1.3 Abwehr durch das Immunsystem
Die Immunabwehr hat drei Aufgaben: Eindringlinge lokalisieren, identifizieren und zerstören. Hat ein Krankheitserreger Schutzbarrieren wie die Haut oder die Schleimhaut überwunden, trifft er auf spezialisierte Akteure der Abwehr.
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- Fresszelle (Modell)
Die Patrouillen des Immunsystems: Fresszellen = Makrophagen
Zu den Frontkämpfern der Immunabwehr gehören die Fresszellen. Sie fressen so ziemlich alles, was ihnen fremd erscheint. Da sie alle möglichen Krankheitserreger ungezielt angreifen, zählen sie zu den Vertretern der unspezifischen Abwehr. Die Fresszellen sorgen vor allem in der frühen Phase einer Infektion dafür, dass Bakterien, Viren oder Pilze in Schach gehalten werden. Gelingt es der unspezifischen Abwehr, alle Erreger zu beseitigen, ist die Infektion besiegt. Es bildet sich kein immunologisches Gedächtnis.
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- Trickfilm "Die unspezifische Abwehr"
Wird die unspezifische Abwehr dagegen mit der Invasion von Krankheitserregern nicht fertig, alarmieren die Fresszellen weitere Helfer. Sie zerlegen die Erreger und präsentieren Bruchstücke davon wie einen Steckbrief an ihrer Zelloberfläche. Solch einen Steckbrief, zum Beispiel ein Stück der Außenhülle eines Bakteriums, bezeichnet man auch als Antigen.
Das Alarmsystem der Fresszellen
Fresszellen bedienen sich einer besonderen Technik, um Antigene an ihrer Oberfläche zu zeigen. Sie benutzen dafür Transportmoleküle vom Typ MHC-I und MHC-II.
Die Abkürzung MHC steht für Major Histocompatibility Complex. Alle Zellen des Körpers tragen MHC-I-Moleküle an ihrer Oberfläche. Die MHC-Moleküle dienen gewissermaßen als Ausweise. Sie sind von Individuum zu Individuum verschieden und helfen dem Immunsystem zwischen fremd und eigen zu unterscheiden. MHC-II Moleküle kommen nur auf antigenpräsentierenden Zellen vor.
MHC-Moleküle haben eine Art Vertiefung, in der das Antigen wie auf einem Präsentierteller dargeboten wird. Nur so ist gewährleistet, dass weitere Zellen des Immunsystems auf den Krankheitserreger aufmerksam werden und entsprechende Abwehrmaßnahmen einleiten. Fresszellen holen sich auch Unterstützung, indem sie Botenstoffe aussenden.
Die Kundschafter und Commander des Immunsystems: T-Helferzellen
Das Immunsystem verfügt über ein riesiges Heer von Kundschaftern, den T-Helferzellen. Sie können Antigene, also typische Merkmale von Krankheitserregern, ausfindig machen. Und als "Commander" koordinieren sie wichtige Teile der Abwehr, um eine Infektion abzuwenden. T-Helferzellen sind Teil der spezifischen Immunabwehr.
Antigene können alle nur erdenklichen Formen haben. Damit ja keines der Antigene übersehen wird, gibt es für jedes mögliche Antigen die passende T-Helferzelle. Es herrscht also strikte Arbeitsteilung: Jede T-Helferzelle erkennt immer nur ein bestimmtes Antigen.
Der Erkennungsmechanismus der T-Helferzelle
Jede T-Helferzelle trägt rundum viele Rezeptoren des gleichen Typs. Damit tastet die T-Helferzelle die Oberflächen anderer Zellen ab und stellt fest, ob dort genau das Antigen vorhanden ist, auf das ihr Rezeptor passt.
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- T-Helferzelle (Modell)
Der Rezeptor der T-Helferzelle besteht im Wesentlichen aus zwei Unterrezeptoren, dem Antigen-Rezeptor und dem sogenannten CD4-Rezeptor.
- Der Antigenrezeptor passt auf ein spezielles Antigen.
- Der CD-4-Rezeptor passt auf das MHC-II-Molekül.
Eine T-Helferzelle erkennt nur dann ein Antigen, wenn beide Unterrezeptoren zugleich an einer Fresszelle oder einer anderen antigenpräsentierenden Zelle andocken können. Passt nur der Antigenrezeptor allein auf das Oberflächenantigen einer beliebigen Zelle, wird die T-Helferzelle inaktiviert. T-Helferzellen können also nur auf Antigene reagieren, die ihnen von körpereigenen antigenpräsentierenden Zellen vorgezeigt werden. Das MHC-II-Molekül dient sozusagen als Passierschein.
Die Aktivierung einer T-Helferzelle
Damit eine T-Helferzelle Abwehrmaßnahmen gegen einen Krankheitserreger einleiten kann, muss sie erst von einer Fresszelle aktiviert werden. Diese benutzt dazu den Costimulator, einen molekularen "Zündschlüssel", der die T-Zelle startet.
Damit eine schlagkräftige Immunabwehr zustande kommt, schüttet die Fresszelle Botenstoffe aus. Daraufhin teilen sich die T-Helferzellen mehrfach, und es entsteht eine Armada gleicher T-Helferzellen. Sie schwärmen aus, um weitere Helfer im Kampf gegen den Krankheitserreger zu mobilisieren.
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- B-Zelle (Modell)
Die Waffenfabriken des Immunsystems: B-Zellen
Die T-Helferzellen suchen gezielt nach B-Zellen, die mithilfe des MHC-II-Moleküls das gesuchte Antigen präsentieren und passende Antikörper dagegen herstellen können. Kann eine T-Helferzelle mit ihrem Rezeptor andocken, schüttet sie Botenstoffe aus. Die B-Zelle vervielfältigt sich und es entstehen "Waffenfabriken", die große Mengen von Antikörpern herstellen.
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- Trickfilm "Die Koordination der Abwehr"
Damit für jedes Antigen passende Antikörper bereitgestellt werden können, verfügt das Immunsystem über eine Vielzahl unterschiedlicher B-Zellen. Auch hier herrscht strikte Arbeitsteilung: Jede B-Zelle kann nur einen Typ von Antikörpern produzieren. B-Zellen sind Teil der spezifischen Abwehr.
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- Antikörper (Modell)
Die Lenkwaffen des Immunsystems: Antikörper
Antikörper sind y-förmig aufgebaut. Die beiden Arme tragen identische Rezeptoren, die genau auf ein spezielles Antigen passen. Antikörper sind Teil der spezifischen, humoralen Abwehr.
Die Antikörper fahnden nach Krankheitserregern, welche das entsprechende Antigen an ihrer Oberfläche zeigen und heften sich dort an. Das hat zwei Effekte:
- Die von Antikörpern umhüllten Krankheitserreger (= Antigen-Antikörperkomplexe) werden unbeweglicher und können körpereigenen Zellen nicht mehr gefährlich werden.
- Die Krankheitserreger werden durch die Antikörper als feindlich markiert und können von Fresszellen beseitigt werden.
Antikörper unterscheiden sich zwar in ihren Rezeptoren, doch ihre "Stiele" sind alle gleich (Fc-Region). Fresszellen erkennen die "Stiele", ergreifen diese und verschlingen den Krankheitserreger mitsamt den Antikörpern. Als Müllabfuhr beseitigen die Fresszellen nach und nach die feindlichen Krankheitserreger.
Das immunologische Gedächtnis
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- Trickfilm "Die spezifische Abwehr"
Wenn das Immunsystem eine Infektion erfolgreich bekämpft hat, wird der größte Teil der Mitstreiter (T-Helferzellen, B-Zellen) beseitigt. Aber einige bleiben noch als Gedächtniszellen in Reserve. Bei einer erneuten Infektion mit einem schon erfolgreich bekämpften Krankheitserreger sind die T- und B-Gedächtniszellen rasch wieder aktiviert, und die Produktion passender Antikörper kann in kürzester Zeit anlaufen. Die Immunabwehr ist also auf die Infektion vorbereitet: Der Körper ist gegen den Krankheitserreger immun.
