Aufbau und zentrale Funktionen des Immunsystems

Abbildung 1: Schematische Darstellung der wichtigsten Funktionen des Immunsystems sowie der daran beteiligten Zellen.

Lymphatische Organe organisieren die Immunantwort

In den primären lymphatischen Organen des Körpers, wozu das Knochenmark und der Thymus gehören, werden die Zellen des adaptiven Immunsystems gebildet und ausgebildet. Die Immunzellen gehen aus hämatopoetischen Stammzellen im Knochenmark hervor, wo sämtliche Blutzelllinien gebildet werden. B-Lymphozyten durchlaufen dort wesentliche Schritte ihrer Reifung. Die Vorstufen der T-Lymphozyten wandern dagegen in den Thymus. Dort reifen sie zu funktionsfähigen T-Zellen heran. Gleichzeitig werden T-Zellen mit einer starken Reaktivität gegen körpereigene Strukturen weitgehend aussortiert.¹

Die Aktivierung naiver Lymphozyten erfolgt überwiegend in sekundären lymphatischen Organen. Dazu gehören Lymphknoten, Milz und lymphatische Gewebe der Schleimhäute. Über die Lymphbahnen gelangen Antigene und antigenpräsentierende Zellen aus den Geweben in die Lymphknoten. Dort treffen sie auf die passenden T- und B-Lymphozyten und können eine gezielte Immunantwort auslösen. Während die T-Zellen prozessierte Antigenfragmente erkennen, binden B-Zellen über ihren B-Zellrezeptor, der weitgehend den später gebildeten Antikörpern entspricht, an strukturell intakte, passende Antigene und werden aktiviert. Die Milz übernimmt eine ähnliche Aufgabe für Erreger und Antigene, die sich im Blut befinden.^4,5

Das lymphatische Gefäßsystem dient damit nicht nur dem Transport von Gewebeflüssigkeiten. Es koordiniert auch die Wanderung von Antigenen und Immunzellen zwischen Gewebe, Lymphknoten und Blutkreislauf. Dadurch trägt es entscheidend dazu bei, Immunreaktionen auszulösen und gezielt an den Ort des Geschehens zu lenken.^4,5

Adaptive Immunität: spezifisch und lernfähig

Die adaptive Immunantwort richtet sich gezielt gegen bestimmte Erregerbestandteile, sogenannte Antigene. Eine Schlüsselrolle spielen dabei B- und T-Lymphozyten. Da zunächst diejenigen wenigen Lymphozyten, deren Rezeptoren zum jeweiligen Antigen passen, durch dieses aktiviert werden müssen, entwickelt sich die adaptive Antwort beim ersten Erregerkontakt langsamer als die angeborene Immunantwort. Aktivierte Lymphozyten vermehren sich und entwickeln sich zu spezialisierten Effektorzellen.^1,3

B-Lymphozyten können sich zu Plasmazellen entwickeln, die Antikörper produzieren. Diese Antikörper erkennen und binden gezielt an bestimmte Strukturen von Erregern. Dadurch können sie beispielsweise das Eindringen von Erregern in Zellen verhindern, mikrobielle Oberflächen für Fresszellen markieren oder das Komplementsystem aktivieren. Diese Form der Abwehr wird als humorale Immunantwort bezeichnet.¹

T-Lymphozyten übernehmen verschiedene Aufgaben in der zellulären Immunabwehr. CD4-positive T-Helferzellen koordinieren Immunreaktionen über direkte Zellkontakte und die Freisetzung von Zytokinen. Sie unterstützen unter anderem die Aktivierung von Makrophagen, B-Lymphozyten und CD8-positiven T-Zellen. Aktivierte CD8-positive T-Zellen können infizierte oder veränderte körpereigene Zellen durch Überwachung von im MHC-I präsentierten Peptiden gezielt erkennen und abtöten. Zellen beladen den MHC-I kontinuierlich mit Bruchstücken der in ihnen synthetisierten Proteine. Die genaue Ausrichtung der adaptiven Antwort wird dabei wesentlich durch Signale der angeborenen Immunität bestimmt.^1,3

Immungedächtnis, Regulation und Toleranz

Nach einer überstandenen Infektion oder einer Immunreaktion stirbt ein großer Teil der aktivierten Immunzellen wieder ab. Ein Teil der antigenspezifischen B- und T-Lymphozyten bleibt jedoch als langlebige Gedächtniszellen bestehen. Kommt der Körper erneut mit demselben Erreger oder Antigen in Kontakt, können diese Zellen deutlich schneller und oft auch stärker reagieren.¹ 

Auf diesem Prinzip beruht auch die Schutzwirkung von Impfungen: Sie machen das adaptive Immunsystem mit einem Antigen vertraut, ohne die mit einer natürlichen Infektion verbundenen Risiken. Beim späteren Kontakt mit dem Erreger steht dann bereits das Immungedächtnis bereit. Gleichzeitig können Impfungen die Bildung schützender Antikörper anregen. Sind diese in ausreichender Menge vorhanden, kann das Eindringen eines Erregers in den Körper und seine Ausbreitung erschwert oder eine Infektion sogar komplett verhindert werden.⁶

Eine starke Immunreaktion ist allerdings nicht automatisch eine gute Immunreaktion. Fällt die Abwehrreaktion zu stark aus oder hält sie zu lange an, kann sie körpereigenes Gewebe schädigen. Immunantworten werden daher mehrstufig reguliert, unter anderem durch hemmende Rezeptoren, regulatorische Zytokine und regulatorische T-Zellen. Gleichzeitig bestehen während der Entwicklung von B- und T-Lymphozyten verschiedene Kontroll- bzw. Selektionsmechanismen, welche die Reaktivität gegen körpereigene Strukturen begrenzen.^1,7-9

Das Immunsystem ist somit kein starres Zwei-Säulen-System aus „angeboren“ und „adaptiv“. Beide Bereiche sind funktionell eng miteinander verzahnt. Die angeborene Immunität erkennt eine potenzielle Gefahr, begrenzt sie und legt über Antigenpräsentation und Botenstoffe die Richtung der adaptiven Antwort fest. Die adaptive Immunität ergänzt diese schnelle Abwehr durch hohe Spezifität und ein immunologisches Gedächtnis. Erst das Zusammenspiel beider Systeme ermöglicht einen wirksamen Schutz vor Infektionen bei gleichzeitig möglichst geringer Schädigung des eigenen Gewebes.^1,3,6