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B978-3-437-26803-8.00013-0

10.1016/B978-3-437-26803-8.00013-0

978-3-437-26803-8

Abb. 13.1

Äußere Schutzbarrieren des menschlichen Organismus, SchutzbarrierenOrganismus.

Abb. 13.2

[X243]

Natürliche Killerzelle (gelb), die gerade eine Tumorzelle (rosa) angreift. Die natürlichen Killerzellen vernichten v. a. virusinfizierte und entartete körpereigene Zellen.

Abb. 13.3

Das KomplementsystemKomplementsystem:Fremdzelle. Eine Fremdzelle wird zunächst durch den Komplementfaktor C3 oder durch Immunglobuline kenntlich gemacht (opsoniert). Die Komplementfaktoren C5–C9 bilden dann den Membranangriffskomplex, eine Art Loch, durch das so lange unkontrolliert Flüssigkeit und Elektrolyte einströmen, bis die Fremdzelle platzt (Lyse = Auflösung).

Abb. 13.4

[R285]

EntzündungEntzündung im lichtmikroskopischen Bild. Kleines, erweitertes Blutgefäß mit vielen randständigen neutrophilen Granulozyten (Pfeilen) und Ödem um das Gefäß (Sternchen).

Abb. 13.5

[X243]

T-Zelle mit Bakterien (rosa).T-Zellen:mit Bakterien

Abb. 13.6

[R174]

CD-CD-SystemSystem. Alle Leukozyten haben je nach Zellart und Entwicklungsstufe auf ihrer Oberfläche Markermoleküle (hier am Beispiel eines neutrophilen Granulozyten). Sie werden nach dem CD-System (CD = cluster of differentiation) durchnummeriert und erlauben eine genaue Einordnung auch lichtmikroskopisch nicht unterscheidbarer Zellen.

Abb. 13.7

T-Helferzellen:AktivierungAktivierung einer T-Helferzelle. T-Helferzellen müssen bakterielle Antigene zusammen mit einem MHC-II-Molekül „präsentiert“ bekommen.

Abb. 13.8

ApoptoseZytotoxische T-Zelle. Auf der virusinfizierten Zelle erscheinen neue Oberflächenantigene. Diese werden von den zytotoxischen T-Zellen erkannt, die daraufhin zytotoxische Enzyme freisetzen und die infizierte Zelle so abtöten.

Abb. 13.9

Stimulierung der B-ZelleB-Zellen:Stimulierung durch eine aktivierte T-HelferzelleT-Helferzellen:aktivierte. Die aktivierte T-Helferzelle stimuliert eine B-Zelle durch Botenstoffe (Interleukine). Dadurch wird die Bildung von Plasmazellen in Gang gebracht, die Antikörper gegen das Bakterienantigen produzieren. Makrophagen werden durch die Antigen-Antikörper-Komplexe auf der Bakterienoberfläche zur Phagozytose aktiviert (Opsonierung).

Abb. 13.10

Links Grundstruktur aller AntikörperklassenAntikörper, Mitte und rechts Struktur der verschiedenen Antikörper-/Immunglobulinklassen. Der Stamm des Y ist die Kontaktzone für Abwehrzellen.

Abb. 13.11

AntikörperAntikörper:Infektionen bei Erst- und Zweitinfektion. Während die Erstinfektion typischerweise mit Symptomen einhergeht, bleibt die Zweitinfektion meist unbemerkt.

Abb. 13.12

Antigen-Antikörper-Antigen-Antikörper-ReaktionenReaktionen. Die großen IgM-Antikörper besitzen viele Bindungsstellen für Antigene. Sie sind in der Lage, Fremdzellen (z. B. blutgruppenfremde Erythrozyten) zu verklumpen. Die Komplexe werden von Phagozyten aufgenommen. Darüber hinaus können IgM und IgG das Komplementsystem aktivieren.

Abb. 13.13

[li.: E369, re.: E449]

BakterienformenBakterien. Bakterien können sehr unterschiedliche Formen haben und einzeln oder auf verschiedene Art zusammengelagert sein. Links Streptokokken (kettenförmig angeordnete Kugelbakterien), rechts Stäbchenbakterien.

Abb. 13.14

[E370]

Viren. Viren, hier das HI-VirusHIV (13.9), sind zu ihrer Vermehrung auf lebende Zellen des Wirtsorganismus angewiesen.

Abb. 13.15

Die lymphatischen Organe:lymphatischeOrgane.

Abb. 13.16

Wichtige Lymphbahnen und Lymphknotenstationen. Der Ductus thoracicus übernimmt den Großteil des Lymphabflusses, der rechte Hauptlymphgang die Lymphe der rechten oberen Körperseite.

Abb. 13.17

[Foto: M375]

Lymphknoten, oben in der Schemazeichnung, unten im lichtmikroskopischen Bild.

Abb. 13.18

Anatomie der MilzMilz:Anatomie. Zur Lage im Abdomen Abb. 18.2.

Abb. 13.19

[Foto: M375]

Histologischer Feinbau der MilzMilz:histologischer Feinbau, links mikroskopisches Bild, rechts Schemazeichnung.

Abb. 13.20

[T484]

ThymusThymus:Größenvergleich, links eines Kleinkindes, rechts eines Erwachsenen, jeweils oben Größe im Vergleich zum Herzen, unten mikroskopisches Bild. Beim Erwachsenen dominiert Fettgewebe im mikroskopischen Bild.

Abb. 13.21

Übersicht über die verschiedenen Störungen der Immunabwehr, StörungenImmunabwehr.

Abb. 13.22

Die vier Typen allergischerAllergie:Typen Reaktionen.

Die vier Teilsysteme der Abwehr.

Tab. 13.1
Teilsystem Zelluläre Abwehr Humorale (nicht zelluläre) Abwehr
Unspezifische Abwehr
  • Makrophagen

  • Neutrophile Granulozyten

  • Natürliche Killerzellen

  • Komplement

  • Zytokine

  • Lysozym

Spezifische Abwehr T-Zellen:
  • T-Helferzellen

  • Zytotoxische T-Zellen

  • Regulatorische T-Zellen

  • T-Zell-Gedächtnis

Antikörper (produziert von stimulierten B-Zellen = Plasmazellen)

Die Funktionen der wichtigsten Abwehrzellen, FunktionenAbwehrzellen.MonozytenMakrophagenMakrophagenAntigenpräsentierende Zellen (APZ)MastzellenB-ZellenB-ZellenB-LymphozytenPlasmazellenPlasmazellenB-Zell-GedächtnisT-ZellenT-ZellenT-Zell-GedächtnisT-Zell-GedächtnisNK-Zellen (natürliche Killerzellen)NK-Zellen (natürliche Killerzellen)Killerzellen, natürlicheKillerzellen, natürliche

Tab. 13.2
Name Funktion
Monozyten Vorläufer der Makrophagen im Blut
Makrophagen (große Fresszellen) Phagozytieren in allen Geweben und in der Lymphflüssigkeit
Antigenpräsentierende Zellen (APZ) Präsentieren den T-Zellen Antigene und starten damit eine Immunantwort. Beispiele: dendritische Zellen, Makrophagen, B-Zellen
Granulozyten
Neutrophile Granulozyten (kleine Fresszellen) Phagozytieren Bakterien, Viren und Pilze im Blut; häufigste Abwehrzellen im Blut
Eosinophile Granulozyten Abwehr von Parasiten, Beteiligung an allergischen Reaktionen
Basophile Granulozyten und Mastzellen Abwehr von Parasiten, Beteiligung an allergischen Reaktionen (Histaminausschüttung → Juckreiz, Ödeme)
B-Zellen
B-Lymphozyten Vorläufer der Plasmazellen
Plasmazellen Antikörperproduzierende Zellen
B-Zell-Gedächtnis Ständige „Erinnerung“ von B-Zellen an Antigene
T-Zellen
T-Helferzellen Aktivieren B-Lymphozyten zur Differenzierung zu Plasmazellen, erkennen Antigene auf antigenpräsentierenden Zellen
Zytotoxische T-Zellen Erkennen und zerstören von Viren befallene Körperzellen und Tumorzellen; reagieren auf bestimmte Antigene der Zielzellen
Regulatorische T-Zellen Begrenzung von Abwehrreaktionen, Erhalt der Selbsttoleranz
T-Zell-Gedächtnis Ständige „Erinnerung“ von T-Zellen an Antigene
Natürliche Killerzellen
Natürliche Killerzellen (NK) Greifen unspezifisch virusinfizierte Zellen und antikörperbestückte Tumorzellen an

∗ Die Gruppe der antigenpräsentierenden Zellen gehört funktionell zu einer Zellgruppe: sie alle präsentieren Antigene!

ImpfkalenderImpfkalender für Deutschland (verändert nach den Empfehlungen der STIKO, Stand 2015, bei den Impfterminen stets Herstellerangaben beachten).

Tab. 13.3
Impfstoff (Erkrankung) Alter in
Wochen Monaten Jahren
6 2 3 4 11–14 15–23 2–4 5–6 9–17 Ab 18 Ab 60
DTaP/dTap G1 G2 G3 G4 N N A A A (alle 10 Jahre), N
Hib G1 G2 G3 G4 N N
IPV G1 G2 G3 G4 N N N A N N
HB G1 G2 G3 G4 N N N N
Pneumokokken G1 G2 G3 N S
Rotaviren G1 G2 G3
Meningokokken C G1 (ab 12 Mon.) N N N
MMR G1 G2 N N N S∗∗
Windpocken G1 G2 N N N
Influenza S (jährl.)
HPV G1, 2∗∗∗

A Auffrischimpfung; G Grundimmunisierung; N Nachholimpfung (Grundimmunisierung aller noch nicht Geimpften bzw. Komplettierung eines unvollständigen Impfschutzes); S Standardimpfungen mit allgemeiner Anwendung = Regelimpfungen

D/d = Diphtherie, T = Tetanus, aP/ap = Pertussis (Keuchhusten), HiB = Haemophilus influenza Typ B, IPV = Polio = Kinderlähmung, HB = Hepatitis B, MMR = Masern, Mumps, Röteln, Influenza = Grippe, HPV = humane Papilloma-Viren

Einmalige Tdap-Auffrischimpfung bei der nächsten fälligen Td-Impfung, bei entsprechender Indikation als TdaP-IPV-Kombinationsimpfung

∗∗

Einmalige Impfung aller nach 1970 Geborenen ≥ 18 Jahre ohne, mit unklarer oder nur einer Impfung

∗∗∗

Mädchen im Alter von 9 bis 14 Jahren, Nachholung bis 17 Jahre

Die Abwehr

Abwehrsystem Abwehrsystem Abwehrsystem

Lernzielübersicht

Die Bestandteile des Abwehrsystems

  • Das Abwehrsystem besteht aus vier Teilsystemen, die eng zusammenarbeiten (spezifische – unspezifische, zelluläre – humorale Abwehr).

  • Die Organe des Abwehrsystems werden in primäre und sekundäre lymphatische Organe unterteilt.

  • Die Zellen des Abwehrsystems gehören alle zu den Leukozyten.

Die unspezifische Abwehr

  • Die unspezifische Abwehr reagiert schnell auf Eindringlinge, vernichtet sie aber nicht immer vollständig.

  • Hierzu gehören v. a. Phagozyten (Fresszellen), die natürlichen Killerzellen und verschiedene Botenstoffe, z. B. das Komplementsystem.

Die Zytokine

  • Zytokine sind Botenstoffe für die Kommunikation zwischen Abwehrzellen und die Vernichtung von Fremdantigenen.

Die Entzündungsreaktion

  • Die Entzündungsreaktion ist eine Reaktion des Organismus zur Beseitigung von Schädigungsursachen und Gewebeschäden. Hauptsächlich beteiligt daran sind Zellen und Botenstoffe der unspezifischen Abwehr.

Die spezifische Abwehr

  • Die spezifische Abwehr braucht länger als die unspezifische, ist aber sehr effektiv: Sie kann Fremdantigene exakt erkennen und ihre Gedächtnisfunktion sorgt bei einer erneuten Infektion für eine sofortige Abwehrreaktion.

  • Die spezifische Abwehr besteht aus T- und B-Zellen. T-Zellen aktivieren andere Abwehrzellen und vernichten veränderte Zellen. Aus aktivierten B-Zellen entstehende Plasmazellen produzieren Antikörper.

  • Antikörper passen exakt zu jeweils bestimmten Antigenen (wie ein Schlüssel zum Schloss) und neutralisieren sie.

  • Durch Selbsterkennungsmoleküle auf körpereigenen Zellen unterscheidet die spezifische Abwehr zwischen „selbst“ und „fremd“, der Angriff auf körpereigene Zellen unterbleibt.

Drei Kurzberichte von der Abwehrfront

  • Bei der Abwehr von Bakterien haben Phagozyten und, falls diese nicht reichen, B-Zellen wesentliche Bedeutung.

  • Virusinfizierte Körperzellen werden von T-Zellen vernichtet, zudem produzieren B-Zellen (bzw. Plasmazellen) Antikörper.

  • Bei Parasiteninfektionen spielen zusätzlich Mastzellen und eosinophile Granulozyten eine Rolle.

Die Infektionsprophylaxe

  • Durch die Aktivimmunisierung (Schutzimpfung) bildet der Körper selbst Antikörper gegen durch den Impfstoff „präsentierte“ Fremdantigene, die dann wirksam vor einer ernsten Infektion schützen.

  • Bei der Passivimmunisierung werden Antikörper verabreicht. Sie wirken sofort, haben aber nur eine kurze Lebensdauer.

Das Lymphsystem

  • Die Lymphbahnen drainieren die Zwischenzellräume und führen die Flüssigkeit (Lymphe) in den Venenwinkeln dem venösen System zu.

  • In die Lymphbahnen sind als „Filter“ Lymphknoten zwischengeschaltet, die Erreger abfangen können.

  • Die Milz baut gealterte Erythrozyten ab.

  • Im Thymus reifen die T-Lymphozyten. Mit dem Erwachsenwerden bildet er sich fast vollständig zurück.

Die Entgleisungen des Abwehrsystems

  • Allergien sind fehlgeleitete (Über-)Reaktionen des Abwehrsystems gegen an sich harmlose Antigene.

  • Bei Autoimmunerkrankungen werden fälschlicherweise Antikörper oder zytotoxische T-Zellen gegen körpereigenes Gewebe gebildet.

Das Abwehrsystem (ImmunsystemImmunsystem), bestehend aus einer Vielzahl von Zellen und Organen, ist neben dem Nervensystem das wohl komplexeste System des menschlichen Körpers. Es schützt den Organismus in aller Regel sehr effektiv vor den unterschiedlichsten Krankheitserregern, aber auch vor bösartigen Zellen, wie sie nach heutiger Kenntnis ständig in unserem Körper entstehen.

Bei der Geburt ist das Abwehrsystem noch nicht „fertig“, Teile bilden sich erst im Kindesalter aus. Umgekehrt lässt die Abwehr beim älteren Menschen nach. Deshalb sind Infektionen in beiden Altersgruppen häufiger und zeigen sich anders als im mittleren Lebensalter. Die Lehre von den Strukturen und der Funktionsweise des Abwehrsystems ist die Immunologie.

Die Bestandteile des Abwehrsystems

Die vier Teilsysteme der Abwehr

Zur besseren Übersichtlichkeit werden vier Teilsysteme der Abwehr unterschieden, die jedoch auf vielfältige Weise miteinander vernetzt sind und eng zusammenarbeiten (Tab. 13.1).
Die unspezifische und spezifische Abwehr
Zum einen werden unspezifische und spezifische Abwehr differenziert:
  • Die unspezifische (angeborene) Abwehr ist antigenunabhängig. Sie ist von Geburt an verfügbar, sehr schnell und hat direkte Effektorfunktion. Die unspezifische Abwehr sorgt z. B. dafür, dass Bakterien, die durch eine kleine Wunde in die Haut eingedrungen sind, rasch vernichtet werden. Manchmal allerdings reicht die unspezifische Abwehr nicht aus, um den Erreger vollständig zu vernichten

  • Dann springt die spezifische (erworbene) Abwehr ein, die gegen ein spezielles Antigen gerichtet ist. Sie muss sich nach der Geburt erst entwickeln und braucht länger (Tage bis Wochen), um einen Gegenschlag vorzubereiten, der dafür aber sehr gezielt ist. Außerdem hat das spezifische Abwehrsystem die Fähigkeit, sich die Erreger zu „merken“ (AntigengedächtnisAntigengedächtnis), sodass es bei einem erneuten Kontakt mit dem gleichen Erreger wesentlich schneller „zuschlagen“ kann.

Merke

Alle Strukturen, die das Abwehrsystem aktivieren, es also dazu bringen, Gegenmaßnahmen einzuleiten, werden als AntigenAntigene bezeichnet. Häufig handelt es sich dabei um Proteine (Eiweiße 2.8.3) oder an Proteine gekoppelte Kohlenhydrate (Glykoproteine) auf der Oberfläche von Bakterien, Pilzen und Viren, aber auch „fremd gewordenen“ körpereigenen Zellen.

Die zelluläre und humorale Abwehr
Zum anderen werden im Abwehrsystem zelluläre und humorale Abwehrmechanismen unterschieden. „Zellulär“ bezieht sich auf die zahlreichen Abwehrzellen, die direkt an der Beseitigung von Erregern beteiligt sind, während die humorale Abwehr aus diversen Eiweißfaktoren, Enzymen und Antikörpern besteht.

Die Organe des Abwehrsystems

Abwehrsystem:OrganeAlle Abwehrzellen werden im Knochenmark gebildet und vermehren sich dort. Danach wandern sie aus und besiedeln die weiteren lymphatischen Organe, wo sie sich noch weiterentwickeln können.
Die lymphatischen Organe und Gewebe lassen sich unterteilen in:
  • Die primären lymphatischen Organe, in denen die unreifen Abwehrzellen zu immunkompetenten (immunreaktiven) Zellen heranreifen, das heißt Zellen, die in der Lage sind, fremde Antigene zu erkennen. Primäre lymphatische Organe sind der Thymus und das Knochenmark. Die Abwehrzellen gelangen dann über Blut- und Lymphbahnen in

  • Die sekundären lymphatischen Organe, sozusagen ihre „Arbeitsplätze“, nämlich Lymphknoten, Mandeln (Tonsillen) und andere lymphatische Gewebe des Rachenrings, Milz, Peyer-Plaques des Dünndarms (17.5.2) und viele weitere auf Schleimhäuten angesiedelte lymphatische Gewebe. Hier findet neben der Antigenerkennung auch die weitere Vermehrung der Abwehrzellen statt.

Die Zellen des Abwehrsystems

Abwehrsystem:ZelltypenDie Abwehrzellen leiten sich alle von pluripotenten („vielkönnenden“, d. h. mit mehreren Entwicklungsmöglichkeiten versehenen) Stammzellen:pluripotenteStammzellen aus dem Knochenmark ab (12.1.3, Abb. 12.4). Bei der Differenzierung („Spezialisierung“) der Stammzellen können zwei Wege eingeschlagen werden:
  • Sie können zu Stammzellen:myeloischemyeloischen (myelos = Mark, für Knochenmark) Stammzellen werden, die zu den drei Arten von Granulozyten (12.3.1, Tab. 13.2) sowie zu den Monozyten und Makrophagen ausdifferenzieren. Diese Zellen bilden einen Teil der unspezifischen Abwehr (13.2)

  • Oder sie werden zu lymphatischen Stammzellen:lymphatischeStammzellen und bilden in der weiteren Entwicklung die Lymphozyten mit den Untergruppen der T- und der B-Zellen (12.3.3) als Teil der spezifischen Abwehr (13.4) sowie die natürlichen Killerzellen (NK-Zellen).

Die genannten Abwehrzellen gehören alle zu den Leukozyten (weiße Blutzellen 12.3, Tab. 13.2). Viele von ihnen patrouillieren ständig im gesamten Körper auf der Suche nach Eindringlingen (also fremden Antigenen) oder nach fremd gewordenen (entarteten) körpereigenen Zellen. Nur etwa 10 % davon halten sich im Blut auf. 90 % befinden sich in den lymphatischen Organen, den Lymphgefäßen und der Interzellulärsubstanz (Zwischenzellflüssigkeit 5.3.2) nahezu aller Organe und Gewebe. Bei Abwehrvorgängen wandern verstärkt Abwehrzellen zum Ort des Geschehens. Durch die Freisetzung von EntzündungsvermittlerEntzündungsvermittlern, z. B. Histamin, Prostaglandinen, kommt es zu typischen EntzündungszeichenEntzündungszeichenEntzündungszeichen wie Rötung (verstärkte Durchblutung) und Schwellung (verstärkte Gefäßdurchlässigkeit), außerdem zu einer Vergrößerung der für das betreffende Gebiet zuständigen Lymphknoten („geschwollene Lymphdrüsen“) durch Vermehrung von Abwehrzellen.

Die Botenstoffe des Abwehrsystems

Im AbwehrsystemAbwehrsystem:Botenstoffe gibt es eine große Zahl von Molekülen (Enzyme wie das Komplementsystem 13.2.4 und hormonartige Botenstoffe, Zytokine 13.3), die der Kommunikation der verschiedenen Abwehrzellen untereinander dienen und Mikroorganismen zerstören können. Diese Botenstoffe können Abwehrzellen zur Vermehrung anregen und eine Art Spur bilden, vergleichbar einem Duft, dem man sich nähert. Diese Spur lockt weitere Abwehrzellen an den Infektionsort – ein Phänomen, das man als ChemotaxisChemotaxis bezeichnet.

Die unspezifische Abwehr

Die unspezifische (angeborene) Abwehrsystem:unspezifischesAbwehr steht dem Neugeborenen ab der Geburt zur Verfügung. Sie besteht aus:
  • Den äußeren Schutzbarrieren

  • Mehreren Gruppen der weißen Blutzellen, so den Phagozyten und den natürlichen Killerzellen

  • Mehreren Enzymen und Botenstoffen wie dem Komplementsystem, Zytokinen und Lysozym.

Die äußeren Schutzbarrieren

Die meisten Mikroorganismen scheitern bei ihrem Versuch, in den menschlichen Körper einzudringen, bereits an den äußeren Schutzbarrieren, äußereSchutzbarrieren (Abb. 13.1). Hierzu zählen die Haut und die Schleimhäute. Sie wirken in erster Linie als mechanischer Schutzwall, vergleichbar einer Mauer.
Harmlose (nicht-pathogene) Mikroorganismen, die Normalflora (physiologische Flora)Normalflora, siedeln physiologischerweise z. B. auf der Haut, in der Scheide und im Darm und verhindern die Ansiedlung von gefährlichen Mikroorganismen. Auch durch die Produktion von antimikrobiellen Stoffen (körpereigenen bakterienhemmenden Substanzen) wird die äußere Barriere noch sehr viel effektiver. Mundspeichel, Bronchialschleim und Tränenflüssigkeit etwa enthalten das Enzym (2.8.3) LysozymLysozym, das Zellwandstrukturen von Bakterien zerstören kann. Im Magen wird eine Vielzahl von Erregern durch den hohen Säuregehalt (17.4.4) abgetötet.

Die Phagozyten

Gelingt es Mikroorganismen, in den Körper einzudringen (z. B. durch eine Hautverletzung), werden sie in der Regel durch PhagozytenPhagozyten (FresszellenFresszellen; phagein = fressen) unschädlich gemacht. Die größte phagozytotische Aktivität haben die aus den Monozyten hervorgegangenen Makrophagen (12.3.2) und die neutrophilen GranulozytenGranulozyten (Tab. 13.2). Sie binden Fremdpartikel (z. B. Bakterien), umfließen diese und schließen sie ein, um sie dann im Zellinneren zu verdauen (Abb. 3.15).
Besonders „scharf“ sind die Phagozyten, wenn die Fremdpartikel besonders markiert worden sind: Diese Markierung kann durch Antikörper (13.5.3) oder Komplementfaktoren (13.2.4) geschehen und heißt OpsonierungOpsonierung (= „schmackhaft machen“).
Durch das schnelle Aufnehmen von antikörperbeladenen Erregern unterstützen Phagozyten das spezifische Abwehrsystem (13.4). Im Alter sinkt die Phagozytosefähigkeit deutlich.
Das Monozyten-Makrophagen-System
Als Monozyten-Makrophagen-System (MMS)Monozyten-Makrophagen-System (MMS) fasst man zahlreiche zur Phagozytose fähige Zellen zusammen, die aus gemeinsamen Vorläuferzellen entstanden sind:
  • Die Monozyten, Makrophagen und neutrophilen Granulozyten

  • Die Mikroglia-Zellen des ZNS (5.5.2)

  • Die Alveolarmakrophagen (16.7) in den Lungen

  • Die Kupffer-Zellen der Leber (17.6.2)

  • Die Osteoklasten (6.1.2) in den Knochen

  • Zelle:dendritischeDie dendritischen Zellen (DZ, dendritic cells, DC). Die unreifen dendritischen Zellen des Knochenmarks gelangen mit dem Blut in den gesamten Körper, z. B. die Haut, wo sie als Langerhans-Zellen (8.2.1) bezeichnet werden. Dort nehmen die dendritischen Zellen antigene Strukturen auf. Danach wandern sie in die Lymphknoten, differenzieren dort aus und leiten durch Antigenpräsentation (13.5.1) eine spezifische Immunantwort (13.5) ein.

Die Erkennung von Mikroorganismen
Wie bereits erwähnt, vernichten die Zellen der unspezifischen Abwehr Mikroorganismen, AbwehrMikroorganismen und andere Fremdpartikel sehr schnell und unspezifisch (wenig „treffsicher“). Auch sie müssen aber in der Lage sein, potenziell gefährliche Angreifer zu erkennen und zu binden. Dies erfolgt über Oberflächenrezeptoren, die im Gegensatz zur spezifischen Abwehr nicht ganz bestimmte molekulare Strukturen, sondern Strukturmuster erkennen, die auf vielen krankmachenden Mikroorganismen vorkommen. Diese heißen Pathogenassoziierte molekulare Muster (PAMPs)pathogen-assoziierte molekulare Muster, kurz PAMPs, die Rezeptoren dafür entsprechend Pattern-recognition-Rezeptoren, kurz PRRs. Die Mustererkennungsrezeptoren haben sich im Laufe der Evolution herausgebildet, sind genetisch festgelegt und bei den jeweiligen Zellgruppen gleich. Beispiele sind das Mannose-bindende Lektin (13.2.4) und die Toll-like-Rezeptoren (TLR)Toll-like-Rezeptoren (TLR). Außerdem können Phagozyten u. a. an Immunglobuline und Komplement binden.

Die natürlichen Killerzellen

Die natürlichen Killerzellen (NK-Zellen) sind eine Untergruppe der Lymphozyten (Abb. 12.3, Abb. 13.2). Sie wirken vor allem gegen virusinfizierte und tumorartig veränderte Zellen (wie auch die T-Zellen 13.5.1).
NK-Zellen sind in der Lage, Veränderungen auf der Zelloberfläche (genauer Veränderungen oder Fehlen von MHC-I-Molekülen) wahrzunehmen und die veränderten Zellen dann durch zytotoxische (zellschädigende) Substanzen, sog. ZytotoxinZytotoxine, zu zerstören.

Das Komplementsystem

Das Komplementsystem ist der Hauptpfeiler der humoralen unspezifischen Abwehr. Es vernichtet vor allem Bakterien und andere körperfremde Zellen und fördert Entzündungsreaktionen. Komplementsystem
Das Komplementsystem besteht aus neun Komplementfaktoren (Plasmaproteinen 12.1.4), die mit C1–C9 abgekürzt werden. Wie bei den Gerinnungsfaktoren (12.4.2) handelt es sich um inaktive Enzyme, die sich gegenseitig aktivieren. Wenn ein Enzym einer niedrigeren Stufe aktiviert wurde, aktiviert es mehrere Enzyme der nächsten Stufe. Auf diese Weise kommt es zu einer Kettenreaktion und massiven Ausbreitung der Komplementreaktion.
Diese Kettenreaktion kann auf drei Wegen in Gang gesetzt werden:
  • Im klassischen Weg durch Antigen-Antikörper-Komplexe (13.5.4)

  • Im MB-Lektin-Weg durch Mannose-bindendes Lektin (MBL, ein körpereigenes Eiweiß), das an Mannosereste auf Bakterienoberflächen bindet (Mannose ist ein glukoseähnlicher Einfachzucker)

  • Im alternativen Weg durch bakterielle Antigene.

Die Aufgaben des Komplementsystems
  • Der Faktor C3 führt zur erwähnten Opsonierung von Bakterien, die damit für Phagozyten noch attraktiver werden

  • Die aktiven Faktoren C3–C5 locken andere Abwehrzellen wie etwa Granulozyten an (Chemotaxis 13.1.4) und fördern dadurch die Entzündungsreaktion

  • Die Faktoren C5–C9 bilden den Membranangriffskomplex,Membranangriffskomplex den man sich als eine Art Loch in der Fremdzellmembran vorstellen kann – die Fremdzelle stirbt daraufhin ab (Abb. 13.3).

Die Zytokine

Viele Zellen des Abwehrsystems geben hormonartige Botenstoffe ab, mit denen sie z. B. andere Abwehrzellen zur Teilung anregen können. Diese Botenstoffe heißen Zytokine (auch LymphokineLymphokine genannt, wenn sie von Lymphozyten produziert werden). Durch die ZytokineZytokine kommunizieren die Abwehrzellen untereinander oder mit anderen Körperzellen und schädigen infizierte oder tumorös entartete Zellen.
Zu den Zytokinen zählen z. B. die verschiedenen Interleukine. InterleukineInterleukin-1 lockt z. B. Granulozyten und Fibroblasten (Bindegewebszellen) an den Ort der Entzündung und löst Fieber aus. Das vor allem von T-Helferzellen gebildete Interleukin-2 wirkt auf die T-Helferzellen zurück und stimuliert ihre eigene Vermehrung. Zusammen mit Interleukin-4 unterstützt es die Differenzierung von B-Zellen zu Antikörper bildenden Plasmazellen (Abb. 13.9).
Interferone (IFN)Interferone (IFN) werden von virusinfizierten Zellen freigesetzt. Sie lösen die Produktion von „antiviralen“ Proteinen aus und schützen so die noch gesunden Zellen vor einer Virusvermehrung. Neben dieser antiviralen Wirkung sind Interferone auch an der Kommunikation der Entzündungszellen untereinander beteiligt.
Der Tumor-Nekrose-Tumor-Nekrose-Faktor (TNF)Faktor (TNF) hat eine direkte zytotoxische Wirkung, stimuliert aber auch zytotoxische T-Zellen und neutrophile Granulozyten.

Medizin

Zytokine werden therapeutisch genutzt, beispielsweise Interferone bei der multiplen Sklerose, verschiedenen Formen von Virushepatitis und gegen einige seltene Tumoren und Leukämien (Blutkrebs). TNF-BlockerTNF-Blocker als Zytokin-Hemmstoffe werden bei bestimmten autoimmun mitbedingten chronisch-entzündlichen Erkrankungen eingesetzt (z. B. rheumatische Erkrankungen), falls andere Behandlungen ohne Erfolg geblieben sind.

Die Entzündungsreaktion

EntzündungsreaktionDie Entzündungsreaktion ist eine Antwort vornehmlich der unspezifischen Abwehr auf Zell- und Gewebeschäden unterschiedlichster Ursache, etwa durch Bakterien oder Hitzeeinwirkung. Ziel ist es, den Schaden zu begrenzen und die Schadensursache zu beseitigen.
Am Beginn der Entzündungsreaktion steht die Aktivierung von Makrophagen, welche mit der Phagozytose beginnen und EntzündungsmediatorenEntzündungsmediatoren (entzündungsvermittelnde Botenstoffe) wie etwa Histamin, Prostaglandine und verschiedene Zytokine (z. B. Interleukine, Interferon) freisetzen. Die Entzündungsmediatoren haben zahlreiche Wirkungen:
  • Die Blutgefäße weiten sich, die Durchblutung steigt, die Kapillaren werden durchlässiger. Der Flüssigkeitsaustritt lässt ein entzündliches Ödem entstehen, das u. a. durch seinen Gehalt an Botenstoffen die Abwehr unterstützt

  • Leukozyten, vor allem neutrophile Granulozyten, treten ebenfalls aus den Kapillaren aus (Abb. 13.4) und wandern zur Entzündungsquelle. Dort phagozytieren sie beispielsweise Bakterien

  • Sowohl die Phagozytose als auch z. B. die Aktivierung des Komplementsystems fördern die Abwehrprozesse weiter. Gegebenenfalls wird nun auch die spezifische Abwehr aktiviert.

Jede stärkere Entzündung hat Auswirkungen auf den Gesamtorganismus:
  • Die Leukozytenbildung im Knochenmark wird stimuliert, und es werden vermehrt Leukozyten ins Blut ausgeschwemmt. Dadurch kommt es zum Leukozytenanstieg im Blut, der Leukozytose. Diese ist bei bakteriell verursachten Entzündungen am stärksten

  • In der Leber steigt die Produktion der Akute-Phase-ProteineAkute-Phase-Proteine, welche alle Aufgaben im Rahmen der Immunabwehr haben. Zu den Akute-Phase-Proteinen gehört beispielsweise das als Entzündungswert diagnostisch genutzte CRP (C-reaktives Protein)CRP (C-reaktives Protein 12.3.5)

  • Fiebererzeugende Botenstoffe, die PyrogenePyrogene, verstellen den Temperatursollwert im Gehirn nach oben und verursachen so Fieber (15.4.4). Viele Immunreaktionen laufen bei erhöhter Körpertemperatur besser ab. Der Betroffene fühlt sich müde und abgeschlagen.

Merke

Klassische (lokale) Leitsymptome der Entzündung sind Schmerzen, Rötung, Schwellung, Überwärmung und Funktionsstörung. Hinzu kommen allgemeine Beschwerden wie etwa Fieber. Auch wenn diese Symptome Krankheitswert haben – die Entzündung ist ein sinnvoller, physiologischer Abwehrvorgang!

Vor allem bei Säuglingen, alten und abwehrgeschwächten Menschen ist die Entzündungsantwort vermindert.

Die spezifische Abwehr

Die spezifische (erworbene) Abwehr Abwehrsystem:spezifischesist entwicklungsgeschichtlich jünger (moderner) als die unspezifische. Sie bildet sich erst im Laufe der Kindheit durch den Kontakt mit immer neuen fremden Antigenen aus.
Zwei Besonderheiten zeichnen das spezifische Abwehrsystem aus: Spezifität und Gedächtnisfunktion.
Die Spezifität
Das spezifische Abwehrsystem ist in der Lage, ganz bestimmte molekulare Merkmale der Erreger zu erkennen und nur bei Vorhandensein dieser Merkmale (treffsicher) zu reagieren.
Grundlage dieser SpezifitätSpezifität sind Antigen-ErkennungsmoleküleAntigen-Erkennungsmoleküle, die als T-Zell-Antigenrezeptoren (T-Zell-RezeptorenT-Zell-Rezeptoren, TZR) membrangebunden auf den T-Zellen sowie als Antikörper frei in den Körperflüssigkeiten und als B-Zell-RezeptorenB-Zell-Rezeptoren (BZR) membrangebunden auf den B-Zellen zu finden sind. T-Zell-T-Zell-AntigenrezeptorAntigenrezeptoren und Antikörper sind strukturell unterschiedlich, gehören aber zu einer „großen Familie“.
Infolge zufälliger Kombination der verschiedenen DNA-Abschnitte, die für den Zusammenbau der Antigen-Erkennungsmoleküle zuständig sind, werden in den Lymphozyten viel mehr unterschiedliche Erkennungsmoleküle gebildet, als Gene dafür vorhanden sind. Vermehren sich aktivierte Lymphozyten, sorgen gehäufte Mutationen mit nachfolgender Selektion (4.6.2) für immer größere Passgenauigkeit der Erkennungsmoleküle.
Wenn man sich diese Erkennungsmoleküle als Schlösser vorstellt, dann sind die Antigene die Schlüssel, die zu ihnen passen und mit ihnen eine Verbindung eingehen können. Damit ist das Antigen erkannt.
Die Gedächtnisfunktion
Abwehrsystem:GedächtnisfunktionDie GedächtnisabwehrGedächtnisfunktion der spezifischen Abwehr ist der Grund dafür, warum man viele Krankheiten nur einmal im Leben bekommt und dann Immunität, Immunitätdas ist eine erworbene Unempfänglichkeit, vorliegt (13.7.1): Ein zweiter Kontakt mit dem gleichen Krankheitserreger bleibt dann sehr häufig folgenlos oder wird zumindest nicht mehr subjektiv bemerkt (inapparenter Verlauf).
Verantwortlich für diese immunologische „Gedächtnisfunktion“ sind langlebige Abwehrzellen (sog. GedächtniszellenGedächtniszellen), die über ihre spezifischen Rezeptoren ein bestimmtes Antigen erkennen (sich daran „erinnern“). Wahrscheinlich leben die einzelnen Gedächtniszellen Monate bis viele Jahre, aber nicht lebenslang. Für lebenslangen Schutz (lebenslanges „Erinnerungsvermögen“) scheinen wiederholter Antigenkontakt oder ständige Anwesenheit von geringsten Antigenmengen (beispielsweise in den Lymphknoten) und die Bildung von Tochterzellen notwendig zu sein. Aus diesem Grund sollte man besser von B- bzw. T-Zell-Gedächtnis sprechen. Diese Bezeichnung repräsentiert eine Funktion (Gedächtnis) und schließt die Wechselwirkungen mit antigenpräsentierenden Zellen (Abb. 13.6) ein.

Die T-Zellen

Eine Gruppe von Lymphozyten sind die T-Zellen (Abb. 13.5), benannt nach dem Thymus (13.8.3), wo die unreifen T-Zellen zu immunkompetenten T-Zellen werden. Sie „lernen“ hier, Selbst und Fremd zu unterscheiden. Nur gegen Fremdantigene gerichtete T-Zellen verlassen den Thymus. Solche, die körpereigene Antigenstrukturen erkennen und bekämpfen würden, werden ausgesondert und von Phagozyten vernichtet.
T-Zellen besitzen auf ihrer Oberfläche Erkennungsmoleküle, mit denen andere Antigene identifiziert werden können, die oben erwähnten T-Zell-Antigenrezeptoren. Die T-Zellen können allerdings keine frei „umherschwimmenden“ Antigene erkennen, sondern müssen das Antigen von einer antigenpräsentierenden Zelle „serviert“ bekommen. Passt nun dieser T-Zell-Antigenrezeptor auf das dargebotene Antigen (Abb. 13.6) und gibt die antigenpräsentierende Zelle gleichzeitig ein zweites Signal („Gefahrsignal“), so wird der T-Lymphozyt aktiviert. Diese zweite Signalgebung heißt Kostimulation und erfolgt ebenfalls über Rezeptoren. Sehr effektiv werden T-Zellen durch dendritische Zellen aktiviert.
Die aktivierte T-Zelle vermehrt sich und differenziert sich zu einer der verschiedenen Untergruppen aus. Die zahlreichen neu entstandenen T-Zellen (alle mit demselben Antigen-„Schloss“) leiten dann weitere Reaktionen ein, in deren Verlauf das Antigen beseitigt wird.
Die Untergruppen der T-Zellen
Erste Untergruppe sind die T-T-HelferzellenHelferzellenHelferzellen (TH-Zellen). Sie werden auch als T4-Zellen bezeichnet, da sie das Oberflächenmolekül CD4 (CD-System Abb. 13.6) tragen. Zum Erkennen von antigenpräsentierenden Makrophagen und B-Zellen sind sowohl ein T-Zell-Antigenrezeptor für das antigentragende MHC-II-Molekül (ein Selbsterkennungsmolekül 13.5.5) als auch das CD4 notwendig (Abb. 13.7, Abb. 13.9), weshalb CD4 auch als Korezeptor bezeichnet wird. T-Helferzellen differenzieren sich dann je nach aktivierender Zelle und Zytokinmilieu in:
  • TH1-Helferzellen, die Makrophagen aktivieren

  • TH2-Helferzellen, welche B-Zellen aktivieren.

Zweite Untergruppe sind die zytotoxischen T-ZellenT-Zellen:zytotoxische (Tc-Zellen). Ihr charakteristisches Oberflächenmolekül ist das CD8, weshalb sie auch T8-Zellen heißen. Für ihre „Zielerkennung“ sind sie mit einem T-Zell-Antigenrezeptor zur Erkennung von MHC-I-Molekülen ausgerüstet (13.5.5). Zytotoxische T-Zellen können bei virusinfizierten oder tumorartig veränderten Zellen durch PerforinePerforine und Granzym BGranzym B den programmierten Zelltod (Apoptose 3.8) auslösen und diese Zellen so vernichten (Abb. 13.8).
Regulatorische T-ZellenT-Zellen:regulatorische (Treg-Zellen) bremsen nach heutiger Kenntnis überschießende Immunreaktionen und sind für die Aufrechterhaltung der Selbsttoleranz (13.9) verantwortlich.
Nach Erstkontakt mit einem Fremdantigen werden antigenspezifische T-Zellen „in Bereitschaft“ gehalten, um dieses Antigen beim nächsten „größeren Angriff“ auf den Körper sofort und zielgenau bekämpfen zu können (13.5.5, Tab. 13.2). Diese Funktion wird als T-Zell-Gedächtnis zusammengefasst.
Die Altersveränderungen der T-Zellen
Im Alter lässt die T-Zell-Funktion nach. Dies ist eine Ursache für die Zunahme von Infektionen, Autoimmunphänomenen und -erkrankungen (13.9) sowie Tumoren bei älteren Menschen.

Die B-Zellen

Die B-Zellen
Die B-Zellen reifen im Knochenmark (engl. bone marrow) zu immunkompetenten Zellen. Ihre Hauptaufgabe ist die Produktion von Antikörpern (13.5.3), die das humorale System der spezifischen Abwehr darstellen.
AntikörperAntikörperAntikörper sind große Moleküle, die zunächst einmal auf der Membranoberfläche der B-Zellen ruhen. Sie haben dieselbe Funktion wie die anders gebauten, stets membrangebundenen Erkennungsmoleküle auf der T-Zell-Oberfläche: Wenn eine B-Zelle „ihr“ Antigen erkennt, ist dies ein Reiz zur Vermehrung und es entstehen aus ihr zahlreiche Plasmazellen. Dieser Vorgang erfordert wie bei der T-Zell-Aktivierung eine Kostimulation, je nach Antigen durch TH2-Helferzellen (Abb. 13.9) oder Zytokine.
Außerdem werden langlebige B- und wahrscheinlich auch Plasmazellen gebildet, welche die zelluläre Grundlage des B-Zell-Gedächtnisses darstellen.
Die Plasmazellen
Plasmazellen sind „kleine Antikörperfabriken“ – sie setzen riesige Mengen von spezifischen Antikörpern frei, die exakt zu dem Antigen passen, welches die B-Zelle stimuliert hat. Die überwiegende Anzahl der Plasmazellen ist gewebeständig, sie sitzen in den interstitiellen (Zwischenzell-)Räumen vieler Organe sowie in den sekundären lymphatischen Organen und zirkulieren mit der Lymphflüssigkeit, finden sich aber kaum im Blut. Vom Beginn einer Infektion bis zur Bereitstellung einer ausreichenden Zahl passender Antikörper vergeht durchschnittlich eine Woche – also die Zeit, in der man sich „so richtig“ krank fühlt.
Die Altersveränderungen der B-Zellen
Unter anderem durch verminderte T-Zell-Hilfe ist die B-Zell-Funktion bei alten Menschen vermindert. Die Antikörperbildung, AlterAntikörperbildung ist insgesamt geringer mit der Folge einer größeren Infektionsneigung, Reaktivierung von Infektionen und schlechterem Ansprechen auf Impfungen. Autoantikörper sind häufiger als bei jungen Menschen, führen aber nicht unbedingt zu einer Erkrankung.

Die Antikörper

Antikörper (AK), auch Immunglobuline (Ig)Immunglobuline (Ig) genannt, sind hoch selektiv auf bestimmte Antigene passende Proteine, die von den Plasmazellen sezerniert werden. Sie stellen die humorale Komponente des spezifischen Abwehrsystems dar.
Die Antikörper-Grundstruktur
Alle Antikörper haben die gleiche Grundstruktur aus vier verbundenen Proteinketten, je zwei leichten und zwei schweren Ketten. Diese sind zu einem großen Y-förmigen Molekül angeordnet (Abb. 13.10). An den beiden Armen des Y liegen die antigenerkennenden Abschnitte (Fab-Teil, ab = antigenbindend), während der Stamm u. a. für die Kommunikation mit Phagozyten und anderen Abwehrzellen verantwortlich ist (Fc-Teil, c = constant). Jedes Antikörper-Molekül hat also zwei Antigenbindungsstellen (man sagt auch, es sei bivalent, bi = zwei).
Die Antikörperklassen
In der EiweißelektrophoreseEiweißelektrophorese (elektrische Auftrennung nach Ladung, Molekulargewicht) kann man fünf verschiedene Antikörperklassen differenzieren (Abb. 13.10):
Immunglobulin G,Immunglobulin G (IgG) kurz IgG, macht mit etwa 80 % den größten Anteil der Antikörper aus. Es wird v. a. in der späten Phase der Erstinfektion und bei einer erneuten Infektion mit demselben Erreger gebildet (Abb. 13.11). IgG-Antikörper können das Komplementsystem aktivieren und durch Opsonierung die Phagozytose von Erregern erleichtern.

Merke

IgG sind plazentagängig, können also vom mütterlichen ins fetale Blut übertreten. Damit bieten sie in der Zeit, während der das Abwehrsystem von Fetus und Neugeborenem noch unreif ist, einen guten Schutz vor Infektionen („Nestschutz“).

IgM (Immunglobulin Immunglobulin M (IgM)M) ist ein sehr großes Molekül, da hier fünf Y-förmige Basismoleküle miteinander verbunden sind (Pentamer; penta = fünf). Aufgrund der vielen Antigenbindungsstellen können IgM ganze Zellen miteinander verklumpen (agglutinieren). IgM ist der erste Antikörper, der nach einer Infektion von einer aktiven Plasmazelle sezerniert wird (Abb. 13.11) – man kann das IgM daher für die Diagnose einer Erstinfektion heranziehen. Als Einzelmolekül (Monomer) kommt IgM außerdem als Antigenrezeptor auf der Oberfläche der B-Zellen vor, wo es als zellmembranständiges „Schloss“ auf den „Antigen-Schlüssel“ wartet, der zur Aktivierung der Zelle führt.
IgA (Immunglobulin Immunglobulin A (IgA)A) ist als Einzelmolekül (Monomer) im Blut vorhanden, als Doppelmolekül (Dimer; di = zwei) kommt es in diversen Körpersekreten wie Speichel, Darmsekreten und Bronchialschleim vor. Entsprechend unterstützt es die lokale Abwehr von Erregern, die auf Schleimhäuten siedeln.
IgE (Immunglobulin Immunglobulin E (IgE)E) spielt bei der Abwehr von Parasiten (z. B. Würmern) und bei Allergien (13.9) eine Rolle. Am Stamm seines Y-förmigen Moleküls besitzt es Strukturen, die an Mastzellen (Abb. 12.3, 12.3.1) binden können. Mastzellen bzw. die von ihnen abgegebenen Sekrete sind hauptverantwortlich für die Symptome von allergischen Reaktionen.
IgD (Immunglobulin Immunglobulin D (IgD)D) kommt ebenso wie das monomere IgM auf der Oberfläche von B-Zellen vor und dient wie dieses als zellständiges Antigen-Erkennungsmolekül. Andere Funktionen von IgD sind bisher nicht bekannt.
Die Antikörperspiegel in den verschiedenen Lebensphasen
Neugeborene haben wenig IgA und IgM, hingegen infolge der diaplazentaren Übertragung viel IgG. Gestillte Kinder nehmen zudem IgA mit der Muttermilch auf und kleiden damit gewissermaßen ihre Darmschleimhaut aus.
Mit der Zeit werden die mütterlichen Antikörper im Blut abgebaut. Der IgG-Spiegel sinkt ab, sodass die LeihimmunitätLeihimmunität (der NestschutzNestschutz) nachlässt und das Baby etwa ab dem sechsten Lebensmonat anfälliger für Infektionen wird. Es muss sich nun mit den verschiedensten Infektionserregern seiner Umwelt auseinandersetzen und einen eigenen Antikörperschutz aufbauen. Dadurch steigt der IgG-Spiegel langsam wieder an und erreicht im Grundschulalter Erwachsenenwerte.

Pädiatrie

Häufige „banale“ Infekte bei Klein- und Kindergartenkindern, besonders nach Aufnahme in eine Kinderbetreuungseinrichtung, sind nicht Ausdruck eines „schlechten“, sondern in aller Regel eines funktionierenden, „trainierenden“ Immunsystems.

Die monoklonalen Antikörper
Bei einer normalen Abwehrreaktion werden immer mehrere B-Zellen aktiviert. Da sich diese B-Zellen genetisch leicht voneinander unterscheiden, sind auch die entstehenden Antikörper etwas verschieden. Man spricht von Antikörper:polyklonalepolyklonalen Antikörpern (ein Klon bezeichnet alle Nachkommen einer einzigen Zelle; poly = viel).
In Forschung und Therapie werden dagegen häufig monoklonale Antikörper:monoklonaleAntikörper (mAk) verwendet: Im Labor wird eine einzige Plasmazelle isoliert und zur Vermehrung gebracht. Ihre Nachkommen erzeugen dann vollkommen gleiche, gegen ein ganz bestimmtes Antigen gerichtete Antikörper in großer Menge. Monoklonale Antikörper werden diagnostisch u. a. in der Infektionsdiagnostik und therapeutisch z. B. gegen bestimmte Tumoren, Leukämien oder autoimmunologisch (mit) bedingte Erkrankungen eingesetzt.

Die Antigen-Antikörper-Reaktionen

Wie erwähnt besitzen die Antikörper Bindungsstellen für Fremdmoleküle (Antigene). Reagieren Antikörper nun mit „ihren“ Antigenen, bilden sich Antigen-Antikörper-Antigen-Antikörper-KomplexKomplexe (Schlösser mit eingestecktem Schlüssel). Die Antikörper können auf unterschiedliche Weise gegen Erreger oder Toxine wirken:
  • Das große IgM-Molekül ist z. B. in der Lage, ganze Zellen miteinander zu verklumpen (agglutinieren). Die Antigen-Antikörper-Komplexe werden dann phagozytiert (Abb. 13.12)

  • Bei der Bindung von IgG oder IgM an ein Antigen kann im weiteren Verlauf das Komplementsystem aktiviert werden (13.2.4). Dies führt dann zur Auflösung (Lyse) der Erregerzelle

  • Außerdem sind IgG-bedeckte, also opsonierte Zellen eine bevorzugte „Mahlzeit“ von Fresszellen.

Die Selbsterkennungsmoleküle

Der Körper muss Abwehrsystem:Selbsterkennungfremde von eigenen Molekülstrukturen unterscheiden können, denn sonst würde sich die spezifische Abwehr auch gegen die Antigene des eigenen Organismus richten und so nach wenigen Tagen den Tod herbeiführen.
Die MHC-Moleküle
Um dies zu vermeiden, gibt es die MHC-MHC-MoleküleMoleküle (für major histocompatibility complex = Haupt-Gewebeverträglichkeits-Komplex). Dies sind Oberflächenmoleküle der Zellen, die eine Art „Tasche“ bilden und in diese Peptide einlagern können. Die MHC-Moleküle sind hochspezifisch, also bei jedem Menschen anders. Nur bei eineiigen Zwillingen (20.1) sind sie identisch.

Merke

Die MHC-Moleküle bilden zusammen mit dem eingelagerten Peptid eine Art „Personalausweis“, der vom Abwehrsystem („Personenkontrolle“) benutzt wird, um fremde von eigenen Zellen („Staatsbürgern“) zu unterscheiden.

Man unterscheidet zwei Klassen von MHC-Molekülen, die:
  • MHC-Klasse-I-Moleküle (MHC-I), die auf allen kernhaltigen Zellen sowie den Thrombozyten vorkommen und die „klassischen“ Transplantationsantigene sind. MHC-I-Moleküle lagern zelleigene Peptide ein

  • MHC-Klasse-II-Moleküle (MHC-II), die auf Lymphozyten und antigenpräsentierende Zellen (z. B. Makrophagen) beschränkt sind. Sie werden mit von außen (z. B. Bakterien) stammenden Peptiden beladen.

T-Zellen können Antigene wie oben erwähnt nicht direkt erkennen, sondern müssen sie von antigenpräsentierenden Zellen (APZ Tab. 13.2, Abb. 13.6) angeboten bekommen. Bei dieser Antigenpräsentation wird den T-Zellen neben dem Antigenfragment immer auch das entsprechende MHC-Molekül „gezeigt“. Nur in dieser Verbindung kann die T-Zelle das Antigen wirklich als fremden Körperbestandteil erkennen und aktiviert werden:
  • T-Helferzellen (13.4.1) identifizieren den Komplex aus MHC-Klasse-II-Molekülen und dargebotenem Antigen und aktivieren dann Makrophagen (TH1-Zellen) und B-Zellen (TH2-Zellen)

  • Zytotoxische T-Zellen erkennen MHC-Klasse-I-Moleküle zusammen mit dargebotenen Antigenen (Abb. 13.8) und zerstören die infizierte oder tumorös entartete Zielzelle (auch bei Tumorzellen werden fremdartige Antigene gebildet).

Der MHC wird beim Menschen häufig auch als Human leukocyte antigen (HLA)HLA bezeichnet (für human leukocyte antigen = menschliches Leukozyten-Antigen), da er zuerst auf Leukozyten (weißen Blutzellen) entdeckt wurde.
Die Transplantatabstoßung
Da sich die MHC-TransplantatabstoßungMoleküle von Mensch zu Mensch unterscheiden, wird verständlich, warum fremde Organe fast immer abgestoßen oder nur unter starker Immunsuppression (medikamentöse Dämpfung des Abwehrsystems 13.9) toleriert werden. Vor allem die T-Zellen erkennen den vermeintlichen „Eindringling“ und bekämpfen ihn.
Man versucht daher, für Spenderorgane durch HLA-Typisierung einen Empfänger zu finden, dessen MHC-Muster dem des zu transplantierenden Organs möglichst ähnlich ist, – oder, um den Vergleich mit dem Ausweis wieder aufzugreifen, zu versuchen, dass Spenderorgan und Empfänger möglichst ähnliche Passfotos haben. So werden die Abstoßungsreaktionen des Empfängerorganismus auf das neue Organ deutlich reduziert. Dennoch ist fast immer eine lebenslange Einnahme von Medikamenten nötig, die die Aktivität des Abwehrsystems hemmen.

Drei Kurzberichte von der Abwehrfront

Die Abwehr von Bakterien

Wenn eindringende Bakterien (Abb. 13.13, Abb. 13.5)Bakterien „Pech haben“, werden sie gleich schon an der Eintrittspforte (z. B. einer Hautverletzung) von den ständig lauernden Phagozyten entdeckt und phagozytiert. Jedoch muss gerade bei größeren Bakterienmengen oder besonders virulenten (gefährlichen) Erregern die spezifische Abwehr helfen. Hier sind es vor allem die antigenpräsentierenden B-Zellen, die, mithilfe von TH2-Zellen zu Plasmazellen aktiviert, entsprechende Antikörper bilden. Wenn sich die Antikörper an die Erreger binden, können die Mikroorganismen durch nachfolgende Aktivierung des Komplementsystems vernichtet werden. Außerdem werden sie durch die anhaftenden Antikörper (Opsonierung) eine attraktive Mahlzeit für Makrophagen und Granulozyten. EiterEiter, der typisch ist für lokale bakterielle Infektionen, besteht in erster Linie aus zerfallenen neutrophilen Granulozyten, daneben aus aufgelösten Geweberesten und Bakterien.
Viele Bakterien haben allerdings Mechanismen entwickelt, um dem Abwehrsystem möglichst zu entgehen: Sie tragen z. B. bestimmte Moleküle auf ihrer Oberfläche, die vom Abwehrsystem nur schwer als „fremd“ erkannt werden, umhüllen sich mit einer phagozytosehemmenden Schleimkapsel oder vermögen sogar in Körperzellen zu überleben.

Medizin

Gegen die meisten Bakterien stehen wirksame AntibiotikaAntibiotika zur Verfügung, also bakterienhemmende oder -tötende Medikamente. Zunehmend bereiten aber Resistenzen Probleme: Da Bakterien sich sehr schnell vermehren, zeigen sich bei ihnen in relativ kurzer Zeit auch viele Mutationen (Veränderungen des Erbgutes 4.6.2), die früher oder später dazu führen, dass die Erreger wirksame Gegenmittel gegen die eingesetzten Antibiotika produzieren, etwa Enzyme, die das Antibiotikum inaktivieren. Besonders ernst zu nehmen sind multiresistente Erreger, multiresistenteErreger (MRE), die gegen viele Antibiotika gleichzeitig resistent sind.

Die Abwehr von Viren

VirenabwehrViren (Abb. 13.14) werden oft als Sonderform des Lebens angesehen, da sie nicht die Kriterien für Lebewesen erfüllen (1.1): So sind sie nicht in der Lage, sich selbstständig zu vermehren – sie sind hierzu auf eine Wirtszelle angewiesen. VirenViren bestehen nur aus Erbinformation (DNA oder RNA 2.8.4), einem Proteinmantel (KapsidKapsid) sowie evtl. einer äußeren Hülle (EnvelopeEnvelope), mit der neu gebildete Viren bei der Freisetzung aus der Wirtszelle umgeben werden. Sie besteht aus der Wirtszellmembran, in die virusspezifische Proteine eingelagert sind.
Weder Antikörper noch T-Zellen können in einer Wirtszelle befindliche Viren erkennen und unschädlich machen. Allerdings können die befallenen Zellen eine Art „SOS-Flagge“ hissen, indem sie Teile des Virus zusammen mit MHC-Klasse-I-Molekülen auf ihrer Zelloberfläche darbieten (Antigenpräsentation Abb. 13.9). Dies ist ein Alarmsignal für T-Zellen, die Zelle als infiziert zu erkennen und abzutöten. Zusätzlich beginnen aktivierte B-Zellen, sich in Plasmazellen umzuwandeln und Antikörper gegen die Viren zu produzieren. Wenn die Viren nach ihrer Vermehrung freigesetzt werden, sind sie für Antikörper zugänglich.
Daneben werden von virusbefallenen Zellen Interferone (13.3) ausgeschüttet, die Nachbarzellen vor einer möglichen Virusinvasion warnen. Die Nachbarzellen reduzieren daraufhin ihren Stoffwechsel und werden so unempfindlicher gegen einen Virusbefall, außerdem produzieren sie vorsorglich antiviral wirkende Zytokine.

Medizin

Die meisten Virusinfekte kann der Körper selbst beherrschen. Die heute zur Verfügung stehenden VirostatikaVirostatika (antivirale Medikamente) wirken nur gegen einen Teil der Viren und sind recht nebenwirkungsreich, da sie stets auch menschliche Zellen „mit treffen“.

Die Abwehr von Parasiten

Parasiten, AbwehrAls Parasiten werden v. a. die verschiedenen, den Menschen befallenden Würmer und humanpathogenen Einzeller (Protozoen) zusammengefasst. Gegen Parasiten geht das Abwehrsystem in erster Linie mit den bekannten Abwehrzellen vor, also den Phagozyten, B- und T-Zellen. Daneben spielen noch die Mastzellen und die eosinophilen Granulozyten (Tab. 13.2) sowie Antikörper des Typs Immunglobulin E eine besondere Rolle. Mastzellen und eosinophile Granulozyten können zell- und gewebeschädigende Substanzen ausschütten. Mit Immunglobulin E besetzte Parasiten werden von den Mastzellen leicht erkannt – sie heften sich an die IgE-Antikörper und können bei diesem engen Kontakt den Parasiten durch die Abgabe von Zytokinen schädigen.

Die Infektionsprophylaxe

Prophylaxe:InfektionenInfektionsprophylaxeInfektionen sind ein wieder zunehmendes „Thema“ in der Medizin: Man denke etwa an die Zunahme von Antibiotikaresistenzen und die Nosokomialinfektionennosokomialen Infektionen, also solcher Infektionen, die in medizinischen Einrichtungen erworben wurden. Auch veränderte oder neue Erreger tauchen immer wieder auf, etwa veränderte Influenzaviren (Grippeviren) bzw. 2012 das MERS-CoV (Middle East Respiratory Syndrome Coronavirus).
Eine Möglichkeit, Infektionen vorzubeugen, ist die ExpositionsprophylaxeExpositionsprophylaxe, also die Vermeidung des Kontakts mit dem Erreger. Die erforderlichen Maßnahmen hängen von den Eigenschaften des Erregers und seinen Übertragungswegen ab. Die Bedeutung von Händehygiene (Händewaschen, Händedesinfektion), sorgfältiger Desinfektion und Sterilisation sowie aseptischen Arbeitens kann aber nicht genug betont werden.

Pflege

Zur Expositionsprophylaxe gehört auch, bei jedem möglichen Kontakt mit Blut, Ausscheidungen und Sekreten geeignete Handschuhe zu tragen und Verletzungen mit gebrauchten Instrumenten zu vermeiden (Benutzung sicherer Instrumente, falls nicht möglich, Instrumente sofort entsorgen, nicht in die Hülle zurückstecken). Hepatitis B und C sowie HIV beispielsweise werden durch Körperflüssigkeiten übertragen.

Weitere wichtige Säule der Infektionsprophylaxe ist die Impfprophylaxe, insbesondere bei weit verbreiteten Erregern, die häufig zu schweren Erkrankungen führen.

Die Aktivimmunisierung

ImmunisierungBei manchen Infektionserregern, etwa dem Masernvirus, ist ein einmal Erkrankter praktisch für immer vor weiteren Angriffen des Erregers geschützt (immun), hat er die erste Infektion überstanden. Das Masernvirus verändert sich nicht, und das immunologische Gedächtnis macht erneut eindringenden Viren so schnell den Garaus, dass es der Betroffene nicht einmal bemerkt. Man spricht auch von erworbener Immunität.
Eine SchutzimpfungSchutzimpfung (AktivimmunisierungAktivimmunisierung) bewirkt das Gleiche: Durch eine künstliche Infektion mit einer kleinen Menge abgetöteter Keime (Totimpfstoffe), speziell vorbehandelter, wenig gefährlicher lebender Erreger (Lebendimpfstoffe) oder Toxinmoleküle (Toxoidimpfstoffe) wird künstlich ein „kontrollierter Übungskampf“ erzeugt. Das Abwehrsystem nutzt die vermeintliche Infektion, passende Antikörper und ein immunologisches Gedächtnis zu bilden, die dann bei einer tatsächlichen Infektion parat stehen.
Influenza-VirusGrippe-VirusAnders hingegen ist es beispielsweise bei den Influenzaviren (Grippeviren), die ihre antigene Struktur mit großer Regelmäßigkeit etwas verändern, sodass vorhandene Antikörper und das immunologische Gedächtnis nicht mehr „greifen“. Hier schützt eine einmal durchgemachte Erkrankung oder eine Impfung nur für kurze Zeit. Deshalb muss die Grippeimpfung jährlich mit den im nächsten Winter wahrscheinlich „aktuellen“ Stämmen wiederholt werden.
Die STIKO (Ständige Impfkommission am Robert-Koch-Institut)Ständige Impfkommission am Robert Koch-Institut (STIKO) gibt in regelmäßigen Abständen aktualisierte Impfempfehlungen für Kinder wie für Erwachsene heraus (Tab. 13.3).

Prävention

Aus den verschiedensten Gründen bestehen nach wie vor in allen Altersgruppen teils erhebliche Impflücken. Pflegende können hier präventiv tätig sein, indem sie Patienten den Wirkmechanismus von Impfungen darlegen und erklären, dass nicht alle Beschwerden nach einer Impfung Nebenwirkungen oder gar Komplikationen sind – gerade bei einer Erstimpfung geht die Auseinandersetzung des Körpers mit dem Erreger nicht ganz ohne Symptome ab.

  • Gegen einige Erkrankungen, etwa Diphtherie oder Tetanus (Wundstarrkrampf), sollten alle Menschen über ausreichenden Impfschutz verfügen. Wichtig: Auffrischimpfungen nicht vergessen

  • Für Fernreisen gelten je nach Region zusätzliche Impfempfehlungen, über die man sich z. B. bei den Gesundheitsämtern und Tropeninstituten informieren kann

  • Ferner sollten sich Angehörige bestimmter Berufsgruppen vor speziellen Risiken schützen. Beispielsweise ist die Tollwut für „Otto Normalverbraucher“ in aller Regel keine Gefahr, für Förster, Tierärzte und zum Teil auch medizinisches Personal jedoch ein ernst zu nehmendes Risiko

  • Auch einige Vorerkrankungen sowie Alter über 60 Jahre bedeuten eine erhöhte Gefährdung und können eine Impfempfehlung bedingen, z. B. Pneumokokken-Impfung bei Erwachsenen.

Die Passivimmunisierung

PassivimmunisierungGefährlich ist es z. B., wenn sich eine nicht-immune Schwangere mit Rötelnviren infiziert, insbesondere während der ersten drei Schwangerschaftsmonate. Die Rötelnviren gelangen über die Plazenta zum Ungeborenen, und es drohen vor allem Innenohr-, Augen-, Herz- und Gehirnschäden.
Um diese Röteln-Embryopathie zu verhindern, können der Schwangeren spezifische Röteln-Antikörper injiziert werden, die anstelle der nicht vorhandenen eigenen Antikörper die Rötelnviren unschädlich machen sollen, bevor sie auf das Kind übergreifen.
Die Antikörper (Immunglobuline) werden vom Blut anderer Kranker, die eine Rötelninfektion überstanden haben, gewonnen. Da das Abwehrsystem nicht selbst aktiv werden muss, spricht man von Passivimmunisierung.
Auch bei Krankheiten, die durch Giftstoffe (Toxine) des Erregers gefährlich sind, hat die passive Immunisierung große Bedeutung, weil die Toxine im Blut durch Immunglobuline unschädlich gemacht werden können. Dies kann bei Diphtherie, Tollwut oder Tetanusinfektionen lebensrettend sein.
Allerdings schützen Passivimmunisierungen nur 1–3 Monate, da die zugeführten Antikörper vom Organismus abgebaut werden. Der Vorteil ist, dass Infektionen kurzfristig am Ausbruch gehindert oder in ihrem Verlauf gemildert werden können.

Das Lymphsystem

Das lymphatische System besteht aus den LymphsystemLymphbahnen und den lymphatischen Organen. Es erfüllt drei Hauptaufgaben:
  • Drainage des Interstitiums über die Lymphe

  • Mitarbeit bei der Immunabwehr

  • Transport bestimmter Fette aus dem Darm (17.7.3).

Lymphatische Organe sind (13.1.2, Abb. 13.15):
  • Knochenmark und Thymus als primäre lymphatische Organe

  • Milz, Lymphknoten und lymphatische Gewebe der Schleimhäute (Mukosaassoziierte lymphatische Gewebe (MALT)mukosaassoziierte lymphatische Gewebe, kurz MALT) als sekundäre lymphatische Organe. Zu den lymphatischen Geweben der Schleimhäute zählen v. a. der lymphatische Rachenring mit Rachen-, Zungen- und Gaumenmandeln (16.2) und die Peyer-Plaques des Dünndarms (17.5.2).

Alle lymphatischen Organe weisen einen hohen Gehalt an retikulärem Bindegewebe (5.3.4) und Lymphozyten auf.

Pädiatrie

Die lymphatischen Organe, besonders der lymphatische Rachenring, sind bei Kindern sehr stark entwickelt. Grund dafür ist die physiologische Auseinandersetzung mit den allgegenwärtigen Umweltkeimen. Häufige Infektionen vor allem der oberen Luftwege sind in dieser immunologischen Lernphase normal und keinesfalls Zeichen einer Abwehrschwäche.

Die Lymphe, Lymphbahnen und Lymphknoten

Die Lymphe
LympheIm arteriellen Schenkel der Kapillaren werden täglich rund 20 l Flüssigkeit in das Interstitium filtriert, jedoch nur ca. 18 l davon im venösen Schenkel wieder reabsorbiert (3.5, 15.1.3). Die übrigen zwei Liter (also etwa 10 %) bilden die Lymphe. Ihre Zusammensetzung entspricht der des Blutplasmas mit Ausnahme des deutlich niedrigeren Eiweißgehaltes (ca. 20 g/l gegenüber 70–80 g/l im Blutplasma).
Die Lymphbahnen
Die Lymphe wird von den Lymphkapillaren aufgenommen, die überall in den Geweben blind beginnen. Sie verlaufen etwa parallel zu den venösen Gefäßen und vereinigen sich zu zunehmend größeren LymphbahnenLymphbahnen (Abb. 13.16). Die Lymphbahnen stellen neben dem venösen System ein zweites Abflusssystem dar, durch das interstitielle Flüssigkeit in den Blutstrom zurückgeleitet wird.
Über die Lymphbahnen gelangt die Lymphe in die Lymphknoten. Nach Passage der Lymphknoten sammelt sich die Lymphe in den großen Lymphbahnen. Dabei vereinigen sich die großen Lymphbahnen der unteren Körperabschnitte in der Cisterna Cisterna chylichyli und laufen als Ductus thoracicus (Milchbrustgang)Milchbrustgang durch das Zwerchfell ins hintere Mediastinum. Nach dem Zufluss der Hauptlymphbahnen des linken Armes und der linken Kopfhälfte mündet der Ductus Ductus(-us):thoracicusthoracicus über den linken Venenwinkel, den Zusammenfluss von linker V. jugularis interna und V. subclavia (innerer Drosselvene und Schlüsselbeinvene), ins Blut. Die Lymphe der rechten oberen Körperseite mündet dagegen als rechter Hauptlymphgang (Ductus lymphaticus dexter) direkt in den rechten Venenwinkel.
Die Lymphknoten
LymphknotenLymphknotenDie interstitielle Flüssigkeit und damit die Lymphe enthalten nicht nur Wasser, Elektrolyte und Stoffwechselprodukte, sondern z. B. auch Zelltrümmer oder Krankheitserreger. In die Lymphbahnen sind als biologische Filterstationen gruppenweise die Lymphknoten (Nodi Nodi lymphaticilymphatici) eingeschaltet. Jeder Körperregion lässt sich dabei eine Gruppe regionaler Lymphknoten zuordnen (Abb. 13.16). „Nachgeschaltete“ Lymphknoten, welche die Lymphe mehrerer regionaler Lymphknoten aufnehmen, heißen Sammellymphknoten.
Ein Lymphknoten ist ein mehrere Millimeter langes, bohnenförmiges Körperchen, das von einer Bindegewebskapsel umschlossen ist. Ins Innere strahlen zahlreiche bindegewebige Balken ein, die Trabekel:LymphknotenTrabekel (Abb. 13.17). Dazwischen befindet sich ein Netz phagozytierender Retikulumzellen. In dessen Zwischenräumen liegt das lymphatische Gewebe, wo die Vermehrung der Lymphozyten stattfindet. Man unterscheidet eine innere Markzone und eine äußere Rindenzone. In der Rindenzone liegen die Lymphozyten in kugelförmigen Verdichtungszentren, den Rindenfollikeln. Dort finden sich vor allem B-Lymphozyten. Zwischen Rinden- und Markzone sind v. a. T-Lymphozyten zu finden, in der Markzone insbesondere strangförmig gruppierte B-Lymphozyten und Plasmazellen.
Die Lymphe erreicht über mehrere zuführende Lymphgefäße (Vasa afferentia) auf der konvexen Seite den Lymphknoten. Sie fließt dann langsam durch ein verzweigtes Hohlraumsystem (Sinus) in Richtung der konkaven Seite. Dabei tritt die Lymphe in engen Kontakt mit den Abwehrzellen, die so Gelegenheit bekommen, Antigene abzufangen und ggf. die spezifische Abwehr in Gang zu setzen. An der konkaven Seite des Lymphknotens verlässt die nun „gereinigte“ Lymphe den Lymphknoten über 1–2 ableitende Lymphgefäße (Vasa efferentia).

Medizin

Lymphknotenvergrößerungen (LymphomLymphome) treten bei Entzündungen, aber auch bei bösartigen Erkrankungen im Bereich ihres Zuflussgebietes auf.

Das Lymphödem
Ist der Lymphabfluss gestört, kann sich ein LymphödemLymphödem ausbilden, eine (zunächst) teigige Schwellung mit Spannungs- und Schweregefühl und Bewegungseinschränkung.
Verhältnismäßig häufige Ursache ist die Entfernung oder strahlentherapiebedingte Schädigung der Achsellymphknoten beim Mammakarzinom (Brustkrebs:LymphödemBrustkrebs). Gezielte Massagetechniken (Lymphdrainage), sorgfältige Hautpflege, das Meiden einengender Kleidung, schweren Tragens und starker Wärmeeinwirkung (z. B. Sauna) sowie ggf. Kompression der betroffenen Extremität wirken prophylaktisch und therapeutisch.

Die Milz

MilzDie Milz (LienLien, SplenSplen) liegt im linken Oberbauch unter dem Zwerchfell. Sie misst ca. 7 × 12 cm und wiegt etwa 150 g. Am Milzhilum tritt die Milzarterie (Arteria(-ae):lienalis (A. splenica)A. lienalis, A. splenica) als zuführendes Blutgefäß in die Milz ein, während die Milzvene (Vena(-ae):lienalis (V. splenica)V. lienalis, V. splenica) sie hier verlässt (Abb. 13.18).
Die Milz ist von einer Bindegewebskapsel umgeben, von der zahlreiche Balken, die Trabekel:MilzTrabekel, in das Organinnere einstrahlen (Abb. 13.19). Das so entstandene dreidimensionale Balkenwerk umschließt das eigentliche Milzgewebe, die Milzpulpa.
Die Schnittfläche einer frischen Milz zeigt bei genauer Betrachtung ein ausgedehntes, dunkelrotes Gewebe, die Rote Pulpa, Milzrote Pulpa, in das viele stecknadelkopfgroße weiße Stippchen eingestreut sind. Diese werden als Weiße Pulpa, Milzweiße Pulpa bezeichnet.
  • Die rote Pulpa besteht aus großen Bluträumen, den MilzsinusMilzsinus, und einem feinen bindegewebigen Maschenwerk, den Pulpasträngen, in das viele rote und weiße Blutkörperchen eingelagert sind

  • Die weiße Pulpa setzt sich aus lymphatischem Gewebe zusammen, das sich als Periarterielle Lymphozytenscheiden (PALS)periarterielle Lymphozytenscheiden (PALS) entlang der Arterien ausbreitet. Zusätzlich findet man kugelförmige Lymphfollikel.

Rote und weiße PulpaPulpa stehen normalerweise in einem Volumenverhältnis von ungefähr 3 : 1.
Die Funktionen der Milz
Funktionen der Milz sind:
  • Identifizierung und Abbau von überalterten Blutzellen („Blutmauserung“ 12.2.4)

  • Infektionsabwehr (Lymphozytenvermehrung, Herausfiltern und Abbau von Mikroorganismen)

  • Abfangen und Abbau von Gerinnungsprodukten (kleinen Thromben)

  • Thrombozytenspeicherung

  • Vor der Geburt Blutbildung (Hämatopoese, 12.1.3).

Die Milz ist nicht lebensnotwendig, weil ihre Funktionen von Leber, Knochenmark und anderen lymphatischen Organen übernommen werden können. Das Infektionsrisiko ist nach Milzentfernung aber erhöht, besonders bei Kindern unter sechs Jahren.

Der Thymus

Der ThymusThymus (BriesBries) liegt im vorderen Mediastinum über dem Herzbeutel. Umhüllt von einer zarten Bindegewebskapsel, besteht er aus zwei Lappen, die wiederum in Läppchen gegliedert sind (Abb. 13.20).
Man unterscheidet:
  • Die peripher gelegene Thymusrinde mit zahlreichen T-Lymphozyten und deren Vorläufern

  • Das zentrale, lymphozytenarme Thymusmark.

Das Gewebegerüst des Thymus besteht aus Thymusepithelzellen, die ein verzweigtes Netz bilden.
Die Vorläufer der T-Lymphozyten, Thymozytendie Thymozyten, wandern in die Thymusrinde ein und vermehren sich dort. Die meisten der neu gebildeten Zellen gehen aber im Rahmen komplizierter Selektionsprozesse wieder zugrunde. Bevor ein T-Lymphozyt den Thymus verlässt, wird zuerst sichergestellt, dass die Bindung an MHC-Moleküle funktioniert (positive Selektion) und dass er sich nicht gegen körpereigene Substanzen richtet (negative Selektion). Für diese Selektionsprozesse ist der Kontakt zwischen den reifenden Lymphozyten und den Retikulumzellen von entscheidender Bedeutung.
Daneben sezerniert der Thymus verschiedene Hormone, die wahrscheinlich im Sinne von Wachstumsfaktoren des Abwehrsystems wirken.
Die Altersveränderungen des Thymus
Bei Kindern und Jugendlichen ist der ThymusThymus:Altersveränderung voll ausgebildet und erreicht ein Gewicht von maximal 40 g. Ab der Pubertät bildet sich der Thymus immer mehr zurück (Altersinvolution), sodass sich bei Erwachsenen nur noch narbige Thymusreste finden, eingebettet in den ThymusfettkörperThymusfettkörper.

Die Entgleisungen des Abwehrsystems

Abwehrsystem:FehlfunktionenGanz so reibungslos wie bisher dargestellt funktioniert unser Abwehrsystem leider nicht immer (Abb. 13.21):
Die Überreaktionen des Abwehrsystems
Zum einen kann das Abwehrsystem Reaktionen gegen solche Substanzen zeigen, die es normalerweise toleriert:
  • Das AbwehrsystemAbwehrsystem:Überreaktion kann gegen an sich harmlose Antigene (z. B. Pollen oder Erdbeeren) eine krankhaft starke Reaktion zeigen. Diese (spezifische) Überempfindlichkeit der Abwehr heißt Allergie (13.9). Die AllergieAllergie wird, ebenso wie die Immunität, bei einem früheren Kontakt mit einem Antigen erworben; man spricht von SensibilisierungSensibilisierung. Das entsprechende Antigen wird als Allergen bezeichnet. Man unterscheidet vier verschiedene Typen allergischer Reaktionen (Typen I–IV Abb. 13.22), die sich unter anderem im Mechanismus der Immunantwort und der Zeitspanne zwischen (erneutem) Allergenkontakt und Symptomausbildung unterscheiden. Besonders häufig sind die IgE-vermittelte allergische Reaktion vom Typ I oder Soforttyp (z. B. Heuschnupfen, Schwerstform anaphylaktischer Schock 15.3.7) und die allergische Reaktion vom Typ IV oder verzögerten Typ durch sensibilisierte T-Zellen (z. B. Nickelallergie, Transplantatabstoßung)

  • Wie erwähnt geht das Abwehrsystem in der Regel nicht gegen körpereigene Strukturen vor (ImmuntoleranzImmuntoleranz). Aus ungeklärter Ursache kann diese Immuntoleranz verloren gehen. Es werden autoreaktive T-Zellen:autoreaktiveT-Zellen oder AutoantikörperAutoantikörper gegen eigenes Gewebe gebildet. Zu den daraus resultierenden AutoimmunerkrankungenAutoimmunerkrankungenAutoimmunerkrankungen gehören beispielsweise der Diabetes mellitus Typ 1 (17.9.5) und die rheumatoide Arthritis („Gelenkrheuma“).

Sowohl Allergien als auch Autoimmunerkrankungen nehmen seit Jahren zu. Ursache ist möglicherweise eine unzureichende Entzündungsdämpfung, mit bedingt durch geringen Kontakt zu „harmlosen“ Mikroorganismen in der frühen Kindheit („hygienische“ Lebensweise, z. B. mit eher wenig Kontakt zu anderen Kindern oder Tieren).

Medizin

Autoimmunkrankheiten und ausgeprägte allergische Reaktionen zeigen oft einen schweren, manchmal lebensbedrohlichen Verlauf. Dann muss das Abwehrsystem medikamentös mit Immunsuppressiva unterdrückt werden.

Wichtige ImmunsuppressionImmunsuppressiva sind z. B. die Glukokortikoide aus der Nebennierenrinde (Kortison 11.6.3), Zytostatika (12.3.4), Ciclosporin A und Tacrolimus.

Hauptnebenwirkungen sind eine gesteigerte Infektionsanfälligkeit sowie bei Langzeiteinnahme (insbesondere höherer Dosierungen) ein erhöhtes Tumorrisiko.

Die Abwehrschwäche
Zum anderen kann das Abwehrsystem aber auch zu wenig reagieren. Eine solche AbwehrschwächeAbwehrschwäche zeigt sich durch besonders viele und v. a. schwere Infektionen sowie bei längerem Bestehen oft ein gehäuftes Auftreten von Tumoren.
Sie ist selten einmal durch angeborene Immundefekte bedingt, häufiger ist eine Abwehrschwäche erworben. Beispielsweise führen manche Infektionen (etwa die Maserninfektion), Zytostatika oder eine Strahlenbehandlung zu einer vorübergehenden Schwäche des Abwehrsystems. Bei der durch das HI-Virus hervorgerufenen Immunschwächekrankheit AIDSAIDS ist eine zunehmende Abwehrschwäche das Hauptkennzeichen der Erkrankung.

Wiederholungsfragen

  • 1.

    Wie wird das Abwehrsystem üblicherweise gegliedert, um seine Arbeitsweise besser darzustellen? (13.1.1)

  • 2.

    Was sind Antigene? (13.1.1)

  • 3.

    Welche Organe werden zu den primären, welche zu den sekundären lymphatischen Organen gerechnet? Welche Vorgänge finden jeweils dort statt? (13.1.2)

  • 4.

    Welche Aufgaben haben die Zellen des Abwehrsystems? (13.1.3, Tab. 13.2, 13.2.2, 13.2.3, 13.5.1, 13.5.2)

  • 5.

    Wie schützt sich der Körper vor dem Eindringen von Infektionserregern? (13.2.1)

  • 6.

    Welche Zellen gehören zu den „Fresszellen“? (13.2.2)

  • 7.

    Was versteht man unter dem Komplementsystem, wie funktioniert es? (13.2.4)

  • 8.

    Wozu braucht das Abwehrsystem Zytokine? (13.3)

  • 9.

    Welche zwei Merkmale kennzeichnen das spezifische Abwehrsystem? (13.5)

  • 10.

    Wo „lernen“ die T-Zellen, welche Zellen nicht vernichtet werden dürfen? (13.5.1)

  • 11.

    Wie werden T-Zellen zu einer Abwehrreaktion aktiviert? (13.5.1)

  • 12.

    Welche Funktion haben die T-Helferzellen? (13.5.1)

  • 13.

    Welche Funktion haben die zytotoxischen T-Zellen? (13.5.1)

  • 14.

    Was ist die Aufgabe von B-Zellen? (13.5.2)

  • 15.

    Welche Antikörper-Klassen gibt es? (13.5.3)

  • 16.

    Warum sind kleine Kinder „ständig erkältet“? (13.5.3)

  • 17.

    Wie erkennt das Abwehrsystem körperfremde oder abnorme körpereigene Zellen? (13.5.5)

  • 18.

    Wie unterscheiden sich Aktiv- und Passivimmunisierung? (13.7.1, 13.7.2)

  • 19.

    Welche Aufgaben hat das lymphatische System? (13.8)

  • 20.

    Welche Aufgaben erfüllen die Lymphknoten? (13.8.1)

  • 21.

    Wie ist die Milz gebaut, welche Funktionen hat sie? (13.8.2)

  • 22.

    Was versteht man unter einer Überempfindlichkeitsreaktion? (13.9.1)

  • 23.

    Was sind Autoantikörper? (13.9.2)

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