Immunsystem

Das Immunsystem (vom lateinischen immunis = frei, verschont, unberührt) ist ein komplexes System des Körpers zur Abwehr von Fremdkörpern (Antigene) und zur Vernichtung von Zellen, die das Immunsystem als fehlerhaft erkennt, um so Gefahren für den Körper abzuwenden.

Das Immunsystem, schützt zum Beispiel vor Bakterien, Viren, Krebszellen und kann fremde Substanzen neutralisieren. Neben einem angeborenen Immunsystem, welches eine unspezifische Abwehr gegen Schadfaktoren darstellt, gibt es auch ein erworbenes Immunsystem (auch adaptives Immunsystem genannt), welches spezifische Mechanismen der Abwehr zur Verfügung stellt.

Einleitung

Lebewesen müssen sich ständig mit Einflüssen aus der belebten Umwelt auseinandersetzen; manche Einflüsse stellen eine Bedrohung für die körperliche Unversehrtheit dar: Wenn schädliche Mikroorganismen in den Körper eindringen, so kann dies zu Funktionsstörungen und Krankheiten führen. Typische Krankheitserreger sind: Bakterien, Viren und Pilze, sowie ein- und mehrzellige Parasiten (z.B. Protozoen wie Plasmodien oder Bandwürmer).

Auch Veränderungen im Inneren des Körpers können die Existenz eines Lebewesens bedrohen: Wenn normale Körperzellen im Laufe ihrer Entwicklung ihre gesunde Funktion verlieren, so sterben sie meist ab (Apoptose) und müssen abgebaut werden. In seltenen Fällen können sie krankhaft entarten und zur Entstehung von Krebs führen.

Ob nach einer Infektion tatsächlich auch eine Erkrankung auftritt, hängt von einem komplexen Wechselspiel des Immunsystems mit dem (ungebetenen) Gast ab. Eine Rolle spielen etwa die Menge der eingebrachten Erreger und deren krankmachenden Eigenschaften (Virulenz), sowie der Zustand des Immunsystems der betroffenen Person - So kann durch vorherigen Kontakt mit diesem Erreger bereits eine Immunität bestehen, die Erregerdosis oder -virulenz für einen Krankheitsausbruch zu gering sein oder das Immunsystem in der Lage sein, trotz Infektion Krankheitssymptome zu verhindern Infektion oder stille Feiung (Immunisierung ohne Impfung oder Erkrankung). Bei intaktem Immunsystem und geringer Erregerdosis kann also eine Erkrankung wie beispielsweise eine Erkältung entweder überhaupt nicht ausbrechen oder einen weniger schweren Verlauf nehmen.

Nach einer Schädigung steht das Immunsystem zunächst vor der Aufgabe, die schädlichen Strukturen zu erkennen. Allgemein werden die schädlichen Strukturen als körperfremd bezeichnet, um sie vom Normalen und Gesunden zu unterscheiden. Somit werden Krankheitserreger und Tumorzellen als fremd erkannt. Danach werden die schädlichen Strukturen bekämpft - Dafür steht dem Körper ein höchst effektives System zur Verfügung, an dem mehrere Arten von Zellen und chemische Moleküle beteiligt sind.

Angeborenes und adaptives Immunsystem

In der frühen Stammesgeschichte der Lebewesen (auf der Stufe der Eukaryoten) entwickelte sich zunächst ein relativ unspezifisch agierendes Verteidigungssystem: das angeborene Immunsystem. Erst später, mit dem Auftreten der Wirbeltiere, kam es zur Entwicklung des adaptiven Immunsystems, das gezielt gegen Erreger vorgeht und eine Art individuelles Gedächtnis in die Verteidigungsstrategie des Organismus einführte.

Das angeborene Immunsystem kann Infektionserreger bekämpfen, ohne dass der Organismus vorher mit dem Erreger Kontakt gehabt hat. Dabei werden Mustererkennungs- und Verteidigungsstrategien verwendet, die sich schon zur Zeit der ersten Eukaryoten als effizient erwiesen haben. Es wird angenommen, dass etwa 90 Prozent aller Infektionen durch das angeborene Immunsystem erkannt und endgültig bekämpft werden. Die Aufgaben des angeborenen Immunsystems werden von verschieden Zellen wahrgenommen. Dazu gehören Granulozyten, Makrophagen, dendritische Zellen, Epithelzellen und natürliche Killerzellen (NK-Zellen). Diese Zellen sind zum Teil in der Lage, den Angreifer (Erreger) selbst zu vernichten. Außerdem versetzen sie den Organismus durch Produktion von Botenstoffen in eine Art Alarmzustand. Das führt wiederum zum massiven Einsatz der zellulären Abwehr. Die Wirkung einiger dieser Signalstoffe äußert sich erkennbar beispielsweise in Entzündungen und Fieber.

Das adaptive Immunsystem zeichnet sich durch die Anpassungsfähigkeit seiner Waffen gegenüber dem Angreifer aus. Im Rahmen dieser Anpassung sind die Zellen des adaptiven Immunsystems (T- und B-Zellen) in der Lage, spezifische Strukturen der Angreifer zu erkennen und gezielt zelluläre Abwehrmechanismen und molekulare Antikörper zu bilden. Nach der Infektion bleiben diese spezifischen Antikörper und die sog. Gedächtniszellen erhalten, um zukünftig den gleichen Angreifer mit kürzerer Reaktionszeit unschädlich zu machen. Damit das adaptive Immunsystem vom Angreifer überhaupt Kenntnis erlangt, bedient es sich der Antigenpräsentierende Zellen, hierzu gehören z.B. Makrophagen oder dendritische Zellen. Diese Zellen gehören zum angeborenen Immunsystem und sind in der Lage, auf ihrer Oberfläche Muster der Erreger zu präsentieren. Damit besteht eine Verbindung zwischen dem angeborenen und dem adaptiven Immunsystem. Beide zusammen haben die Phylogenese der Wirbeltiere ermöglicht.

Angeborenes Immunsystem

Die Elemente des angeborenen Immunsystems (früher auch als unspezifische Abwehr bezeichnet) sind

Mechanische Barrieren, die ein Eindringen der Schädlinge verhindern sollen,
Zellen der Abwehr (Granulozyten, Makrophagen, dendritische Zellen, Epithelzellen, natürliche Killerzellen (NK-Zellen)),
ihre Botenstoffe zur Koordination der Abwehr und
antibiotische Peptide und lytische Enzyme.

Erkennung des infektiösen Agens

Die Zellen des angeborenen Immunsystems sind mit Hilfe von Rezeptoren in der Lage, bestimmte Strukturmerkmale von Angreifern zu erkennen. Das angeborene Immunsystem ist dabei schon vor dem Erstkontakt mit einem Krankheitserreger "scharf geschaltet", es bedarf keiner Anpassung.

Entwicklungsgeschichtlich hat sich dabei eine Mustererkennung durchgesetzt, bei der für den Angreifer lebenswichtige molekulare Strukturmerkmale erkannt werden. Die Veränderung dieser Strukturen führt offensichtlich zur Verkrüppelung oder zum Absterben des Trägers. Die Selektion wirkt also im Sinne der Erhaltung dieser Merkmale. Zu diesen unverzichtbaren Proteinen gehören beispielsweise das Flagellin der Salmonellen und das Lipopolysaccharid gramnegativer Bakterien. Diese Merkmale haben sich entwicklungsgeschichtlich gehalten, so dass schon bei primitiven Eukaryoten Abwehrmechanismen entwickelt und im Verlauf der Phylogenese ohne Änderung beibehalten werden konnten.

Die Strukturmerkmale werden pathogen associated molecular pattern (PAMP) genannt und werden von verschiedenen Rezeptoren erkannt, darunter die Toll-artigen Rezeptoren (TLR).

Die Rezeptorproteine können in frei gelöster Form im Plasma zirkulieren oder an verschiedene Zellpopulationen gebunden sein. Dazu gehören

neutrophile Granulozyten,
Monozyten/Makrophagen und
dendritische Zellen.

Zellen des angeborenen Immunsystems

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Neutrophile Granulozyten, Monozyten/Makrophagen und dendritische Zellen können durch Aufnahme und Verdauung (Phagozytose) den Erreger selbst vernichten oder durch die Produktion von Immunmodulatoren und Zytokinen die Immunreaktion des Organismus steuern.

= Neutrophile Granulozyten

Die neutrophilen Granulozyten machen 40 bis 50 Prozent der zirkulierenden Leukozyten aus. Sie zirkulieren mit dem Blutkreislauf. Aktiviert durch Zytokine, die vom Ort der Infektion ausgesondert werden, wandern sie aus den Blutgefäßen in das betroffene Gewebe ein. Dort sind sie in der Lage, Krankheitserreger (hier Bakterien) unter anderem durch Phagozytose zu vernichten.

= Fresszellen

Makrophagen (Riesenfresszellen) stellen ebenfalls einen Teil der Patrouille des Immunsystems dar. Sie halten sich im Gewebe auf. Makrophagen reifen aus Monocyten (einkernige weiße Blutkörperchen = mononucleäre Leukozyten), die die Blutbahn verlassen. Sie erkennen und fressen (phagozytieren) in das Gewebe eingedrungene Erreger. Manche Bakterien oder Viren sind aber gegen die Erreger auflösenden (lytischen) Enzyme im Makrophageninneren resistent. Dann werden die aufgenommenen Teile im Inneren der Makrophagen in einzelne Peptide (Epitope) zerlegt und durch MHC-II-Molekülen auf der Oberfläche präsentiert. Der Makrophage wird also zu einer Antigen-präsentierenden Zelle. Auf diese Antigene sprechen die T-Zellen der Klasse CD4 an; sie können so, und nur so, erkennen, welche Substanzen sich im Körper bewegen.

Außerdem spielen Makrophagen auch direkt bei der Bekämpfung und Beseitigung von schädlichen Substanzen und Abfallprodukten eine entscheidende Rolle.

= Natürliche Killerzellen

Natürliche Killerzellen (NK-Zellen) sind Teil des angeborenen Immunsystem, obwohl sie sich einen Knochenmarksvorläufer mit T-Zellen teilen. Erstmals beschrieben wurden sie 1975 am Karolinska Institut in Stockholm. Im Gegensatz zu T-Zellen können sie ohne vorherige Aktivierung unmittelbar reagieren. Im Laufe der 1980er Jahre wurde klar, dass NK Zellen unter normalen Umständen von so genannten "MHC Klasse I"-Molekülen inhibiert werden, die sich an der Oberfläche fast aller Körperzellen befinden. Wird eine Zelle infiziert oder wandelt sich in eine Tumorzelle um, gehen unter Umständen "MHC Klasse I"-Moleküle auf der Oberfläche verloren. Das Resultat ist eine von NK-Zellen getragene Immunantwort gegen genau diese Zellen. Dieses Konzept wurde international als so genannte "missing-self" Erkennung (Klas Kärre et al.) bekannt.

Während der 1990er Jahre wurde dieses Konzept dahingehend erweitert, dass die Kontrolle von NK-Zellen von einem fein ausbalancierten Gleichgewicht zwischen inhibierenden und aktiverenden Signalen abhängt. Sowohl der Verlust von inhibierenden als auch die vermehrte Präsenz aktivierender Signale kann demnach zu einer NK Zellantwort führen. Zur Verarbeitung dieser Signale tragen NK-Zellen eine Vielzahl unterschiedlicher Rezeptoren auf ihrer Oberfläche, die auf den potenziellen Zielzellen inhibierende oder aktivierende Liganden wahrnehmen. Diese Integration multipler Signale unterstreicht die hohe Komplexität auch des angeborenen Immunsystems.

Humorale Antwort

= Komplementsystem

= Das Komplement, welches aus einer bestimmte Klasse von Blutproteinen besteht, ist in der Lage, sich an körperfremde sowie körpereigene Strukturen zu binden. Werden körpereigene Strukturen umlagert, schütten diese ein Protein aus, das Komplement-Moleküle deaktiviert. Dadurch wird eine Schädigung des eigenen Organismus verhindert.
Um erkannte körperfremde Proteine zu bekämpfen, bedient sich das Komplement hauptsächlich zweier Strategien:

es ist in der Lage, die Zellwände des Eindringlings zu schädigen, wodurch die Zelle zerstört wird.
es hat die Möglichkeit, Fresszellen zu aktivieren, welche die Zellen verschlingen, die durch Komplement umschlossen sind.

Mechanische Barrieren

Diese sorgen dafür, dass die Pathogene erst gar nicht in den Körper eindringen können oder ihn möglichst schnell wieder verlassen:

- Haut - äußere Schicht als Barriere, Hauttalg, Schweiß und Normalflora als Wachstumsbremsen für körperfremde Mikroorganismen
- Schleimhaut - Bindefunktion des Schleims
- Nase - Abfangfunktion des Nasenschleims, Abtransportfunktion der Flimmerhärchen
- Augen - Abtransportfunktion der Tränen, antimikrobielles Enzym Lysozym bekämpft Mikroorganismen
- Atemwege - Bindefunktion des Schleims, Abtransportfunktion der Flimmerhärchen
- Mundhöhle - antimikrobielles Enzym Lysozym im Speichel bekämpft Mikroorganismen
- Magen - Magensäure (die Salzsäure enthält) und Eiweiß abbauende Enzyme zerstören fast alle Bakterien und Mikroorganismen
- Darm - Infektabwehr durch lymphatisches Gewebe und anwesende Bakterien, Abtransportfunktion durch ständige Entleerung
- Harntrakt - Abtransportfunktion durch ständige Harnausspülung sowie osmotische Effekte der hohen Harnstoffkonzentration

Adaptives Immunsystem

Darüber hinaus besitzt das Immunsystem höher entwickelter Organismen ein sehr anpassungsfähiges und auch erinnerungsfähiges Teilsystem, welches vor allem gegen Viren hocheffektiv ist. T- und B-Zellen gehören beide zu den Lymphozyten, einer Untergruppe der Leukozyten (weiße Blutkörperchen). Beide Zelltypen entwickeln sich im Knochenmark (engl. bone marrow), wobei die T-Zellen im Fötus vor der Geburt eine weitere Reifung im Thymus (Name!) durchlaufen; der Reifungsort der B-Zellen wurde zuerst bei Vögeln beschrieben (Bursa fabricii, Name!). Bei Säugern fehlt die Bursa fabricii, Reifungsort bei ihnen ist ebenfalls das Knochenmark.

T-Zellen

T-Zellen werden nach verschiedenen Kriterien mehrfach unterschieden (siehe Lymphozyten). Für die folgenden Erläuterungen ist die Unterscheidung der T-Zellen nach ihren Rezeptoren (Andock- und Erkennungsstellen), die sie auf ihrer Oberfläche tragen, entscheidend.

T-Zellen verfügen über mehrere Rezeptoren, um ihnen das Binden an passende Gegen-Moleküle (Antigene) zu ermöglichen. Neben dem passenden T-Zell-Rezeptor, mit dem ein spezielles Antigen erkannt wird (Schlüssel-Schloss-Prinzip), ist noch ein Oberflächenmarker entscheidend, der sie als CD4 / T-Helferzelle bzw. als CD8 / T-Killerzelle klassifiziert. Die Abkürzung CD steht für engl. Cluster of differentiation.

T-Helferzellen können über ihren spezifischen T-Zell-Rezeptor nur an körperfremde Strukturen binden, die durch B-Zellen, antigenpräsentierende dendritische Zellen oder Makrophagen verschlungen wurden und dann mit Hilfe des MHC-II Molekül präsentiert werden. Um die CD-4 Zelle in einen aktiven Zustand zu versetzen ist es zusätzlich Bedingung, dass die Makrophage die Kostimulanz B7 auf ihrer Oberfläche bildet und diese an den CD-28 Rezeptor der T-Zelle bindet. Die Aktivierung veranlasst die Teilung der T-Zelle und das Freisetzen von Lymphokinen, die weitere Teile des Immunsystems, die B-Zellen, mobilisieren.

T-Killerzellen Hinsichtlich einer gesunden Immunabwehr dienen diese T-Zellen dazu, fremde, schädliche Peptide, die mit MHC-I Molekülen verbunden sind, an der Oberfläche von eigenen Körperzellen aufzuspüren, welche entweder auf zuvor eingedrungene Viren oder aber auch auf krebsartige Veränderungen hindeuten können. Zur Auslösung einer ersten Alarmstufe heften sich die T-Killerzellen mit ihren T-Zell-Rezeptor an solche veränderten Körperzellen. Zur Vermeidung eines Fehlalarmes und damit einer eventuell zu heftigen Immunantwort besitzen auch diese T-Zellen noch eine zusätzliche Sicherung. Nur wenn sich auch noch das zweite, sogenannte CD 28 Oberflächenprotein der T-Killerzellen an das fremde Eiweiß geheftet hat, beginnen sich die T-Zellen schnell zu vermehren, und schütten zytotoxische Substanzen aus, welche die infizierte oder krankhaft veränderte Zelle absterben lassen (sog. Apoptose, programmierter Zelltod).

B-Zellen

B-Zellen, die mit ihrem – an der Zelloberfläche befindlichen – Antikörper bereits an ein Antigen gebunden haben, können durch Lymphokine aktiviert werden, die von aktivierten CD-4 T-Zellen ausgeschüttet werden. Die B-Zellen beginnen sich zu teilen und entsprechende Antikörper zu produzieren; in diesem Stadium werden sie als Plasmazellen bezeichnet. Während einer Erstinfektion dauert es mindestens fünf Tage, bis sich aus B-Zellen Antikörperproduzierende Plasmazellen entwickeln.

Diese sind in der Lage, auch freie (also nicht von MHC gebundene) Antigene zu erkennen und sie durch Anlagerung für das Komplement oder Makrophagen zu markieren.

Einige der B-Zellen werden zu Gedächtniszellen, um im Falle einer neuerlichen Infektion schnell mit der Produktion des passenden Antikörpers reagieren zu können.

Antikörper

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Siehe auch den Hauptartikel Antikörper.

Zur Abwehr von in den Organismus eingedrungenen Bakterien, Viren oder anderen Fremdstoffen produzieren die B-Lymphozyten und Plasmazellen maßgeschneiderte Antikörper, welche bestimmte Proteine (Antigene) an der Oberfläche der Fremdstoffe erkennen und sich an diese heften können. Je nach Art der Antikörper ist der Eindringling durch diese Anheftung entweder direkt lahm gelegt, oder die angedockten Antikörper wirken als ein Signal, welches beispielsweise die Eindringlinge vernichtenden Fresszellen anlockt.

Jeder Antikörper besteht aus zwei identischen schweren Ketten und zwei identischen leichten Ketten. Die schweren Ketten sind unter Anderem für die Verankerung des Antikörpers auf der Oberfläche von Granulozyten zuständig; die leichten Ketten bilden zusammen mit den schweren Ketten das für die Erkennung eines spezifischen Antigens verantwortliche Fab-Fragment. Durch somatische Rekombination können Antikörper mehr als 100 Millionen verschiedene Fab-Fragmente bilden und damit eine Unzahl verschiedener Antigene erkennen.

Interleukine

Siehe auch den Hauptartikel Interleukine.

Interleukine sind zu den Zytokinen zählende, körpereigene Botenstoffe der Zellen des Immunsystems. Diese unterteilt man in mehrere Untergruppen, welche durch Zahlen gekennzeichnet werden (IL-1 bis IL-32; Stand Oktober 2005). Jedes Interleukin regt bestimmte Zellen des Immunsystems, beispielsweise Leukozyten, zu Wachstum, Reifung und Teilung an oder sorgt für deren Aktivierung.

Organe mit Bedeutung für das Immunsystem

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Das Knochenmark Das (rote) Knochenmark ist nach dem 3. Lebensmonat der einzige Produzent der Abwehrzellen (Lymphozyten). Bis zu diesem Zeitpunkt findet die Blutbildung auch in Leber und Thymus statt.
Das Lymphsystem Hierzu gehören vor allem Lymphknoten und die Lymphbahnen, welche die Lymphknoten untereinander verbinden. Die meisten Abwehrzellen zirkulieren regelmäßig zwischen dem Blutkreislauf und dem Lymphsystem. Zu den weiteren Aufgaben des Lymphsystems in der Bauchhöhle gehört neben der Abwehr von Krankheitserregern auch der Weitertransport verschiedener Nährstoffe, die über den Darm aufgenommen werden.
Die Milz Sie gehört beim Erwachsenen zu den sekundären Immunorganen. Das feine Geflecht von Blutkapillaren in der Milz wirkt wie ein Sieb, in dem kaputte oder missgebildete Blutzellen hängen bleiben und abgebaut werden können. Bei manchen Erkrankungen, etwa dem Hypersplenismus bleiben zu viele Blutkörperchen in der Milz hängen und stehen dem Blutkreislauf nicht mehr zur Verfügung; bei solchen Erkrankungen muss die Milz teilweise (notfallmäßig) entfernt werden (Splenektomie).

Bei anderen (bösartigen) Erkrankungen ist die normale Blutbildung im Knochenmark gestört; in diesem Fall kann die Milz eine Ersatz-Blutbildung übernehmen, hierbei schwillt Milz häufig auf ein Vielfaches ihrer Normalgröße an und ist dann leicht durch die Bauchdecke zu tasten. Früher wurde die vergrößerte Milz auch in diesen Fällen entfernt; heutzutage verzichtet man meist auf diesen Eingriff, zugunsten einer frühen, gezielten Therapie der zugrundeliegenden Erkrankung.

Gaumen- und Rachenmandeln Die Mandeln in Gaumen und Rachen gehören ebenfalls zu den lymphatischen Geweben. Ihre Funktion ist vor allem die Abwehr von Krankheitserregern, die über Mund und Nase aufgenommen werden. Bei Erwachsenen verkümmern die (Gaumen-)Mandeln häufig, so dass einige Mediziner die Ansicht vertreten, eine Entfernung der Mandeln (Tonsillektomie) führe zu keiner Einschränkung der Abwehrfunktion des Körpers.
Der Thymus Der Thymus, auch Bries genannt, sitzt hinter dem Brustbein dem Herzbeutel auf. Er spielt bei Säuglingen und Kleinkindern eine wichtige Rolle in der Reifung der T-Lymphozyten. Mit zunehmendem Lebensalter verkümmert der Thymus; bei Erwachsenen enthält er nur noch wenige Reste Lymphgewebe und besteht vor allem aus Fettgewebe.
Sesshafte Immunzellen in vielen Organen In praktisch jedem Organ finden sich mehr oder weniger Abwehrzellen. Hierzu gehören z.B. die "Kupffer'schen Sternzellen" der Leber.
Das Schleimhaut assoziierte Lymphgewebe, (engl. mucosa-associated-lymphatic-tissue, MALT). Besonders ausgeprägt ist eine Ansammlung von Lymphgeweben im Bereich des (Dünn-)Darmes, wo sich unser Körper tagtäglich mit Eindringlingen auseinandersetzen muss. Die Lymphzellen im Darm liegen häufig in Gruppen beisammen, den sogenannten "Peyer'schen Plaques". Auch der Wurmfortsatz (Appendix) des Blinddarms gehört zum MALT-System.
Das Blut auch das Blut mit seinen Abwehrzellen (Leukozyten, Granulozyten), Antikörpern und dem Komplementsystem zählt insgesamt zu den Organen des Immunsystems.

Reifung und Alterung des Immunsystems

Im Thymus, der Reifungsstätte der T-Zellen, differenzieren sich die T-Zellen in die verschiedenen Typen wie CD4- und CD8-Zellen. Anschließend werden sie mit körpereigenen Substanzen konfrontiert. Wenn eine T-Zelle einen dazu passenden Rezeptor trägt und an die körpereigene Struktur bindet, stirbt die T-Zelle ab. Dadurch soll sichergestellt werden, dass gereifte T-Zellen im Körper nur fremdartige Moleküle attackieren. Alle Mechanismen, die dafür Sorge tragen, dass sich das Immunsystem nicht gegen den eigenen Organismus wendet, werden unter dem Oberbegriff der Selbsttoleranz zusammengefasst.

Der Organismus von Säuglingen ist erst ab dem ca. 6.-8. Lebensmonat in der Lage, wirkungsvolle T-Zellen zu differenzieren. Durch die Plazenta und auch über die Muttermilch werden bestimmte Typen von Antikörpern (über Plazenta:IgG, über Muttermilch:IgA) auf das Kind übertragen, um es vor Krankheiten zu schützen, obwohl es selbst noch keine Antikörper bilden kann.

Mit fortschreitendem Lebensalter steigert sich die Anfälligkeit des Menschen gegenüber Krankheiten und anderen Störungen. Ein wesentlicher Grund dafür liegt in der schon nach der Pubertät einsetzenden, stetigen Schrumpfung der Thymusdrüse. Auch die Bildung von B- und T-Lymphozyten verringert sich im Laufe der Jahre. Daraus resultiert auch eine zunehmende Abnahme der Aktivität dieser Zellen und insgesamt eine fortschreitende Schwächung der Immunabwehr.

Evolutionäre Betrachtungsweise

Die komplexe Wechselbeziehung zwischen dem Wirtsorganismus und den Erregern kann unter evolutionären Gesichtspunkten als ein „Angreifer-Verteidiger-System“ angesehen werden. Durch die Abwehrmaßnahmen des Immunsystems kommt es zu einem starken Selektionsdruck, unter dessen Einfluss sich die Erreger immer besser an den (menschlichen) Organismus anpassen können. Da auch Krankheitserreger einen Selektionsdruck ausüben, kann es zu einer Koevolution von Parasit und Wirt kommen, die zu einer Symbiose führen kann. Dann können die ehemaligen Erreger den Wirt für ihre Vermehrung nutzen, ohne ihn zu schädigen.

Bei Infektionen mit Krankheitserregern, die an den Menschen als ihren Reservoirwirt angepasst sind, kann eine Erkrankung - bei intaktem Immunsystem und geringer Erregerdosis - entweder überhaupt nicht ausbrechen oder einen weniger schweren Verlauf nehmen. Bei Infektionen mit an den Menschen nicht oder nur wenig angepassten Erregern hängt es von vielen Faktoren (Zustand des Immunsystems, Aggressivität der Erreger) ab, wie schwer eine Erkrankung verläuft und wie lange sie dauert oder ob der Erkrankte an den Folgen der Infektion sogar verstirbt. Die Höhe der durchschnittlichen Letalität einer Erkrankung lässt nach dieser Theorie beispielsweise Rückschlüsse zu, wie gut oder schlecht Krankheitserreger an den Menschen angepasst sind.

Durch diese evolutionäre Betrachtungsweise lassen sich viele Vorgänge der Immunologie besser verstehen und interessante Erkenntnisse zur Stammesgeschichte der Erreger gewinnen. In vielen wissenschaftlichen Studien wurden Hinweise für die Richtigkeit dieser Betrachtungsweise gefunden, es gibt jedoch auch noch genauso viele widersprüchliche Ergebnisse, so dass die evolutionäre Theorie der Immunologie noch nicht abschließend bewertet werden kann.

Das Immunsystem schädigende Faktoren

Abgesehen von der Alterung, gibt es weitere Faktoren, welche die Funktion des Immunsystems schädigen und herabsetzen können. Dazu zählen u. a. eine starke gesundheitliche Beeinträchtigung durch Vorschädigung wie beispielsweise bei chronischen Erkrankungen, eine medikamentöse immunsuppressive (das Immunsystem unterdrückende) Behandlung wie beispielsweise nach Organtransplantationen, Drogenmissbrauch (auch Nikotin und Alkohol), eine Mangelernährung und damit verbundene Unterversorgung auch mit Vitaminen und Spurenelementen, eine ungesunde unausgeglichene Ernährung die Aufnahme von Umweltgiften aus der Umgebung ^*," target="_blank" >Radioaktiver Strahlung, andauernder Stress, zu wenig Schlaf, Bewegungsmangel und auch eine übermäßige Kälteeinwirkung im Sinne von längerer Auskühlung ^*," target="_blank" >Hypothermie) [http://www.bdo-ev.de/trans_allgemein.htm" target="_blank" >^*. Dabei kann eine Kombination von mehreren Faktoren natürlich eine verstärkte Belastung für das Immunsystem darstellen.

Schwachstellen des Immunsystems

Wie alle biologischen Systeme können sich auch beim Immunsystem Fehler einschleichen :

Das Immunsystem kann die Fähigkeit verlieren, auf bestimmte fremde Stoffe angemessen zu reagieren. Dabei kann es zu Überreaktionen kommen, wie Allergien (in der raschen Form als anaphylaktische Reaktionen), die auch Krankheitverläufe prägen können, wie Sepsis, Schocklunge.
Gehen nicht alle Antikörper-Zellen zugrunde, die auf den eigenen Körper ansprechen, so können diese in einem späteren Stadium auf den eigenen Körper ansprechen und damit eine Auto-Immun-Reaktion hervorrufen. Die Folgen sind Autoimmunerkrankungen.
Haben Viren sich in eine Schicht eingehüllt, die der Körper nicht als fremd erkennt (z.B. eine Schicht aus Lipiden), so sind sie nicht erkennbar. Einem anderen Nichterkennungs-Mechanismus liegt die Krebsentstehung zugrunde.
Das Immunsystem schützt nach heutigem Kenntnisstand nicht vor Prionen (infektiöse Proteine), im Gegenteil: Gewisse Zellen (B-Lymphozyten) spielen bei Infektionsmodellen in der Maus eine wichtige Rolle.

Das Immunsystem muss mit zwei gegensätzlichen Aspekten arbeiten: Einerseits sollen alle fremden und gefährlichen eigenen Zellen (virusinfizierte oder Tumorzellen) schnellstmöglich ausgeschaltet werden. Funktioniert dies nicht, liegt eine Immunschwäche (z.B. SCID, AIDS etc.) vor, und auch als harmlos eingestufte Krankheiten können lebensbedrohlich sein. Auch das Risiko für bestimmte Krebsarten ist hierbei erhöht. Andererseits darf das Immunsystem gesunde, körpereigene Zellen nicht angreifen, ansonsten kann es zu einer Autoimmunerkrankung kommen.

Autoimmunerkrankungen

Leider funktionieren die Schutzmechanismen der Selbsttoleranz nicht immer fehlerfrei, so dass es zu gefährlichen Autoimmunkrankheiten kommen kann, bei denen das Immunsystem körpereigene Strukturen angreift. Bei diesen Krankheiten ist das üblicherweise sehr gut ausbalancierte Gleichgewicht zwischen einerseits den potentiell selbstzerstörerisch wirkenden (autoreaktiven) T-Zellen und andererseits den regulatorischen T-Zellen gestört, welche die Ersteren eigentlich in Schach halten sollen.

Einige Beispiele für Autoimmunerkrankungen sind:

	Krankheit	Richtet sich gegen
	Diabetes Typ I	Insulin produzierende Inselzellen der Bauchspeicheldrüse
	Rheumatoide Arthritis	Es entstehen chronische Entzündung der Gelenkinnenhaut
	Multiple Sklerose	Myelinscheiden im zentralen Nervensystem

Die 'Hygienehypothese'

Einige Forscher führen den beobachteten Anstieg allergischer Erkrankungen in westlichen Industrieländern auf eine mangelnde Aktivierung ('Unterforderung') des Immunsystems durch übertriebene Hygienemaßnahmen zurück. So soll es durch den Rückgang, z.B., parasitärer Erkrankungen zu einer Umlenkung des Immunsystems auf körpereigene Strukturen kommen. Yazdanbakhsh M, Matricardi PM.: Parasites and the hygiene hypothesis: regulating the immune system?. Clin Rev Allergy Immunol. 2004 Feb;26(1):15-24. Hierfür spricht das geringere Aufkommen von Allergien in Ländern mit geringeren Hygienestandards. Jedoch gibt es derzeit viele widersprüchliche ForschungsergebnisseZutavern, A et al.: Atopic dermatitis, extrinsic atopic dermatitis and the hygiene hypothesis: results from a cross-sectional study., Clin Exp Allergy. 2005 Oct;35(10):1301-8, so dass diese Hypothese noch nicht abschließend beurteilt werden kannWilson MS, Maizels RM: The innate immune system and its role in allergic disorders., Clin Rev Allergy Immunol. 2004 Feb;26(1):35-50..

Stärkung des Immunsystems

Ein gesundes und kräftiges Immunsystem kann Menschen dabei helfen, diverse Krankheitserreger und besonders solche, die sich schon an den Menschen stark angepasst haben, zu bekämpfen und manchmal damit auch einen Krankheitsausbruch zu verhindern oder Krankheitssymptome zu mildern, beziehungsweise den Krankheitsverlauf zu verkürzen. Alle Maßnahmen wie beispielsweise gesunde, ausgeglichene Ernährung inklusive aller für den Organismus notwendigen Stoffe wie beispielsweise Mineralstoffe (besonders Eisen, Zink und Selen) und Vitamine, ausreichend Schlaf, möglichst stressfreier Tagesablauf, regelmäßige Bewegung oder gar sportliches Ausdauertraining und regelmäßige Abhärtung durch Anwendung von Kneippschen Güssen ^* und Saunieren können zu Recht als Maßnahmen angesehen werden, mit denen man das eigene Immunsystem stärken und damit vielen Infektionserkrankungen vorbeugen kann. Zu solchen Stärkungsmaßnahmen zählt auch das Heilfasten.

Auch Sonnenlicht kann das Immunsystem stärken. Ein Forscherteam um Robert Modlin von der University of California in Los Angeles hatten am Beispiel der Hauttuberkulose (Mycobacterium tuberculosis) festgestellt, dass Sonnenlicht den Körper im Kampf gegen bakterielle Infektionen unterstützt. Bestimmte Immunzellen besitzen auf ihrer Oberfläche einen Rezeptor, der aus einem als TLR bezeichneten Molekül besteht (Toll-like receptor). Dieser Rezeptor wird bei einer Bakterieninfektion durch Bestandteile dieser Erreger aktiviert und veranlasst die Immunzelle eine Vorstufe von Vitamin D (25-hydroxyvitamin D) zu produzieren. Parallel dazu bildet die selbe Zelle verstärkt einen weiteren Rezeptortyp aus, welcher auf die Erkennung von Vitamin D spezialisiert ist. Sobald sich dieses Vitamin an den nunmehr entstandenen Rezeptor heftet, regt er seine Immunzelle an, das antibakteriell wirkende Cathelizidin zu bilden. Das Sonnenlicht wird nun unbedingt dafür benötigt, dass die Immunzelle die Vorstufe des Vitamin D in das aktive Vitamin umwandeln kann. Aus diesem Grunde war auch bereits vor mehr als hundert Jahren das tägliche Sonnenbad ein fester Bestandteil der Tuberkulosetherapie. Außerdem wird durch die Entdeckung dieses Zusammenhangs nunmehr erklärt, warum Menschen afrikanischer oder asiatischer Herkunft für Infektionen wie beispielsweise die Hauttuberkulose besonders empfänglich sind. In ihrem Blut finden sich in der Regel deutlich geringere Mengen der Vitamin D-Vorstufe, wobei dieser Mangel mit der zusätzlichen Einnahme von einfachen Vitamin D-Präparaten zur Stärkung des Immunsystems leicht ausgeglichen werden kann.

Quellen

Literatur

Zur Einführung gut geeignet:
- Baenkler, H: Faszination Immunologie.
  - Hippokrates,; Kt; 06.1998 In kurzen Kapitel leicht verständlich geschrieben.
- Spektrum der Wissenschaft Spezial Das Immunsystem, Spektrum Verlag; Sehr schöne Bilder. Vorbildliche Didaktik.
Schnelle Übersicht
- Baenkler, H: Checkliste Immunologie. Thieme, Stgt.;
Umfassende Lehrbücher:
- Immunologie. Grundlagen - Klinik - Praxis. Diethard Gemsa, Joachim R. Kalden, Klaus Resch, Karl-Otto Vorlaender Thieme, Stgt.; ISBN 3135348040
- Charles Janeway u.a., Immunologie, 5. Auflage, Spektrum Akademischer Verlag, ISBN 3827410797 (Original: Immunobiology, Garland Publishing, ISBN 081533642X)

Top-Immunologie-Journals:
- Nature Immunology
- Immunity
- Journal of Experimental Medicine
- Journal of Immunology
- European Journal of Immunology
- Gute Reviews
  - Nature Reviews Immunology
  - Current Opinion in Immunology

Weblinks

Immunologie

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