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Die Kraft der Abwehrzellen


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Tagesspiegel Gesundheit - epaper ⋅ Ausgabe 1/2022 vom 01.07.2022
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Bildquelle: Tagesspiegel Gesundheit, Ausgabe 1/2022

Der Mensch lebt in einerWelt von Feinden, unsichtbar winzig, aber gefährlich. Pilze wollen es sich in unserem Körper gemütlichmachen und als Parasiten vonuns leben. Viren dringen in unsere Zellen ein, um sich fortzupflanzen. Und manche Bakterien machen uns durch ihre schiere Fresslust krank, wenn sieGewebe vertilgen. Oder uns mit ihren Stoffwechselprodukten vergiften.

Deshalb erfand die Evolution einen ausgeklügelten Verteidigungsmechanismus, der die schädlichen Keime auf Distanz hält:das Immunsystem.

Diese Abwehr bestehtaus zwei Teilen: dem angeborenen und dem erworbenen Immunsystem. Die Namen sagen aus, was dahintersteckt. „Die angeborene Immunabwehr ist entwicklungsgeschichtlich älter und beijedem Menschen von der Geburt an aktiv“, sagt Hans-Dieter Volk, Seniorprofessor am Institut fürMedizinischeImmunologieder Charité. Die erworbene –oder auch „spezifisch“genannte –Immunabwehr dagegen ...

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... entwickelte die Evolution sehr viel später.Sie ist effektiverals dieangeborene und kommt erst bei den komplexeren Säugetieren, zu denen der Mensch zählt, vor.

Diese Abwehrlinie baut der Mensch nach der Geburt erst langsam auf. Siebekommt es mit immer neuenKrankheitskeimen zu tun und entwickelt so für jeden die passenden Abwehrfaktoren. Es entstehen neue Abwehrzellen, die lern- und erinnerungsfähig sind. Hatten sie einmal mit einem Erreger Kontakt,erinnern siesich beimnächsten Mal daran und können so schneller und besser reagieren. „Dazu stehen diesen Zellen fast unendliche Möglichkeiten der Synthese von passenden Gegenmitteln zu allen denkbaren Fremdstoffen zur Verfügung“,sagt Volk. „Sie können sich sogar auf nichtnatürliche Fremdstoffe anpassen, die aus dem Labor stammen.“

Fußvolk auf Patrouille

Angeborene Immunabwehr

Bereits während der Entwicklung im Mutterleibpatroulliereninden Gefäßen und im Gewebe des sich entwickelnden Babys ständig Immunzellen, um eingedrungene Krankheitskeime und Parasiten aufzuspüren und zu bekämpfen. Im Gegensatz zu den Spezialeinsatzkräftender spezifischen Immunabwehr können die Fußtruppen der angeborenen Immunabwehr nicht zielgruppengenau gegen bestimmte Erreger vorgehen, weil siediese nicht identifizieren können. Die Abwehrzellen unterscheiden Freund und Feind lediglich nach bestimmtenGrundmustern im Aufbau, um wahrscheinlich gefährliche, körperfremde Keime zu entdecken. Man könnte also sagen, dass die auch unspezifisch genannte Immunabwehr Eindringlinge daran erkennt, dass sie nicht die Uniform der eigenen Truppen tragen.

Die angeborene Immunabwehr kann zwar schnell und heftig reagieren, aber –Uniformen lassen sich fälschen und manchmal tragen die feindlichen Soldaten Tarnanzüge –sie übersieht eben auch Gegner.Diese Blindheit kann so weit gehen,dass Erreger sich in Zellen der angeborenen Immunabwehr häuslich einrichten. „Tuberkulose-Viren zum Beispiel können in den Makrophagen leben“,sagt Experte Volk.

Monozyten

Siesind quasi dieU-18-Spieler des Immunsystems. In den ersten zwei,drei Tagen ihres Daseins sind sie noch sehr beweglich und schwimmen durchdie Blutgefäße, immer in Bereitschaft, einen Eindringling anzugreifen und zu zerlegen. Danach, sozusagen als Erwachsene,wandern sieaus dem Blutkreislauf ins Gewebe und werden dort sesshaft –als Makrophagen.

Riesenfresszellen (Makrophagen)

Makrophagen finden sich überall im menschlichen Gewebe: inder Lunge, im Bindegewebe, auf den Knochen, im Knorpel, im Glaskörper des Auges. Sie sind ausgewachsene Monozyten. Egal, ob Bakterium, Virus oder Pilz –die Makrophagen stürzensichmit Fangarmen auf den Feind, umschließen und verdauen ihn.

Makrophagen sind mit 15 bis 20 Mikrometern recht groß. So können sie auch ganze Zellen vertilgen,die etwa zehnmal größer sind als ein Bakterium.

Aber dieMakrophagen sind keine stupiden Fressmaschinen. Sind sie alleinüberfordert, alarmieren siedie Truppen der spezifischen Immunabwehr. Umdiese Eingreiftruppen zu aktivieren, müssendie Makrophagen etwas tun, was in unserer Welt eher gruselig wäre: den Feind erst einmal verdauen und dann seine Überreste hochhalten. Diese „Überreste“ sind dieAntigene,andenen diespezifische Immunabwehr die Eindringlinge erkennt. Aufdie Antigene reagieren als Erstes die sogenannten Helferzellen, diewiederum die zum Erreger passendenAbwehrzellen herbeirufen –aber dazuspäter.

Granulozyten

Die sogenannten neutrophilen Granulozyten sind diehäufigsteArt unter den weißen Blutkörperchen. Sie kommen vor allem aufden Schleimhäuten und auf der Oberfläche von Lunge und Milz vor. Ihr Job ist es, Krankheitserreger und Parasiten zu identifizieren und dann zu bekämpfen. Der erwachsene Mensch produziert in seinem Knochenmark mehr als 100 Milliarden dieser Helfer –pro Tag. Da siealso überall im Körper in großer Zahl in den Blutgefäßen zirkulieren, sind sieauchimmer am schnellsten an dem Ort, an dem Erregereingedrungen sind.

Der Auftrag der Winzlinge ist typisch militärisch: den Feind vernichtenoder gefangennehmen. Dafür stehen ihnen verschiedene Techniken zur Verfügung. Zum Ersten können Granulozyten feindliche Zellen regelrecht auffressen. Sie stülpen sich über den kleineren Erreger und lösen ihn in ihrem Inneren auf.

Außerdem setzen die Granulozyten chemische Kampfstoffe frei, verschiedene Enzyme,die in der Umgebung Bakterien, Viren und Pilze schwächen und abtöten. Undschließlich verfügen die Granulozyten über natürliche Klebstoffe, mit denen sie Erreger binden und so unschädlich machen. Und sie können Verstärkung rufen. Die Substanzen, diebei der Verdauung der Feinde entstehen, locken nämlich weitere Granulozyten an. So finden sich schnell viele der kleinen Krieger am Kampfplatz ein und lösen damit etwas aus, das wir Entzündung nennen. Sichtbar wird dies am Eiter inPickeln: Der besteht vor allem aus Granulozyten und ihren Resten.

Aber: Die kleinen Kämpfer können nur gegen Feinde vorgehen,die die Größe von Bakterien haben, also etwa ein Mikrometer. Für größere Feindzellen, dieden zehnfachen Durchmesser eines Bakteriums erreichen können, brauchen Granulozyten die Hilfe ihrer größeren Brüder: der Makrophagen.

Killerzellen

In der Welt voller medizinischer Fachausdrücke ist es schon erstaunlich, dass Zellen des Immunsystems ganz offiziell den Namen „natürliche Killerzellen“ (NK-Zellen) tragen. Aber der Name ist passend gewählt, denn diese Zellen haben tatsächlich vorallem den Zweck zu töten. Undzwarnicht etwa eingedrungene Erreger,sondern eigene Zellen, dieerkrankt sind, zum Beispiel weil ein Virus sie infiziert hat oder sie zu einer Krebszelle entartet sind.

Diese Agenten des Immunsystems können gesunde von kranken Zellen anhand ihrer chemischen Oberfläche unterscheiden. Gesunde tragen ein bestimmtesMerkmal mit sich, eine Art Gesundheitspass („MHC-I-Komplex“). Kranke Zellen haben diesen oft verloren. Das machtsie dann zumZielfür die Auftragskiller.Sie bringen diekranken Zellen dazu abzusterben.

Dabeigehensie allerdings relativ undifferenziertnacheinem Schwarzweiß-Muster vor, sie suchen nach einem universalen Unterscheidungsgrund. Das unterscheidet sievon den sonst ähnlich agierenden T-Lymphozyten des spezifischen Immunsystems: Denn die suchen nach ganz bestimmten Feinden, um sie zu bekämpfen.

Spezialkräfte im Einsatz

Spezifische Immunabwehr

Die angeborene Immunabwehr ist von Anfang an im Körper aktiv. Sie muss nichterst angelerntwerden, sondern kann sofortlosschlagen. Damit ist sie dieersteVerteidigungslinie–aber nicht die beste und auch nicht die letzte.Nach den ersten Abwehrschlachten kommen –früher oder später –die Spezialtruppen der spezifischen Immunabwehr zum Einsatz.

Ist der Erreger neu, benötigt das Immunsystem etwa ein bis zwei Wochen, um die passenden Spezialkräfte aufzustellen. Oder besser: in ausreichend hoher Anzahl zu produzieren.

Hatte der Organismus schon einmal mit den Eindringlingen Kontakt, kennt das Immunsystem die Baupläne, und die Spezialtruppen stehen in wenigen Tagen bereit. Einhöherer Aufwand, der sich lohnt. Denn einem gesunden spezifischen Immunsystem entgehen nurwenige Keime. Und selbst Krebszellen werden von dem System erkannt und ausgeschaltet.

Dendritische Zellen

Siesind quasi dieAlarmläufer der spezifischen Immunabwehr. Sie überwachen einbestimmtesGebietimKörper, in dem siepatroullieren.Erwischen sie einen Eindringling, verschlingen sie ihn erst einmal. Nehmen sie gleichzeitig ein chemisches Alarmsignal wahr,das daraufhinweist,dass durch die Eindringlinge bereits Gewebe in der Nähe abstirbt, also eine größere Invasion im Gange ist, eilen sie mit den Bestandteilen des überwältigten Gegners im Leib zumnächsten Lymphknoten.

Dortaktivieren siedie passenden T-Lymphozyten, diediesen Keim schon kennen. Das tunsie,indem sieEiweißbruchstücke –das Antigen –des Keims präsentieren. Mit diesem Alarmismus sind siesehr effektiv: Einedendritische Zelle genügt, um 100 bis 3000 zum Antigenpassende T-Zellen (T-Lymphozyten) zu aktivieren.

IhrezweiteFunktion ist es, dem Immunsystem Toleranz gegen körpereigene Zellen beizubringen. Denn die im natürlichen Zyklus absterbenden Körperzellen sind ebenfalls eine Quelle für Antigene.Die sammeln die dendritischen Zellen ein und präsentieren sieden T-Zellen. Aber in diesem Falle werden diese nichtaktiviert. Passiert dasdoch, werden dieaktivenT-Zellen aussortiert und so eine Autoimmunreaktion verhindert.

Zytotoxische T-Lymphozyten

Die T-Lymphozyten arbeiten nach einem ähnlichen Prinzip wie die natürlichen Killerzellen im angeborenen Immunsystem: Auch siekönnen kranke von gesunden Zellen unterscheiden, allerdings sehr viel genauer. Ist eine körpereigene Zelle mit einemKrankheitserreger infiziert, erkennen das die zytotoxischen T-Lymphozyten anhand der für den Keim typischen Signatur auf der befallenen Zelle:Sie docken an und zwingen dieZelle mithilfevon Botenstoffen zur Selbstentleibung: Sieleiten den programmierten Zelltod ein (daher der Zusatzname „zytotoxisch“, das bedeutet „giftig für Zellen“).

Haben sich T-Zellen einmal erfolgreich mit einem Erreger geschlagen, merkensie sich dessen Signatur. Dann werden sie T-Gedächtniszellen genannt.Diese Zellen bilden eine Art „immunologisches Erinnern“, denn sie bleiben auch nach dem gewonnenen Kampf gegen Erreger weiterhin aktivim Blut.Kommteszur erneuten Invasion desselben Keims, sinddie Verteidiger viel schneller zur Stelle, und zwar in großer Zahl: Die zu diesem Erregertyp passendenT-Zellen werden zehn-bis hundertmal schneller gebildet als beim ersten Aufeinandertreffen.

T-Helferzellen

Die Helferzellen könnten auch Koordinierungsstellen heißen. Denn sie steuern die spezifische Immunantwort. Zunächst erkennen sie, dass da gerade ein Angriff läuft, weil ihnen unter anderem diedendritischen Zellen die Reste der verdautenFeinde präsentieren. Diese Antigenegenannten Bestandteileanimieren dieHelferzellen, sich zu teilen und Botenstoffe freizusetzen.

Es gibtzweiBotenstoffe:Die der einen Helferzell-Gruppe verstärken die Immunreaktion, die der anderen kommunizieren mit den sogenannten B-Zellen, die daraufhin mit der Produktion von passenden Antikörpern beginnen. Das sind quasi diePaintballs des Immunsystems, mit denen dieFeinde markiertwerden. Nichtabwaschbar!

B-Zellen

B-Zellen sind vor allem in Mandeln, Milz und Lymphknotenaktiv,aber auch im Blut.Sie können sich in sogenannte Plasmazellen teilen. Und die sind wahre Fabriken für Antikörper.Die kleinen Chemiefabriken haben Eiweißbausteine zurVerfügung, diemilliardenfache Kombinationsmöglichkeiten hergeben –passend zu jedem Feind.

Haben sie erst einmal dieProduktion hochgefahren, sind sie inder Lage, pro Stunde etwa 120000 Antikörper loszuschicken, die Viren und andere Erreger markieren und bekämpfen.

Und sie produzieren immer weiter diegleichen Antikörper,selbst dann, wenn der Fremdstoff längst beseitigt ist. Das bedeutet,dass im Blut ständig Antikörper zu allen Infektionen kreisen, diedas Individuum in seinem bisherigen Leben durchlaufen hat. Einen bekannten Erreger können sie sofort markieren und damit sichtbar machen.

Antikörper

Antikörper (Immunglobuline) sind Eiweiße,die von der Form her einem »Y« ähneln. DieAntikörper-Eiweiße setzen sich mit der Gabelung ihrer Y-Form voran auf den Erreger,sodass er wie mit einer Fahne markiertist. Damit wird er von Fresszellen besser erkannt und schließlich vernichtet.

Und Antikörper fungieren auf zweierlei Weise auch selbst als Waffen. Sie können Löcher in die Hüllen der Krankheitserreger schlagen und sie so schwächen. Außerdem können siesich in großer Zahl mit dem Erreger verkleben und ihn so unschädlich machen.

Kommunikationssysteme

Botenstoffe

Wie eine große Armee, inder viele Teile exakt zusammenwirken müssen, um den Sieg einzufahren, ist auch das Immunsystem auf funktionierende Kommunikationsmöglichkeiten angewiesen, um all die verschiedenen Kampfzellen zu alarmieren und zu koordinieren. Das geschieht via chemischer Botenstoffe.

„Die angeborene Immunabwehr ist entwicklungsgeschichtlich älter“

Hans-Dieter Volk, Immunologe

Mastzellen

Botenstoffe wie Histamine und Zytokine sind vor allem in den Mastzellen deponiert, die sich etwa in den Schleimhäuten tummeln. Diese Stoffe lösen eine erste, heftige Immunantwort aus, um einen gefährlichen Stoff wieder loszuwerden. Binnen Sekunden oder Minuten beginnt es: Die Schleimhäute schwellen an und sondern Sekret ab. Niesen, tränende Augen oder Husten sind die Folge.

Das Histamin spielt beiAllergien eine Schlüsselrolle: Gerät der Organismus mit ungefährlichenStoffenin Kontakt, reagiert es so heftig wie bei echten Feinden. Gefährlich wird es, wenn Mastzellen an mehreren Orten gleichzeitig anspringen. Das nennt der Mediziner „anaphylaktischen Schock“. Dann droht unter Umständen sogar Lebensgefahr.

Interleukine

Interleukine sind Botenstoffe für die Kommunikation der Immunzellen untereinander. Ist zum Beispiel das unspezifische Immunsystem mit der Abwehr überfordert, ruftesüber Botenstoffedie Spezialkräfteherbei. Andere Interleukine –esgibt viele verschiedene – regen T-Zellen dazu an, zu wachsen und sich zu vermehren.

Der Schlachtplan

Eine Makrophage (1)hat eine infizierte Zelle umschlossen und zerlegt sie.Danach präsentiert die Makrophage Teile desKeims aufder Oberfläche (2)den T-Lymphozyten,die darauseinen passenden Rezeptor „erlernen“. Dann schütten sie Botenstoffe (3)aus, wodurch sich Lymphozyten mit dem gleichen Rezeptor vermehren (4)und aufDauer als Gedächtniszellen erhalten bleiben. Diese docken mithilfe desnun passenden Rezeptorsan die vom gleichen Keim befallenen Zellen an (5)und zwingen sie mit Botenstoffen zum Absterben (6).

Was passiertnun im Körper,wenn unerwünschte Fremdstoffe oder Krankheitserreger eindringen? Zunächst müssen dieseden mechanischen Schutzschild überwinden, also dieHautoderdie Schleimhäute. Kommen sie weiter voran, treffen sie auf die erste aktive Verteidigungslinie der angeborenenImmunabwehr.

Mastzellen, dieinden Schleimhäuten unterwegssind, setzen Botenstoffe frei. Binnen Sekunden oder maximal Minuten löst das heftigeReaktionen aus: Die Schleimhäute schwellen an und sondern Sekret ab,es folgen anhaltendes Niesen, eine tropfende Nase, tränende, juckende Augen, Husten und vieles mehr. All das dient dazu, den Erreger möglichst schnell wieder loszuwerden, bevor erSchaden anrichten kann.

Gelangen dieErreger in den Organismus und befallen sie körpereigene Zellen, dann nimmt sofort die angeborene ImmunantwortihreArbeitauf: Als Erstes schwimmen die Granulozytenund Monozyten in den Blutgefäßenherbei. Sie greifen Erreger,Fremdkörper und auch bereits kranke eigene Zellen mit Gift an, sie pappen sich an sie, verkleben sie und vertilgen ihre Reste.

Ein oderzweiTagespäterrollendie Makrophagen an und fressen sogar die größeren Fremdmoleküle,die die Granulozyten nichtkleinkriegen.

Dabei bleibt einiges übrig, was für den Organismus ungesund ist. Die abgestorbenen eigenen Zellen, die Trümmer der Angreifer,die mit Abwehrzellen verklebtenErreger und freigesetzte Giftstoffe–das alles sammelt sich als milchigweißer odergelberRest und muss raus. DieGranulozyten weichen dazudas darüber liegende Gewebe auf. Wir kennen das als Eiter.So werden übrigens auch kleine Fremdkörper wie Holzsplitterchen wieder aus der Haut hinausbefördert.

Istder Krieg dann noch nichtgewonnen, rufen dieTruppen der angeborenen Immunabwehr dieKollegenvon der spezifischen zur Verstärkung. Das aber braucht seine Zeit. Es vergeheneinigeTage, in denen dieT-Zellen aktiviert werden, die zum Erreger passen wie ein Schlüssel ins Schloss. Während siesich massenhaft als Zellklon vermehren, nehmen dieB-Zellen dieAntikörper-Fabrikation auf. Dasgeht schneller,wenn derErreger schonbekanntist -entweder weil das Immunsystem schon einmal Kontakt mit ihm hatte oder aufgrund einer Impfung.

Wir spüren den heftigen Kampf, der dann in unserem Körper tobt,als Fieber zum Beispiel. Der Körper stärkt die eigenen Abwehrtruppen, indem er dieTemperatur erhöht. Gleichzeitig schwächterdadurchdie temperaturempfindlicheren Angreifer.

Oder wir spüren ein allgemeines Unwohlsein, weil ja auch viele körpereigene Zellenuntergehen,die von den T-Zellen in den Selbstmord getrieben werden, da sie mit Erregern infiziert wurden.Das hinterlässt natürlich Spuren im Gewebe.

Läuft alles gut, gewinnen die Abwehrzellen schließlich die Oberhand. DieHeilung des geschädigten Gewebes läuft an, und die Reste der Schlacht werden vom Feld geräumt.

Schließlich regelt der Organismus dieImmunabwehr wieder aufdas Normalmaß. Er bleibtimStand-by-Modus, bis zum nächsten Angriff.

INGO BACH