Grundlagen der Immunologie: Zellen, Barrieren und Abwehr

Zellen und Organe des Immunsystems

Bei Kontakt mit Angreifern bzw. pathogenen Agenten agiert das Immunsystem mit spezifischer und unspezifischer Abwehr.

Zelluläre Einteilung

• Polymorphkernige Leukozyten (Granulozyten und Mastzellen): Neutrophile, Eosinophile, Basophile und Mastzellen.
• Mononukleäre Zellen: Monozyten, Makrophagen, dendritische Zellen, Lymphozyten und natürliche Killerzellen (NK-Zellen).

Immunologische Organe

• Zentrale (primäre) Organe: Leber (fetal), Thymus und Knochenmark.
• Periphere (sekundäre) Organe: Tonsillen, Milz, Lymphknoten und Lymphfollikel.

Barrieren des Immunsystems

• Physikalische Barriere: Verhindert das Anheften und Eindringen von Schaderregern (Adhäsion).
• Chemische Barriere: Gleiche Schutzfunktion durch chemische Substanzen (z. B. Lysozym in der Tränenflüssigkeit des Auges).
• Biologische Barriere: Die angeborene, physiologische Normalflora (Mikrobiom).
• Phagozytäre Barriere: Bestimmte Leukozyten bewirken Adhäsion, Phagozytose (Einschließen) und enzymatische Verdauung von Erregern.

Entzündungsreaktion (Inflammation)

Die Entzündung ist fundamental für die Zerstörung des Angreifers und die anschließende Gewebereparatur.

Kardinalsymptome

• Rötung (Rubor / Spülung)
• Wärme (Calor)
• Schwellung (Tumor)
• Schmerz (Dolor)
• Gefäßerweiterung (Vasodilatation) und gesteigerte Kapillarpermeabilität

Entzündungsmediatoren

Zu den Mediatoren zählen unter anderem Histamin, Prostaglandine, Kinine, C-reaktives Protein (CRP) sowie das Komplementsystem.

Histokompatibilitätskomplex (MHC / HLA)

Wenn das Immunsystem Antigene und Epitope verarbeitet, kommen zwei Hauptklassen zum Einsatz:

• MHC-Klasse I: Befindet sich auf allen kernhaltigen Zellen; zelluläre Antigene werden abgebaut und als Epitope an der Oberfläche präsentiert.
• MHC-Klasse II: Wird von professionellen phagozytierenden Zellen (APCs) produziert und exprimiert.

Immuntherapie und Immunisierung

Passive Immunisierung (Immuntherapie / Prophylaxe)

Dem Organismus werden vorgefertigte Produkte (Antikörper) des Immunsystems zugeführt:

• Natürlich: Z. B. diaplazentar oder über die Muttermilch (Immunprophylaxe).
• Künstlich: Verabreichung von Antiseren oder monoklonalen Antikörpern (Immuntherapie).

Aktive Immunisierung

Stimuliert die eigenständige Entwicklung einer Immunantwort:

• Natürlich: Durchgemachte Infektion (z. B. Erwerb einer Immunität oder chronische Infektionen).
• Künstlich: Schutzimpfungen (die Person erhält Antigene zur Bildung eigener Antikörper und Gedächtniszellen).

Erkrankungen des Immunsystems

Hypersensibilität (Allergien)

• Typ 1 (Soforttyp): IgE-vermittelt; Epitope stimulieren IgE-Rezeptoren auf Mastzellen, was zur massiven Freisetzung von Histamin und Prostaglandinen führt.
• Typ 2 (Zytotoxischer Typ): Antikörper (z. B. IgG oder IgM) richten sich gegen zelluläre Oberflächenantigene.
• Typ 3 (Immunkomplex-Typ): Antigen-Antikörper-Komplexe lagern sich ab und aktivieren das Komplementsystem.
• Typ 4 (Spättyp): T-Zell-vermittelt; Aktivierung zytotoxischer CD8+-T-Lymphozyten unter Ausschüttung von Perforin und Granzymen.

Immundefizienzen

• Primär: Genetisch bedingt, meist rezessiv vererbt über väterliche und mütterliche Gene.
• Sekundär (erworben): Z. B. durch Infektionen wie AIDS (HIV).

Transplantationsimmunologie

Arten von Transplantaten

• Isotransplantat: Spende zwischen eineiigen Zwillingen.
• Allotransplantat: Spende zwischen genetisch verschiedenen Individuen derselben Spezies.
• Autotransplantat: Spender und Empfänger sind dieselbe Person.
• Xenotransplantat: Spender gehört einer anderen Spezies bzw. Tierart an.

Abstoßungsreaktionen

• Hyperakut: Sofortige Reaktion durch vorbestehende Antikörper des immunologischen Gedächtnisses.
• Akut: Tritt typischerweise nach etwa 10 Tagen auf.
• Chronisch: Langsame Gewebeveränderung mit Fibrosierung des Transplantats.

Autoimmunität und T-Zell-Reifung

Autoimmunität beschreibt eine fehlerhafte Immunantwort gegen körpereigene Antigene.

Lymphatische Vorläuferzellen migrieren in primäre lymphatische Organe (insbesondere den Thymus). Dort differenzieren sie zu CD4+- oder CD8+-Zellen. Über Selektionsprozesse werden autoreaktive Lymphozyten zerstört, während reife Zellen proliferieren und in Gewebe oder Blutkreislauf migrieren.

Das Komplementsystem

Das Komplementsystem unterstützt das Immunsystem und fördert die Entzündungsreaktion. Es existieren drei Aktivierungswege:

• Alternativer Weg: Komplementproteine binden direkt an die Oberfläche des Angreifers.
• Lektin-Weg: Lektine binden an spezifische Kohlenhydrate der Erregeroberfläche und initiieren die Opsonisierung.
• Klassischer Weg: Aktivierung durch die Bindung von Komplementproteinen an bestehende Antigen-Antikörper-Komplexe zur Opsonisierung.

Einteilung von Antigenen

Antigene sind biochemischer Natur und lassen sich nach ihrer Herkunft unterteilen:

• Exogene Antigene: Entspringen von außerhalb des Organismus.
• Endogene (eigenständige) Antigene: Entstehen innerhalb des Organs bzw. Körpers.