Spezifische und unspezifische Abwehrmechanismen

Das Wichtigste in Kürze

Unser Körper verfügt über verschiedene Mechanismen, um uns vor unerwünschten Bakterien, Viren oder Fremdkörpern zu schützen und Krankheiten vorzubeugen. Generell wird zwischen zwei verschiedenen Arten des Immunsystems unterschieden:

Unspezifische Abwehrmechanismen des angeborenen Immunsystems
Spezifische Abwehrmechanismen des erworbenen Immunsystems

Unspezifische Abwehrmechanismen

Ab Deiner Geburt verfügt der Körper über Schutzbarrieren, die gegen potenzielle Krankheitserreger, wie Bakterien, Viren oder Fremdkörper vorgehen. Schaffen es Erreger diese Barrieren zu durchbrechen und bis ins Gewebe oder in das Blut zu kommen, wird eine Entzündungsreaktion ausgelöst. Der Ablauf einer Entzündung ist immer gleich.

Barrieren

Der Körper kann mithilfe von Schutzbarrieren verhindern, dass Erreger in den Körper eindringen. Es gibt mechanische, chemische und biologische Barrieren:

Mechanisch: Haut, Schleimhäute, Flimmerhärchen
Chemisch: Nasen- und Tränenflüssigkeit (Enzyme), Magensäure
Biologisch: Darmwand

Ablauf einer Entzündungsreaktion

Definition Entzündung

Eine Entzündung ist eine Reaktion des Körpers auf eine Infektion mit Krankheitserregern. Das kommt zum Beispiel bei Verletzungen vor, bei denen Bakterien die Hautschutzbarriere übergehen und in den Körper gelangen. Bei einer Entzündung werden verschiedene Abwehrstoffe freigesetzt. Dadurch weiten sich die Blutgefässe, damit mehr Blut zu der entzündeten Stelle gelangt. Dadurch werden Zellen des Immunsystems, die sich im Blut befinden, zur Stelle der Infektion gebracht. Symptome einer Entzündung: Schwellung, Rötung, erhöhte Temperatur und Schmerzen.

Zellen einer Entzündungsreaktion

Sind Erreger in den Körper eingedrungen, geben umliegende körpereigene Zellen Signalstoffe (Zytokine) ab, die bestimmte weiße Blutzellen (Leukozyten) anziehen. Die wichtigste Funktion von Leukozyten besteht darin, Erreger zu bekämpfen und unschädlich zu machen. Granulozyten sind Leukozyten mit nur einer kurzen Lebensdauer. Abgestorbenen Immunzellen sammeln sich an der Wundstelle. In Kombination mit Geweberesten und abgetöteten Erregern bilden sie Eiter.

Leukozyten und ihre Funktionen

Zelltyp	Funktion
Granulozyten (Fresszellen)	Unschädlichmachung von Fremdstoffen im Organismus durch die Aufnahme von Bakterienzellen in ihr Zellinneres; Verdauung der Bakterienbestandteile (Phagozytose).
Makrophagen (Riesenfresszellen)	Phagozytose; Ausschüttung von Zytokinen führt zur Erweiterung von Blutgefässen, damit Granulozyten leichter zur Infektionsstelle kommen; Botenausschüttung lockt weitere Fresszellen an die Infektionsstelle.
Mastzellen	Sekretion von Histamin, welches für erhöhten Blutfluss und durchlässige Kapillarwände sorgt.

Ende einer Entzündungsreaktion

Nachdem der Erreger erfolgreich bekämpft wurde, stoppen die Leukozyten die Ausschüttung von Botenstoffen. Mit der Zeit werden die Leukozyten abgebaut und die Entzündungsreaktion nimmt ab.

Erkennung von Krankheitserregern

Leukozyten verfügen über Erkennungsmechanismen, die es ihnen ermöglicht zwischen einer infizierten Zelle und einer körpereigenen Zelle zu unterscheiden. Sie verfügen über Rezeptoren auf ihrer Zelloberfläche, wodurch sie spezifische Strukturen der Erreger binden können. Der Kontakt zwischen Leukozyten-Rezeptor und Erreger-Oberflächenstruktur folgt dem Schlüssel-Schloss-Prinzip. Diese Verbindung löst den Prozess der Phagozytose in Fresszellen aus.

Phagozytose

Bei der Phagozytose umschliesst eine Fresszelle mit ihrer Zellmembran den Erreger, stülpt sich ein und bildet ein Vesikel, durch Abschnüren der eingestülpten Zellmembran. Dadurch ist der Erreger im Zellinneren der Fresszelle gefangen. Der Säuregehalt im Vesikel nimmt zu. Eine Verschmelzung von einem Vesikel mit Lysosomen (enthalten Verdauungsenzyme) führt zur Zersetzung und zum Absterben des Erregers.

Spezifische Abwehrmechanismen

Konnten Krankheitserreger durch unspezifische Abwehrmechanismen nicht ausreichend bekämpft werden, werden spezifische Abwehrmechanismen des erworbenen Immunsystems aktiviert. Im Gegensatz zur angeborenen Immunantwort entwickelt sich das erworbene Immunsystem im Laufe des Lebens. Krankheitserreger tragen bestimmte Moleküle auf ihrer Oberfläche (Antigene), die zur Bildung von bestimmten Proteinen (Antikörpern) und Killerzellen im Rahmen der erworbenen Immunantwort gebildet werden. Deshalb wird von spezifischen Abwehrmechanismen gesprochen. Bei einem erneuten Kontakt mit den Erregern, die zur Auslösung eines bestimmten Antikörpers geführt hat, kann der Antikörpertyp schneller zur Verfügung gestellt werden. Es bildet sich also ein immunologisches Gedächtnis.

Die humorale und zelluläre Immunantwort

Die Aktivierung des erworbenen Immunsystems kann zu zwei Immunantworten führen. Befällt ein Erreger den Körper, wird er entweder von einer Fresszelle (Makrophage) verdaut und aktiviert so eine Kette von Reaktionen, die zur Antikörperbildung durch Plasmazellen führt, oder wird zuerst von einer B-Zelle aufgenommen, die sich weiter differenziert. Makrophagen können durch den Vorgang der Phagozytose Krankheitserreger aufnehmen und zerstören.

Die humorale Immunantwort

Im Rahmen der humoralen Immunantwort werden Krankheitserreger erkannt und daraufhin spezielle Antikörper und Killerzellen gebildet. Die
Bezeichnung humoral bezieht sich darauf, dass Antikörper nur in Körperflüssigkeiten, wie Blut, Gewebsflüssigkeiten und der Lymphe
zirkulieren.

Zelltyp	Funktion
Makrophage	Erkennung von Erregern; Phagozytose der Erreger und Präsentation von Antigenen durch einen Makrophagen-Rezeptor an der eigenen Oberfläche; Sekretion von Botenstoffen (z.B. Interleukin 1) nach Bindung an die passenden Rezeptoren einer T-Helferzelle.
T-Helferzelle	Erkennung des Antigenrezeptorkomplexes auf der Oberfläche der Makrophage; Botenausschüttung der Makrophage nach Bindung der T-Helferzelle aktiviert Teilungsmechanismen in der T-Helferzelle.
B-Zellen	Erkennung von Erregern; Phagozytose von Erregern und Präsentation von Antigenfragmenten auf der Oberfläche, Bindung einer T-Helferzelle an B-Zelle; Aktivierung der B-Zelle zur Produktion von Plasmazellen und B-Gedächtniszellen.
Plasmazellen	Produktion von passenden Antikörpern; In Körperflüssigkeiten zirkulierende ausgeschüttete Antikörper heften an Antigene von freien Erregern, dies führt zur Verklumpung von Erregern, diese sind jetzt leichter von Makrophagen erkennbar und werden beseitigt.
B-Gedächtnis-Zellen	Speichern die Informationen der Antigen-Struktur, damit bei einem erneuten Befall desselben Krankheitserregers passende Antikörper schneller produziert werden.

Die zelluläre Immunantwort

Die zelluläre Immunantwort wird bei einem viralen Befall von Körperzellen aktiviert. Ist ein Virus in eine Zelle eingedrungen, wird die gesamte Zelle zerstört (1.). Wird der Virus zuerst von einer Makrophage aufgenommen, wird die Information an eine cytotoxische T-Zelle weitergegeben (2.).

Ist eine Körperzelle von einem Virus befallen, ist sie dort gut vor schädigenden Antikörpern geschützt. Als Schutzreaktion präsentiert die
Körperzelle Antigene des Virus an der zelleigenen Oberfläche. Die Antigene werden von einer cytotoxischen T-Zelle erkannt, die die Antigene binden kann. Als Reaktion auf die Bindung zerstört die cytotoxische T-Zelle daher die gesamte befallene Körperzelle.
Eine zelluläre Immunantwort kann auch vermittelt werden, nachdem eine Makrophage einen Virus verdaut hat und die Information von einer
T-Helferzelle an eine cytotoxische T-Zelle weitergegeben wurde. Daraufhin beginnt die aktivierte T-Helferzelle zum einen viele Klone herzustellen, zum anderen differenziert sie sich zu T-Gedächtniszellen.

Zelltyp	Funktion
Makrophagen, T-Helferzelle, T-Gedächtniszelle	Gleich wie in humoraler Immunantwort.
Cytotoxische T-Zellen	Erkennung und Abtötung infizierter körpereigener Zellen (präsentieren wie Makrophage Antigenbruchstücke des Erregers auf der Zelloberfläche), aktivierte cytotoxische T-Zelle, die an eine infizierte Zelle bindet, löst eine Reaktion aus, wodurch die Zelle ihre eigene Zerstörung in Gang setzt (programmierter Zelltod = Apoptose).

Immunität

Erfolgreiche Beseitigung der Krankheitserreger nach einigen Tagen.
Abbau Antikörper produzierender B- und T-Killerzellen.
Abbau zirkulierender Antikörper (bieten einige Tage nach Infektion Schutz vor erneutem Befall des Erregers).
Im Rahmen der Immunantwort gebildete B- und T-Gedächtniszellen bleiben jahrelang erhalten, bei einem Befall desselben Erregers, der zu ihrer Produktion geführt hat, können sich die Gedächtniszellen schnell teilen, passende Antikörper und T-Killerzellen werden schnell gebildet.
Bei Befall desselben Erregers folgt die Beseitigung des Erregers ohne Symptome.
Aufbau einer Immunität gegen Erreger in einer Lebenszeit.

Herkunft von Leukozyten

Die meisten Leukozyten differenzieren sich im Knochenmark zu den spezifischen weissen Blutzellen. Es gibt aber auch einige Ausnahmen, wie zum Beispiel die T-Zellen.

Zelltyp	Bildungsort
B-Zelle	Knochenmark
T-Zelle	Thymus
Fresszelle	Knochenmark