Spezifische Immunantwort: Grundlagen und Zelltypen

1.2 Die spezifische Immunantwort

Gelegentlich reichen unspezifische Abwehrmechanismen nicht aus, um eine Infektion zu kontrollieren. In diesen Fällen aktiviert sich nach einigen Tagen das aktiv-spezifische Abwehrsystem. Die Immunantwort basiert auf der Fähigkeit, körpereigene von körperfremden Strukturen zu unterscheiden. Durch den Nachweis fremder Moleküle produziert der Körper eine Reaktion, die auf deren Zerstörung abzielt: die Immunantwort.

Arten von Leukozyten im menschlichen Blut

• Basophile: An allergischen Reaktionen beteiligt; setzen Heparin in das Gewebe frei.
• Lymphozyten: Die Hauptakteure (Mediatoren) der spezifischen Immunantwort.
• Monozyten: Phagozytieren Bakterien, abgestorbene Zellen und alle übrigen organischen Reste. Nach 24 Stunden im Blut wandern sie in das Gewebe, wo sie zu Makrophagen (Riesenfresszellen) werden.

Es gibt zwei Arten der spezifischen Immunität: die antikörpervermittelte Immunität (humorale Antwort) und die zellvermittelte Immunität (zelluläre Antwort).

Das Immunsystem

Beide Arten der Immunität werden von Lymphozyten durchgeführt. Lymphozyten entstehen durch Differenzierung von Stammzellen aus dem Knochenmark. Die Strukturen, in denen die Reifung stattfindet, werden als primäre lymphatische Organe bezeichnet:

• Der Thymus, der T-Lymphozyten produziert.
• Das Knochenmark, das B-Zellen produziert.

Beim Verlassen dieser Organe wandern die Zellen durch Blut und Lymphe zu den sekundären lymphatischen Organen. B-Lymphozyten besitzen Immunglobuline zum Aufspüren löslicher Antigene, während T-Zellen spezifische Rezeptormoleküle haben, die Proteinfragmente von Antigenen auf der Oberfläche anderer Zellen erkennen.

Antigene

Antigene sind exogen (von außerhalb des Körpers) und immunogen (in der Lage, im Wirt die Bildung von Antikörpern zu induzieren), wobei sie spezifisch mit diesen Antikörpern reagieren. Diese Bereiche, welche die Bildung von Antikörpern auslösen und mit ihnen reagieren, werden als antigene Determinanten bezeichnet.

Antikörper (Immunglobuline)

Immunglobuline (Ig) werden als Reaktion auf ein spezifisches Antigen im Blut, in der Lymphe und in anderen Körpersekreten produziert. Jeder Antikörper besteht aus zwei identischen schweren Ketten (H) und zwei identischen leichten Ketten (L). Die variable Region entspricht dem Teil, der nach dem Schlüssel-Schloss-Prinzip spezifisch passt und als Antigenbindungsstelle (bindende Domäne) bezeichnet wird, während die konstante Region als Effektor-Domäne bekannt ist, welche als Bereich Fresszellen und das Komplementsystem aktiviert.

Wichtige Immunglobuline des Menschen:

• IgA: Am häufigsten in Schleim (Nase, Atemwege, Magen-Darm-Trakt), Tränen, Speichel und Vaginalsekret.
• IgE: Mediatoren bei allergischen Reaktionen.
• IgM: Die ersten, die als Reaktion auf ein Antigen synthetisiert werden; wirksam gegen Bakterien.
• IgG: Die häufigsten Antikörper; sie ersetzen IgM im Verlauf der Immunantwort. Beim Menschen gehört die Mehrheit der Antikörper zur IgG-Gruppe.

Antigen-Antikörper-Reaktionen

Antikörper erkennen Krankheitserreger durch Bindung an Antigene auf deren Oberfläche. Die Bildung von Antigen-Antikörper-Komplexen kann verschiedene Abwehrreaktionen aktivieren:

1. Erzeugung einer Masse verklebter Antigen-Antikörper-Komplexe (Agglutination).
2. Blockierung der Aktivität des Erregers oder dessen Toxins (Neutralisation).
3. Stimulation der Wirkung von Phagozyten.
4. Aktivierung des Komplementsystems durch IgG- und IgM-Antikörper.

Die humorale Immunantwort

Auch als antikörpervermittelte Immunität bekannt, da sie die Synthese von Antikörpern durch B-Lymphozyten betrifft. Wenn ein fremdes Antigen in den Körper gelangt, trifft es auf der Suche auf einen Lymphozyten, der den passenden Antikörper besitzt, um mit ihm zu reagieren. Dies stimuliert die antigenbindenden B-Zellen und führt zu deren Teilung sowie Differenzierung in zwei Klassen:

• a) Plasmazellen: Als reife B-Zellen entwickeln sie eine umfangreiche Tetrasaccharidsequenz, in der große Mengen Antikörper hergestellt und exportiert werden. Plasmazellen verlassen die Lymphknoten nicht; ihre Wirkung erfolgt über die produzierten Antikörper, die über die Lymphe den infizierten Bereich erreichen.
• b) Speicherzellen: Sie bleiben im Umlauf und produzieren noch lange nach der Infektion geringe Mengen an Antikörpern.

Das Komplementsystem besteht aus 18 Proteinen. Es unterstützt die Antikörper bei der Infektionsbekämpfung, indem es an Pathogene bindet, deren Aufnahme durch Makrophagen fördert oder diese Zellen direkt zerstört.

Die zelluläre Immunantwort

Die zellvermittelte Immunität beruht auf der Aktivität von T-Lymphozyten und Makrophagen. Wenn ein Antigen in den Körper eindringt, wird es von Makrophagen phagozytiert, verdaut und in kleine Peptide zersplittert. Makrophagen nutzen einen Proteinkomplex namens MHC, um diese Fragmente erkennbar zu machen. Die Oberfläche des Makrophagen wird dann durch eine T-Zelle erkannt. Dieser Mechanismus ermöglicht es dem Immunsystem, versteckte Infektionen innerhalb von Zellen zu identifizieren.

T-Zellen besitzen spezialisierte Rezeptoren zur Erkennung von Antigenfragmenten. Aktivierte T-Zellen unterteilen sich in:

• a) CD8-T-Zellen (Killerzellen): Sie können Zellgifte absondern oder Zytokine freisetzen; sie sind auch als zytotoxische T-Lymphozyten bekannt.
• b) CD4-T-Lymphozyten (Helferzellen): Sie setzen eine große Menge an Lymphokinen frei, fördern die Vermehrung von CD8-T-Zellen sowie B-Zellen und verstärken Entzündungsreaktionen. Sie arbeiten durch die Bildung eines perfekt interagierenden Gesamtsystems.