Grundlagen der Immunologie: Infektion und Abwehr

Infektion und Immunität

Eine Infektion ist die klinische Bezeichnung für die Kolonisierung des Wirtsorganismus durch externe Arten. In der klinischen Verwendung des Begriffs Infektion ist die Kolonisation des Organismus zum Nachteil der normalen Funktionsweise und des Überlebens des Wirtes definiert; der eindringende Organismus wird dabei als Erreger bezeichnet.

Immunität ist ein medizinischer Begriff, der den Zustand einer ausreichenden biologischen Verteidigung beschreibt, um Infektionen, Krankheiten oder andere unerwünschte biologische Invasionen zu vermeiden. Die Immunität umfasst sowohl spezifische als auch unspezifische Komponenten.

Unspezifische Komponenten wirken als Barrieren oder als Eliminatoren von Krankheitserregern und wehren Infektionen durch Mikroorganismen ab, bevor sie Krankheiten verursachen können. Andere Komponenten des Immunsystems passen sich an jede neu aufgetretene Krankheit an und können eine spezifische Immunität gegen den Erreger erzeugen (angeboren oder adaptiv).

Antigene und Antikörper

Ein Antigen ist ein Molekül, das geeignet ist, eine adaptive Immunantwort durch die Aktivierung von Lymphozyten hervorzurufen. Antigene sind meistens Proteine oder Polysaccharide.

Antikörper (auch Immunglobuline genannt) sind Glykoproteine aus der Gruppe der Gamma-Globuline. Sie liegen in löslicher Form im Blut oder in anderen Körperflüssigkeiten von Wirbeltieren vor oder existieren in einer identischen Form als Rezeptoren auf B-Lymphozyten. Sie werden vom Immunsystem eingesetzt, um Fremdkörper wie Bakterien, Viren oder Parasiten zu identifizieren und zu neutralisieren.

Zelluläre Immunantwort

Diese Art der Immunantwort wird durch T-Zellen durchgeführt, deren Aktivität gegen Mikroorganismen gerichtet ist (Viren, Pilze oder bestimmte Bakterien), die sich innerhalb von Zellen befinden. Diese Erreger sind innerhalb der Wirtszelle vor der Antikörperaktivität geschützt. Die Immunantwort der T-Zellen ist, obwohl weniger bekannt als die humorale, ebenso präzise wie diese.

Typen von T-Lymphozyten

• Tc- oder zytotoxische Lymphozyten (Killerzellen): Sie zerstören fremde Zellen sowie eigene Zellen, die infiziert wurden. Sie sind verantwortlich für Abstoßungsreaktionen bei Transplantaten. Zytotoxische T-Lymphozyten binden an Membran-Antigene und setzen hydrolytische Enzyme frei, was zunächst zur Perforation der Membran und später zur Zerstörung der Zelle führt.
• Th- oder T-Helferzellen (englisch "Helper"): Die Aktivierung der B-Lymphozyten hängt von ihnen ab, sodass diese in Plasmazellen umgewandelt werden, welche spezifische Antikörper sekretieren. Sie sind für die Reaktion der zytotoxischen T-Lymphozyten und T-Suppressorzellen auf Antigene notwendig. Sie wirken auf Makrophagen, indem sie deren Phagozytoseleistung und die Verdaulichkeit der Mikroben erhöhen.
• Ts- oder Suppressor-T-Zellen: Diese Lymphozyten agieren in der Endphase der humoralen Kontrolle nach der Entfernung des Antigens. Sie vermeiden eine Überproduktion von B-Zellen und Antikörpern.

Humorale Immunantwort

Die humorale Reaktion wird durch B-Lymphozyten durchgeführt. Dies sind individuell programmierte Zellen, die jeweils nur ein bestimmtes Antigen erkennen.

Lymphozyten, die noch nicht in Kontakt mit Antigenen gekommen sind, werden als naiv (oder "Jungfrauen") bezeichnet. Diese Zellen bilden genetisch bedingt spezifische Antikörper. Die Bindung zwischen dem Antikörper und dem lymphozytenspezifischen Antigen induziert die Differenzierung der B-Zellen in:

• Antikörper-produzierende Plasmazellen: Diese produzieren lösliche, nicht membrangebundene Antikörper, die in den Blutkreislauf gelangen. Die Menge der von einer Plasmazelle ausgeschiedenen Antikörper ist sehr hoch; es wird geschätzt, dass eine Zelle in der Lage ist, 2000 Antikörpermoleküle pro Sekunde zu erzeugen.
• Gedächtniszellen (Memory-Zellen): Ein Teil der T- und B-Lymphozyten differenziert sich nach dem ersten Kontakt mit dem Antigen zu Gedächtniszellen. Diese behalten die Erinnerung an das Antigen bei, sodass sie bei einer zweiten Infektion viel schneller intervenieren und eine intensive Reaktion auslösen können, die die Entwicklung der Infektion verhindert.

Entwicklungsstadien: Lymphoblast B > B-Lymphozyt > Plasmazelle > Gedächtniszelle

Einige B-Lymphozyten benötigen für ihre Aktivierung nicht nur die direkte Bindung des Antigens, sondern auch die Zusammenarbeit mit einer bestimmten Art von T-Zellen (T-Zell-Abhängigkeit). Die humorale Immunität spielt eine wichtige Rolle im Abwehrsystem gegen Infektionen, die durch extrazelluläre Organismen verursacht werden, wie zum Beispiel bei der Pneumokokken-Pneumonie oder der Meningokokken-Meningitis.

Konzept der Immunreaktionen

Es beschreibt, wie der Körper Bakterien, Viren und Stoffe, die fremd erscheinen und schädlich für den Organismus sind, erkennt und sich gegen sie wehrt.