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Wie das Immunsystem Infektionen bekämpft: Angeborene und adaptive Abwehrkräfte erklärt

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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 durch zwei koordinierte Systeme: Die angeborene Immunität, die innerhalb von Stunden mit Barrieren und Universalzellen reagiert, und die adaptive Immunität, die mehrere Tage benötigt, um pathogenspezifische Antikörper und T-Zellen aufzubauen, aber ein bleibendes Gedächtnis hinterlässt. Zusammen erklären sie, warum sich einige Krankheiten plötzlich und kurz anfühlen, während sich die Immunität gegen andere beim ersten Kontakt aufbaut.

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Jeden Tag ist der menschliche Körper Bakterien, Viren, Pilzen und Parasiten ausgesetzt. Nach Angaben des U.S. National Institute of General Medical Sciences (NIGMS), das Teil der National Institutes of Health ist, funktioniert das Immunsystem wie ein trainiertes Netzwerk von Zellen, Geweben und Organen, die zusammenarbeiten, um diese Bedrohungen zu blockieren, zu erkennen und zu beseitigen.

Zwei Systeme, zwei Geschwindigkeiten

NIGMS teilt die Immunantwort in zwei Hauptzweige ein. Die angeborene Immunität ist die erste Verteidigungslinie: Sie reagiert sofort oder innerhalb von Stunden und antwortet auf fast jeden Mikroorganismus auf die gleiche Weise, ohne das spezifische Eindringling erkennen zu müssen. Ihre Werkzeuge umfassen physikalische Barrieren wie Haut und Schleimhäute, chemische Abwehrstoffe wie Magensäure und Enzyme wie Lysozym sowie Zellen namens Phagoziten, die Krankheitserreger aufnehmen, zusammen mit Komplementproteinen, die Mikroben zur Zerstörung markieren.

Die adaptive Immunität ist langsamer, aber weitaus präziser. NIGMS bemerkt, dass es mehrere Tage dauern kann, um eine wirksame Reaktion zu erzielen, da sie einen spezifischen Krankheitserreger durch Antigen-Erkennung bekämpft und sich auf B-Zellen und T-Zellen verlässt, die auf diese bestimmte Bedrohung trainiert sind.

Die Zellen, die die Arbeit erledigen

Die Cleveland Clinic identifiziert fünf Haupttypen von weißen Blutkörperchen oder Leukozyten, von denen jeder eine unterschiedliche Rolle hat. Neutrophile, der am häufigsten vorkommende Typ, töten Bakterien, Pilze und fremde Ablagerungen und sind normalerweise die ersten, die reagieren. Lymphozyten — eine Kategorie, die T-Zellen, natürliche Killerzellen und B-Zellen umfasst — bekämpfen Virusinfektionen, wobei B-Zellen Antikörper produzieren. Eosinophile zielen auf Parasiten und Krebszellen ab und helfen bei allergischen Reaktionen; Basophile helfen, allergische Reaktionen wie Husten und Niesen auszulösen; und Monozyten räumen beschädigte Zellen auf.

Die Cleveland Clinic gibt an, dass der Körper täglich ungefähr 100 Milliarden weiße Blutkörperchen produziert, mit einer normalen zirkulierenden Anzahl von 4.000 bis 11.000 Zellen pro Mikroliter Blut — was nur etwa 1% des Gesamtblutvolumens ausmacht, weit übertroffen durch rote Blutkörperchen.

Angeborene vs. adaptive Immunität
MerkmalAngeborene ImmunitätAdaptive Immunität
ReaktionszeitSofort bis wenige Stunden (NIGMS)Mehrere Tage (NIGMS)
SpezifitätGenerisch, reagiert auf jeden Mikroorganismus (NIGMS)Zielt auf die Antigene eines bestimmten Krankheitserregers (NIGMS)
HauptwerkzeugeHaut, Schleim, Magensäure, Phagoziten, Komplementproteine (NIGMS)B-Zellen, T-Zellen, Antikörper (NIGMS)
GedächtnisKeineJa — bildet langfristige Gedächtniszellen (NIGMS, CDC)

Wie Antikörper Eindringlinge markieren

Ein Antigen ist eine Substanz, wie ein Protein auf einem Krankheitserreger, das das Immunsystem veranlasst, Antikörper zu produzieren, wie das CDC erklärt. B-Zellen produzieren diese Antikörper, Proteine, die sich an den Eindringling anheften, nach Angaben der Cleveland Clinic. Dieses Markieren macht den Krankheitserreger leichter für andere weiße Blutkörperchen, einschließlich Neutrophile und Monozyten, zu identifizieren und zu zerstören, indem sie ihn aufnehmen.

Immungedächtnis und warum es für Impfstoffe wichtig ist

Nach dem Löschen einer Infektion nimmt der Großteil der vergrößerten weißen Blutkörperpopulation ab, aber einige Zellen bleiben als langfristige Wachen bestehen, wie die U.S. Centers for Disease Control and Prevention (CDC) erklärt. Diese beibehaltene Population ist das, was das CDC Immunität nennt — die erworbene Fähigkeit des Körpers, einer Krankheit Widerstand zu leisten, auf die er bereits gestoßen ist.

Impfstoffe nutzen den gleichen Mechanismus, ohne die Krankheit selbst zu verursachen. Das CDC beschreibt Impfstoffe als Funktionieren durch Nachahmung einer Infektion, um die natürlichen Abwehrkräfte des Körpers einzubeziehen, was das Immunsystem veranlasst, die gleichen Antikörper und Gedächtniszellen zu bilden, die es nach einer echten Infektion produzieren würde. Die Agentur bemerkt, dass die Immunreaktion auf einen Impfstoff vorübergehende Müdigkeit oder Unbehagen verursachen kann, aber der resultierende Schutz kann jahrelang oder in einigen Fällen ein Leben lang anhalten.

Das CDC unterscheidet auch zwischen Impfstofftypen: Lebendimpfstoffe mit abgeschwächten Erregern bieten tendenziell dauerhaften, manchmal lebenslangen Schutz nach zwei Dosen, während nicht lebende Impfstoffe oft drei oder mehr Dosen und periodische Auffrischungsimpfungen erfordern, da der Schutz mit der Zeit verblassen kann.

Eine geimpfte Person ist viel weniger wahrscheinlich zu sterben oder schwer erkrankt zu werden als jemand, dessen Immunsystem nicht vorbereitet ist, eine Infektion zu bekämpfen.

— U.S. Centers for Disease Control and Prevention

Warum die beiden Systeme zusammenarbeiten

NIGMS betont, dass angeborene und adaptive Immunität nicht separate Abwehrsysteme sind, sondern ein Zusammenarbeitssystem. Angeborene Immunzellen bieten die schnelle anfängliche Reaktion und helfen, Bedrohungen zu kennzeichnen, während die adaptive Immunität mit einem gezielten, pathogenspezifischen Angriff folgt und die Gedächtniszellen hinterlässt, die schnellere, stärkere Reaktionen ermöglichen, wenn der gleiche Krankheitserreger das nächste Mal erscheint.

Fragen

Was ist der Unterschied zwischen angeborener und adaptiver Immunität?
Die angeborene Immunität ist die unmittelbare, Universalverteidigung des Körpers, die innerhalb von Stunden auf jeden Mikroorganismus reagiert und Barrieren und Zellen wie Phagoziten verwendet, wie NIGMS erklärt. Die adaptive Immunität braucht mehrere Tage, um zu reagieren, zielt aber auf einen bestimmten Krankheitserreger unter Verwendung von B-Zellen und T-Zellen ab und hinterlässt ein bleibendes Gedächtnis.
Was tun weiße Blutkörperchen?
Die Cleveland Clinic listet fünf Arten von weißen Blutkörperchen auf — Neutrophile, Lymphozyten, Eosinophile, Basophile und Monozyten — die Bakterien und Pilze töten, Viren bekämpfen, Antikörper produzieren, auf Parasiten und Allergene reagieren und beschädigte Zellen aufräumen.
Wie helfen Antikörper bei der Bekämpfung von Infektionen?
B-Zellen produzieren Antikörper, die sich an einen Krankheitserreger anheften und ihn markieren, damit andere weiße Blutkörperchen wie Neutrophile und Monozyten ihn erkennen und zerstören können, wie die Cleveland Clinic erklärt.
Wie funktioniert das Immungedächtnis nach einer Infektion oder Impfung?
Nach dem Löschen einer Infektion sagt das CDC, dass sich die meisten vergrößerten weißen Blutkörperchen verringern, aber einige bleiben als langfristige Wachen bestehen, was dem Körper Immunität gegen diesen Krankheitserreger gibt. Impfstoffe lösen den gleichen Gedächtnszellprozess durch Nachahmung einer Infektion ohne Verursachung der Krankheit aus.
Wie viele weiße Blutkörperchen produziert der Körper täglich?
Nach Angaben der Cleveland Clinic produziert der Körper täglich etwa 100 Milliarden weiße Blutkörperchen und behält einen normalen Bereich von ungefähr 4.000 bis 11.000 Zellen pro Mikroliter Blut bei.

Quellen

  1. NIH NIGMS Biobeat — What Is the Immune System?
  2. Cleveland Clinic — White Blood Cells: Types, Function & Normal Ranges
  3. CDC — Explaining How Vaccines Work

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