Alle Lebewesen sind dem Angriff von Krankheitserregern ausgesetzt. Sogar Bakterien, die so klein sind, dass mehr als eine Million auf einen Stecknadelkopf passen, verfügen über Systeme zur Abwehr einer Infektion durch Viren. Diese Art von Schutz wird immer ausgefeilter, je komplexer die Organismen werden.
Mehrzellige Tiere haben spezielle Zellen oder Gewebe, um mit der Bedrohung durch Infektionen umzugehen. Einige dieser Reaktionen erfolgen sofort, so dass ein Infektionserreger schnell eingedämmt werden kann. Andere Reaktionen erfolgen langsamer, sind aber besser auf den Erreger zugeschnitten. Diese Schutzmechanismen werden zusammen als Immunsystem bezeichnet. Das menschliche Immunsystem ist für unser Überleben in einer Welt voller potenziell gefährlicher Mikroben unerlässlich, und eine ernsthafte Beeinträchtigung auch nur eines Teils dieses Systems kann zu schweren, sogar lebensbedrohlichen Infektionen führen.
Unspezifische (angeborene) Immunität
Das menschliche Immunsystem verfügt über zwei Ebenen der Immunität: spezifische und unspezifische Immunität. Durch die unspezifische Immunität, auch angeborene Immunität genannt, schützt sich der menschliche Körper gegen fremdes Material, das als schädlich empfunden wird. Es können so kleine Mikroben wie Viren und Bakterien angegriffen werden, aber auch größere Organismen wie Würmer. Zusammen werden diese Organismen als Krankheitserreger bezeichnet, wenn sie beim Wirt eine Krankheit verursachen.
Alle Tiere haben eine angeborene Immunabwehr gegen gängige Krankheitserreger. Zu diesen ersten Verteidigungslinien gehören äußere Barrieren wie die Haut und die Schleimhäute. Wenn Krankheitserreger die äußeren Barrieren durchbrechen, zum Beispiel durch einen Schnitt in der Haut oder wenn sie in die Lunge eingeatmet werden, können sie ernsthaften Schaden anrichten.
Einige weiße Blutkörperchen (Phagozyten) bekämpfen Krankheitserreger, die die äußeren Abwehrmechanismen überwunden haben. Ein Phagozyt umgibt einen Krankheitserreger, nimmt ihn auf und neutralisiert ihn.
Spezifische Immunität
Gesunde Phagozyten sind zwar wichtig für eine gute Gesundheit, können aber bestimmte infektiöse Bedrohungen nicht bekämpfen. Die spezifische Immunität ergänzt die Funktion der Fresszellen und anderer Elemente des angeborenen Immunsystems.
Im Gegensatz zur angeborenen Immunität ermöglicht die spezifische Immunität eine gezielte Reaktion auf einen bestimmten Krankheitserreger. Nur Wirbeltiere haben eine spezifische Immunantwort.
Zwei Arten von weißen Blutkörperchen, die Lymphozyten, sind für die spezifische Immunantwort entscheidend. Lymphozyten werden im Knochenmark gebildet und reifen zu einem von mehreren Subtypen heran. Die beiden häufigsten sind T-Zellen und B-Zellen.
Ein Antigen ist ein fremdes Material, das eine Reaktion von T- und B-Zellen auslöst. Der menschliche Körper verfügt über B- und T-Zellen, die für Millionen von verschiedenen Antigenen spezifisch sind. Normalerweise denken wir an Antigene als Teil von Mikroben, aber Antigene können auch in anderen Umgebungen vorkommen. Wenn zum Beispiel eine Person eine Bluttransfusion erhält, die nicht zu ihrer Blutgruppe passt, kann dies Reaktionen von T- und B-Zellen auslösen.
Eine nützliche Art, sich T- und B-Zellen vorzustellen, ist die folgende: B-Zellen haben eine Eigenschaft, die wesentlich ist. Sie können reifen und sich zu Plasmazellen differenzieren, die ein Protein namens Antikörper produzieren. Dieses Protein ist spezifisch auf ein bestimmtes Antigen ausgerichtet. B-Zellen allein sind jedoch nicht sehr gut in der Herstellung von Antikörpern und sind auf die T-Zellen angewiesen, die ihnen signalisieren, dass sie mit dem Reifungsprozess beginnen sollen. Wenn eine richtig informierte B-Zelle das Antigen erkennt, auf das sie reagieren soll, teilt sie sich und produziert viele Plasmazellen. Die Plasmazellen scheiden dann eine große Anzahl von Antikörpern aus, die spezifische, im Blut zirkulierende Antigene bekämpfen.
T-Zellen werden aktiviert, wenn ein bestimmter Phagozyt, eine so genannte antigenpräsentierende Zelle (APC), das Antigen zeigt, für das die T-Zelle spezifisch ist. Diese gemischte Zelle (meist menschlich, aber mit einem Antigen für die T-Zelle) ist der Auslöser für die verschiedenen Elemente der spezifischen Immunantwort.
Ein Untertyp der T-Zelle, die so genannte T-Helferzelle, erfüllt eine Reihe von Aufgaben. T-Helferzellen setzen Chemikalien frei, um
- B-Zellen zu aktivieren, damit sie sich in Plasmazellen teilen
- Phagozyten herbeirufen, um Mikroben zu zerstören
- Killer-T-Zellen aktivieren
Sobald sie aktiviert sind, erkennen Killer-T-Zellen infizierte Körperzellen und zerstören sie.
Regulatorische T-Zellen (auch Suppressor-T-Zellen genannt) helfen bei der Kontrolle der Immunantwort. Sie erkennen, wenn eine Bedrohung eingedämmt wurde, und senden dann Signale aus, um den Angriff zu stoppen.
Organe und Gewebe
Die Zellen, die für die spezifische Immunantwort verantwortlich sind, zirkulieren im Blut, sind aber auch in einer Vielzahl von Organen zu finden. Innerhalb des Organs ermöglichen die Immungewebe die Reifung von Immunzellen, fangen Krankheitserreger ab und bieten einen Ort, an dem Immunzellen miteinander interagieren und eine spezifische Reaktion auslösen können. Zu den Organen und Geweben, die am Immunsystem beteiligt sind, gehören der Thymus, das Knochenmark, die Lymphknoten, die Milz, der Blinddarm, die Mandeln und die Peyer’schen Flecken (im Dünndarm).
Infektion und Krankheit
Eine Infektion tritt auf, wenn ein Krankheitserreger in Körperzellen eindringt und sich vermehrt. Eine Infektion führt in der Regel zu einer Immunreaktion. Wenn die Reaktion schnell und wirksam ist, wird die Infektion so schnell beseitigt oder eingedämmt, dass die Krankheit nicht auftritt.
Manchmal führt eine Infektion zu einer Krankheit. (Hier konzentrieren wir uns auf Infektionskrankheiten und definieren sie als einen Zustand der Infektion, der durch Symptome oder Anzeichen von Krankheit gekennzeichnet ist.) Eine Krankheit kann auftreten, wenn die Immunität schwach oder beeinträchtigt ist, wenn die Virulenz des Erregers (seine Fähigkeit, Wirtszellen zu schädigen) hoch ist und wenn die Zahl der Erreger im Körper groß ist.
Abhängig von der Infektionskrankheit können die Symptome sehr unterschiedlich sein. Fieber ist eine häufige Reaktion auf eine Infektion: Eine höhere Körpertemperatur kann die Immunreaktion verstärken und eine feindliche Umgebung für Krankheitserreger schaffen. Entzündungen oder Schwellungen, die durch eine Zunahme der Flüssigkeit im infizierten Bereich verursacht werden, sind ein Zeichen dafür, dass die weißen Blutkörperchen angreifen und Substanzen freisetzen, die an der Immunreaktion beteiligt sind.
Die Impfung stimuliert eine spezifische Immunreaktion, die B- und T-Gedächtniszellen erzeugt, die für einen bestimmten Erreger spezifisch sind. Diese Gedächtniszellen verbleiben im Körper und können zu einer schnellen und wirksamen Reaktion führen, wenn der Körper erneut auf den Erreger stößt.
Weitere Informationen zur Impfung finden Sie in der Aktivität Wie funktionieren Impfstoffe.