Definition und Bedeutung des angeborenen Immunsystems
Das angeborene Immunsystem ist eine genetisch festgelegte, vererbte Unempfindlichkeit von Individuen einer bestimmten Art gegenüber einem Antigen. Sie ist bedingt durch die biologischen Besonderheiten des Organismus selbst, die Eigenschaften des Antigens sowie die Merkmale ihrer Wechselwirkung.
Das Verständnis dieses Themas ist von entscheidender Bedeutung: Die Immunologie ist auf miteinander verknüpften Bereichen aufgebaut, und ohne eine klare Abgrenzung zwischen angeborenem und adaptivem Arm ist es unmöglich, nachfolgende Themen — wie Antigenpräsentation, Überempfindlichkeitstypen und Vakzinologie — zu meistern.
Merkmale des angeborenen Immunsystems
- Es wird praktisch sofort als Reaktion auf das Eindringen von Mikroben und die Schädigung eigener Zellen aktiviert; seine Zellen zirkulieren ständig im Gewebe.
- Eine erneute Exposition gegenüber dem Antigen ruft eine Antwort von gleicher Stärke hervor — ein immunologisches Gedächtnis ist nicht vorhanden.
- Erkennt konservative mikrobielle Strukturen (z. B. Lipopolysaccharide gramnegativer Bakterien) sowie veränderte körpereigene Strukturen.
- Rezeptoren (PRR, einschließlich Toll-like-Rezeptoren) besitzen eine begrenzte Fähigkeit, zwischen „eigen“ und „fremd“ zu unterscheiden — die Immunität ist unspezifisch.
- Der Satz von Rezeptoren und erkannten Mustern ist begrenzt.
Faktoren und Aufgaben des angeborenen Immunsystems
Die Faktoren lassen sich in drei Gruppen unterteilen:
- Physikalisch-chemische Barrieren: Epithel der Haut und Schleimhäute, antimikrobielle Moleküle.
- Zelluläre Komponente: Phagozyten (Makrophagen, Neutrophile), dendritische Zellen, Mastzellen, Basophilen, Eosinophilen, natürliche Killerzellen (NK), angeborene lymphotische Zellen (ILC).
- Humorale Komponente: Proteine des Komplementsystems, Akute-Phase-Proteine, Defensine, Lektine.
Hauptaufgaben: den Erreger zerstören; die Infektion in Schranken halten, während sich das adaptive Immunsystem entwickelt; die adaptive Antwort durch Antigenpräsentation aktivieren.
Entzündungstypen und Umsetzung der angeborenen Antwort
Die Reaktion des angeborenen Immunsystems hängt vom Erregertyp ab und wird über die Aktivierung entsprechender ILC und eine Zytokinkaskade vermittelt:
- Typ 1 — intrazelluläre Pathogene: ILC1 produzieren IFN-γ und TNF-α, aktivieren M1-Makrophagen und die Bildung reaktiver Sauerstoffspezies.
- Typ 2 — Parasiten (Helminthen): ILC2 lösen eine eosinophile Antwort sowie die Produktion von IL-4, IL-5 und IL-13 aus.
- Typ 3 — extrazelluläre Bakterien und Pilze: ILC3 synthetisieren IL-17 und IL-22, Neutrophile werden rekrutiert.
Erworbenes (adaptives) Immunsystem
Das erworbene Immunsystem ist eine Unempfindlichkeit gegenüber einem Antigen, die sich im Ontogenese-Prozess als Ergebnis der Interaktion des Organismus mit diesem Antigen (bei Infektion oder Impfung) herausbildet.
Schlüsselmerkmale:
- Hohe Spezifität und die Fähigkeit, eine enorme Menge von Antigenen dank der Vielfalt der BCR- und TCR-Rezeptoren zu erkennen.
- Klonale Expansion: Eine Zelle mit einzigartiger Spezifität proliferiert nach der Antigenerkennung und bildet einen Klon.
- Bildet sich langsam aus, benötigt Zeit für die Aktivierung.
- Vorhandensein eines immunologischen Gedächtnisses — langlebiger Gedächtniszellen, die eine schnelle und starke Sekundärantwort gewährleisten.
- Toleranz gegenüber körpereigenen Antigenen; ihre Störung führt zu Autoimmunerkrankungen.
Zellen und Umsetzung der adaptiven Antwort
Eine Schlüsselrolle spielen Lymphozyten:
- B-Lymphozyten vermitteln die humorale Immunität durch die Produktion von Antikörpern.
- T-Lymphozyten realisieren die zelluläre Immunität: Zytotoxische T-Zellen (veraltete Bezeichnung — T-Killerzellen) zerstören infizierte Zellen; T-Helferzellen koordinieren die Antwort; regulatorische T-Zellen erhalten die Toleranz aufrecht.
Eine dendritische Zelle, die ein Antigen aufgenommen hat, wandert in den Lymphknoten und präsentiert es dem naiven T-Lymphozyten über drei Signale. Abhängig von der Zytokin-Mikroumgebung differenziert sich die naive Zelle:
- Th1 — gegen intrazelluläre Pathogene, aktiviert Makrophagen und NK-Zellen.
- Th2 — gegen Helminthen, aktiviert Eosinophile.
- Th17 — gegen extrazelluläre Bakterien und Pilze, rekrutiert Neutrophile.
Vergleich von angeborenem und adaptivem Immunsystem
- Rezeptorspezifität: angeboren — gegenüber konservativen Mustern; adaptiv — gegenüber praktisch allen Molekülen.
- Rezeptorvielfalt: begrenzt / praktisch unbegrenzt.
- Gedächtnis: fehlt / ausgeprägt.
- Reaktion auf „Eigenes“: möglich / durch Toleranz blockiert.
- Humorale Faktoren: Komplement, Lektine / Antikörper.
- Schlüsselzellen: Phagozyten, DZ, NK, Mastzellen / B- und T-Lymphozyten.
- Geschwindigkeit: sofortig / verzögert.
Das adaptive Immunsystem ist allein nicht in der Lage, einen Erreger zu eliminieren (mit Ausnahme der zytotoxischen T-Zellen) — es steuert und verstärkt die Reaktionen des angeborenen Arms, indem es sie spezifisch macht.
Schlüsselpunkte
- Das angeborene Immunsystem reagiert sofort, unspezifisch und bildet kein Gedächtnis aus.
- Das adaptive Immunsystem ist hochspezifisch, verfügt über ein Gedächtnis und Toleranz gegenüber körpereigenen Antigenen.
- Die PAMP-Erkennung erfolgt über PRR; adaptive Zellen nutzen BCR und TCR.
- Der Entzündungstyp (1, 2, 3) wird durch die Natur des Erregers und den Typ der aktivierten ILC und Th-Zellen bestimmt.
- Dendritische Zellen sind das wichtigste Bindeglied zwischen angeborenem und adaptivem Immunsystem.
- Th1 bekämpft intrazelluläre Pathogene, Th2 bekämpft Helminthen, Th17 bekämpft extrazelluläre Bakterien und Pilze.
- Die korrekte Bezeichnung für zytotoxische Lymphozyten lautet zytotoxische T-Zellen und nicht „T-Killerzellen“.
- Eine Störung der Toleranz des adaptiven Immunsystems führt zu Autoimmunerkrankungen.