplementsystem aktivieren, das Pathogene lysieren oder für die Phagozytose markieren kann
• Immobilisierung: Bindung an bewegliche Mikroorganismen, um deren Ausbreitung im Körper zu verhindern
• Agglutination: Bindet an mehrere Antigene gleichzeitig, klumpt sie zusammen und erleichtert so die Eliminierung durch Immunzellen

Gedächtnisfunktion:

Antikörper spielen eine zentrale Rolle im immunologischen Gedächtnis. Bei einer Zweitinfektion mit demselben Pathogen kann das Immunsystem schnell spezifische Antikörper produzieren, was eine schnellere und effektivere Reaktion ermöglicht.

Antikörper sind somit essenziell für die spezifische Immunabwehr und tragen durch ihre Vielfältigkeit und Spezifität maßgeblich zum Schutz des Organismus bei.

 Tipp

Klinischer Ausblick: Anaphylaxie

Bei einer Allergie reagiert die erworbene Immunabwehr übermäßig auf eigentlich harmlose körperfremde Stoffe (Allergene), wie z. B. Blütenpollen. Dadurch entsteht eine Entzündungsreaktion, die akut auftreten und auch chronisch verlaufen kann.

Die häufigste Form ist die Typ-I-Allergie (Soforttyp). Die Beschwerden treten dabei unmittelbar nach erneutem Kontakt mit dem Allergen auf. Typische Auslöser sind unter anderem Pollen, Hausstaubmilben, Tierhaare, Insektengifte, Nahrungsmittel oder Arzneistoffe.

Beim Erstkontakt kommt es zur Sensibilisierung, bei der B-Lymphozyten IgE-Antikörper bilden. Beim Zweitkontakt werden diese IgE-Antikörper schnell und in großer Menge freigesetzt. Dadurch werden insbesondere Mastzellen aktiviert, die Botenstoffe wie Histamin ausschütten.

Zelluläre Bestandteile des Immunsystems:

Angeborene Immunabwehr:

• Granulozyten → Phagozytose, Freisetzung von Zytokinen, Parasitenabwehr, Beteiligung an allergischen Reaktionen
• Mastzellen → Entzündungsreaktionen
• Natürliche Killerzellen (NK-Zellen) → Abtötung infizierter/entarteter Zellen

Schnittstelle angeborene und erworbene Immunabwehr:

• Monozyten → Phagozytose
• Makrophagen → Phagozytose, Chemokinfreisetzung, Antigenpräsentation → Aktivierung von T-Zellen
• Dendritische Zellen → Phagozytose, Antigenpräsentation → Aktivierung von T-Zellen

Erworbene Immunabwehr:

• T-Lymphozyten: tragen zur zellvermittelten Immunität bei, wobei T-Helfer-Zellen die Immunreaktion verstärken und zytotoxische T-Zellen direkt infizierte oder entartete Zellen abtöten
• B-Lymphozyten: sind für die humorale Immunität verantwortlich, indem sie Antikörper gegen spezifische Antigene produzieren. Diese Antikörper binden an Antigene, neutralisieren Pathogene oder markieren sie für die Eliminierung

Angeborene Immunabwehr:

 Definition

Die angeborene Immunabwehr stellt die erste Verteidigungslinie des Körpers dar. Sie reagiert sofort und unspezifisch auf eindringende Krankheitserreger und benötigt keine vorherige Anpassung.

• Unterteilt in:
  • Mechanische und chemische Barrieren, z.B. Haut und Schleimhäute → mechanische Barriere gegen Erreger
  • Zelluläre Mechanismen, z.B. Natürliche Killerzellen → Zerstören infizierte oder entartete Zellen
  • Humorale Mechanismen, z.B. Chemotaxis → Anlocken von Immunzellen

Erworbene Immunabwehr:

 Definition

Die erworbene Immunreaktion basiert auf spezifischen Immunzellen, die zunächst aktiviert werden müssen. Diese Aktivierung erfolgt meist über die Antigenpräsentation durch das angeborene Immunsystem. Damit ist die erworbene Abwehr der angeborenen nachgeschaltet und reagiert langsamer, ist dafür aber gezielter und effektiver.

Bei erneutem Kontakt mit demselben Erreger erkennt das Immunsystem diesen sofort wieder und kann eine schnelle, spezifische Abwehrreaktion einleiten, wodurch eine Ausbreitung der Infektion verhindert wird.

• Unterteilt in:
  • B-Zellen → produzieren Antikörper gegen spezifische Antigene 
  • T-Zellen tragen zur zellvermittelten Immunität bei, wobei T-Helfer-Zellen die Immunreaktion verstärken und zytotoxische T-Zellen direkt infizierte oder entartete Zellen abtöten

Immunglobuline:

 Tipp

Wenn ihr mehr wissen möchtet, empfehlen wir euch die verlinkten Artikel aus der Vorklinik.

• Grundlagen des Immunsystems
• Unspezifisches Immunsystem (angeborenes Immunsystem)
• Adaptive Immunantwort