Ein Abwehrsystem; bezeichnet alle angeborenen und erworbenen Strukturen und Mechanismen, die sich mit der Abwehr von Krankheiten und Pathogenen beschäftigen.
A) Angeborenes System
1. Externe Bestandteile:
Haut & Schleimhäute
Säuren (Magen, Vagina, Haut)
Schleim/ Sekret/ Schweiß (Atemwege, Verdauungssystem)
Enzyme (Speichel, Schleim, Sekret, Tränenflüssigkeit)
Defensine (antimikrobielle Proteine bzw. Peptide)
2. Interne Bestandteile:
Fieber
Entzündung & chemische Signale
Leukozyten: Neutrophile Granulozyten, Phagozyten (Makrophagen), Natürliche Killerzellen
Wie sieht das in der Praxis aus?
Viele Antigene und Fremdkörper schaffen es gar nicht an der Hautbarriere vorbei, erst bei Verletzungen der Haut und der Schleimhäute ist eine Eindringen überhaupt möglich. Und selbst in Körperöffnungen (zB. Atemwege) können Mechanismen wie Sekret, Flimmerhärchen, Hustenreflex usw. die potenziellen Krankheitserreger wieder aus dem Körper befördern oder unschädlich machen.
Wenn wir zB. etwas ungenießbares essen, wird es von den Enzymen und Säuren in Speichel und Magensäure zersetzt und kann uns nichts anhaben.
Sollten es Erreger an diesen äußeren Barrieren vorbei schaffen, haben wir noch weitere angeborenen Abwehrreaktionen in petto. Lokal kann es zu Entzündungen kommen (Schmerz, Schwellung, Eiter,...), global können wir mit Fieber die Stoffwechselprozesse des ganzen Organismus ankurbeln und enzymatische Reaktionen beschleunigen.
Neutrophile Granulozyten "fressen" eindringende Fremdkörper und sterben dabei selbst → es entsteht Eiter. Phagozyten, insbesondere Makrophagen (die eigentlichen Fresszellen), nehmen Pathogene in sich auf und machen sie unschädlich. Sie können die Bestandteile danach wie "Trophäen" auf ihrer Zellwand zur Schau stellen (als ein MHC2, mehr dazu weiter unten). Natürliche Killerzellen starten den "Selbstzerstörungsprozess" von Zellen, die sogenannte Apoptose, das passiert sowohl bei körpereigenen als auch körperfremden Zellen.
B) Erworbenes System
1. Humorale Abwehr
Antikörper: aktiv und passiv möglich. Aktiv: selbst synthetisierte Antikörper zB. als Ergebnis der zellulären Abwehr. Passiv: zB. Totimpfungen oder Übertragung von Antikörpern der Mutter über die Muttermilch oder Plazenta.
2. Zelluläre Abwehr
B-Lymphozyten
T-Lymphozyten
Wie sieht das in der Praxis aus?
B-Lymphozyten:
Bilden die Antikörper aus (als Grundlage fürs humorale System)
entstehen im Knochenmark
werden aktiviert durch: Antigenkontakt + T-Helferzelle
T-Lymphozyten:
werden im Knochenmark gebildet und im Thymus "geschult"
können keine ganzen Antigene erkennen, sondern nur Bruchstücke (auf Antigen-präsentierenden Zellen*)
Es gibt verschiedene Arten von T-Zellen: - naive (inaktive) T-Zellen mit vielen Rezeptoren für MHCs - T-Helferzelle - Cytotoxische Zellen - Gedächtniszellen - Effektorzellen, Regulatorzellen - Natürliche Killerzellen
Funktion: Fördern die Entzündung, Aktivieren Makrophagen und andere T-Zellen, Regulieren die Immunreaktion
Antigen-präsentierende Zellen:
Jede Körperzelle, die einen Zellkern hat (alles außer den Erythrozyten quasi), kann Antigen-Bestandteile prsäentieren. Das machen sie in Form von MHC1 - dem sogenannten "major histocompatibility complex". Daran erkennen T-Zellen ob eine Zelle gesund ist oder nicht und kann adäquat reagieren. Wenn Viren oder Tumorzellen es schaffen die Bildung eines MHC1 zu verhindern, bemerken das die natürlichen Killerzellen und können zur Apoptose führen.
Immunzellen wie Makrophagen, dendritische Zellen und B-Zellen tragen MHC2 auf sich.
Naive T-Zellen schwirren überall im Körper rum. Auf ihrer Oberfläche befinden sich tausende Rezeptoren (Schlüssel-Schloss-Prinzip). Trifft sie auf ein MHC2 was zu einem der Rezeptoren passt wird sie aktiviert und zu einer T-Helferzelle. Wenn eine T-Helferzelle an ein MHC1 andockt, vervielfältigt sie sich (sie schüttet Cytokine aus und es entstehen mehr T-Zellen: Gedächtnis-, Helferzellen usw, die geklonten T-Helferzellen haben den gleichen Rezeptor wie die ursprüngliche/ Originalzelle). Die ausgeschütteten Cytokine aktivieren auch die Cytotoxischen Zellen.
Die Gedächtniszellen, die dabei entstehen, "merken" sich den Erreger (das MHC 1 Profil) um bei zukünftigen Infektionen schneller und effizienter reagieren zu können.
Wenn eine Körperzelle krank ist (Krebs, Viren usw), dann trägt sie ja (wie oben erklärt) den MHC1 Komplex auf ihrer Oberfläche. Sie "präsentiert" das Antigen. Das ist das Signal für die Cytotoxische Zelle zu reagieren. Sie injiziert eine Lösung die die Apoptose startet (eine Art Suizidprogramm der Zelle).
Auch B-Lymphozyten werden von den T-Helferzellen aktiviert. Auch das passiert über die Ausschüttung von Cytokinen, allerdings erst nachdem die B-Zelle mit einem Antigen in Kontakt war. Aktivierte B-Lymphozyten vermehren/ klonen sich und differenzieren sich unter anderem zu Plasmazellen (haben dieselben MHCs auf ihrer Oberfläche) und produzieren Antikörper. Die Antikörper an sich sind aber Teil der humeralen Abwehr.
Humoral: Wenn ein Antikörper auf ein Antigen trifft, "kleben" die beiden sozusagen zusammen (docken aneinander an) und das Antigen wird "markiert" bis es Makrophagen eliminiert wird. Auch B-Lymphozyten können Gedächtniszellen ausbilden. Gedächtniszellen an sich sind die Grundlage von Impfungen.
Was passiert bei Autoimmunerkrankungen?
Die Zellen des Immunsystems schaffen es nicht zwischen körpereigenen und körperfremden Zellen zu unterscheiden und greifen den eigenen Organismus an, zB. die Insulin produzierenden Zellen in den Langerhansinseln oder die Myelinscheiden des Nervensystems. Außerdem schütten T-Regulator-Zellen auch hemmende Cytokine aus, die die Immunreaktion ausbremsen.
Wem die Textform nicht ausreicht, dem kann ich folgende Videos empfehlen:
(alle drei von Crash Course A&P)