Grundlagen des Immunsystems
Ein kleiner Schnitt in den Finger scheint kaum der Rede wert. Doch im Körper stößt dieser Schnitt, schon im Moment des Geschehens, einen komplexen biologischen Prozess an: eine Abwehrreaktion, ein Lernprozess und am Ende eine immunologische Erinnerung. Was genau läuft dabei im Körper ab? Erfahren Sie hier mehr über Aufbau und Arbeit des Immunsystems.
Definition und Funktion des Immunsystems
Sein Name kommt vom lateinischen „immunis", was „unberührt, frei, rein" bedeutet. Das Immunsystem ist das biologische Abwehrsystem höherer Lebewesen: Es verhindert, dass Krankheitserreger Gewebe und Organe schädigen. Es entfernt in den Körper eingedrungene Mikroorganismen und fremde Substanzen, und es ist in der Lage, fehlerhaft gewordene körpereigene Zellen zu zerstören. Das Immunsystem ist ein komplexes Netzwerk aus verschiedenen Organen, Zelltypen und Molekülen.
Klassifizierung von Krankheitserregern
Das Immunsystem hat es mit vier Hauptgruppen von Krankheitserregern zu tun.
Extrazelluläre Bakterien, Parasiten und Pilze leben außerhalb der Körperzellen. Zu ihnen gehören zum Beispiel Streptococcus pneumoniae (Lungenentzündung), Clostridium tetani (Tetanus), Trypanosoma brucei (Schlafkrankheit) und Pneumocystis carinii (Pneumocystis-Lungenentzündung).
Intrazelluläre Bakterien und Parasiten befallen Körperzellen. Mycobacterium leprae verursacht beispielsweise Lepra, Leishmania donovani die Leishmaniose, und Plasmodium falciparum ist der Erreger der Malaria tropica. Durch ihren intrazellulären Aufenthalt entziehen sich diese Erreger teilweise der Immunabwehr.
Viren sind obligat intrazellulär und nutzen Wirtszellen zur Replikation. Variola verursachte zum Beispiel die heute ausgerotteten Pocken, der Influenza-Virus löst die Grippe aus, und Varicella ist verantwortlich für Windpocken.
Parasitische Würmer leben extrazellulär. Ascaris und Schistosoma verursachen verschiedene Wurminfektionen, die besonders in tropischen Regionen verbreitet sind.
Mechanische und chemische Barrieren
Bevor der Körper eine zelluläre Immunantwort aktiviert, muss ein Erreger bereits mehrere Barrieresysteme überwinden: Verschiedenen Mechanismen verhindern das Durchqueren der Epithelien und die Besiedelung von Gewebe durch Krankheitserreger.
Mechanische Barrieren bilden die erste Verteidigungslinie. Die Haut stellt die primäre physische Barriere dar; Epithelzellen sind durch Tight Junctions fest verbunden. In der Lunge bewegt sich kontinuierlich Luft oder Flüssigkeit und befördert Partikel nach außen, in der Nase übernehmen dies die Flimmerhärchen (Cilien). Im Darm sorgt die Peristaltik für den Abtransport von Erregern. Die Augen werden durch Tränenflüssigkeit kontinuierlich gespült und so vor potenziellen Erregern geschützt.
Chemische Barrieren verstärken den Schutz. Fettsäuren auf der Haut erzeugen ein saures Milieu. Der Magen hat einen niedrigen pH-Wert. Im Darm zersetzen Enzyme wie Pepsin Proteine. In der Tränenflüssigkeit findet sich das Enzym Lysozym, das Bakterienzellwände hydrolysiert. Die Schleimhäute produzieren antibakterielle Peptide mit antimikrobieller Wirkung.
Die mikrobiologische Barriere basiert auf der körpereigenen Flora; kommensale Bakterien auf der Haut und im Darm konkurrieren mit pathogenen Keimen um Ressourcen. Im Darm leben circa 100 Billionen Bakterien, die potenzielle Krankheitserreger durch Konkurrenz um Nährstoffe und Lebensraum unterdrücken.
Aufbau des Immunsystems: Ein Überblick
Das Immunsystem besteht aus zwei zentralen Mechanismen: der angeborenen und der erworbenen Immunität. Beide arbeiten jeweils auf zwei Ebenen: humoral – über lösliche Faktoren im Blut – und zellulär – über spezialisierte Zellen.
Die angeborene Immunität reagiert sofort und unspezifisch. Sie umfasst das Komplementsystem und Akut-Phase-Proteine auf der humoralen Seite sowie Makrophagen und Granulozyten auf der zellulären Seite. Die erworbene Immunität muss sich erst entwickeln, ist dafür hochspezifisch und bildet ein immunologisches Gedächtnis. Sie wird humoral durch Antikörper und zellulär durch T- und B-Lymphozyten vermittelt.