Effektormechanismen der angeborenen Immunität
Die angeborene Immunität verfügt über spezialisierte Mechanismen zur Bekämpfung extrazellulärer und intrazellulärer Krankheitserreger. Diese Mechanismen unterscheiden sich grundlegend in ihrer Funktionsweise – je nachdem, wo im Körper sich ein Erreger befindet und wie er Schaden anrichtet. Das Verständnis dieser Kompartimentierung ist der Schlüssel zur Logik des angeborenen Immunsystems.
Abwehr extrazellulärer Erreger
Die Bekämpfung extrazellulärer Erreger basiert auf zwei Mechanismen, die zusammenwirken.
Das Komplementsystem ist ein System von Proteinen im Blut, das wie eine Kaskade funktionieren. Wenn diese Proteine aktiviert werden, führt das zur direkten Zerstörung von Bakterien durch Membranperforation, zur Markierung der Erreger für Fresszellen (Opsonierung) und zum Anlocken weiterer Abwehrzellen. Das Komplementsystem reagiert innerhalb von Minuten und bildet damit die schnellste humorale Abwehr.
Aktivierte Makrophagen sind die zellulären Arbeiter des Systems. Nachdem sie Bakterien erkannt haben, setzen sie Botenstoffe frei, die weitere Immunzellen zum Infektionsort rufen. Die Makrophagen selbst nehmen die Bakterien durch Phagozytose auf und zerstören sie in ihrem Inneren durch reaktive Sauerstoffspezies, Stickstoffmonoxid und hydrolytische Enzyme.
Abwehr von Viren
Virusinfektionen erfordern grundlegend andere Strategien, da Viren sich zwingend in Körperzellen verstecken und dort vermehren müssen. Die angeborene Immunität hat hierfür zwei spezialisierte Mechanismen entwickelt.
Natürliche Killerzellen (NK-Zellen) sind spezialisierte Immunzellen, die infizierte Zellen aufspüren und vernichten können. Sie erkennen Zellen, die durch die Virusinfektion ihre normalen Oberflächenmerkmale verändert haben, und töten diese ab, bevor das Virus sich weiter ausbreiten kann.
Diese Abwehr wird durch Interferone koordiniert: Alarmsignale, die von infizierten Zellen ausgesendet werden. Interferone warnen benachbarte Zellen vor der Virusinfektion und machen sie widerstandsfähig. Gleichzeitig aktivieren sie die natürlichen Killerzellen und erhöhen deren Effizienz.
Wo im Körper Erreger vorkommen können
Krankheitserreger können verschiedene Kompartimente des Körpers befallen, und jedes Kompartiment erfordert angepasste Abwehrstrategien.
In Gewebe, Blut und Lymphen können sich Bakterien, Viren, Pilze und Parasiten frei bewegen. Hier arbeiten Antikörper, Komplementproteine und Fresszellen zusammen: Antikörper markieren die Erreger, das Komplementsystem durchlöchert ihre Hüllen, Fresszellen nehmen sie auf und verdauen sie.
Auf Schleimhautoberflächen – im Darm, in der Lunge oder auf den Augen – siedeln sich bestimmte Bakterien an. Hier produziert der Körper spezielle Antikörper (IgA), die in die Schleimflüssigkeit abgegeben werden und verhindern, dass Bakterien an Epithelzellen haften. Zusätzlich produzieren Schleimhautzellen antibakterielle Peptide, die Bakterien direkt abtöten können.
Intrazellulär – innerhalb von Körperzellen – können sich Viren sowie bestimmte Bakterien und Parasiten der Immunüberwachung entziehen. Gegen diese Bedrohung richten sich NK-Zellen und die MHC-I-vermittelte Überwachung durch zytotoxische T-Zellen.
Wie Krankheitserreger Schaden anrichten
Erreger schädigen den Körper auf verschiedene Weisen. Die Art des Schadens bestimmt, welche Abwehrmechanismen benötigt werden.
Manche Bakterien produzieren Toxine, die sie in die Umgebung abgeben. Das Diphtherietoxin blockiert die Proteinproduktion in Zellen. Das Choleratoxin verursacht massiven Flüssigkeitsverlust im Darm. Tetanustoxin stört die Nervenübertragung und führt zu Muskelkrämpfen. Gegen Toxine sind neutralisierende Antikörper die wirksamste Waffe, weshalb Impfungen gegen Tetanus und Diphtherie auf die Induktion toxinneutralisierender Antikörper abzielen.
Andere Bakterien tragen giftige Zellwandbestandteile. Besonders gramnegative Bakterien enthalten in ihrer äußeren Membran LPS (Lipopolysaccharid), das bereits in kleinsten Mengen heftige Immunreaktionen auslöst und zu Fieber und Kreislaufproblemen führen kann.
Viren zerstören oft die Zellen, in denen sie sich vermehren, durch direkte Zellschädigung: Das Grippevirus zerstört Zellen in den Atemwegen, das Hepatitis-B-Virus schädigt Leberzellen, das Poliovirus befällt Nervenzellen.
Interessanterweise kann auch die Immunantwort selbst Schaden verursachen. Wenn Antikörper und Antigene Komplexe bilden, können diese sich in Blutgefäßen oder Nieren ablagern und dort Entzündungen auslösen. Bei manchen Infektionen entwickelt der Körper Antikörper, die nicht nur den Erreger, sondern auch körpereigene Strukturen angreifen – nach Streptokokken-Infektionen kann das zu rheumatischem Fieber führen, bei dem das Herzgewebe geschädigt wird.