Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

24.1: Was ist das Immunsystem?
INHALTSVERZEICHNIS

JoVE Core
Biology

A subscription to JoVE is required to view this content.

Education
What is the Immune System?
 
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 Erkennung nicht, kommt es zu Autoimmunerkrankungen, bei denen das Immunsystem gegen körpereigenes Gewebe wirkt.

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 an 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 die physischen Barrieren überwindet, werden die Abwehrzellen der Immunreaktion zu der Eintrittsstelle geschickt. Mastzellen setzen eine Fülle an 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 der weißen Blutkörperchen. Zusammen beseitigen die Zellen des angeborenen Immunsystems den Eindringling oder verhindern seine Ausbreitung und aktivieren das adaptive Immunsystem.

Rezeptoren die Muster erkennen ermöglichen es Organismen, das Eigene vom Fremden zu unterscheiden

Wie kann ein Organismus sein eigenes Gewebe von einem fremden Element oder einem Eindringling unterscheiden? Diese Fähigkeit wird durch Pattern Recognition Receptors (PRRs) gewährleistet. Diese Rezeptoren erkennen spezifische mit Mikroben assoziierte molekulare Muster, die für Bakterien, Viren, Parasiten oder Pilze einzigartig sind. Dazu gehören zum Beispiel, Teile der bakteriellen Außenmembran oder die doppelsträngige RNA der Viren. Diese Muster sind nicht spezifisch für eine bestimmte Spezies oder einer Variante eines Pathogens, sondern stellen eine Eigenschaft 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 somit eine stärkere Reaktion gegen spezifische Krankheitserreger auslösen kann. Während das angeborene Immunsystem eine breite Palette an 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. Diese Antikörper zielen dann auf den Eindringling ab, damit andere Zellen ihn zerstören können. Die T-Zellen erfüllen mehrere Funktionen, die von der Zusammensetzung ihrer Oberflächenrezeptoren und ihrem chemischen Arsenal abhängig sind. Alle T-Zellen tragen Oberflächenrezeptoren, die für jeweils ein einziges Antigen spezifisch sind. Nachdem sie mit einem Antigen in Kontakt gekommen sind, können T-Zellen andere Teile des Immunsystems stimulieren oder infizierte Zellen oder Krebszellen aktiv zerstören. Einige B- und T-Zellen bleiben nach der Abheilung der Infektion lange 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) über die gesamte 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. Während der Manifestation des Typ-1-Diabetes, das passiert in der Regel in Kindern bis ins frühe Erwachsenenalter, produzieren Immunzellen Antikörper, die die insulinproduzierenden Zellen der Bauchspeicheldrüse, die Betazellen, angreifen. Das Ergebnis ist die Zerstörung der Betazellen was zu der Unfähigkeit den Blutzuckerspiegel zu kontrollieren führt. Typ-1-Diabetes ist derzeit nicht heilbar, jedoch kann eine Insulinbehandlung, eine spezielle Diät und Bewegung dem Patienten helfen, 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.


Suggested Reading

Tags

Immune System Innate Defenses Adaptive Defenses Diseases Barriers Skin Mucus Membranes Microorganisms Protective Mechanisms Phagocytic Cells Macrophages Mast Cells Non-specific Cells Chemicals Inflammatory Response Lymphocytes Antibodies Primed Memory Biological Structures Processes Pathogen Detection

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter