Natürliche Immunität: Barrieren, Abwehrmechanismen und Antikörperantwort

Unspezifische natürliche Resistenz

Die natürliche Resistenz hängt von folgenden Faktoren ab:

• Genetik: fehlendes Gewebe oder fehlender Empfänger, fehlender zweiter Wirt bzw. Zielstruktur, fehlende Toxine.

Individuelle natürliche Resistenz

• Ernährung
• Fieber
• Alter
• Genetische Faktoren
• Stress

Physische Barrieren

• Haut: verhornte Zellschicht, Schuppenbildung, Trockenheit, normale Flora, Fett und Waschen
• Atemwege: normale Flora, Mikrovilli und Schleimhäute
• Verdauungstrakt: Magen-pH-Wert, Peristaltik, Sekretion und normale Flora
• Urogenitaltrakt: Urinfluss und normale Flora
• Auge: Tränenflüssigkeit

Barrierewirkstoffe

• Lysozym (Serum, Speichel, Schweiß, Tränen)
• Transferrin und Lactoferrin (Schweiß, Serum, Gewebe; binden Eisen und wirken bakteriostatisch)
• Interferon (von virusinfizierten Zellen gebildet)
• Komplementsystem (Serum; bakteriolytisch)

Biologische Barrieren

• Antagonismus der Mikroflora: spezifischer Antagonismus (Bakteriozine zerstören oder hemmen Bakterien) und unspezifischer Antagonismus durch Konkurrenz um Ressourcen.
• Komplementsystem:
  • Klassischer Weg: Antikörper markieren Bakterien, die dann abgetötet werden.
  • Alternativer Weg: C3b-Konvertase, C5-Konvertase (C3bBbC3b).
  • Lektinweg: Erkennung von Mannose; MASP1 spaltet C4 und C2 zur C3-Konvertase, MASP2 unterstützt die Freisetzung von C3b.
• Phagozytose:
  • Neutrophile: PMN, kurze Halbwertszeit, machen 30 bis 70 % der Leukozyten aus, verschlingen Erreger und bilden Eiter.
  • Monozyten: machen 3 bis 7 % der Leukozyten aus, phagozytieren, sterben nicht und werden zu antigenpräsentierenden Zellen (APC).
• Opsonisierung: Bindung von Proteinen an die Oberfläche von Erregern. Opsonine (Immunglobuline, C3b) markieren Bakterien unspezifisch.
• Anaphylatoxine: kationische Peptide (C3a, C4a, C5a) signalisieren dem Immunsystem den Ort einer bakteriellen Infektion.
• Anaphylaxie: übertriebene Immunreaktion.
• Diapedese: Durchtritt von Blutzellen durch Fenestrationen der Kapillaren zum Infektionsort, ohne Gewebeschäden zu verursachen.
• Chemotaxis: gerichtete Bewegung von Zellen entlang chemischer Gradienten.
• Zytotoxische T-Lymphozyten erkennen den konstanten Teil von MHC-I und zerstören infizierte Zellen; T-Helferzellen erkennen MHC-II und aktivieren Makrophagen.

Immunantworten

• Antikörperantwort: antikörpervermittelte Immunität.
• Zelluläre Antwort: zellvermittelte Immunität (CD4 mit MHC-II, CD8 mit MHC-I).

Eigenschaften der Immunantwort: Toleranz, Gedächtnis und Spezifität.

Grundbegriffe

• Antigen: Substanz, die mit Antikörpern und zellulären Rezeptoren reagiert.
• Epitop: Teil des Antigens, an den ein Antikörper bzw. ein B- oder T-Lymphozyt bindet.

Funktionen der Antikörper

• Immunmodulation
• Opsonisierung
• Aktivierung des klassischen Komplementwegs
• Neutralisation von Viren und Toxinen
• Antikörpervermittelte Zytotoxizität
• Blockadeeffekt
• Bildung von Oxidantien

Klonale Selektion und Expansion

• Klonale Selektion: Aktivierung von Lymphozyten durch Antigenkontakt.
• Klonale Expansion: schnelle Vermehrung aktivierter B-Zellen.

Aktivierung der B-Lymphozyten

• Direkter oder indirekter Kontakt mit dem Antigen
• Chemische Mediatoren wie Interleukine (IL-2 aktiviert Lymphozyten, Th2-Zellen)

Primäre und sekundäre Antwort: Beim Erstkontakt wird zunächst IgM gebildet (weniger effizient). Beim zweiten Kontakt wird IgG gebildet, schneller und wirksamer.

Zelluläre Immunantwort

1. Antigenpräsentation durch APC (MHC-I)
2. Aktivierung von CD4-Helferzellen (TH1)
3. Proliferation der CD4-Zellen (TH1)
4. Aktivierung zytotoxischer CD8-T-Zellen (CTL)
5. Proliferation der CTL

Zytokine

• Pleiotrop: wirken auf mehr als einen Zelltyp.
• Redundant: verschiedene Zytokine haben die gleiche Funktion.
• Multifunktional: ein Zytokin steuert verschiedene Prozesse.

Es gibt drei funktionelle Gruppen:

1. Angeborene Immunantwort: Makrophagen produzieren TNF-α, IL-1, IL-6, IL-12 und Interferon Typ I.
2. Adaptive Immunantwort: T-Lymphozyten und B-Lymphozyten werden gesteuert; IL-2, IL-4, IL-5 und IL-13.
3. Blutbildung: im Knochenmark produziert, stimulieren das Wachstum unreifer Leukozyten (IL-3 und IL-7).

Überempfindlichkeitsreaktionen

• Typ I: IgE-vermittelt (anaphylaktisch)
• Typ II: zytotoxisch durch IgG und IgM
• Typ III: Immunkomplexe, z. B. bei Nahrungsmittelallergien
• Typ IV: verzögerte, zellvermittelte Reaktion (z. B. Tuberkulose, Lepra)
• Superantigene