Das menschliche Immunsystem: Abwehr von Infektionen

Das Immunsystem schützt den Körper vor Eindringlingen und Schadstoffen. Dazu bedient es sich verschiedener Abwehrmechanismen. Wie funktionieren die Abwehrkräfte? Was gehört alles zur Immunabwehr? Wie kann man das Immunsystem stärken?Video (mfe): Das menschliche Immunsystem: Abwehr von Infektionen – YouTube

Was ist das Immunsystem?

Das Immunsystem ist das Abwehrsystem des Menschen gegen fremde Stoffe und Keime. Das ist wichtig, da sich der Körper im ständigen Austausch mit seiner Umwelt befindet. Und dort gibt es eine Vielzahl an Bakterien, Viren, Pilzen und Parasiten. Dringen sie in den Körper ein, können sie zum Teil lebensgefährliche Infektionen verursachen.

Doch auch Schadstoffe – zum Beispiel aus der Luft – können dem Körper schaden. Die Aufgabe des Immunsystems ist es, Infektionen zu verhindern, unerwünschte Eindringlinge zu bekämpfen und giftige Substanzen zu eliminieren. Das Abwehrsystem umfasst mehrere Organe, verschiedene Zellen und Eiweiße.

Wie ist der Aufbau des Immunsystems?

Der Aufbau des Immunsystems ist komplex. Es besteht aus zahlreichen Bestandteilen. Nur wenn alle Komponenten richtig zusammenspielen, kann das Abwehrsystem den Körper vor Erregern und Co. schützen.

Organe des Immunsystem

Zu den Organen des Immunsystems zählen neben dem Blut das sogenannte lymphatische System mit den lymphatischen Organen. Außerdem bieten Haut und Schleimhäute einen wichtigen Schutz gegen Stoffe und Eindringlinge von außen.

Haut und Schleimhäute

Am gesamten Körper sind Haut und Schleimhäute die ersten wichtigen Barrieren gegen beispielsweise Bakterien, Viren und Pilze. Sie sind wie ein mechanischer Schutzwall, der den Körper nach außen hin abgeschirmt.

Dabei unterstützen noch weitere Abwehrmechanismen die Immunarbeit:

  • Bakterienhemmende Substanzen (z.B. Enzyme in Speichel, Urin oder Tränenflüssigkeit) stoppen körperfremde Eindringlinge.
  • Schleim sorgt in den Atemwegen dafür, dass eingeatmeten Schadstoffe zunächst kleben bleiben und durch die Bewegung der Flimmerhärchen wieder nach außen transportiert werden.
  • Magensäure zerstört die meisten Erreger, die durch Lebensmittel in den Körper gelangen.
  • Nützliche Mikroorganismen besiedeln die die Haut und viele Schleimhäute (z.B. Mikrobiom der Darmflora) und wehren Krankheitserreger ab.
  • Reflexe (Husten, Niesen) schützen ebenso vor Erregern.

Primäre lymphatische Organe

Das lymphatische System besteht aus den Lymphgefäßen und den primären sowie sekundären lymphatischen Organen. Die primären Lymphorgane bilden bestimmte Abwehrzellen, die Lymphozyten. Zu diesen Organen gehören:

  • Knochenmark: zentrales Organ des Immunsystems im Inneren der Knochen, in dem die Blutzellen gebildet werden und größtenteils auch ausreifen – mit Ausnahme der unreifen T-Lymphozyten
  • Thymusdrüse: Organ oberhalb des Herzbeutels, in dem die T-Vorläuferzellen ausreifen

Sekundäre lymphatische Organe

Im Gegensatz zu den primär lymphatischen Organen findet in den sekundären eine tatsächliche Immunabwehr statt. Die reifen Abwehrzellen wandern von ihrem Bildungsort dorthin, wo sie sich dann je nach Krankheitserreger und Schadstoff weiterentwickeln und die Eindringlinge abwehren. Zu diesen Organen des Immunsystems gehören:

  • Milz: Fremde Stoffe (Antigene) gelangen über das Blut in das Organ im linken Oberbauch
  • Lymphknoten: In der Regel kommen Antigene über die Lymphe aus den Lymphgefäßen dorthin
  • Mukosa-assoziiertes lymphatisches Gewebe (MALT): Die Oberfläche des Gewebes stellt den Kontakt zwischen Fremdstoffen und Abwehrzellen her, die dann den Kampf aufnehmen.
    • Mandeln (Tonsillen, NALT = Nasal-Pharyngeal-Associated Lymphoid Tissue), z.B. Gaumen- oder Rachenmandeln
    • Lymphgewebe im Darm (GALT = Gut-Associated Lymphoid Tissue), wie Blinddarm und die Peyer-Plaques im Dünndarm
    • Immungewebe in den Atemwegen (BALT = Bronchus-Associated Lymphoid Tissue)
    • Lymphatisches Gewebe im Harntrakt
Thymus

Thymus – Trainingslager für Immunzellen In der Thymusdrüse erfahren Immunzellen ihre Prägung – aber nur in den ersten Lebensjahren. Erfahren Sie hier, warum der Thymus bei Erwachsenen nicht mehr aktiv ist.

Weibliche Milz

Milz – Aufbau und Erkrankungen Die Milz (Splen, Lien) ist das größte lymphatische Organ des Körpers. Lesen Sie mehr über ihre Lage und Anatomie sowie wichtige Milz-Erkrankungen!

Immunzellen

Am Abwehrsystem sind zahlreiche Zellen beteiligt. Sie heißen weiße Blutkörperchen, medizinisch Leukozyten. Die verschiedenen Zellen des Immunsystems kommunizieren entweder direkt über spezielle Oberflächenmarker oder über lösliche Botenstoffe wie die sogenannten Zytokine miteinander.

Granulozyten

Granulozyten gehören zur ersten Abwehrwelle. Etwa 40 bis 60 Prozent der Leukozyten sind Granulozyten. Sie schwimmen unter anderem im Blut, können die Blutbahn aber auch verlassen und ins Gewebe einwandern. Die Granulozyten sind Teil des unspezifischen Immunsystems. Mediziner unterscheiden:

Lymphozyten

Die Lymphozyten spielen eine bedeutende Rolle bei der erworbenen, spezifischen Abwehr. Aus ihnen bildet sich auch das sogenannte Immungedächtnis, die Grundlage für den anhaltenden Schutz von Impfungen. Experten unterteilen die Lymphozyten in:

B-Zellen (B-Lymphozyten)
B-Zellen entstehen im Knochenmark. Daher stammt auch die Bezeichnung B-Zellen – von „bone marrow“ (engl. = Knochenmark). Von dort wandern sie zu lymphatischem Gewebe, wo sie aktiviert werden. Dort und im Blut treffen sie dann auf Fremdstoffe. Als reife Plasmazellen produzieren sie Antikörper. Diese wiederum leiten auf verschiedenen Wegen die Zerstörungen des Eindringlings ein.

T-Zellen (T-Lymphozyten)
T-Zellen sind weiße Blutkörperchen, die an der erworbenen Immunabwehr beteiligt sind. Die T-Zellen entstehen im Knochenmark und wandern dann zum Thymus (daher das T). Dort reifen die Abwehrzellen aus, bevor die wie die B-Zellen zwischen lymphatischem Gewebe und Blut zirkulieren. Es gibt zwei Hauptarten:

  • T-Helfer-Zellen, auch CD4+-T-Zelle genannt, aktivieren über Botenstoffe die B-Lymphozyten und bringen so die spezifische Abwehr in Gang. Zu ihnen zählen auch die regulatorischen T-Zellen, die dabei helfen, überschießende Immunreaktionen zu unterbinden bzw. zu beenden.
  • T-Killer-Zellen sind auch als CD8+-T-Zellen oder zytotoxische T-Lymphozyten bekannt. Sie erkennen von Viren infizierte Zellen oder Tumorzellen und zerstören diese.

B-Gedächtniszellen/T-Gedächtniszellen
Ein Teil sowohl der B- als auch der T-Lymphozyten entwickelt sich nach dem ersten Erregerkontakt zu Gedächtniszellen. Dringt der gleiche Erreger zu einem späteren Zeitpunkt erneut in der Körper ein, “erinnert” sich das spezifische Immunsystem daran. Durch dieses Immungedächtnis kann es schneller reagieren und die passende Immunreaktion in Gang setzen.

Dieses Prinzip macht man sich auch bei Impfungen zunutze. Der in der Regel harmlose Impfstoff mimt dabei den ersten Erregerkontakt. Daraufhin bilden sich spezifische Antikörper und das immunologische Gedächtnis aus. Trifft das Immunsystem dann in Zukunft auf den “echten” Keim, kann dieser schnell und effektiv abgewehrt werden.

NK-Zellen

Einige Wissenschaftler betrachten die NK-Zellen als Unterform der Lymphozyten, andere als eigene Zellreihe. Im Gegensatz zu B- und T-Lymphozyten können sie keine spezifischen Antigene erkennen. Außerdem sind die NK-Zellen sofort abwehrbereit. Deshalb zählen sie zum unspezifischen Immunsystem. Sie erkennen und töten virusinfizierte und bösartige Zellen.

Monozyten

Monozyten sind sehr große Leukozyten. Sie kommen ebenfalls aus dem Knochenmark und können frei im Blut schwimmen. Oder sie entwickeln sich zu so genannten Makrophagen, wenn sie die Blutbahn verlassen und ins Gewebe wandern.

Im Rahmen ihrer Abwehrarbeit “verschlingen” die Monozyten beziehungsweise Makrophagen etwa Bakterien und andere Mikroorganismen, Zelltrümmer und sonstige Partikel (Phagozytose), um diese aufzulösen oder zu speichern. Diese Gruppe heißt deshalb auch Fresszellen.

Sie “fressen” aber nicht nur auf, sondern locken über Botenstoffe auch andere Abwehrzellen an. Den spezifischen Lymphozyten präsentieren sie zudem Teile der verschlungenen Erreger (Antigenpräsentation). Darüber hinaus spielen sie eine entscheidende Rolle bei Entzündungsreaktionen (Zytokinausschüttung) und aktivieren das Komplementsystem.

Dendritische Zellen

Damit sich Lymphozyten weiterentwickeln und aktiv werden können, brauchen sie Kontakt zu Antigenen. Nur manche B-Zellen können diese direkt erkennen. T-Lymphozyten hingegen brauchen dafür andere Zellen. Dabei handelt es sich um die sogenannten Antigen-präsentierenden Zellen.

Neben Makrophagen und B-Lymphozyten gehören auch sogenannte Dendritische Zellen dazu. Sie haben ihren Ursprung im Knochenmark und sitzen in den verschiedensten Gewebearten, beispielsweise in der Haut. Dort “warten” sie mit ihren langen Zellfortsätzen auf Fremdstoffe, die sie aufnehmen, verarbeiten und als fremde Antigene auf ihrer eigenen Oberfläche präsentieren können.

Leukozyten

Leukozyten
Das machen die weißen Blutkörperchen. Leukozyten sind Zellen des Blutes, die für die Infektabwehr verantwortlich sind. Ohne sie funktioniert die Immunabwehr nicht.

Humorale Abwehr

Die Erregerbekämpfung mittels Abwehrzellen nennen Mediziner zelluläre Immunabwehr. Daneben gibt es sogenannte humorale Mechanismen. Sie beruhen auf speziellen Eiweißen. Diese können Eindringlinge direkt bekämpfen. Außerdem leiten sie weitere Immunreaktionen ein und verstärken diese. Die humorale Immunantwort ist Teil des angeborenen Abwehrsystems.

Komplementsystem

Das sogenannte Komplementsystem ist ein Abwehrmechanismus, der zum angeborenen Immunsystem gehört. Es besteht aus verschiedenen Eiweißen, den Komplementfaktoren. Diese stammen aus der Leber und treiben im Blut umher. Sie haben drei wichtige Aufgaben:

  • Direkte Abwehr: Das Komplementsystem kann Krankheitserreger (Pathogene) direkt zerstören.
  • Erreger markieren: Die Komplementfaktoren können Eindringlinge markieren (Opsonierung). Daraufhin können Fresszellen die Keime leichter erkennen und verschlingen (Phagozytose).
  • Verstärkung einer Entzündung: Die Eiweiße locken weitere Abwehrzellen an und machen die Blutgefäße durchlässiger – ein Grund, warum entzündetes Gewebe anschwillt.

Akute-Phase-Proteine

Makrophagen und dendritische Zellen schütten bei der ersten Erreger-Abwehr bestimmte Botenstoffe (Zytokine) aus. Dadurch locken sie nicht nur andere Abwehrzellen an. Sie lösen in der Leber auch die sogenannte Akute-Phase-Reaktion aus. Die Leberzellen stellen daraufhin bestimmte Eiweiße vermehrt her.

Diese Akute-Phase-Proteine markieren unter anderem Erreger, damit Fresszellen diese besser erkennen und aufnehmen können. Einige der Eiweiße können überdies das Komplementsystem aktivieren.

Neben den Abwehrzellen können Ärzte auch Akute-Phase-Proteine im Blut bestimmen. Bekannte Vertreter sind Ferritin und das C-reaktive Protein (CRP).

Zytokine des Immunsystems

Bei diesen Proteinen handelt es sich um spezielle Botenstoffe. Sie werden von Abwehrzellen produziert. Bekannte Zytokine (Cytokine) sind Interleukine, Interferone oder Tumornekrosefaktoren (z.B. TNF-alpha). Sie haben die unterschiedlichsten Funktionen. Als Chemokine locken sie beispielsweise andere Abwehrzellen an. Außerdem regeln sie die Vermehrung der Abwehrzellen und steuern deren weitere Entwicklung.

Wie funktioniert das Immunsystem?

Die Arbeit des Immunsystems beginnt, sobald ein Erreger in den Organismus eingedrungen ist, zum Beispiel bei einer kleinen Hautverletzung.

Unspezifische Immunabwehr

Das unspezifische Immunsystem ist bereits bei der Geburt vorhanden. Es heißt deshalb auch natürliches oder angeborenes Immunsystem. Als erste Instanz im Abwehrkampf kann es schnell auf Fremdstoffe reagieren.

Allerdings kann es kaum zwischen den verschiedenen Eindringlingen unterscheiden. Daher ist die unspezifische Immunabwehr oft nicht ausreichend wirksam und nur begrenzt in der Lage, die Ausbreitung mancher Erreger im Körper zu verhindern.

Verschiedene Bestandteile gehören zum System der unspezifischen Abwehr:

  • Haut und Schleimhäute
  • Körperflüssigkeiten (z.B. Speichel, Schleim, Urin, Magensäure)
  • Lokale Schutzmechanismen (z.B. Flimmerhärchen)
  • Natürliche Flora (z.B. Bakterien im Darm oder auf der Haut)
  • Abwehrzellen (z.B. Monozyten, Granulozyten, NK-Zellen)
  • Eiweiße (z.B. Akute-Phase-Proteine, Zytokine, Komplementfaktoren)

Spezifische Immunabwehr

Da das unspezifische Abwehrsystem oftmals nicht ausreicht, ist die spezifische Immunabwehr so wichtig, auch adaptives oder erworbenes Immunsystem genannt. Es wird vor allem durch die Antigen-präsentierenden Zellen auf den Plan gerufen. Die spezifischen Abwehrzellen können dann gezielt gegen bestimmte Erreger vorgehen.

Um genügend Schlagkraft zu entwickeln, braucht die erworbene Immunabwehr jedoch Zeit, oft Stunden und Tage. Dafür bildet es auch das sogenannte Immungedächtnis aus: Kommt es erneut zu einer Infektion mit dem gleichen Erreger, kann das Abwehrsystem schneller reagieren.

Im spezifischen Immunsystem arbeiten verschiedene Immunzellen und Gewebe zusammen, um Erreger und fremde Stoffe abzuwehren. Dazu gehören:

  • T-Zellen
  • B-Zellen (als Plasmazellen Antikörper-Produktion)

Ablauf der Immunantwort

Damit das Immunsystem auf einen Eindringling reagieren kann, muss dieser erst einmal erkannt werden.

Hat ein Schadstoff oder Krankheitskeim die ersten Barrieren überwunden, dringt er damit in den Körper ein. Das kann beispielsweise durch eine Hautverletzung geschehen. Dieser Reiz ruft zunächst Zellen der unspezifischen Immunabwehr auf den Plan, wie Makrophagen und Granulozyten.

Jeder Fremdstoff beziehungsweise Erreger hat Merkmale, zum Beispiel Eiweiße, Kohlenhydrate und Fette, auf seiner Oberfläche, die der Körper als fremd erkennt. Die unspezifischen Abwehrzellen reagieren auf spezielle “Muster” der Fremdstoffoberfläche, sogenannte Pathogen Associated Molecular Patterns, kurz PAMPs.

Daraufhin schütten sie verschiedene Stoffe aus. Diese können beispielsweise den Erreger direkt zerstören. Andere Stoffe steigern die Funktion der Abwehrzellen oder rufen neue herbei.

Wesentlich spezifischer als die PAMPs sind die sogenannten Antigene. Die fremden Antigene sind meist Eiweiße, können aber auch aus Fett- oder Zuckermolekülen bestehen. Ein PAMP besteht im Grunde aus mehreren Antigenen. Diese mobilisieren die spezifischen Abwehrzellen, die zielgerichtet gegen einzelne Erreger vorgehen können.

B-Zellen können dabei entweder direkt an jeweils passende Antigene binden oder sie binden an Antigen-präsentierende Zellen (APZ). T-Lymphozyten brauchen immer die Hilfe von APZ. In beiden Fällen funktioniert das Prinzip wie ein Schloss, in das nur ein bestimmter Schlüssel passt.

Sobald die T-Lymphozyten am passenden Antigen angedockt sind, werden sie aktiv. Botenstoffe, die Zytokine, regen die T-Zellen unter anderem dazu an, sich zu teilen. Auf diesem Weg vermehren sich nur die zum Erreger passenden T-Zellen. Die Immunantwort ist somit „maßgeschneidert“.

Ähnlich verhält es sich mit den B-Lymphozyten. Wenn sie an Antigene gebunden haben, präsentieren sie diese wiederum selbst auf ihrer Oberfläche. Hier kommen nun T-Helferzellen ins Spiel: Wenn sie dort angedockt haben, geben sie den B-Zellen über Botenstoffe das Signal, sich zu vermehren.

Dabei entstehen zwei B-Zell-Typen. Die B-Gedächtniszellen für einen Schutz vor erneuten, zukünftigen Erkrankungen durch den gleichen Erreger und die Plasmazellen.

Die Plasmazellen produzieren passende Antikörper, auch Immunglobuline genannt. Das sind spezielle Proteine zur Immunabwehr. Jeder Eindringling bekommt dabei “eigene” Antikörper.

Die Antikörper docken fest an das Antigen des Erregers an, zum Beispiel an Bestandteile der Hülle von Bakterien oder Viren. Das hat gleich mehrere Vorteile:

  • Opsonierung: Antikörper “markieren” den Erreger für andere Abwehrzellen. Fresszellen etwa erkennen die Eindringlinge leichter, die rundum mit Antikörpern gespickt sind.
  • Neutralisation: Antikörper können zum Beispiel die Gifte eingedrungener Keime neutralisieren. Binden die Immunglobuline an Viren, so verhindern sie damit, dass die Viren in die menschlichen Zellen eindringen können. Diese können sich folglich nicht mehr vermehren.
  • Komplementaktivierung: Die Antigen-Antikörper-Komplexe aktivieren zudem das Komplementsystem. Dadurch kommt es zur Zerstörung der Erreger oder befallener Zellen. Das Komplementsystem lockt zudem weitere Abwehrzellen an und markiert Erreger. Es verbindet dadurch das unspezifische mit dem spezifischen Immunsystem.

Schwaches Immunsystem

In einigen Fällen ist das Immunsystem nicht mehr so schlagkräftig und der Körper ist anfälliger für Infekte. Dabei gibt es zahlreiche Faktoren, die eine schwache Abwehr verursachen können. In vielen Fällen spielt der Lebensstil eine Rolle. Dieser kann meist positiv verändert werden. In manchen Fällen steckt jedoch eine Erkrankung dahinter.

Ursachen eines schwachen Immunsystems

Gründe für ein geschwächtes Abwehrsystem sind zum Beispiel:

Anzeichen eines schwachen Immunsystems

Ist die Abwehr geschwächt, haben Eindringlinge leichteres Spiel. Erreger können leichter in den Körper eindringen, sich dort vermehren und ausbreiten. Das Ergebnis: Man wird häufiger krank.

Neben dieser Infektanfälligkeit führt ein geschwächtes Immunsystem oft zu allgemeinen Symptomen. Dazu gehören beispielsweise:

Was sind Autoimmunerkrankungen?

Bei einer Autoimmunerkrankung richtet sich das Immunsystem gegen gesundes, körpereigenes Gewebe. Autoimmunerkrankungen können jedes Gewebe und auch Organe angreifen.

Abonnieren
Benachrichtige mich bei
0 KOMMENTARE
Inline-Feedbacks
Alle Kommentare anzeigen