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24.1: Was ist das Immunsystem?
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PROTOKOLLE

24.1: Was ist das Immunsystem?

Überblick

Das Immunsystem umfasst verschiedene biologische Strukturen und Prozesse, die den Körper vor Krankheiten schützen. Diese Vorgänge lassen sich in angeborene und adaptive Immunität einteilen. Um wirksam zu arbeiten, muss das Immunsystem Krankheitserreger erkennen, indem es die körpereigenen Strukturen von fremden Elementen unterscheidet. Gelingt diese Unterscheidung nicht, kommt es zu Autoimmunerkrankungen, bei denen das Immunsystem gegen körpereigenes Gewebe reagiert.

Das angeborene Immunsystem wirkt schnell und unspezifisch

Das angeborene Immunsystem bildet die erste Verteidigungslinie gegen eine Infektion. Es besteht aus physischen Barrieren und einer Vielzahl von Zellen, die schnell und unspezifisch gegen Elemente vorgehen, die dem Wirt fremd sind. Beispiele für physische Barrieren bei Säugetieren sind die Haut, die Auskleidung des Magen-Darm-Trakts und Sekrete, wie Schleim oder Speichel. Sobald ein Eindringling physische Barrieren überwindet, werden Zellen der Entzündungsreaktion an die Eintrittsstelle geschickt. Mastzellen setzen eine Fülle von Chemikalien frei, die andere Zellen des angeborenen Immunsystems anziehen und das adaptive Immunsystem aktivieren. Fresszellen, wie Neutrophile und Makrophagen, nehmen Krankheitserreger auf und zerstören sie. Natürliche Killerzellen zerstören virusinfizierte Zellen. Bei ihnen handelt es sich um eine spezielle Art von weißen Blutkörperchen. Zusammen beseitigen die Zellen des angeborenen Immunsystems den Eindringling oder verhindern seine Ausbreitung und aktivieren das adaptive Immunsystem.

Mustererkennungsrezeptoren ermöglichen es Organismen, das Eigene vom Fremden zu unterscheiden

Wie kann ein Organismus sein eigenes Gewebe von fremden Elementen oder einem Eindringling unterscheiden? Diese Fähigkeit wird durch Mustererkennungsrezeptoren (MERs) gewährleistet. Diese Rezeptoren erkennen mikrobenassoziierte molekulare Muster (MAMMs), die für Bakterien, Viren, Parasiten oder Pilze einzigartig sind. Beispiele sind Teile der bakteriellen Außenmembran oder doppelsträngige RNA von Viren. MAMMs sind nicht spezifisch für eine bestimmte Spezies oder Pathogenvariante, sondern stellen ein Kennzeichen einer breiten Klasse von Pathogenen dar (d.h. gramnegative Bakterien oder Pilze). Das angeborene Immunsystem agiert daher unspezifisch gegen Pathogene.

Das adaptive Immunsystem ist hochspezifisch

Wirbeltiere haben das adaptive Immunsystem entwickelt, welches ein “Gedächtnis” eines früheren Angriffs speichert und anschließend eine stärkere Reaktion gegen spezifische Krankheitserreger auslösen kann. Während das angeborene Immunsystem eine breite Palette von Zelltypen verwendet, stützt sich das adaptive Immunsystem auf zwei Arten von weißen Blutkörperchen, um Krankheitserreger zu bekämpfen: B-Zellen und T-Zellen. Während T-Zellen Teil der zellvermittelten Immunität sind, bilden B-Zellen den humoralen Zweig der adaptiven Immunität.

B-Zellen können ein fremdes Partikel direkt zerstören oder sich zu Plasmazellen entwickeln, die Antikörper freisetzen. Die Antikörper zielen dann auf den Eindringling ab, damit andere Zellen ihn zerstören können. T-Zellen erfüllen mehrere Funktionen, abhängig von ihrer Oberflächenrezeptor-Zusammensetzung und ihrem chemischen Arsenal. Alle T-Zellen tragen Oberflächenrezeptoren, die jeweils für ein einzelnes Antigen spezifisch sind. Nachdem sie auf das Antigen gestoßen sind, können T-Zellen andere Teile des Immunsystems stimulieren oder infizierte oder krebsartige Zellen aktiv zerstören. Einige B -und T-Zellen bleiben noch lange nach der Abheilung der Infektion verfügbar und lösen bei wiederholter Aussetzung gegenüber des gleichen fremden Elements eine stärkere und schnellere Immunantwort aus.

Während das angeborene Immunsystem innerhalb von Minuten bis Stunden nach einer Bedrohung oder Infektion wirkt, reagiert das adaptive Immunsystem über Tage. Nur das adaptive Immunsystem “lernt” (d.h. es passt sich an). Dies geschieht während der gesamten Lebensdauer eines Organismus.

Autoimmunkrankheiten

Autoimmunerkrankungen treten auf, wenn das Immunsystem nicht mehr richtig funktioniert. Autoimmunkrankheiten entstehen im Allgemeinen, wenn das Immunsystem nicht in der Lage ist, das gesunde Gewebe des Körpers von einem fremden Element zu unterscheiden. Typischerweise entsteht eine von drei pathologischen Auswirkungen einer Autoimmunkrankheit: Schädigung oder Zerstörung von Gewebe, verändertes Organwachstum oder veränderte Organfunktionen.

Ein Beispiel für eine solche Autoimmunerkrankung ist der Diabetes mellitus Typ 1 (T1DM). Während des Ausbruchs von T1DM, der in der Regel bei Kindern bis ins frühe Erwachsenenalter auftritt, produzieren Immunzellen Antikörper, die die insulinproduzierenden Zellen der Bauchspeicheldrüse, so genannte β-Zellen, angreifen. Das Ergebnis ist die Zerstörung der β-Zellen und in der Folge die Unfähigkeit, den Blutzuckerspiegel zu kontrollieren. T1DM ist derzeit nicht heilbar. Eine Insulinbehandlung, eine spezielle Diät und Bewegung helfen den Patienten jedoch, die Krankheit in den Griff zu bekommen. Es ist wichtig, die Krankheit frühzeitig zu diagnostizieren und mit der Behandlung zu beginnen, bevor alle insulinproduzierenden Zellen zerstört werden.


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