Angeborene Immunantwort: Mechanismen und zeitlicher Ablauf
Die angeborene Immunantwort läuft nicht als einheitliche Reaktion ab, sondern in zeitlich gestaffelten Schritten, die ineinandergreifen. Dabei lassen sich die eingesetzten Mechanismen in zwei Kategorien einteilen: Sofortreaktionen, die innerhalb von Minuten einsetzen, und induzierte Mechanismen, die sich über Stunden entwickeln.
Angeborene Abwehrmechanismen im Detail
Sofortreaktionen beginnen innerhalb von Minuten. Die Epithelbarriere – Haut und Schleimhäute – bildet die erste physische Blockade gegen Eindringlinge. Gelingt es Erregern, sie zu durchbrechen, werden sie sofort von Fresszellen (Phagozyten) angegriffen, die ständig im Gewebe patrouillieren. Das Komplementsystem wird aktiviert und beginnt mit der Opsonisierung, der Markierung der Erreger, damit diese leichter von Fresszellen erkannt und beseitigt werden können.
Induzierte Mechanismen setzen nach einigen Stunden ein und sind komplexer. Makrophagen besitzen auf ihrer Oberfläche Toll-like-Rezeptoren (TLR), die typische Strukturen von Krankheitserregern erkennen, beispielsweise LPS (Lipopolysaccharid), einen Bestandteil bakterieller Zellwände. Bei Kontakt werden die Makrophagen aktiviert und schütten große Mengen an Botenstoffen aus – insbesondere TNF-α (Tumor-Nekrose-Faktor alpha) und Chemokine wie Interleukin-8.
Diese Botenstoffe haben mehrere Wirkungen: Sie locken weitere Immunzellen an, insbesondere Granulozyten, die in großer Zahl aus dem Blut ins Gewebe einwandern. Die eingetroffenen Effektorzellen werden aktiviert und produzieren aggressive Substanzen: Stickstoffmonoxid (NO) und reaktive Sauerstoffspezies (ROS). Diese chemischen Waffen sind hocheffektiv bei der Abtötung von Bakterien, können aber auch körpereigenes Gewebe schädigen – weshalb ihr Einsatz streng reguliert wird.
Makrophagenaktivierung durch Pathogenkontakt
Die Bindung von Erregerstrukturen an Makrophagenrezeptoren initiiert eine koordinierte Aktivierungssequenz, die den Makrophagen von einer patrouillierenden Fresszelle in eine aktive Effektorzelle mit antimikrobieller und immunmodulatorischer Funktion verwandelt.
Nach Rezeptorbindung werden Adapterproteine rekrutiert. Bei Toll-like-Rezeptoren führt dies zur Aktivierung von Signalwegen über MyD88 und TRIF, die letztendlich Transkriptionsfaktoren wie NF-κB aktivieren. Die Signaltransduktion resultiert in der Expression und Freisetzung verschiedener Mediatoren:
Proinflammatorische Zytokine wie TNF-α, IL-1 und IL-6 werden synthetisiert und sezerniert. Sie wirken lokal und systemisch: TNF-α und IL-1 induzieren die Expression von Adhäsionsmolekülen auf Endothelzellen, erhöhen die Gefäßdurchlässigkeit und aktivieren weitere Immunzellen. IL-6 ist ein wichtiger Mediator der Akut-Phase-Reaktion in der Leber.
Parallel werden inflammatorische Lipidmediatoren gebildet: Arachidonsäure wird aus Membranphospholipiden freigesetzt und zu Prostaglandinen und Leukotrienen metabolisiert. Diese Lipidmediatoren verstärken die vaskulären Veränderungen der Entzündung und beeinflussen die Schmerzwahrnehmung.
Zeitlicher Ablauf der angeborenen Immunantwort
Die Reaktion der angeborenen Immunität läuft in drei zeitlich gestaffelten Phasen ab, die sich überlappen.
Die sofortige angeborene Immunität reagiert innerhalb von 0 bis 4 Stunden nach Erregerkontakt. In dieser Phase wirken bereits vorhandene, unspezifische Abwehrmechanismen, die ständig bereit sind und nicht erst aktiviert werden müssen. Die Reaktion erfolgt schnell, kann aber nur begrenzt zwischen verschiedenen Erregern unterscheiden. Dennoch reicht diese erste Abwehr oft aus, um kleinere Infektionen zu kontrollieren.
Die frühe induzierte Reaktion entwickelt sich zwischen 4 und 96 Stunden nach Infektion. Molekulare Muster der Mikroorganismen werden erkannt, was zur Mobilisierung und Aktivierung von Abwehrzellen durch eine lokale Entzündungsreaktion führt. Die Entzündung rekrutiert zusätzliche Abwehrzellen zum Infektionsort und verstärkt die antimikrobielle Aktivität. Diese Phase überbrückt die Zeit bis zur Entwicklung der spezifischen Immunantwort.
Die adaptive Immunantwort benötigt mehr als 96 Stunden zur vollständigen Entwicklung. Bei anhaltender Infektion werden Antigene zu den Lymphorganen transportiert, wo naive B- und T-Zellen sie erkennen, sich vermehren und zu Effektorzellen differenzieren. Das Resultat ist die Beseitigung des Erregers durch hochspezifische Mechanismen – und das Hinterlassen einer immunologischen Erinnerung.