Bestandteile des immunsystems

Antikörper: Die Antikörper sind globuläre Proteine. Man sie Immunglobuline (Ig). Sie werden in fünf Klassen eingeteilt; ihre Baueinheiten sind stets gleichartig. Der häufigste und am besten bekannte Typus sind die Immunglobuline G (IgG). IgG-Moleküle bilden 75 bis 80 % der freien Immunglobuline im Organismus. 80 g zellfreies Blutplasma enthält etwa 1 g IgG. Jedes IgG-Molekül hat zwei Bindungsstellen, die so gebaut sind, daß dort nur solche Antigene gebunden werden können, welche die Bindung des betreffenden Antikörpers veranlaßt haben. Ein Anitkörpermolekül verbindet sich also mit zwei Antigen- Molekülen. Besitzt ein Antigen mehr als eine Bindungsstelle für Antikörpermoleküle, so einstehen größere Komplexe (Immunkomplexe). Deren Größe hängt von der relativen Konzentration von Antigen und Antikörper ab. Sie können so groß werden, daß sie nicht mehr löslich sind und dann ausfallen (Präzipitation).



Lymphozyten:

Die Lymphozyten entstehen aus Zellen, die beim Fetus aus der Leber ins Knochenmark wandern und dort zu Stammzellen aller Blutzellen werden.
Wie schon erwähnt erfolgt die Ausdifferenzierung teils im Thymus (T-Zellen), teils im Knochenmark (B-Zellen). Ein erwachsener Mensch besitzt etwa 2.1012 Lymphozyten, die zusammen etwa 1 kg wiegen, sowie etwa 1020 Antikörpermoleküle, die ebenfalls 1 kg des Körpergewichts ausmachen.

. B-Lymphozyten
... besitzen in ihrer Zellmembran etwa 100 000 Rezeptormoleküle für ein bestimmtes Antigen. Diese Rezeptoren sind gebaut wie Immunglobuline der IgM-Klasse, sind aber Bestandteile der Membran. Jede B-Zelle besitzt nur Rezeptoren mit einer Spezifität, kann also nur ein bestimmtes Antigen erkennen und binden.
Nach der Bindung der Antigen- Moleküle werden diese in die Zelle aufgenommen und intrazellulär gespalten. Teile dieser Moleküle, die noch als Antigenen wirksam sind, werden dann in die Zellmembran der B-Zelle eingesetzt. Die gebundenen Antigene aktivieren T-Helfer-Lymphozyten, die dann ihrerseits B-Lymphozyten zur Teilung anregen.
Nach Aktivierung teilen sich die B-Lymphozyten mehrfach, so daß zahlreiche Zellen gleicher Spezifität entstehen. Diese Tochterzellen differenzieren sich vorwiegend zu Plasmazellen und bilden Antikörper. Von jeder Plasmazelle werden je Sekunde etwa 2000 gleiche Antikörpermoleküle an die Körperflüssigkeit abgegeben. Die Plasmazellen leben nur wenige Wochen. Durch energiereiche Strahlungen werden diese kurzlebigen Zellen geschädigt (Strahlenwirkung auf das Immunsystem). Einige der B-Zellen differenzieren sich zu Gedächtniszellen, die über Jahre hinweg erhalten bleiben. Wenn sie später erneut auf das gleiche Antigen treffen werden sie aktiviert und teilen sich rasch, so daß in viel kürzerer Zeit mehr Antikörper gebildet werden als beim ersten Kontakt. Die zweite Immunreaktion verläuft daher viel rascher und oft heftiger. Gegen verschiedene Erreger bleibt der Mensch deshalb lebenslang immun (z.B.: gegen die Erreger vieler Kinderkrankheiten).
Jeder B-Zell-Klon erkennt nur ein bestimmtes Antigen. Man weiß aber, daß beispielsweise im Körper des Menschen insgesamt gegen Millionen von Antigenen Antikörper gebildet werden können. Also muß es Millionen verschieder B-Zell-Klone im Körper geben.

. T-Lymphozyten
... erzeugen keine Antikörpermoleküle; sie besitzen aber Membranrezeptoren mit Spezifität für ein Antigen; diese heißen T-Zell-Rezeptoren. Sie erkennen nur Teile von Antigenen, die an die Membranen bestimmter anderer Zellen gebunden sind. Trifft ein T-Lymphozyt ein membrangebundenes Antigen, so wird er aktiviert und vermehrt sich durch Teilung. Dabei werden ebenfalls Gedächtniszellen gebildet. Die T-Lymphozyten haben unterschiedliche Aufgaben, so daß man verschiedenen Arten unterscheiden kann: die wichtigsten sind:
. T-Helfer-Zellen; sie stimulieren nach Erkennung eines Antigens die Teilung der entsprechenden B-Zellen zu Plasmazellen und damit die Bildung von Antikörpern.
. T-Unterdrücker-Zellen; sie hemmen die Teilung der B-Zellen und die Bildung von T-Killer-Zellen.
. T-Killer-Zellen; sie erkennen und vernichten körpereigene Zellen, die von Viren befallen worden sind und körperfremde Zellen. Sie heißen auch cytotoxische T-Zellen.

T-Zellen geben Signalstoffe (Gewebshormone), die auf andere Zellen des Immunsystems wirken. Diese Stoffe heißen Interleukine.

. Antigen-Darbietung (Präsentation).
Dringt ein als Antigen wirksamer Fremdkörper in den Organismus ein, so ist eine zu diesem Antigen passende B-Zelle normalerweiser nicht in der Nähe. Dies würde die Immunreaktion verzögern. Daher wird das Antigen zunächst unspezifisch von einem Makrophagen aufgenommen und in dessen Membran gebunden. Der Makrophage tritt dann in einer Art Schlüssel-Schloss-Reaktion mit B- und T-Zellen in Kontakt und \"präsentiert\" das Antigen dieser Zellen, d.h. er bringt es mit Rezeptoren auf deren Zellmembran in Verbindung. Man nennt diese Makrophagen daher Antigen-präsentierenden Zellen. In den Lymphknoten sind die Antigen-präsentierenden Zellen so angeordnet, daß die B- und T-Zellen mit ihnen in engen Kontakt gelangen müssen. Zusätzlich erzeugen sie Interleukine, welche T-Lymphozyten zur Teilung anregen. Gleichzeitig entstehen T-Gedächtniszellen. Die T-Helfer-Zellen beschleunigen dann die Teilung von B-Zellen und ihrer Reifung zu Plasmazellen und simulieren ebenfalls T-Killer-Zellen. Mit Verzögerung folgt eine Stimulation von T-Unterdrücker-Zellen, welche ihrerseits die weitere Teilung und Reifung von B-Zellen zu Plasmazellen hemmen.


. T-Zell-Rezeptor und MHC-Proteine.
Die T-Lymphozyten erkennen nur membrangebundene Antigene. Dabei reagieren die Rezeptoren der jeweiligen T-Zelle mit einem dargebotenen Teilstück des Antigens. Diese Reaktion kann nur stattfinden, wenn das Antigen-Teilstück auf der darbietenden Zelle an ein Membranprotein gebunden an der äußeren Oberfläche vorliegt. Die T-Zelle erkennt dabei gleichzeitig dieses Mebranprotein. An ihnen erkennt das Immunsystem auch körperfremde Zellen, so daß diese angegriffen werden. Sie werden daher als Gewebsverträtlichkeits-Proteine (kurz MHC-Proteine von major histocompatibility complex) bezeichnet. Beim Menschen wird ihre Bildung von sechs Genen gesteuert. Den zahlreichen möglichen Kombinationen dieser Gene entsprechend gibt es eine große Zahl von Varianten der MHC-Proteine. Daher besitzen zwei nicht sehr nahe verwandte Meschen kaum je den gleichen Satz von MHC-Proteinen. MHC-Proteine, die anders gebaut sind als die körpereigenen, werden von T-Zellen nicht als solche erkannt. Sie sind daher Fremdproteine und wirken als Antigene. An MHC-Proteinen kann das Immunsystem also körpereigene von körperfremden Zellen unterscheiden. Dies ist bei Gewebs und Orgenverpflanzung von Bedeutung; die fremden MHC-Proteine wirken als \"Gewebs-Antigene\" und lösen die Bildung von Antikörpern aus, so daß verpflanzte Gewebe abgestoßen werden.



Weitere Zellen des Immunsystems:

An den Immunreaktionen sind weiter Zellen beteiligt. Mastzellen kommen u.a. in der Nähe von Schleimhäuten vor und tragen an ihrer Oberfläche Antikörper der IgE-Gruppe. Sie enthalten in Golgi-Vesikeln Histamin und Serotonin sowie Prostaglandine und Interleukine. Wird das passende Antigen gebunden, so wird der Inhalt der Golgi-Vesikeln freigesetzt. Er verursacht eine Erweiterung der Blutgefäße und verstärkt die Durchblutung des Gewebes, das sich dadurch rötet. Außerdem häufen sich Lymphozyten und Freßzellen an, so daß eine intensive Immunreaktion abläuft, die als lokale Entzündungsreaktion erkennbar wird.

Bestimmt Granulozyten töten solche Fremdorganismen ab, die für die Aufnahme durch Makrophagen zu groß sind. Ferner gibt es Zellen, die Fremdorganismen ohne die Mitwirkung von Antikörper erkennen und vernichten. Sie greifen sogar körpereigenen Zellen an, wenn deren Oberfläche verändert ist. Diese natürlichen Killerzellen sind wahrscheinlich verantwortlich für die rasche Vernichtung neu entstandener Krebszellen, da bei diesen die Zellmembran Veränderungen aufweist.