Das angeborene Immunsystem

Das angeborene oder auch unspezifische Immunsystem ist nicht lernfähig, das heißt, es reagiert auf ein mehrfach dargebotenes Pathogen immer gleich. Im Vergleich zum spezifischen Immunsystem hat es einen sehr viel schnelleren Wirkungseintritt.

Man unterscheidet zwei Komponenten: Das zelluläre unspezifische Immunsystem setzt sich aus den Phagozyten, den Granulozyten und den Natürlichen Killerzellen (NK) zusammen. Das humorale unspezifische Immunsystem besteht aus dem Komplementsystem, den Zytokinen und dem Lysozym.

Weiterhin werden natürlich Barrieren (Epitheloberflächen) zum unspezifischen Immunsystem gezählt. Sie sind schwer für Xenobiotika zu durchdringen und auf der Hautoberfläche herrscht kein günstiger pH-Wert zum längeren Überleben.

Markophagen sind auf verschiedenen Wegen aktivierbar. Sie können Antigen-Antikörper-Komplexe binden (über ihre FC-Rezeptoren), oder durch das Komplementsystem opsonierte Antigene phagozytieren. Das internalisierte Antigen wird intrazelluär proteolytisch abgebaut und Peptidfragmente werden mit MHC II den T-Helferzellen präsentiert.

Neutrophile Granulozyten verfügen über FC-Rezeptoren für IgG sowie Kom-plementfaktoren. Sie phagozytieren die Xenobiotika und zerstören diese intra-zelluär durch Hydrolasen, Lysozym, Laktoferrin und Myeloperoxidase. Durch Chemokine angelockt, emigrieren sie aus dem Blut durch Diapedese. Im Gegensatz zu den Makrophagen haben sie nur eine kurze Lebensdauer, können dafür aber effektiver gegen Bakterien vorgehen.

Markophagen und Neutrophile Granulo-zyten tragen Toll-Like-Rezeptoren (TLR) auf Ihrer Oberfläche, die auf bakterielle Oberflächenstrukturen, DNA oder RNA reagieren. Die TLR verfügen über eine „bow-tie-architecture“, die es ihnen ermöglicht, mit einem einzigen TLR ein spezifisches Kriterium auf einer Oberfläche zu erkennen, so dass ein Rezeptor in der Lage ist, mehr als nur ein ganz bestimmtes Pathogen zu erkennen, er erkennt vielmehr eine Gruppe ähnlicher Pathogene. Trotzdem ist der TLR sehr spezifisch, auch wenn er zum unspezifischen (= „nicht adaptierenden“) Immunsystem zählt.

Eosinophile Granulozyten sind nicht nur für anaphylaktische Reaktionen verantwortlich, sondern auch sehr effektiv gegen Parasiten (z.B. Würmer oder Protozoen).

Basophile Granulozyten können mit ihren Granula Histamin, Heparin, Prostaglandine und Leukotriene sezernieren. Damit sind sie besonders an allergischen Reaktionen vom Soforttyp beteiligt.

Die Natürlichen Killerzellen sind unreifen T-Zellen ähnlich, verfügen aber weder über einen TCR noch über CD3. Sie greifen virusinfizierte Zellen und Tumor-zellen an. Zu ihrer Aktivierung ist kein Antigenkontakt notwendig, sie erkennen Zielzellen durch deren verminderte Prä-sentation von MHC Molekülen. Zytokine (z.B. IF-β) verstärken ihre Aktivierung.

Das Komplementsystem erkennt Bak-terien sowie durch Antikörper opsonierte Xenobiotika.

Verwendet es den klassischen Aktivierungsweg, so bindet der Komplementfaktor C1 an den FC-Teil eines Antikörpers und spaltet dann C4 zu C4a (Chemotaxin) und C4b, wobei der Faktor C2 aktiviert wird. C4b und C2b werden als C3/C5 Konvertase bezeichnet.

Der alternative Aktivierungsweg erreicht dieses Ziel anders: Hier bindet der Faktor C3b an eine Struktur auf der Oberfäche eines Bakteriums und formt mit den Faktoren B und D die C3/C5 Konvertase.

Gemeinsamer Weg: Die C3/C5 Konvertase spaltet C3 in C3a (Chemotaxin) und C3b (starkes Opsonin) und mit Hilfe von C3b auch C5 in C5a (Chemotaxin) und C5b. C5b lagert sich mit den weiteren Faktoren C6-C9 auf der Xenobiotikum-Oberfläche an und bildet mit diesen dort den membranangreifenden Komplex, der das Xenobiotikum „zum Auslaufen“ bringt.

Als Zytokine wird eine Gruppe von Proteohormonen bezeichnet, zu denen Interleukine (IL), Interferone (IF), Chemokine und Wachstumsfaktoren gehören. Sie stimulieren andere Teile des Immunsystems bzw. generell Zellen in spezifischen Funktionen.

Interleukine dienen der Kommunikation der Leukozyten. Makrophagen sezernieren IL-1, das T-Zellen stimuliert und systemisch Fieber auslöst, wenn es in ausreichender Konzentration vorliegt. Weiterhin führt es zur Synthese von Akut-Phase-Proteinen in der Leber, die eine Entzündung lokalisieren und eingrenzen sollen. T-Zellen aktivieren sich selbst und andere T-Zellen durch IL-2. TNF-α löst Fieber und Entzündungsreaktionen aus; es hat zytostatische und zytolytische Wirkung auf Tumorzellen.

IF-α wird von virusinfizierten Zellen parakrin abgesondert und versetzt Zielzellen in einen antiviralen Zustand. IF-γ führt zur Aktivierung von Makrophagen und Monozyten sowie zur vermehrten Expression von MHC I bzw. MHC II.

Lysozym wird mit dem Speichel und anderen Körperflüssigkeiten sezerniert. Es ist in der Lage, die Mureinwand von Bakterien aufzulösen, indem es β-glykosidische Bindungen zwischen N-Acetylmuraminsäure und N-Acetylglucos-amin spaltet.



Immunsystem im Säuglingsalter

Der Säugling besitzt selbst nur das angeborene, also das unspezifische Immunsystem, das spezifische Immunsystem entwickelt sich erst nach etwa ½ Lebensjahr. Daher hat der Säugling, um in den ersten Lebensmonaten über einen gewissen Schutz zu verfügen, plazentagängige IgG seiner Mutter erhalten. Durch Stillen kann dieser Schutz erhöht werden, da IgA in der Muttermilch vorhanden ist. Die Interaktion mit Antigen-Antikörper Komplexen ist auch für viele Teile des unspezifischen Immunsystems sehr wichtig (s.o.).

Überempflindlichkeitsreaktionen

Besonders Mastzellen, basophile und eosinophile Granulozyten sind ver-antwortlich für sog. Überempfindlichkeits-reaktionen vom Soforttyp. Hier erfolgt eine heftige Immunreaktion auf das Erkennen eines in der Regel nicht schädlichen Antigens, wie z.B. Hühnereiweißen in der Nahrung oder einer Polle in den Atemwegen. Dabei schütten die genannten Zellen u.a. Histamin, Heparin, Prostaglandine und Leukotriene aus, die zu Entzündungsreaktionen sowie der Kontraktion glatter Muskelzellen (Atemtrakt) führen.


Quellen: Königshoff / Brandenburger: Biochemie, Thieme, 2004 – Deetjen et al.: Physiologie, 4. Auflage, Elsevier Urban & Fischer, http://en.wikipedia.org/wiki/Toll-like_receptor [Stand vom 29.12.07]

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