Wie funktioniert das Immunsystem?

Unser Immunsystem ist essentiell für unser Überleben. Ohne ein Immunsystem wären unsere Körper offen für Angriffe von Bakterien, Viren, Parasiten und mehr. Es ist unser Immunsystem, das uns gesund hält, wenn wir durch ein Meer von Krankheitserregern driften.

Dieses riesige Netzwerk aus Zellen und Geweben ist ständig auf der Suche nach Eindringlingen, und sobald ein Feind entdeckt ist, ist ein komplexer Angriff angebracht.

Das Immunsystem ist im ganzen Körper verteilt und umfasst viele Arten von Zellen, Organen, Proteinen und Geweben. Entscheidend ist, dass es unser Gewebe von Fremdgewebe unterscheidet – das Selbst von dem Nicht-Selbst. Tote und fehlerhafte Zellen werden ebenfalls vom Immunsystem erkannt und beseitigt.

Wenn das Immunsystem auf einen Erreger, beispielsweise ein Bakterium, ein Virus oder einen Parasiten, trifft, entsteht eine sogenannte Immunantwort. Später werden wir erklären, wie das funktioniert, aber zuerst werden wir einige der Hauptcharaktere des Immunsystems vorstellen.

weiße Blutkörperchen

Neutrophil (gelb), Anthraxbakterien verschlingend (orange) Bildnachweis: Volker Brinkmann

Weiße Blutkörperchen werden auch Leukozyten genannt. Sie zirkulieren im Körper in Blutgefäßen und den Lymphgefäßen, die parallel zu den Venen und Arterien verlaufen.

Weiße Blutkörperchen sind ständig auf der Suche nach Krankheitserregern. Wenn sie ein Ziel finden, beginnen sie sich zu vermehren und senden Signale an andere Zelltypen, um dasselbe zu tun.

Unsere weißen Blutkörperchen sind an verschiedenen Stellen im Körper gespeichert, die als lymphatische Organe bezeichnet werden. Dazu gehören folgende:

  • Thymus – eine Drüse zwischen den Lungen und direkt unter dem Hals.
  • Milz – ein Organ, das das Blut filtert. Es sitzt in der oberen linken Ecke des Bauches.
  • Knochenmark – in der Mitte der Knochen gefunden, produziert es auch rote Blutkörperchen.
  • Lymphknoten – kleine Drüsen im ganzen Körper, verbunden durch Lymphgefäße.

Es gibt zwei Haupttypen von Leukozyten:

1. Phagozyten

Diese Zellen umgeben und absorbieren Krankheitserreger und zerlegen sie, wodurch sie effektiv gefressen werden. Es gibt verschiedene Arten, einschließlich:

  • Neutrophile – das sind die häufigsten Arten von Phagozyten und neigen dazu, Bakterien anzugreifen.
  • Monozyten – diese sind die größte Art und haben mehrere Rollen.
  • Makrophagen – diese patrouillieren für Krankheitserreger und entfernen auch tote und sterbende Zellen.
  • Mastzellen – sie haben viele Aufgaben, einschließlich der Heilung von Wunden und der Abwehr von Krankheitserregern.

2. Lymphozyten

Lymphozyten helfen dem Körper, sich an frühere Eindringlinge zu erinnern und sie zu erkennen, wenn sie wieder zum Angriff kommen.

Lymphozyten beginnen ihr Leben im Knochenmark. Einige bleiben im Knochenmark und entwickeln sich zu B-Lymphozyten (B-Zellen), andere wandern zum Thymus und werden zu T-Lymphozyten (T-Zellen). Diese beiden Zelltypen haben unterschiedliche Rollen:

  • B-Lymphozyten – sie produzieren Antikörper und helfen, die T-Lymphozyten zu alarmieren.
  • T-Lymphozyten – sie zerstören kompromittierte Zellen im Körper und helfen, andere Leukozyten zu alarmieren.

Wie funktioniert eine Immunantwort?

Antikörper-Abbildung

Das Immunsystem muss in der Lage sein, sich selbst von Nicht-Selbst zu erzählen. Dies geschieht durch den Nachweis von Proteinen, die sich auf der Oberfläche aller Zellen befinden. Es lernt, seine eigenen oder eigenen Proteine ​​in einem frühen Stadium zu ignorieren.

Ein Antigen ist eine Substanz, die eine Immunantwort auslösen kann.

In vielen Fällen ist ein Antigen ein Bakterium, ein Pilz, ein Virus, ein Toxin oder ein Fremdkörper. Es kann aber auch eine unserer eigenen Zellen sein, die fehlerhaft oder tot ist. Zu Beginn arbeitet eine Reihe von Zelltypen zusammen, um das Antigen als Eindringling zu erkennen.

Die Rolle von B-Lymphozyten

Sobald B-Lymphozyten das Antigen erkennen, beginnen sie Antikörper zu sezernieren (Antigen ist die Abkürzung für "Antikörpergeneratoren"). Antikörper sind spezielle Proteine, die sich an spezifische Antigene binden.

Jede B-Zelle bildet einen spezifischen Antikörper. Zum Beispiel könnte man einen Antikörper gegen die Bakterien herstellen, die eine Lungenentzündung verursachen, und ein anderer könnte das Erkältungsvirus erkennen.

Antikörper sind Teil einer großen Familie von Chemikalien namens Immunglobuline, die viele Rollen in der Immunantwort spielen:

  • Immunglobulin G (IgG) – kennzeichnet Mikroben, so dass andere Zellen sie erkennen und damit umgehen können.
  • IgM – ist Experte für die Abtötung von Bakterien.
  • IgA – sammelt sich in Flüssigkeiten wie Tränen und Speichel, wo es Tore in den Körper schützt.
  • IgE – schützt vor Parasiten und ist auch für Allergien verantwortlich.
  • IgD – bleibt an B-Lymphozyten gebunden und hilft ihnen, die Immunantwort zu starten.

Antikörper schließen sich an das Antigen an, töten es aber nicht, sondern markieren es nur für den Tod. Das Töten ist die Aufgabe anderer Zellen, wie z. B. Phagozyten.

Die Rolle von T-Lymphozyten

Es gibt verschiedene Arten von T-Lymphozyten:

Helfer-T-Zellen (Th-Zellen) – sie koordinieren die Immunantwort. Einige kommunizieren mit anderen Zellen und einige stimulieren B-Zellen, um mehr Antikörper zu produzieren. Andere ziehen mehr T-Zellen oder zellfressende Phagozyten an.

Killer-T-Zellen (zytotoxische T-Lymphozyten) – wie der Name schon sagt, greifen diese T-Zellen andere Zellen an. Sie sind besonders nützlich für die Bekämpfung von Viren. Sie arbeiten, indem sie kleine Teile des Virus an der Außenseite infizierter Zellen erkennen und die infizierten Zellen zerstören.

Immunität

Hautnahes Bild der Haut

Das Immunsystem jedes Menschen ist anders, aber im Allgemeinen wird es im Erwachsenenalter stärker, da wir zu diesem Zeitpunkt mehr Pathogenen ausgesetzt waren und mehr Immunität entwickelt haben.

Deshalb neigen Jugendliche und Erwachsene dazu, seltener krank zu werden als Kinder.

Sobald ein Antikörper produziert wurde, verbleibt eine Kopie im Körper, so dass, wenn das gleiche Antigen wieder erscheint, es schneller behandelt werden kann.

Das ist der Grund, warum man bei einigen Krankheiten, wie Windpocken, nur einmal davon erfährt, da der Körper einen Windpockenantikörper gespeichert hat, der bereit ist und darauf wartet, ihn beim nächsten Mal zu zerstören. Dies nennt man Immunität.

Es gibt drei Arten von Immunität bei Menschen, die als angeboren, adaptiv und passiv bezeichnet werden:

Angeborene Immunität

Wir sind alle mit einer gewissen Immunität gegen Eindringlinge geboren. Das menschliche Immunsystem wird ähnlich wie bei vielen Tieren fremde Eindringlinge vom ersten Tag an angreifen. Diese angeborene Immunität umfasst die äußeren Barrieren unseres Körpers – die erste Verteidigungslinie gegen Krankheitserreger – wie die Haut und die Schleimhäute von Rachen und Darm.

Diese Antwort ist allgemeiner und unspezifischer. Wenn es dem Pathogen gelingt, dem angeborenen Immunsystem auszuweichen, tritt die adaptive oder erworbene Immunität ein.

Adaptive (erworbene) Immunität

Dieser Schutz vor Krankheitserregern entwickelt sich, wenn wir durchs Leben gehen. Da wir Krankheiten ausgesetzt sind oder sich geimpft haben, bauen wir eine Bibliothek von Antikörpern gegen verschiedene Krankheitserreger auf. Dies wird manchmal als immunologisches Gedächtnis bezeichnet, weil unser Immunsystem sich an frühere Feinde erinnert.

Passive Immunität

Diese Art von Immunität wird von einer anderen Quelle "ausgeliehen", aber sie hält nicht unbegrenzt an. Zum Beispiel erhält ein Baby Antikörper von der Mutter durch die Plazenta vor der Geburt und in der Muttermilch nach der Geburt. Diese passive Immunität schützt das Baby in den ersten Lebensjahren vor Infektionen.

Immunisierungen

Die Immunisierung führt einer Person Antigene oder geschwächte Pathogene so zu, dass das Individuum nicht krank wird, aber immer noch Antikörper produziert. Da der Körper Kopien der Antikörper speichert, ist er geschützt, wenn die Bedrohung später im Leben wieder auftauchen sollte.

Erkrankungen des Immunsystems

Weil das Immunsystem so komplex ist, gibt es viele Möglichkeiten, wie es schiefgehen kann. Arten der Immunerkrankung fallen in drei Kategorien:

Immundefekte

Diese entstehen, wenn ein oder mehrere Teile des Immunsystems nicht funktionieren. Immundefekte können auf verschiedene Arten verursacht werden, einschließlich Alter, Fettleibigkeit und Alkoholismus. In Entwicklungsländern ist Unterernährung eine häufige Ursache. AIDS ist ein Beispiel für eine erworbene Immunschwäche.

In einigen Fällen können Immundefekte zum Beispiel bei chronischer granulomatöser Erkrankung vererbt werden, bei der Phagozyten nicht richtig funktionieren.

Autoimmunität

Bei Autoimmunerkrankungen zielt das Immunsystem fälschlicherweise auf gesunde Zellen und nicht auf fremde Pathogene oder fehlerhafte Zellen. In diesem Szenario können sie nicht zwischen Selbst und Nicht-Selbst unterscheiden.

Autoimmunkrankheiten umfassen Zöliakie, Typ-1-Diabetes, rheumatoide Arthritis und Morbus Basedow.

Überempfindlichkeit

Bei Überempfindlichkeit reagiert das Immunsystem so, dass gesundes Gewebe geschädigt wird. Ein Beispiel ist der anaphylaktische Schock, bei dem der Körper auf ein Allergen so stark reagiert, dass es lebensbedrohlich werden kann.

In einer Nussschale

Das Immunsystem ist unglaublich kompliziert und äußerst wichtig für unser Überleben. Mehrere verschiedene Systeme und Zelltypen arbeiten (fast immer) im gesamten Körper, um Krankheitserreger abzuwehren und abgestorbene Zellen zu beseitigen.

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