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Wie das menschliche Immunsystem funktioniert: Angeborene Immunität, Adaptive Immunität und Gedächtnis

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Neutrophil engulfing anthrax bacteria, taken with a Leo 1550 scanning electron microscope. Scale bar is 5 micrometers.
Bild: Volker Brinkmann · CC BY 2.5 · Wikimedia Commons

Kurz gesagt

Das Immunsystem verteidigt den Körper in zwei miteinander verbundenen Phasen: eine angeborene Reaktion, die sofort wirkt, aber unspezifisch ist, und eine adaptive Reaktion, die langsamer ist, aber einen bestimmten Erreger bekämpft und Gedächtniszellen hinterlässt. Dieses Gedächtnis ist auch die biologische Grundlage, wie Impfstoffe Menschen schützen, so das National Institutes of Health und die Weltgesundheitsorganisation.

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Das menschliche Immunsystem ist ein Netzwerk von Organen, Geweben und spezialisierten Blutzellen, das Bedrohungen wie Bakterien, Viren, Pilze und Parasiten identifiziert und beseitigt, wie das U.S. National Institute of General Medical Sciences (NIGMS), Teil des National Institutes of Health, erklärt. Es wird allgemein als in zwei verflochtenen Zweigen operierend beschrieben: angeborene Immunität und adaptive Immunität.

Angeborene Immunität: Die erste Verteidigungslinie

Angeborene Immunität ist der Schutz, mit dem eine Person geboren wird, und sie reagiert sofort auf jeden fremden Organismus, ohne vorherige Exposition zu benötigen, wie die Cleveland Clinic erklärt. Ihre Komponenten umfassen physische Barrieren wie Haut und Schleimhäute in Nase, Rachen und Lungen, Magensäure, Enzyme in Speichel und Tränen, spezialisierte Zellen namens Phagozeten, die Eindringlinge aufnehmen, und Komplementproteine, die im Blut zirkulieren, so das NIGMS.

Da die angeborene Immunität auf breite Muster reagiert, die von vielen Erregern geteilt werden, anstatt auf einen spezifischen Keim, beschreibt das NIGMS sie als unspezifisch. Dies ist auch der Grund, warum angeborene Abwehrmechanismen innerhalb von Minuten bis Stunden nach einer Infektion wirken können, bevor eine gezielere Reaktion eingeleitet wird.

Adaptive Immunität: Gezielt und erinnert

Adaptive Immunität, auch erworbene Immunität genannt, entwickelt sich, nachdem der Körper einem spezifischen Erreger ausgesetzt ist, und dauert mehrere Tage, bis sie vollständig wirksam ist, so das NIGMS. Sie beruht auf B-Lymphozyten, die Antikörper produzieren, die an ein präzises Ziel namens Antigen anhaften, und T-Lymphozyten, die den Angriff koordinieren und durchführen helfen, wie die Cleveland Clinic bemerkt.

Ein definierendes Merkmal der adaptiven Immunität ist das Gedächtnis. Nachdem der Körper einen Erreger besiegt, überleben einige Antikörper produzierende Zellen als Gedächtniszellen, so die Weltgesundheitsorganisation. Wenn derselbe Erreger wieder auftaucht, ermöglichen diese Gedächtniszellen dem Körper, Antikörper schneller und effektiver zu produzieren als beim ersten Kontakt, so die WHO.

Woher Immunzellen kommen und sich ansammeln

Mehrere Organe unterstützen dieses System im ganzen Körper. Das Knochenmark fungiert als Fabrik, die Blutzellen produziert, einschließlich weißer Blutzellen, sagt die Cleveland Clinic. Der Thymus, eine Drüse hinter dem Brustbein, ist der Ort, wo T-Zellen reifen, bevor sie eingesetzt werden. Die Milz speichert weiße Blutzellen und recycelt beschädigte Zellen, während Lymphknoten – kleine Drüsen, die im Nacken, unter den Achseln, in der Leistenregion und im Bauch konzentriert sind – Körperflüssigkeiten filtern und Orte sind, wo Immunzellen auf Antigene reagieren.

Angeborene Immunität vs. adaptive Immunität
MerkmalAngeborene ImmunitätAdaptive Immunität
ReaktionsgeschwindigkeitSofortDauert mehrere Tage, bis sie wirksam wird
SpezifitätUnspezifisch, reagiert auf allgemeine GefahrenmusterAntigen-spezifisch, zielt auf einen bestimmten Erreger ab
Wichtigste AkteureHaut, Schleimhäute, Magensäure, Phagozeten, KomplementproteineB-Lymphozyten, T-Lymphozyten, Antikörper
GedächtnisNeinJa – Gedächtniszellen ermöglichen eine schnellere zukünftige Reaktion

Warum dies für Impfstoffe wichtig ist

Das Immungedächtnis ist der Mechanismus, den Impfstoffe ausnutzen sollen. Ein Impfstoff setzt den Körper einem abgeschwächten oder inaktivierten Teil eines Erregers aus, dem sogenannten Antigen, wodurch B-Lymphozyten Antikörper produzieren, ohne die Krankheit selbst zu verursachen, so die WHO. Dieser Prozess generiert auch Gedächtniszellen, sodass ein späterer Kontakt mit dem echten Erreger eine schnellere, stärkere Antikörperantwort auslöst.

Einige Impfstoffe erfordern mehrere Dosen, die Wochen oder Monate auseinander liegen, speziell um die Produktion von langlebigen Antikörpern und die Entwicklung von Gedächtniszellen zu ermöglichen, sagt die WHO. Die Organisation vermerkt auch, dass nur die Masernimpfung schätzungsweise etwa 60 Millionen Todesfälle weltweit zwischen 2000 und 2023 verhindert hat.

Wenn das System nicht funktioniert

Das Immunsystem funktioniert nicht immer wie beabsichtigt. Bei Autoimmunerkrankungen wie Lupus oder rheumatoider Arthritis greift das Immunsystem versehentlich die eigenen gesunden Zellen des Körpers an, so die Cleveland Clinic. Immunschwäche bezieht sich auf eine geschwächte Immunreaktion, die vererbt oder erworben sein kann, und macht eine Person anfälliger für Infektionen. Allergien treten auf, wenn das Immunsystem auf Substanzen überreagiert, die eigentlich nicht schädlich sind, und produziert Symptome, die von mild bis schwerwiegend reichen.

Diese Bedingungen zeigen, dass dieselben Mechanismen, die den Körper schützen – Erkennung, Reaktion und Gedächtnis – auch fehlschlagen können, weshalb anhaltende oder ungewöhnliche Immunsymptome allgemein von einem qualifizierten Kliniker bewertet werden, anstatt sich selbst zu diagnostizieren.

Fragen

Was ist der Hauptunterschied zwischen angeborener und adaptiver Immunität?
Angeborene Immunität ist sofort und unspezifisch und reagiert auf viele verschiedene Bedrohungen auf die gleiche Weise, während adaptive Immunität Tage zur Entwicklung benötigt, aber einen bestimmten Erreger bekämpft und ein bleibendes Gedächtnis schafft, so das NIGMS und die Cleveland Clinic.
Welche Organe sind Teil des Immunsystems?
Wichtige Organe sind das Knochenmark, das Blutzellen produziert; der Thymus, wo T-Zellen reifen; die Milz, die Immunzellen speichert und recycelt; und Lymphknoten, die Flüssigkeit filtern und Immunreaktionen beherbergen, so die Cleveland Clinic.
Wie nutzen Impfstoffe das Immunsystem?
Impfstoffe führen ein harmloses Antigen ein, das B-Lymphozyten dazu veranlasst, Antikörper herzustellen und Gedächtniszellen zu schaffen, sodass der Körper schneller reagieren kann, wenn er später auf den echten Erreger trifft, so die Weltgesundheitsorganisation.
Was passiert, wenn das Immunsystem die eigenen Zellen des Körpers angreift?
Das wird Autoimmunerkrankung genannt; Beispiele, die von der Cleveland Clinic angeführt werden, sind Lupus und rheumatoide Arthritis, bei denen das Immunsystem versehentlich gesundes Gewebe angreift.
Warum erfordern einige Impfstoffe mehr als eine Dosis?
Die WHO erklärt, dass mehrere Dosen, die Wochen oder Monate auseinander gegeben werden, dem Körper Zeit geben, langlebige Antikörper zu produzieren und Gedächtniszellen für einen stärkeren zukünftigen Schutz zu entwickeln.

Quellen

  1. Cleveland Clinic — Immune System Function, Conditions & Disorders
  2. NIH NIGMS Biobeat — What Is the Immune System?
  3. World Health Organization — How do vaccines work?

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