Kampf den Keimen: Wie unser Immunsystem funktioniert

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Rund um die Uhr ist unser Körper dem Angriff zahlreicher Viren, Bakterien und anderen Krankheitserregern ausgesetzt. Dass wir dies meist nicht einmal bemerken, liegt an dem unermüdlichen Einsatz unserer Körperabwehr: Mithilfe einer Vielzahl von Organen, Zellen und Botenstoffen ist das Immunsystem permanent damit beschäftigt, gefährliche Keime und Fremdstoffe, aber auch entartete oder abgestorbene Körperzellen zu eliminieren. 

Von Anke Brodmerkel

 

Inhalt:

  1. Als erstes sind Zellen der unspezifischen Abwehr vor Ort
  2. Das spezifische Immunsystem reift erst mit der Zeit heran
  3. Abwehrzellen müssen lernen, körperfremd und -eigen zu unterscheiden
  4. T-Zellen besuchen zunächst ein Trainingslager im Thymus
  5. Die B-Zellen sind auf die Hilfe von T-Zellen angewiesen
  6. Das Immunsystem hat ein gut funktionierendes Gedächtnis
  7. Impfungen kurbeln die Produktion von Antikörpern an
  8. Mit dem Alter verliert die Körperabwehr einen Teil ihrer Schlagkraft
  9. Nur wenige Dinge schwächen die Abwehr nachweislich
  10. Nahrungsergänzungsmittel sind selten erforderlich

Ein Krieger hat seine Rüstung, der Mensch hat seine Haut. Wenn es darum geht, Krankheitserregern wie Viren, Bakterien, Pilzen oder Parasiten die Stirn zu bieten, sind als allererstes die Haut und die Schleimhäute gefragt. Als vorderste Instanz der Körperabwehr halten sie mit einer Reihe ausgeklügelter Techniken, etwa den Flimmerhärchen der Bronchien oder der ätzenden Säure des Magens, bereits zahlreiche Keime in Schach.

Als erstes sind Zellen der unspezifischen Abwehr vor Ort

Gelingt es manchen Erregern dennoch, das Schutzschild des Körpers zu überwinden, ist die Körperpolizei, wie das Immunsystem oft genannt wird, sofort zur Stelle. Als erstes sind Zellen der unspezifischen Abwehr vor Ort, über die schon Neugeborene verfügen. Mithilfe von Botenstoffen werden zum Beispiel Granulozyten angelockt, die keimtötende Substanzen an ihre Umgebung absondern. Unterstützung erhalten die Zellen unter anderem von Makrophagen, die potentielle Feinde einfach fressen und verdauen.

Das spezifische Immunsystem reift erst mit der Zeit heran

Meist gelingt es den unspezifischen Abwehrzellen jedoch nicht, alle Keime zu töten und deren Ausbreitung im Körper zu verhindern. Dann treten die T- und die B-Zellen auf den Plan, die beide zum erworbenen Immunsystem gehören. Dieses beginnt sich in den ersten Lebensjahren aufzubauen und gewinnt mit jedem Kontakt zu einem potentiellen Krankheitserreger oder zu einem Impfstoff an Schlagkraft. Da es sich an seine Feinde optimal anpasst, wird es auch adaptives Immunsystem genannt.

„Jeder T- und B-Lymphozyt richtet sich im Prinzip nur gegen einen ganz bestimmten Erreger“, erläutert Prof. Dr. Thomas Kamradt, Präsident der Deutschen Gesellschaft für Immunologie (DGfI) und Leiter des Instituts für Immunologie am Universitätsklinikum Jena. Ihre Spezifität erhalten die Zellen durch winzige Werkzeuge auf ihrer Oberfläche, die Antigen-Rezeptoren. Sie sind so geformt, dass sie wie Schlüssel und Schloss zu bestimmten Oberflächeneiweißen der Keime, den Antigenen, passen. Da beispielsweise ein Masernvirus andere Antigene als ein Schnupfenvirus aufweist, können T- und B-Zellen die beiden Erreger leicht auseinanderhalten.

Wichtige Immunzellen

Immunzellen gehören zu den weißen Blutkörperchen, den Leukozyten. Anders als die roten Blutkörperchen, die Erythrozyten, enthalten sie keinen Blutfarbstoff und sehen deshalb farblos bis weiß aus. Alle Immunzellen haben ihren Ursprung im Knochenmark. Von dort aus können sie sich über die Blut- und Lymphgefäße in sämtlichen Geweben und Organen verteilen. Das Immunsystem befindet sich somit überall im Körper.

  • Granulozyten: Sie sind die größte Gruppe der Leukozyten und gehören zum angeborenen, das heißt unspezifischen Immunsystem. In ihrem Inneren befinden sich keimabtötende Substanzen, die sie bei Bedarf an ihre Umgebung abgeben. Bei einer Infektion sind sie meist als erste Abwehrzellen zur Stelle.
  • Monozyten und Makrophagen: Auch Monozyten sind Teil der unspezifischen Abwehr. Sie zirkulieren im Blutstrom und regulieren mithilfe von Botenstoffen die Stärke der Immunantwort. Dringen sie in Gewebe ein, entwickeln sie sich zu Makrophagen. Diese Fresszellen nehmen Keime in sich auf und töten sie dadurch ab.
  • Natürliche Killerzellen: Die ebenfalls zum angeborenen Immunsystem gehörenden Zellen spüren insbesondere von Viren infizierte Zellen oder Krebszellen auf und zerstören sie.
  • T-Lymphozyten: Sie sind Teil der erworbenen, adaptiven Abwehr, die sich spezifisch gegen ganz bestimmte Erreger richtet. T-Zellen reifen im Thymus heran (daher ihr Name) und bewirken im Körper eine zelluläre Immunantwort: Als T-Killerzellen greifen sie Keime direkt an oder vernichten Körperzellen, die von Erregern befallen sind oder gefährliche Veränderungen im Erbgut aufweisen. Einige T-Zellen regulieren zudem die Stärke der Immunantwort. Andere, die T-Helferzellen, unterstützen die B-Zellen bei ihrer Arbeit.
  • B-Lymphozyten: Auch B-Zellen gehören zum adaptiven, also spezifischen Immunsystem. Sie reifen im Knochenmark heran (ihren Namen haben sie von der englischen Bezeichnung bone marrow) und lösen im Körper die humorale Immunantwort aus. Das heißt, sie stellen Antikörper gegen ganz bestimmte Giftstoffe oder Erreger her. Die so markierten Keime verlieren ihre Kampfkraft und lassen sich dann leichter von anderen Immunzellen vernichten.
  • Gedächtniszellen: Sie können aus T- und B-Lymphozyten gebildet werden und machen das immunologische Gedächtnis des Körpers aus: Mit ihrer Hilfe schafft es das Immunsystem, bei einem erneuten Kontakt mit einem bestimmten Erreger sehr viel schneller zu reagieren als beim ersten Mal.
  • Dendritische Zellen: Sie gehen aus Monozyten und Vorläuferzellen von T-Zellen hervor. Ihre sternförmige Gestalt erleichtert es ihnen, Erreger zu fangen, zu verdauen und Bruchstücke davon auf ihrer Oberfläche anderen Immunzellen zu präsentieren, damit diese überhaupt erst aktiv werden. In großer Zahl sind dendritische Zellen zum Beispiel auf den Schleimhäuten zu finden.

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Abwehrzellen müssen lernen, körperfremd und -eigen zu unterscheiden

„Die riesige Menge an möglichen Antigen-Rezeptoren wird im Körper zunächst aus einzelnen Bausteinen – ähnlich wie beim Lego – nach dem Zufallsprinzip zusammengesetzt“, erklärt Kamradt. Welche Rezeptoren davon sinnvoll seien und welche nicht, entscheide sich erst später. „Unser Immunsystem hat ja zwei ganz wichtige Aufgaben“, sagt der Immunologe: „Zum einen muss es jeden einzelnen der Millionen von Krankheitserregern erkennen und bekämpfen, zum anderen darf es den eigenen Körper nicht angreifen.“

T-Zellen besuchen zunächst ein Trainingslager im Thymus

Um das zu erreichen, müssen zum Beispiel die T-Zellen nach ihrer Entstehung im Knochenmark zunächst ein hartes und recht unbarmherziges Training im Thymus absolvieren. „T-Lymphozyten, die auf Antigene, die ihnen dort von anderen Immunzellen präsentiert werden, nicht oder zu stark reagieren, werden aussortiert und in den Suizid getrieben“, erläutert Kamradt. Nur T-Zellen, die das Training im Thymus erfolgreich überstanden haben, gelangen anschließend über das Blut in den restlichen Körper – wo sie vor allem als T-Killer- und T-Helferzellen ihren Kampf gegen Keime und entartetes oder abgestorbenes Gewebe aufnehmen.

Auch die B-Lymphozyten müssen sich zunächst einer Bewährungsprobe unterziehen. „Sie findet im Knochenmark statt und ist längst nicht so streng wie das Training der T-Zellen im Thymus“, sagt Kamradt. Vom Knochenmark aus wandern die reifen B-Zellen zunächst Richtung Milz und Lymphknoten, wo sie beginnen, ihre wichtigste Aufgabe – die Produktion von Antikörpern – zu verrichten. Diese Eiweiße, auch bekannt als Immunglobuline, kurz Ig, heften sich gezielt an bestimmte Erreger oder Fremdkörper und machen sie auf diese Weise unschädlich.

Die B-Zellen sind auf die Hilfe von T-Zellen angewiesen

Wichtige Unterstützung bekommen die B-Zellen von den T-Helferzellen. Ohne diese kommt die Produktion effektiver Immunglobuline rasch zum Erliegen. „Mit jedem Kontakt zu einem Erreger werden die Antikörper zudem passgenauer und damit auch wirksamer“, erläutert Kamradt. „Deshalb müssen die allermeisten Impfstoffe mindestens zweimal verabreicht werden, um sicher vor einem Erreger zu schützen.“ Eine Rötung und Schwellung an der Stelle, an der die Impfung verabreicht wurde, sei übrigens keine ungewollte Nebenwirkung, sondern vielmehr ein Zeichen dafür, dass das Immunsystem seine Arbeit aufgenommen habe, betont Kamradt.

Das Immunsystem hat ein gut funktionierendes Gedächtnis

Die große Stärke der T- und B-Lymphozyten ist, dass sie anders als die Zellen des unspezifischen Immunsystems zielsicher gegen Angreifer und andere Gefahren vorzugehen. Darüber hinaus können die T- und B-Lymphozyten mit einer weiteren Fähigkeit punkten: Nach einer überstandenen Infektion verwandeln sich einige von ihnen in T- oder B-Gedächtniszellen.

Diese Zellen sind äußerst langlebig und werden bei erneutem Kontakt mit einem bereits bekannten Erreger sofort aktiv. Das ist der Grund, warum wir gegen eine erfolgreich überstandene Infektion anschließend oft immun sind oder zumindest leichter mit ihr fertig werden. Auf noch unbekannte Erreger wie das neue Coronavirus hingegen muss sich das Immunsystem erst einmal einstellen.

Impfungen kurbeln die Produktion von Antikörpern an

Warum die Körperabwehr mit manchen Erregern generell leichter fertig wird als mit anderen, weiß man in vielen Fällen noch nicht genau. Bekannt ist jedoch, dass sich einige Keime eher von Zellen, zum Beispiel von T-Killerzellen, eliminieren lassen, während andere empfindlicher auf den Angriff von Antikörpern, die sogenannte humorale Abwehr, reagieren.

Solche Keime können meist auch besser mit einer Impfung bekämpft werden. Denn die derzeit verfügbaren Impfstoffe entfalten ihre Wirkung, indem sie im Körper die Produktion von Antikörpern ankurbeln.

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Mit dem Alter verliert die Körperabwehr einen Teil ihrer Schlagkraft

„Rund 3000 Gene bestimmen über die Ausstattung unseres Immunsystems“, sagt Kamradt. „Somit ist es wenig verwunderlich, wenn einige Menschen mit einem bestimmten Erreger besser zurechtkommen als andere.“ Prinzipiell gilt jedoch für alle von uns: Mit steigendem Lebensalter verliert die Körperabwehr einen Teil ihrer Schlagkraft.

„Neue Erreger werden dann schlechter erkannt und auch das Immungedächtnis lässt nach“, sagt Kamradt. Zudem sinke die Zahl der im Körper zirkulierenden T- und B-Lymphozyten. Daher benötigen ältere Menschen oft auch höhere Impfdosen als jüngere.

Nur wenige Dinge schwächen die Abwehr nachweislich

Nicht nur in Pandemiezeiten stellt sich vermutlich für alle Menschen, ganz unabhängig von ihrem Alter, von Zeit zu Zeit die Frage, ob und wie sich das Immunsystem stärken lässt. „Am wichtigsten ist es, all jene Dinge zu vermeiden oder zumindest in Maßen zu halten, die der Körperabwehr nachweislich schaden“, lautet die einfache Antwort des DGfI-Präsidenten. Zu diesen Dingen gehören laut Kamradt vor allem die folgenden:

  • Alkohol
  • Nikotin
  • Schlafmangel
  • Stress
  • erhöhte Blutzuckerwerte

Dass Alkohol, zumindest in größeren Mengen, sowie Nikotin und andere Giftstoffe die Körperpolizei bedrohen, ist hinlänglich bekannt. Studien konnten aber auch zeigen, dass Menschen, die gestresst sind oder unter Schlafmangel leiden, sich leichter als andere mit Krankheitserregern anstecken – und zudem länger brauchen, um die Infektion zu überwinden. Auch Diabetiker leiden meist unter einer geschwächten Immunabwehr.

Nahrungsergänzungsmittel sind selten erforderlich

Sehr viel schlechter sieht die Beweislage hingegen bei all den Mitteln und Maßnahmen aus, die das Immunsystem angeblich stärken. „Ein gesunder Lebensstil mit viel Bewegung und einer abwechslungs- und vitaminreichen Ernährung kann zwar ganz offensichtlich dazu beitragen, Krankheiten zu verhindern“, sagt Kamradt.

„Wie sich der Lebensstil aber im Detail auf das Immunsystem auswirkt, ist bisher kaum untersucht.“ Klar widerlegt sei hingegen die Annahme, dass Vitamin C das Immunsystem stärkt – es sei denn, es liegt ein echter Mangel vor. Das ist aber heutzutage bei praktisch keinem Menschen mehr der Fall.

Auch von anderen, vor allem in der Werbung angepriesenen Mitteln wie beispielsweise Zink oder Selen rät Kamradt eher ab. „Menschen, die sich halbwegs vernünftig ernähren, haben in der Regel keinen Grund, solche Substanzen in Pulver- oder Tablettenform einzunehmen“, sagt der Immunologe: „Wer sein Immunsystem nicht misshandelt, kann davon ausgehen, dass es seine Arbeit macht – permanent, so gut es kann und ganz ohne Hilfe von außen.“

Organe des Immunsystems

  • Die Haut und die Schleimhäute, vor allem die der Atemwege und des Verdauungstrakts: Sie dienen vorwiegend als mechanische Barrieren, die Krankheitserregern den Zugang zum Körper verweigern. Auch erste Abwehrreaktionen erfolgen dort bereits.
  • Das Knochenmark: Im Inneren unserer Knochen werden fast alle Vorstufen von Abwehrzellen gebildet. Die meisten von ihnen reifen dort auch heran. Gemeinsam mit dem Thymus zählt das Knochenmark zu den primären Organen des Immunsystems.
  • Der Thymus: In dem kleinen Organ, das oberhalb des Herzens hinter dem Brustbein liegt, reifen die T-Zellen heran. Der Thymus dient als eine Art Trainingslager für diese Immunzellen: Dort lernen sie, körpereigene und körperfremde Strukturen zu unterscheiden.
  • Die Milz: Das kaffeebohnenförmige Organ im Oberbauch gehört zum Lymphsystem. In ihm sammeln sich die durchs Blut zirkulierenden Immunzellen und kommunizieren miteinander.
  • Die Lymphgefäße und -knoten: Sie dienen als Transportwege und Sammelstellen für die Immunzellen. In den Lymphknoten werden unter anderem die B-Zellen der Körperabwehr aktiv und produzieren dort ihre Antikörper.
  • Die Mandeln: Auch sie enthalten zahlreiche Abwehrzellen, die Krankheitserreger abtöten.
  • Der Blinddarm: Hier sitzen vor allem Immunzellen, die gegen schädliche Keime im Darm vorgehen.

 

Weitere Informationen, empfohlen von Prof. Dr. Thomas Kamradt, Präsident der Deutschen Gesellschaft für Immunologie:

http://das-immunsystem.de/fuer-jedermann/

https://das-immunsystem.de/fuer-jedermann/immunologie-buch/