Die Abwehrmechanismen des erworbenen Immunsystems: Antikörper, T-Zellen und lösliche Eiweiße im Verbund

T-Lymphozyten oder kurz T-Zellen spielen eine zentrale Rolle in der Bekämpfung von Krankheitserregern im Gewebe. Sie werden im Knochenmark gebildet und wandern über das Blut in den Thymus, wo sie sich darauf spezialisieren, fremde Zellen zu erkennen und zu zerstören. Daher stammt auch die Bezeichnung T-Zellen.

Bei einer Schwächung des Immunsystems durch das HIV-Virus vermindert sich vor allem eine bestimmte Gruppe an T-Zellen, die sogenannten T-Helfer-Zellen. Dadurch ist der Körper besonders anfällig für Infektionen mit eigentlich harmlosen Krankheitserregern. Das Immunsystem kann durch die fehlenden T-Zellen die Bekämpfung der Erreger im Gewebe nicht optimal koordinieren. Oft erkranken Menschen mit der Immunschwäche AIDS beispielsweise an einer bakteriellen Lungenentzündung mit Streptokokken oder bekommen Pilz- oder Herpesvirusinfektionen.

Spezialisten am Werk: T-Helfer- und T-Killer-Zellen

Die T-Zellen tragen an ihrer Oberfläche spezielle Bausteine, an die sich jeweils nur ein bestimmter Krankheitserreger anlagern kann – ähnlich wie ein Schlüssel nur in ein ganz bestimmtes Schloss passt. Dabei benötigen die T-Zellen die Mithilfe anderer Abwehrzellen, denn sie erkennen einen Krankheitserreger nur, wenn er auf der Zelloberfläche einer anderen Abwehrzelle gebunden ist.

Im Laufe einer Abwehrreaktion entwickeln sich T-Zellen zu spezialisierten Unterformen, die alle eine andere Aufgabe übernehmen.

T-Helfer-Zellen

T-Helfer-Zellen haben zwei Hauptaufgaben: Zum einen setzen sie bestimmte Botenstoffe frei, die sogenannten Lymphokine. Damit bewirken sie die Zerstörung von Krankheitskeimen in schon befallenen Körperzellen. Die zweite Aufgabe: Sie regen die Bildung von Antikörpern gegen den Krankheitserreger an und deren Verteilung über das Blut. Dadurch wird bei einem Infekt „Alarm“ geschlagen und die Information über den eingedrungenen Krankheitserreger im gesamten Körper weitergegeben. Damit kann das Immunsystem die Infektion an allen Fronten gleichzeitig bekämpfen und schneller überwinden. T-Helfer-Zellen werden auch T4-Zellen genannt, da sie das CD4-Oberflächenmolekül besitzen. An diese Struktur bindet sich auch das HIV-Virus. Deshalb sind bei einer AIDS-Erkrankung vor allem die T-Helfer-Zellen betroffen und vermindert.

T-Supressor-Zellen

T-Supressor-Zellen haben die umgekehrte Aufgabe: Sie sollen das Abwehrgeschehen bremsen, damit sich das Immunsystem nach Beseitigung der infektiösen Erreger wieder „beruhigt“. Die T-Supressor-Zellen haben auf ihrer Oberfläche das Molekül CD8. Mit den T-Killer-Zellen werden sie zusammenfassend als sogenannte T-8-Zellen bezeichnet.

T-Killer-Zellen

T-Killer-Zellen sind in der Lage, virusinfizierte oder tumorartig veränderte Zellen oder Bakterien direkt zu vernichten. Sie werden deswegen auch zytotoxische T-Zellen (von „zyto“, altgriechisch: Zelle und „toxikon“, altgriechisch: Gift) genannt. Auch die T-Killer-Zellen können Krankheitserreger erst erkennen, wenn sie ihnen mit Hilfe anderer Abwehrzellen „präsentiert“ werden. Mit dieser Methode melden körpereigene Zellen, die zum Beispiel durch einen Virus befallen sind, schon sehr früh am Ort der Infektion im Gewebe ihren Zustand an das Immunsystem.

Wenn die T-Killer-Zellen aktiviert wurden, geben sie den Wirkstoff Perforin ab (von „per“ lateinisch: durch und „foramen“, lateinisch: Loch). Dieser lagert sich in die Wand des Bakteriums oder einer von einem Krankheitserreger befallenen Zelle ein und bildet ein Loch in der Zellwand: Das Bakterium beziehungsweise die befallene Zelle zusammen mit dem Krankheitserreger stirbt daraufhin durch Flüssigkeits- und Elektrolytverlust ab.

T-Gedächtniszellen

Die T-Gedächtniszellen sorgen schließlich dafür, dass es bei einer erneuten Infektion sehr schnell zu Gegenmaßnahmen kommen kann, so dass die Infektion meist gar nicht bemerkt wird. Sie behalten die Information über den Krankheitserreger für längere Zeit und können diese bei einer erneuten Infektion sofort bereitstellen.

B-Zellen und Antikörper-Fabriken

Die Arbeit der T-Zellen wird durch die sogenannten B-Lymphozyten unterstützt: Zur Abwehr von eingedrungenen Bakterien, Bakteriengiften, Viren, Pilzen, Parasiten oder anderen Fremdstoffen produzieren die B-Lymphozyten oder B-Zellen maßgeschneiderte Antikörper. Diese zirkulieren im Blut und können eventuelle Krankheitserreger schnell erkennen und an sich binden. Vom Beginn einer Infektion bis zur Bereitstellung einer ausreichenden Zahl passender Antikörper vergeht durchschnittlich eine Woche – also die Zeit, in der man sich „so richtig“ krank fühlt.

B-Zellen werden im Knochenmark gebildet und reifen hier zu spezialisierten Abwehrzellen heran. Daher stammt die Bezeichnung B-Zellen – von „bone marrow“ (englisch: Knochenmark). Bevor ein Krankheitserreger die Bildung vieler Antikörper auslöst, liegen aber keine freien Antikörper-Eiweiße im Blut vor, sondern nur gebundene Antikörper. Diese sind mit der Oberfläche von B-Zellen verknüpft und warten in den Zwischenzellräumen von Organen und der Lymphflüssigkeit auf ihren Einsatz. Wird eine fremde Oberfläche von den B-Zellen erkannt – entweder eine Virushülle, ein Bakterium oder eine veränderte Körperzelle – wandeln sich die B-Zellen in sogenannte Plasmazellen um. Die Plasmazellen sind regelrechte „Antikörperfabriken“ und stellen in kurzer Zeit sehr große Mengen an spezialisierten Antikörpern her und geben sie ins Blut ab.

Wie Antikörper wirken

Antikörper sind Eiweiße mit einem bestimmten Zuckeranteil und werden auch als sogenannte Glykoproteine bezeichnet. Sie bestehen aus vier verschiedenen Ketten, die sich zu kugelförmigen Strukturen zusammenschließen. An dieser Stelle bindet ein Antikörper den zu ihm passenden Krankheitserreger, falls dieser genau wie ein Schlüssel in das Antikörper-Schloss passt.

Antikörper haben drei Hauptwirkungen: Sie neutralisieren den Krankheitserreger, aktivieren andere Abwehrzellen und das Komplement-System:

1. Neutralisation

Eine der wichtigsten Aufgaben von Antikörpern ist es, Krankheitserreger oder veränderte Zellen zu neutralisieren. Dabei kann sich der Antikörper direkt an die Zelloberfläche eines Virus oder Bakteriums anlagern und verhindert damit, dass sich der Krankheitserreger selbst an normale Körperzellen anheftet und diese infizieren kann. Oder ein Antikörper bindet sich an Giftstoffe, die von Bakterien hergestellt wurden. Dadurch können diese Stoffe dann nicht mehr in die Körperzellen eintreten und diese schädigen.

2. Aktivierung vieler Abwehrzellen

Die Antikörper können viele verschiedene Abwehrzellen aktivieren, die sich in Blut, Lymphflüssigkeit und im Gewebe befinden. Dazu gehören Fresszellen (Phagozyten) im Gewebe, Blutplättchen (Thrombozyten) im Blut und sogenannte Mastzellen, die für viele allergische Reaktionen verantwortlich sind. Beispielsweise können Fresszellen fremde Krankheitserreger viel besser bekämpfen, wenn diese rundum mit Antikörpern beladen sind. Die Fresszellen können die Keime so besser und schneller aufnehmen, um sie im Inneren der Zelle zu verdauen. Diese Art der „Markierung“ von Krankheitserregern durch Antikörper wird auch Opsonierung genannt.

3. Aktivierung des Komplement-Systems

Antikörper sind auch in der Lage, eine Reihe von anderen Eiweißen zu aktivieren, die die Abwehrreaktion verstärken. Die Eiweißstoffe des Komplement-Systems haben unterschiedliche Wirkungen: Sie können die Zellwände von Krankheitserregern direkt schädigen, Blutgefäße erweitern und eine Entzündungsreaktion fördern. Viele Eiweiße des Komplement-Systems können außerdem Abwehrzellen zur Stelle der Infektion locken und Fresszellen aktivieren, die dann die Keime auflösen und zerstören.

Antikörper kommen im Körper in verschiedenen Formen vor. Man unterscheidet insgesamt fünf Klassen:

Die Blockbuster: IgG-Antikörper

Immunglobulin (IgG) macht den größten Teil aller Antikörper aus (80%). Diese Antikörper werden vor allem am Ende einer neuen Infektion gebildet und sind für die effektive Abwehr schon bekannter Erreger zuständig. Sie können sowohl das Komplement-System aktivieren als auch Krankheitserreger markieren, indem sie sich rund um den Keim anlagern und diesen so für Fresszellen schmackhaft machen. IgG-Antikörper können bei Schwangeren über das Blut zum ungeborenen Kind gelangen und schützen dieses in der ersten Zeit nach der Geburt vor den wichtigsten Krankheitskeimen, solange das kindliche Immunsystem noch unreif ist.

An erster Stelle: IgM-Antikörper

IgM-Antikörper sind sehr große Moleküle und besitzen die Fähigkeit, infizierte Zellen schnell miteinander verklumpen zu lassen. Es sind die ersten Antikörper, die bei Erkennen eines Krankheitserregers gebildet werden, um die Ausbreitung des Krankheitserregers schnell zu stoppen. IgM-Antikörper sind auch für die Unverträglichkeitsreaktionen unterschiedlicher Blutgruppen verantwortlich – so greifen beispielsweise die Antikörper in der Blutflüssigkeit von Menschen mit der Blutgruppe A sofort die Blutzellen von Menschen der Blutgruppe B an und lassen diese verklumpen.

Die Türsteher: IgA-Antikörper

IgA-Antikörper sind die Spezialisten in allen Körpersekreten wie Speichel, Schleim in den Bronchien oder im Darm. Sie unterstützen die Abwehr von Keimen vor Ort an den typischen Eintrittspforten wie Mund, Lunge oder Darm. Vereinzelt kommen sie auch im Blut vor.

Allergie und Parasiten: IgE-Antikörper

IgE-Antikörper spielen eine wichtige Rolle bei der Abwehr von Infektionen mit Parasiten wie zum Beispiel Würmern. Daneben sind sie für zahlreiche allergische Reaktionen verantwortlich. Sie lagern sich an Mastzellen, einer speziellen Unterform der weißen Blutkörperchen, an. Mastzellen sind für typische Beschwerden im Rahmen einer Allergie wie Rötung und Quaddeln an der Haut, allergischem Schnupfen oder asthmaartigen Atembeschwerden verantwortlich.

Die Unbekannten: IgD-Antikörper

Die Funktion dieser Antikörperklasse ist noch nicht komplett geklärt. IgD-Antikörper befinden sich auf der Oberfläche von B-Zellen und können sich auch an Krankheitserreger binden, damit diese von anderen Abwehrzellen zerstört werden.

Botenstoffe des Immunsystems

Zusätzlich zu Abwehrzellen trägt auch eine Vielzahl von löslichen Stoffen zur Entfernung von Krankheitskeimen bei. Diese Stoffe sind hauptsächlich Eiweiße, beispielsweise gehören Entzündungseiweiße oder hormonähnliche Botenstoffe im Gewebe – die sogenannten Zytokine – dazu.

Durch Zytokine kommunizieren die Abwehrzellen untereinander oder mit anderen Körperzellen und bewirken, dass infizierte oder bösartig veränderte Zellen erkannt und entfernt werden. Zytokine werden von vielen Zellen des Immunsystems abgegeben und regen wiederum eine Vielzahl anderer Zellen zu Wachstum und Reifung an oder sorgen für deren Aktivierung. Zu den bekanntesten Zytokinen gehören die Interleukine, Interferone und der Tumor-Nekrose-Faktor.

Interleukine werden unter anderem von Fresszellen, T- und B-Zellen und von Bindegewebszellen der Haut gebildet. Sie stimulieren die Vermehrung von Abwehrzellen, Bindegewebszellen und fördern dadurch die Wundheilung. Außerdem sind sie für die Entstehung von Fieber verantwortlich und können andere Immunzellen im Gewebe anlocken. Eine weitere Funktion der Interleukine: Sie regen T-Zellen an, sich weiter zu vermehren; bei den B-Zellen steigern sie die Antikörper-Produktion.

Interferone werden von virusbefallenen Zellen abgegeben, um andere Nachbarzellen vor dem Virus zu schützen. Die Nachbarzellen binden die Interferone an ihrer Oberfläche und werden so unempfindlicher gegenüber dem Virus.

Der sogenannte Tumor-Nekrose-Faktor hat unter anderem die spezielle Fähigkeit, bösartig veränderte Körperzellen zu zerstören.

Zurzeit werden Interferone als Medikamente beispielsweise gegen einige seltene Formen der Leukämie (Blutkrebs) und bei verschiedenen Formen von Virus-Leberentzündungen eingesetzt. Auch werden sie als Schutz vor Infektionen bei einem durch andere Erkrankungen geschwächten Immunsystem verabreicht.

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Mehr dazu, wie das angeborene und erworbene Immunsystem zusammenarbeiten, können Sie hier erfahren.

Autor: Institut für Qualität und Wirtschaftlichkeit im Gesundheitswesen (IQWiG)

© IQWiG (Institut für Qualität und Wirtschaftlichkeit im Gesundheitswesen) Letzte Aktualisierung der Website: 11.05.2012