Das Immunsystem

– wachsamer Hüter in unserem Körperhaus

Heute früh, auf dem Weg ins Büro: Dunkelheit hüllt mich ein, es ist nass, frösteliger Nebel begleitet mich. Von einem Tag zum anderen wird aus dem prachtvollen Sommer tiefster November – das super Wetter, sich eine Erkältung einzufangen! Die häufigsten Ursachen für eine Erkältung sind Stress, Schlafmangel und ungesunde Ernährung. Sie öffnen unserem Immunsystem Tür und Tor für bereitwillig angreifende Viren und Bakterien. Bevor ich euch nächste Woche Tipps zur Aktivierung unseres körpereigenen Abwehrsystems geben (z.B. alles über Vitamin C), zuerst ein bisschen Biologie-Unterricht:

Als Immunsystem (lat.: „immunis“ = unberührt, frei, rein) wird das biologische Abwehrsystem höherer Lebewesen bezeichnet, das Gewebeschädigungen durch Krankheitserreger verhindert. Es entfernt in den Körper eingedrungene Mikroorganismen, fremde Substanzen und ist außerdem in der Lage, fehlerhaft gewordene körpereigene Zellen zu zerstören. Das Immunsystem  ist ein komplexes Netzwerk (siehe Foto) aus verschiedenen Organen, Zelltypen und Molekülen sowie von primären und sekundären Organen, die im gesamten Körper verteilt sind. Es wird hormonell von dem endokrinen System gesteuert und kann geistig beeinflusst werden. Die Wissenschaft hat in Hinblick auf die Funktion der verschiedenen Komponenten des Immunsystems in den letzten Jahren große Fortschritte gemacht. Unsere zunehmenden Kenntnisse über die Wechselbeziehung zwischen dem Geistigen (Gedanken), den Gefühlen, dem Immunsystem und der körperlichen Gesundheit ist zum Teil das Ergebnis der Forschungen in den jetzt miteinander verbundenen Bereichen Psychologie, Neurophysiologie, Biochemie und der Immunologie.

Das Immunsystem wirkt an der Basis des Körpers. Eine Stärkung des Immunsystems hat auf jeden Körperteil weitreichende Auswirkungen. Grundkenntnisse über die Funktionsweise des Immunsystems sind heute für jeden wichtig, insbesondere im Hinblick auf die große Zunahme der Immunkrankheiten wie Krebs, AIDS, rheumatische Arthritis und Lupus erythematodes (auch „Schmetterlingsflechte = seltene Autoimmunerkrankung). Ein umfassender Überblick über das Immunsystem ermöglicht dem Einzelnen, die Eigenschaften der verschiedenen, das Immunsystem beeinflussenden Substanzen, einzuschätzen und wirksam mit dem Therapeuten zusammenzuarbeiten.

Die Zellen des Immunsystems
Lymphozyten
(siehe Foto) sind zelluläre Bestandteile des Blutes. Sie umfassen die B-Zellen, T-Zellen und die natürlichen Killerzellen und gehören zu den sogenannten „weißen Blutkörperchen“ (Leukozyten). Bei Erwachsenen stellen die Lymphozyten etwa 25 bis 40 Prozent der Leukozyten im peripheren Blut, also außerhalb der blut-bildenden Organe. Hintergrund der Buchstaben “T” beziehungsweise “B” ist der Reifungsort der Zellen. “B” steht für das englische “Bone”. Damit ist das Knochenmark gemeint. Die T-Lymphozyten entstehen ebenfalls im Knochenmark, wandern anschließend zum Thymus und reifen dort aus.

Die Hauptaufgabe der Lymphozyten ist die Erkennung von Fremdstoffen – wie zum Beispiel Bakterien und Viren – und deren Entfernung mit immunologischen Methoden. Dazu werden die Zellen in Milz, Knochenmark, Thymusdrüse und Lymphknoten (siehe Foto) – vermutlich auch in der Appendix vermiformis = Wurmfortsatz – geprägt, was bedeutet, dass sie „lernen“ müssen, welche Stoffe zum Körper dieses Menschen gehören und welche als fremd anzusehen sind. Damit gehören die Lymphozyten zum adaptiven Immunsystem – zur spezifischen Abwehr – im Gegensatz zum innaten (angeborenen) Immunsystem (zum Beispiel Makrophagen). Die Lebensdauer von Lymphozyten kann ein paar Stunden bis zu mehreren Jahren betragen. Durch Zellteilung der B-Lymphozyten entstehen Plasmazellen mit einer Lebensdauer von wenigen Wochen sowie Gedächtniszellen, die mehrere Jahre bis lebenslang im Körper vorhanden sind.
Ihre Aufgabe erfüllen die Lymphozyten auf verschiedene Weise. Sie setzen beispielsweise Botenstoffe (Zytokine) frei, die andere Immunzellen und auch normale Zellen dazu bringen, potentielle Gefahren wie Bakterien und Virken zu bekämpfen. Darüber hinaus produzieren sie Antikörper, die diese „Angreifer“ als „fremd“ markieren, und sie zerstören infizierte Zellen.
Makrophagen, auch „Fresszellen“ genannt (siehe Foto), sind große, bewegliche, einkernige Zellen, die zum zellulären Immunsystem gehören und haben vielfältige Funktionen im Rahmen der Abwehr von Erregern. Sie spielen beispielsweise eine zentrale Rolle bei der Initiation und Regulation von Abwehrreaktionen (Entzündung), bei der Zerstörung von Tumorzellen und bei der Wundheilung.

Das gefilmte Immunsystem
Mit Hilfe einer neuen mikroskopischen Methode gelang es Wissenschaftlern erstmals, lebende Immunzellen in intakten Lymphknoten zu filmen. Bisher war man bei Studien des Immunsystems auf Momentaufnahmen im toten Gewebe angewiesen, die über das Zusammenspiel der Abwehrzellen aber nur bedingt aussagefähig waren. Jetzt ist es möglich das Verhalten der Zellen in Raum und Zeit im lebenden Gewebe zu beobachten.
„Das ist nun der Film ‚Das Immunsystem‘ „, sagt Ronald Germain vom amerikanischen „National Institute of Allergy and Infectious Diseases“ und Leiter einer von drei Studien, die sich mit der Visualisierung des Verhaltens von T-Zellen in Lymphknoten beschäftigt.

Untersuchungen im lebenden Gewebe
T-Zelle - 3d Render
„Wir können jetzt einzelnen T-Zellen (siehe Foto) in intakten Geweben folgen und beobachten wie sie sich verhalten sowie mit anderen Zellen interagieren, während die Immunantwort aufgebaut wird“, sagt Germain. Die Ergebnisse der drei Studiengruppen wurden in der aktuellen Ausgabe des Fachjournals ‚Science‘ veröffentlicht. Damit wurden die Voraussetzungen für weitere Forschungen geschaffen, die mit bisher üblichen Techniken nicht möglich gewesen wären. (Der Artikel „Dynamic Imaging of T Cell-Dendritic Cell Interactions in Lymph Nodes“ ist im „Science“, Bd. 296, S. 1873-1876 erschienen.)

 

Bilder des Immunsystems
Ein Video der interagierenden Zellen finden Sie unter http://www.niaid.nih.gov/topics/immunesystem/Pages/default.aspx

Die Klärung vieler Fragen
Mit den bisherigen Verfahren der Video-Mikroskopie konnten nur kleine im Reagenzglas gezüchtete Proben untersucht werden. Die neuen Verfahren sind so konzipiert, dass sie durch dicke Proben ‚hindurchschauen‘ und ihren ‚Blick‘ auf lebende Zellen, die tief im Gewebe verborgen sind, fokussieren können. Diese neue Technik wird laut Germain dazu beitragen, dass viele bisher nur vage beantwortete Fragen, nun geklärt werden können. So etwa die Dauer des Kontakts, den die T-Zellen mit ihren Zielzellen halten, der Zeitpunkt der Teilung von T-Zellen oder der Aufenthaltsort der T-Zellen, nach ihrer Aktivierung.

Antworten und viele neue Entdeckungen
All das soll erst der Anfang sein. Zahlreiche – sowohl wissenschaftliche als auch medizinische – wichtige Fragen könnten jetzt bald beantwortet werden. Die Wissenschaftler erwarten sich aber auch eine große Zahl neuer Entdeckungen, die sich durch die Anwendung der neuen Technik ergeben werden.

(Quellen: http://www.nigms.nih.gov/Pages/default.aspx = National Institute of General Medical Sciences; http://www.niaid.nih.gov/pages/default.aspx = National Institute of Allergy and Infectious Diseases – NIAID)

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