die Bösen...

Bakterien – einzellige Kleinstlebewesen, die sich durch Zellteilung vermehren, und Viren – sehr kleine krankheitserregende Partikel, die nur in lebenden Zellen existieren können und diese zur Vermehrung brauchen

die Guten...

Makrophagen – die großen Fresser
sind der wichtigste Part der unspezifischen Abwehr, gehören zu den Fresszellen (Phagozyten) und kommen nahezu überall im Körper vor. Sie fressen Bakterien, Zellen und Zellteile. Einige von ihnen sind antigenpräsentierend und stehen in Wechselwirkung mit der spezifischen Abwehr.

T-Zellen bzw. T-Lymphozyten – die Polizei
erkennen Krankheitserreger und signalisieren den B-Zellen, sich zu vermehren und den Angriff zu starten. An Ihrer Oberfläche ist ein T-Zell-Rezeptor gebunden. Sie benötigen antigenpräsentierende Zellen, um mit ihrer Arbeit loszulegen. Sie gehören zur spezifischen Immunabwehr und entwickeln sich bei Aktivierung in T-Helferzellen, Zytotoxische Zellen, Regulatorische Zellen und T-Gedächtniszellen. T-Zellen werden im Thymus „trainiert“.

B-Zellen bzw. B-Lymphozyten – die Arbeiter
tragen Y-förmige Antikörper an der Oberfläche gebunden. Beim Andocken an das passende Antigen wandeln sie sich um in Antikörper-produzierende Plasmazellen oder Gedächtniszellen. B-Zellen benötigen die Stimulation einer T-Zelle über einen Co-Rezeptor, damit sie arbeiten können. Sie gehören zur spezifischen Immunabwehr und werden im Knochenmark produziert.

Dendritische Zellen – die Buschtrommeln
haben die Oberaufsicht über die Immunantwort. Sie sind antigenpräsentierend, verstärken die Immunantwort, indem sie T-Zellen aktivieren, die selbst keinen direkten Kontakt zum Antigen bzw. B-Lymphozyten hatten.

Antikörper – die Waffen gegen Eindringlinge
sind Immunglobuline, Proteine. Sie werden von B-Zellen gebildet und binden spezifisch an Bakterien und Viren bzw. an deren Antigene. Der Antigen-Antikörper-Komplex wird anschließend von Makrophagen vernichtet.

Von der Stammzelle zur Immunzelle

Der Ursprung aller Immunzellen liegt im Knochenmark. Dort werden sogenannte Stammzellen produziert, also Zellen, die noch nicht oder nur geringfügig differenziert sind, also noch nicht auf ihre Funktion im späteren Organismus festgelegt sind. Die blutbildenden Stammzellen differenzieren sich in Erythrozyten (rote Blutkörperchen), Thrombozyten (Blutplättchen) und Leukozyten (weiße Blutkörperchen). Eben diese Leukozyten sind die Zellen, denen wir einmal unsere Aufmerksamkeit widmen möchten.

Leukozyten – die Zellen der Immunabwehr

Die Leukozyten können unter dem Mikroskop unterschieden werden in

Leukozyten mit gelapptem Zellkern (60 – 75 % aller Leukozyten), sie werden Granulozyten genannt und haben erkennbare kleine Partikel (sogenannte Vesikel, deren Inhalt toxisch auf viele Krankheitserreger wirkt) im Zellplasma. Aus ihnen entwickeln sich Makrophagen und dendritische Zellen.

Leukozyten mit großem gleichförmigem Zellkern (25 – 40 % aller Leukozyten), sie werden Agranulozyten genannt und weisen keine Vesikel im Zellplasma auf. Aus ihnen entwickeln sich die Lymphozyten (B- und T) und Monozyten unseres Immunsystems.

Unspezifische angeborene Abwehr

Das unspezifische, angeborene Immunsystem richtet sich unspezifisch gegen alle Eindringlinge, ohne zuvor Kontakt mit ihnen gehabt zu haben, also ohne genau zu wissen, wogegen es sich wehrt. Es kann nur auf eine beschränkte Anzahl von Bakterien reagieren. Das unspezifische Immunsystem tritt zuerst auf den Plan.

Haut und Schleimhaut

Die Haut stellt eine erste wichtige Verteidigungslinie gegen das Eindringen von Krankheitskeimen (Bakterien und Viren) dar. Die Abwehr der Haut wird durch die Haare verstärkt, die Fremdmaterial einfach hinweg fegen. Die Haut ist ständig mit verschiedenen Sekreten bedeckt wie Schweiß und Fette, die Keime unschädlich machen können.

Zur ersten Abwehr des Immunsystems zählen neben der Haut auch die Schleimhäute, die alle Körperöffnungen auskleiden. Der klebrige Schleim, den die Schleimhaut absondert, dient zum Abfangen von Fremdkörpern, die dann durch Husten oder Niesen ausgestoßen werden. Schleim, Tränen und Speichel sind in der Lage Bakterien abzutöten. In Tränen und Nasenschleim enthalten ist Lysozym – es zerstört die Zellwände eindringender Bakterien, indem es Kohlenhydrate spaltet.

Entzündung

Beschädigte Zellen setzen chemische Signale (wie das Gewebshormon Histamin) frei, die die Durchblutung im betroffenen Bereich erhöhen. Die Hitze hemmt einerseits Mikroorganismen, erhöht andererseits aber die Beweglichkeit von Immunzellen im Blut und steigert ihren Stoffwechsel. Oft kann schon die Entzündung die Verbreitung von Erregern stoppen. Wenn nicht, wirkt das Komplementsystems oder die Immunantwort setzt ein.

Unspezifische Immunabwehr

Das Komplementsystem besteht aus 26 Proteinen, die den Entzündungsprozess und die Immunantwort unterstützen. Es erkennt fremdes Eiweiß an Bakterien, bedeckt ihre Oberfläche, um diese für Makrophagen zu markieren und lockt Makrophagen über die Ausschüttung von Chemokinen zum Infektionsherd. Außerdem zerstört es auch direkt Bakterien, indem es an sie bindet und ihre Membranporen öffnet, so dass Flüssigkeit und Salze einströmen können. Die Bakterienzelle schwillt an und platzt.

Die meisten Makrophagen halten sich ständig am selben Ort auf, einige kreisen aber auch in Blutbahn und Gewebe. Durch chemische Botenstoffe angelockt, vernichten sie am Infektionsherd alles, was da kommt, also Bakterien, Parasiten, Tumorzellen, Gewebetrümmer, Immunkomplexe. Das tun sie, indem sie sich über die Partikel stülpen und sie durch Enzyme auflösen (Phagozytose). Phagozytierte Erreger werden in unschädliche Teile – sogenannte Antigene - „zerlegt“. An der Oberfläche von Makrophagen (und anderen sogenannten Antigenpräsentierenden Zellen) finden sich sogenannte MHC-Moleküle, an denen die Antigene gebunden und somit der Umwelt „präsentiert“ werden können. – Was später die spezifische Immunabwehr in die Wege leitet (aber dazu an anderer Stelle mehr).

Makrophagen - welche gibt es?

Je nach Stimulierung können Makrophagen verschiedene Formen annehmen: Einige vergrößern stark ihr Zytoplasma, werden dann Epitheloidzellen genannt wegen ihrer Ähnlichkeit zu eptihelialen Zellen. Aktivierte Makrophagen können auch fusionieren und mehrkernige Riesenzellen bilden, um größere Fremdkörper zwecks Phagozytose zu umschließen. Um ihre Lokalisierung in verschiedenen Geweben zu beschreiben wurden ihnen spezielle Bezeichnungen gegeben. So heißen sie

Mikrogliazellen im zentralen Nervensystem
Sie stellen die ansässigen inflammatorischen Zellen des ZNS dar. Eine Besonderheit der Mikrogliazellen ist, dass es sich bei ihnen sowohl um Gliazellen des ZNS, als auch um einen einzigartigen Typ mononukleärer Phagozyten handelt. Antikörper können die Blut-Hirn-Schranke nicht passieren, so bilden die Mikrogliazellen die Hauptform der aktiven Immunabwehr im ZNS. Sie erkennen und beseitigen potenziell pathogene Substanzen und schützen die nicht regenerierbaren Neuronen vor irreversiblen Schäden, sie unterstützen die Nervenzellen bei der Regeneration nach Verletzung. Ähnliche Funktion wie Makrophagen in anderen Geweben, Beseitigung von Zellresten durch Phagozytose. Mikrogliazellen sind antigenpräsentierend, müssen aktiviert werden.

Kupffer-Zellen in der Leber
Sternförmige Makrophagen der Leber mit ovalem Zellkern. Befinden sich im Lebergewebe und differenzieren sich aus Monozyten. Sie entnehmen dem Pfortader-Blut körperfremde und –eigene Substanzen wie Schadstoffe, Bakterien, Stoffwechselprodukte, Erythrozyten-Reste und bauen sie ab.

Alveolar-Makrophagen in der Lunge
So genannte „Staubzellen“ auf der Oberfläche der Lungenbläschen (Alveolen). Sie phagozytieren totes Material, Fremdpartikel wie Staub.

Osteoklasten im Knochen
Mehrkernige (bis zu 10 Zellkerne) große Zellen (Durchmesser 50 – 100 µm) Zellen, die durch Fusion von einkernigen Vorläuferzellen aus dem Knochenmark entstehen. Sie gehören zum mononukleär-phagozytären System (MPS) und können sich, wie Makrophagen, amöboid fortbewegen. Ihre Hauptaufgabe ist die Resorption der Knochensubstanz.

Chondroklasten im Knorpelgewebe
Große Fresszellen, die durch Fusion von einkernigen Monozyten entstanden sind (Riesenzellen). Hauptaufgabe ist der Abbau von Knorpel.

Langerhans-Zellen in der Epidermis der Haut und in Schleimhäuten
gehören zu den inaktiven dendritischen Zellen (antigenpräsentierende Zellen). Die Aktivierung und Differenzierung zu reifen dendritischen Zellen erfolgt nach Antigen-Kontakt. Nach Aufnahme von Antigenen über Phagozyteose wandern sie in die regionären Lymphknoten. Dendr. Zellen präsentieren Antigene vor allem an T-Lymphozyten.

Histiozyten im Bindegewebe
eine ortsständige Makrophagen-Form. Wie auch die nicht-ortsständigen Makrophagen gehören die Histiozyten zum MPS. Bei Infektionen können sie durch Zytokine aktiviert und in Makrophagen umgewandelt werden. Histiozyten phagozytieren Zellreste, Bakterien und tote Zellen und bauen sie ab. Sie sind 15 – 20 µm groß und leben 2 – 3 Monate.

Hofbauer-Zellen in der Plazenta
Eine ortsständige Makrophagen-Form. Wie auch die nicht-ortsständigen Makrophagen gehören die Hofbauer-Zellen zum MPS. Man nimmt an, dass sie eine Rolle bei der Kontrolle von Pathogenen spielen, die von Mutter auf Fötus übertragen werden können.

Außerdem finden sich Makrophagen in der Muttermilch. Hier dienen sie der Sekretion des Enzyms Lysozym und immunstimulatorischer Substanzen.

Vermehrung Krankheitserreger – ganz nebenbei

Eingedrungene Bakterien vermehren sich durch Zellteilung. Eingedrungene Viren können sich nicht selbst vermehren. Sie stoßen ins Innere von menschlichen Zellen vor und veranlassen den Kern, Virenproduktion zu betreiben, benötigen also einen Wirt. Unser Immunsystem muss somit nicht nur die Viren, sondern dann auch die infizierten Körperzellen vernichten.

Beim Eindringen von Viren in Körperzellen werden von den infizierten Körperzellen Interferone gebildet. Das sind Proteine, die bei gesunden Zellen für einen Selbstschutz vor den Viren sorgen. Sie veranlassen in den Zellen die Bildung von schützenden Anti-Virus-Proteinen. Über Interferon aktivierte Zellen sind gegen das Virus immun. Infizierte Zellen müssen vernichtet werden.

Spezifische / erworbene bzw. adaptive Immunabwehr

Wenn weder der Selbstschutz, noch Komplementsystem und Makrophagen es schaffen, die Infektion zu bekämpfen, kommt die spezifische Immunabwehr ins Spiel. Je nachdem, welche Zellen hier arbeiten, unterscheidet man die humorale Immunantwort (durch Bildung von spezifischen Antikörpern) und die zelluläre Immunantwort (durch Zytotoxische T-Zellen, Natürliche Killerzellen).

Die spezifische Immunabwehr macht immer eine Lokalisierung und Erkennung von Eindringlingen erforderlich. Das erreichen die Immunzellen durch enge Zusammenarbeit.

Antigenpräsentation

Fast alle Körperzellen haben die Fähigkeit zur Antigenpräsentation. Das bedeutet, dass aufgenommene Erreger in Antigene zerlegt werden, an der Zelloberfläche an MHC-Moleküle (Major Histocompatibility Complex) gebunden werden und somit anderen Zellen (T-Zellen) präsentiert werden.

Mit dem Begriff Antigenpräsentierende Zellen (APC) bezeichnet man aber nur die Zellen, deren Hauptaufgabe die Präsentation ist. Das sind Zellen des Immunsystems wie dendritische Zellen, Monozyten, Makrophagen und B-Lymphozyten. Nur die professionellen APCs können die Aktivierung der T-Zellen auslösen, die bisher noch nicht mit dem Antigen in Kontakt gekommen sind. Dendritische Zellen sind dabei am wirkungsvollsten. Sie präsentieren wirkungsvoll und in großer Dichte Antigene auf ihrer Zelloberfläche.

Makrophagen aktivieren T-Zellen an der Front

Einige Makrophagen können Antigene verarbeiten und präsentieren. Sie präsentieren diese besonders gut gegenüber TH1-Zellen (eine Hauptuntergruppe der T-Zellen), die schon Kontakt zu dendritischen Zellen hatten und so sensibilisiert sind. Im Gegenzug schüttet die TH1-Zelle dann bestimmte Zytokine aus, die die Makrophage aktivieren. Aktivierte Makrophagen setzen mehr Enzyme frei und können besser Antigene präsentieren.

Dendritische Zellen - auch andere T-Zellen müssen informiert werden

T-Zellen, die im Gewebe vorkommen, haben meist über Makrophagen  und B-Zellen schon Kontakt mit dem Antigen selbst gehabt. T-Zellen, die nicht am Ort des Geschehens sind, haben keine Gelegenheit, Antigene kennen zu lernen und sich gegen sie zu wappnen. Hier helfen die dendritischen Zellen.

Neben den Makrophagen liegen auch unreife dendritische Zellen im Gewebe vor. Im inaktiven Zustand haben sie die Form einer Dendrite (Nervenzellen). Was tun sie?

Im Gewebe nehmen dendritische Zellen Antigene auf, zweigen sich also sozusagen ein paar von den Eindringlingen ab. Sie wandern in die Lymphknoten, wo sie die Antigene präsentieren. Dendritische Zellen sind dabei sehr wirkungsvoll, können 100 – 3.000 Antigen-spezifische T-Zellen aktivieren und präsentieren dabei 10 – 100fach mehr Antigen-MHC-Komplexe als Monozyten oder B-Zellen.

Alle Blutkörperchen werden in regelmäßigen Abständen durch die Lymphknoten gespült. Eine vorbeikommende T-Zelle (die noch nichts vom Eindringling weiß) mit passenden T-Zell-Rezeptor bindet an den MHC-Antigen-Komplex der dendritischen Zellen. Wenn zusätzlich eine Kostimulation erfolgt, wird die T-Zelle aktiviert und differenziert sich nun in die jeweiligen T-Zell-Typen

Nebenbei: Dendritische Zellen sammeln ständig Antigene ein. Wenn keine Infektion vorliegt, dann hauptsächlich Proteine aus körpereigenen Zellen (Überreste abgestorbener Zellen beispielsweise). Auch durch diese körpereigenen Antigene werden die dendritischen Zellen aktiviert – und können somit T-Zellen stimulieren. Die dabei entstehenden (differenzierten) Zellen sind aber nicht für eine Autoimmunreaktion zuständig, sondern für Apoptose (programmierten Zelltod), Anergie oder Entwicklung von regulatorischen T-Zellen. Selbstreaktive T-Zellen werden somit eliminiert.

T-Helferzellen

Sie können an Makrophagen und B-Zellen (antigenpräsentierende Zellen) binden und sind somit sozusagen das Bindeglied zwischen unspezifischer und spezifischer Immunabwehr. T-Helferzellen werden durch Botenstoffe, die von den Makrophagen ausgesendet werden, an den Infektionsort gelockt.

Bei Antigenpräsentation durch Makrophagen schütten TH1-Zellen das Zytokin Interferon (IFN-y) aus und aktivieren somit Makrophagen. Bei Antigenpräsentation durch B-Zellen schütten TH2-Zellen das Zytokin Interleukin-4 oder -5 aus und stimulieren B-Zellen somit, sich in Antikörper-produzierende Plasmazellen zu differenzieren. TH1- und TH2 können die Entwicklung zytotoxischer T-Zellen fördern.

Zytotoxische T-Zellen (früher: T-Killerzellen)

Unterstützt werden B-Zellen von den Zytotoxischen T-Zellen, die ebenfalls von den T-Helferzellen zur Vermehrung angeregt wurden. Sie binden sich an mit Viren befallene Körperzellen, durchlöchern sie, und  bringen sie somit zum Auslaufen. Die infizierten Zellen sterben gemeinsam mit den Viren ab.

Regulatorische T-Zellen (früher T-Suppressorzellen)

Sie verhindern ein Übergreifen der Immunreaktion auf körpereigene Strukturen und intakte Körperzellen. Dämpfen die Aktion anderer T- und B-Zellen.

T-Gedächtniszellen

Sie sind das sogenannte „immunologische Gedächtnis“, also langlebige T-Zellen (auch B-Gedächtniszellen gibt es). Bei Zweitkontakt mit dem Erreger sorgen sie für eine schnelle und intensive Immunantwort (Antikörperbildung.)

T-Helferzelle aktiviert B-Zelle

Antigene werden von Antigenpräsentierenden Zellen auf verschiedene Art und Weise aufgenommen. Unreife dendritische Zellen nehmen das Antigen über Phagozytose oder Pinozytose auf, bauen also das Antigen ab, bevor sie zum Lymphknoten wandern, wo sie das Antigen den T-Zellen präsentieren.

B-Zellen bzw. Lymphozyten tragen auf ihrer Oberfläche ein membrangebundenes Immunglobulin, also einen Antikörper, wie B-Zellen sie sonst auch frei produzieren. Damit können sie passende Antigene erkennen. Dieser bloße Kontakt zum Antigen reicht aber nicht, um bei B-Zellen eine Reaktion auszulösen. Sie benötigen eine Stimulation über eine T-Zelle, genauer gesagt über die T-Helferzelle (TH2).

Nach Kontakt wird das Antigen teilweise abgebaut und – in Verbindung mit dem MHC-II-Molekül auf der Zelloberfläche präsentiert. In dieser Form kann das Antigen von entsprechend passenden TH2-Zellen erkannt werden. Sobald nun eine aktivierte T-Helferzelle des Weges kommt und ihr Rezeptor zum präsentierten MHC-Antigen-Komplex passt, ist das erste Signal zur Aktivierung der B-Zelle geschaltet. Nun bedarf es noch einer Kostimulation über ein anderes Oberflächenmolekül und der Stimulation über Zytokine. Sind alle drei Signale vorhanden, kommt es zur Stimulation der B-Zelle. Sie wandelt sich in eine Plasma (oder eine B-Gedächtniszelle) um.

Anmerkung: Mehr Informationen die Stimulation einer T-Zelle finden sich in unserem Artikel „Wirkungsweise von Immunsuppressoren“ (Abschnitt Biologika).

Plasmazelle produziert Antikörper

Die Plasmazelle startet die Massenproduktion und Freisetzung von spezifischen Antikörpern. Diese binden spezifisch an die Eindringlinge (bzw. an eine bestimmte Molekülsequenz des Erregers). Die entstehenden Antigen-Antikörper-Komplexe (sogenannte Immunkomplexe) werden von Komplementsystem und Makrophagen vernichtet.

Antikörper des Blutes sind Proteine, Immunglobuline genannt. Der häufigste Typ ist Immunglobulin G. Das Immunglobulin-G-Molekül hat die Form eines Ypsilon, besteht aus 2 schweren und 2 leichten Ketten.

Antikörper binden in der sogenannten Fab-Region (dem V-förmigen oberen Teil) Antigene. In ihrem unteren geraden Teil, der Fc-Region kommt es zur Wechselwirkung mit Gewebe, die dafür sorgt, dass das Antigen wirkungsvoll eliminiert werden kann. Fc-Region und unterer Teil der Fab-Region eines Antikörpers sind konstant und machen die Klassenzugehörigkeit (IgM, IgG oder IgE z. B.) aus – aber auch Eigenschaften wie Halbwertszeit, Komplementbindung, Bindung an Fc-Rezeptoren u.ä.

Der obere Bereich der Fab-Region dagegen ist variabel und bestimmt die Antigenspezifität. Die „Haftstellen“ für Antigene sind so gebaut, dass dort nur die Antigene gebunden werden können, die die Bildung des betreffenden Antikörpers veranlasst haben, sie sind also spezifisch. Es gibt viele verschiedene IgG-Moleküle. Sie unterscheiden sich durch die Struktur ihrer beiden Antigen-Bindungsstellen. Jede Art IgG-Molekül kann nur eine einzige Antigen-Art binden. Antigene können Peptide, Proteine oder Polysaccaride sein. Der Antikörper wird nicht gegen das gesamte Antigenmolekül gebildet, nur gegen bestimmte Atomanordnungen in diesen Molekülen.

Zytokine – der Stoff, aus dem die Träume sind...

Zytokine sind Botenstoffe, also Signalproteine, die Wachstum, Vermehrung und Differenzierung von Zellen regulieren. Sie helfen den T-Zellen zu reifen und sich in ihre Subgruppen zu differenzieren. Die T-Zelle scheidet sie bei Aktivierung des T-Zell-Rezeptors aus. Einige Zytokine regen das Entstehen weiterer T-Zellen an, andere sorgen dafür, dass aus T-Zellen zytotoxische T-Zellen werden, die infizierte Zellen aufspüren und beseitigen, andere Zytokine sorgen für die Entstehung von T-Helferzellen, die ihrerseits wiederum Zytokine freisetzen, um weitere Immunzellen zum Infektionsherd locken. Zytokine können unter anderem sein: Interferone (IFN), Interleukine (IL), Tumornekrosefaktoren (TNF), Chemokinine (chemische Lockstoffe).

Die Stimulation durch Zytokine ist das dritte dringend erforderliche Signal zur Aktivierung von T- und B—Lymphozyten (1. Voraussetzung ist Stimulation über den T-Zell-Rezeptor, 2. Voraussetzung die Kostimulation über Oberflächenmoleküle). Zytokine werden dabei von spezifischen Zytokinrezeptoren aufgenommen.

Verschiedene Medikamente zur Behandlung von Autoimmunerkrankungen (wie rheumatoider Arthritis) setzen auf die Blockade dieser Botenstoffe. So sind z. B. TNF-alpha-Blocker, Interleukin-1 und Interleukin-6-Blocker auf dem Markt (siehe auch unser Artikel: „Wirkungsweise von Immunsuppressoren“).

Wieder gesund

Arbeitet das Immunsystem so wie es soll, dann ist bald alles wie vor der Infektion. Nur die Gedächtniszellen, die bleiben. Es handelt sich hier um T- und B-Zellen, die sich noch nach Jahren an den Eindringling erinnern. Dringt ein unbekannter Virus ein, so dauert die geschilderte Immunreaktion einige Tage. Ein Virus, auf den eine Gedächtniszelle lauert, kann dagegen kaum etwas ausrichten. Das macht man sich beim Impfen zu nutze.

Selbsttoleranz

Das größte Problem unseres Immunsystems besteht darin, Fremdes und möglicherweise Gefährliches von körpereigenen Zellen zu unterscheiden. Handelt es sich bei dem Eindringling um fremde Materialien wie Holz oder Glas, ist das für unser Immunsystem kein Problem. Handelt es sich aber um organisches Material, das aus den gleichen Baustoffen besteht wie unsere Körperzellen (Eiweiße, Fette oder Kohlenhydrate) – wie das bei Eindringen von Bakterien, Viren o.ä. der Fall ist, wird die Sache erheblich schwieriger.

Die Fähigkeit eines Immunsystems, körpereigene von körperfremden Stoffen zu unterscheiden und infolgedessen nicht unter Beschuss zu nehmen, bezeichnet man als Selbsttoleranz. Diese Selbsttoleranz wird auf verschiedenen Wegen erreicht:

Zentrale Selbsttoleranz – Selektion im Thymus

Die T-Zellen werden im Thymus auf Selbsttoleranz trainiert. Sie müssen hier einige Tests durchlaufen, bevor sie als reife T-Lymphozyten den Thymus verlassen dürfen. Den T-Zellen werden körpereigene Epithelzellen „vor die Nase gehalten“, die MHC-Moleküle und gleichzeitig körpereigene Peptide tragen.

Ist die Bindung von T-Zell-Rezeptor an MHC nicht möglich, führt das zur Apoptose (programmierter Zelltod). Ist die Bindung von T-Zell-Rezeptor an MHC zu stark, passiert dasselbe (eine Überaktivierung der T-Zelle ist nicht wünschenswert). So wird sicher gestellt, dass T-Zellen in der Lage sind, MHC zu erkennen (erforderlich für die Immunantwort), dass sie aber bei Anwesenheit von körpereigenen Peptiden nicht aktiviert werden können, also nicht autoreaktiv sind.

T-Zellen, die also entweder keine T-Zell-Rezeptoren ausbilden, nicht an MHC-Moleküle binden bzw. Autoantigene erkennen, werden ausgelöscht. Übrigens: Nur 3 – 5 % aller T-Zellen überleben dieses Auswahlverfahren!

Periphere Selbsttoleranz

Nicht alle der möglichen Antigene können im Thymus „simuliert“ werden, um sicherzustellen dass 100 %ige Selbsttoleranz besteht. Daher gibt es auch periphere Mechanismen (also außerhalb des Thymus), die Selbsttoleranz sicherstellen. Einer von ihnen ist gegeben durch die Kostimulation.

T-Zellen und B-Zellen benötigen immer 3 Signale, um aktiviert zu werden. 1) ein ordnungsgemäß präsentiertes Antigen, 2) eine Kostimulation über Rezeptoren wie CD2 oder CD28, 2) Stimulation über Zytokine. Wird der T-Zelle ein Antigen ohne Kostimulation präsentiert, so lebt sie weiter (im Ruhezustand, Anergie genannt), kann aber nicht mehr aktiviert werden und somit auch nicht die B-Zelle zur Produktion von Antikörpern veranlassen. (weitere Informationen über die Stimulation von T-Zellen siehe unser Artikel „Wirkungsweise von Immunsuppressoren“).

Man geht davon aus, dass Antigenpräsentierende Zellen normalerweise nicht in der Lage sind körpereigene Antigene zu präsentieren. Wird einer T-Zelle ein Antigen in ständig hohen Konzentrationen präsentiert, so stirbt sie in Apoptose (Deletion). Auch regulatorische T-Zellen können helfen, eine Autoreaktivität zu unterdrücken. Sie unterdrücken die Ausbildung des Zytokins Interleukin–1 in den supprimierten T-Zellen.

Autoimmunität – das Versagen der Selbsttoleranz

Bei Autoimmunerkrankungen (wie der Rheumatoiden Arthritis, dem Systemischen Lupus erythematodes oder dem Morbus Bechterew, um hier nur rheumatische Autoimmunerkrankungen zu nennen) werden körpereigene gesunde Organe und Gewebe als zu bekämpfende Eindringlinge fehlinterpretiert. Autoimmunerkrankungen können verschiedenste Organe allein oder in Kombination betreffen. Man unterscheidet zwischen organspezifischen (wie Thyreoiditis Hashimoto oder Diabetes Typ I) und den nicht mehr organspezifischen (wie RA oder SLE.)

Den T-Zellen kommt bei der Autoimmunerkrankung eine Schlüsselrolle zu. Ohne die Stimulation durch T-Zellen kann ein B-Lymphozyt nicht die Produktion von Antikörpern (in diesem Fall Autoantikörpern) anstoßen, die dann fälschlicherweise körpereigenes Gewebe attackieren.

Früher ging man davon aus, dass sogenannte autoreaktive T-Zellen schon in der Embryonalentwicklung restlos ausgemerzt werden. Heute weiß man, dass sowohl autoreaktive T- als auch B-Vorläuferzellen im Körper existieren. Gefährlich werden autoreaktive T-Zellen nur, wenn sie aktiviert werden. Dann kommt es zum Verlust der Selbsttoleranz. Ob eine Autoimmunerkrankung ausbricht oder nicht, ist also eine Frage der richtigen Kontrolle. Wie genau die autoreaktiven Zellen in Schach gehalten werden und warum die Selbsttoleranz bei Autoimmunerkrankungen zusammenbricht, ist noch nicht vollständig geklärt. Folgende Überlegungen werden zu diesem Thema gewälzt:

Mikroorganismen, die eine strukturelle Ähnlichkeit mit körpereigenen Proteinen haben können eine Autoimmunerkrankung auslösen. T-Helferzellen starten die Produktion von Antikörpern, die nicht nur diese Mikroorganismen, sondern auch körpereigene Strukturen angreifen. Tritt auf bei rheumatischem Fieber im Anschluss an Streptokokkus-Pharyngitis, Colitis ulcerosa  – Stichwort „Kreuzreaktivität“.

Andere Erreger wie Viren (beispielsweise das Ebstein-Barr-Virus) können B-Zellen auch ohne T-Zell-Hilfe zur Bildung von Antikörpern anregen (zufällige Aktivierung selbstreaktiver B-Zellen).

Ein Defekt von Zellen, die für die –Aufrechterhaltung der Selbsttoleranz verantwortlich sind, kann Auslöser einer Autoimmunerkrankung sein. Ein Defekt an Antigenpräsentierenden Zellen führt dazu, dass körpereigene Strukturen (unerlaubterweise) präsentiert werden. Infolgedessen greifen T-Lymphozyten fälschlicherweise körpereigene Zellen an. Ein Defekt an Regulatorischen T-Zellen hat fatale Folgen.

Auch einen fehlerhaften programmierten Zelltod (Apoptose) können Experten sich vorstellen als Grund für den Angriff auf körpereigene Zellen.

Behandlung von Autoimmunerkrankungen

Behandelt werden Autoimmunerkrankungen mit sogenannten Immunsuppressoren, also Therapeutika, die die fehlgeleitete Immunantwort unterdrücken. Mehr Informationen über die Wirkungsweise und die Angriffspunkte von Immunsuppressiva finden sich in unserem Artikel „Wirkungsweise von Immunsuppressoren“.

Quellen und andere interessante Links zu diesem Thema

http://www.wikipedia.de zum Thema „Antigenpräsentierende Zelle“, „Autoimmunerkrankung“, „Immunsystem“
Telekolleg Multimedial - Biologie - 07 Immunsystem 1/3, 2/3 und 3/3 http://www.youtube.com/watch?v=SHWZ6_fd90k, http://www.youtube.com/watch?v=s1CHbKlazMc&feature=player_embedded#!, http://www.youtube.com/watch?v=GosZhTGh2ps&feature=related

Lustige Beiträge:
http://www.kvfg.de/unterrichtsmaterial/rollenspielmakrophage/rollenspielmakrophage.php Rollenspiel „Ich bin eine Makrophage“ vom Karl-von-Frisch-Gymnasium Dußlingen
http://www.juergenfrey.de/Plakat-Buch-und-Werbung/Comic-Immun-im-Cartoon-1-Seite-691.html Cartoon über die Wirkungsweise des Immunsystems (einfach dargestellt), kostenloser PDF-Download