Der Immunschutz

Der Immunschutz

Unser Körper ist nicht keimfrei. Mund-, Nasen- und Rachenhöhle sind mit Keimen besiedelt. Die Haut, der Magen-Darm-Trakt sowie Teile des Genitaltraktes sind ebenfalls mit Keimen besiedelt. Es handelt sich dabei meistens um nicht krank machende Keime, die auf unserer Körperoberfläche leben, sich vermehren und dabei für unseren Organismus sogar nützlich sind, unter anderem, weil sie die Ansiedlung von Krankheitserregern verhindern.

Vielfach entsteht auch eine symbiotische Beziehung zwischen dem Wirtsorganismus und den Keimen, indem der Wirt ein optimales Lebensmilieu und eine Grundlage für die Keime bildet und die Keime umgekehrt Stoffe bilden, die für den Wirt nützlich sind.

Die Zusammenarbeit zwischen dem menschlichen Organismus und den Bakterien, die ihn besiedeln, läuft optimal. Das Immunsystem hält mit ausgeklügelten Systemen die unkontrollierte Vermehrung dieser Bakterienpopulationen so weit in Schach, dass der Wirt seinen Vorteil hat. Dies ist auch möglich, weil das Immunsystem des Wirtes eine gewisse Bakterienpopulation gewähren lässt. Auf andere Bakterien, die schädlich sein können, kann das Immunsystem vehement reagieren und versuchen, diese unerwünschten Eindringlinge zu vernichten.

Dabei verfügt das Immunsystem über zwei grundsätzlich unterschiedliche Mechanismen. Die erste Abwehrfront bildet das angeborene Immunsystem, während die zweite Linie vom erworbenen Immunsystem gebildet wird. Beide Systeme arbeiten eng zusammen und schützen den Organismus vor pathogenen Keimen. Interessant dabei ist, dass sich das Immunsystem anpassen kann. Daher wird das erworbene Immunsystem auch als adaptives Immunsystem bezeichnet.

Gerade bei Neugeborenen und Kindern ist die Lernfähigkeit des Immunsystems wichtig, weil es den Organismus auf seine natürliche Umgebung vorbereitet. Das Immunsystem des Neugeborenen passt sich beim ersten Kontakt mit den Keimen der Mutter an, sowohl während der Geburt als auch beim Stillen mit der Muttermilch. Der Kontakt mit noch unbekannten Bakterien ist somit für das Immunsystem des Neugeborenen eine hervorragende Möglichkeit, um «Neues» dazuzulernen. Das Immunsystem des Kleinkindes lernt damit in einer gewissen Weise, gute und schlechte Keime voneinander zu unterscheiden und entsprechend zu antworten.

Bakterielle Übertragung

Mund- und Rachenraum sind nicht steril. Sie enthalten viele Bakterien, welche zu der sogenannten normalen Mundflora gehören. Nicht selten können Gärungsprodukte von Kohlenhydraten die Ursache von Schleimhautentzündungen und Karies sein.

Keime können über Kontakte übertragen werden, so zum Beispiel von der Mutter auf das Kind. Dieser enge Kontakt zwischen der Mutter und dem Kind ist auch wichtig für die Entwicklung des Immunsystems des Neugeborenen.

Angeborenes Immunsystem

Das angeborene oder auch unspezifische Immunsystem wird von den weissen Blutzellen (Leukozyten) gebildet. Es handelt sich dabei um Makrophagen, neutrophile und eosinophile Granulozyten, welche den Organismus vor Krankheitserregern schützen. Diese Zellen bilden Substanzen, welche für Krankheitserreger toxisch sind.

Die so abgetöteten Keime werden dann von diesen Zellen aufgefressen und unschädlich gemacht. Deshalb werden diese Zellen auch Fresszellen genannt. Diese unspezifische Elimination von Keimen wird auch als Phagozytose definiert. Die Bildung von Eiter in einer verschmutzten Verletzung oder der dickflüssige Katarrh in den Bronchien sind Beispiele der Aktivität dieser Fresszellen.

Bei dieser Abwehr im Atmungstrakt kommen nicht nur die obengenannten weissen Blutzellen zum Einsatz, sondern ebenso die oberflächlichen Zellen des Atmungstraktes. Diese Zellen setzen ein dünnflüssiges Sekret ab (Schleim oder Mukus genannt), das die luftleitenden Atemwege (Nasenhöhle, Luftröhre, Bronchien) überzieht und befeuchtet. In diesem Sekret befinden sich auch Substanzen wie die Cathelicidine und Beta-Defensine, welche sowohl Viren als auch Bakterien zerstören.

Der Schleim wird von Drüsen und Becherzellen im Atmungstrakt gebildet und an der Oberfläche des Ziliarepithels abgegeben. Nase, Trachea und Bronchien haben ein Ziliarepithel, welcher den Schleim transportiert. Auf den Zelloberflächen und im Schleim sind auch Cathelicidine und Beta-Defensine vorhanden, zwei Substanzen, welche pathogene Keime (Viren und Bakterien) abtöten. Eine angemessene Vitamin-D-Versorgung ist für die Bildung dieser immunschützenden Stoffe unabdingbar.

Fresszellen (Makrophagen) wie hier im Bild sind in der Lage, fremde und schädliche Keime (in diesem Fall Tuberkulosebakterien) zu erkennen und diese in ihr Zellinneres aufzunehmen und aufzulösen. Die Fresszellen in unseren Körperflüssigkeiten und Sekreten überwachen stets, ob fremde Keime eingedrungen sind, und machen diese unschädlich.

Die Bildung dieser beiden natürlichen Abwehrstoffe ist nicht immer gewährleistet. Ein gesunder Lebenswandel mit einer adäquaten Ernährung, ausreichend Schlaf und Bewegung ist Voraussetzung für einen guten Immunschutz. Insbesondere das Vitamin D (Link Website Vitamin D) ist für die Bildung von Cathepsin und Beta-Defensin und somit für den Immunschutz wichtig.

Der Schleim wird von Drüsen und Becherzellen im Atmungstrakt gebildet und an der Oberfläche des Ziliarepithels abgegeben.

Erworbenes Immunsystem

Unser Immunsystem ist kein statisches Gebilde. Bei Neugeborenen, die bis anhin keinen Kontakt mit der Umwelt hatten, beginnt in den ersten Tagen und Wochen ein intensiver Lernprozess für das Immunsystem. In den ersten Wochen des Lebens wird der gesamte Organismus des Neugeborenen durch Keime (vor allem Bakterien) kolonisiert. Das Immunsystem des Neugeborenen muss in dieser Zeit lernen, diese Keime zu akzeptieren, um damit selbst einen Schutz aufzubauen. Dieser Lernprozess des Immunsystems wird als erworbene Immunität definiert. Sie führt dazu, dass bestimmte Keime vom Immunsystem toleriert werden und gewisse andere nicht und daher Antikörper gegen diese Keime entstehen. Die Bildung von Antikörpern gegen Viren und Bakterien ist grundlegend für die Erwerbung einer Immunität. Diese Art von Schutz ist dann nicht unspezifisch gegen alle Keime gerichtet, sondern spezifisch gegen bestimmte Keime oder Bestandteile dieser Keime. Der erworbene Immunschutz ist deshalb spezifisch und hinterlässt infolge der Bildung von Antikörpern einen viel besseren Schutz gegen bestimmte Keime.

Die Immunzellen, die für den Aufbau eines spezifischen Immunschutzes wichtig sind, gehören ebenfalls zu den weissen Blutzellen (Leukozyten). Allerdings sind es nicht die Makrophagen oder Granulozyten, sondern die Lymphozyten, die hier im Vordergrund stehen. Unter den Lymphozyten befinden sich spezialisierte Untergruppen, welche dann verschiedene Aufgaben für unseren Immunschutz übernehmen, zum Beispiel bilden sich T- und B-Lymphozyten, dendritische, Killer- oder Plasmazellen aus.

Nach einem ersten Kontakt mit einem fremden Keim werden die B-Lymphozyten angeregt, wodurch sich diese differenzieren und zu Antikörper produzierenden Plasmazellen werden. Damit nach dem ersten Kontakt unser System die «Erinnerung» nicht verliert, werden anschliessend auch sogenannte Gedächtniszellen (Memory Cells) gebildet, welche das Baumuster für die Bildung der Antikörperspeichern. Damit wird sichergestellt, dass unser erworbenes Immunsystem bei einem späteren Kontakt mit dem Erreger durch die Reaktivierung dieser Gedächtniszellen sofort wieder grosse Mengen an Antikörpern produziert. Ein sogenannter erworbener Immunschutz kann somit auch ohne weitere Kontakte mit dem Erreger über Jahre bestehen.

Die Aktivierung von B-Lymphozyten steht an der Basis des erworbenen Immunsystems. Nach dem Kontakt mit Antigenen der viralen oder bakteriellen Erreger teilen und vermehren sich die B-Lymphozyten. So bilden sich daraus Antikörper produzierende Plasmazellen, welche grosse Mengen an spezifischen Antikörpern hervorbringen. Die Antikörper binden sich spezifisch an die Antigene der Erreger (ein Prozess, der unter dem Begriff Opsonisierung bekannt ist), so dass diese Letzteren schneller von den anderen Immunzellen erkannt und eliminiert werden. Zellen, welche die Erreger dann unschädlich machen, sind die Fresszellen (Makrophagen und neutrophile Granulozyten) und die aus den B-Lymphozyten hervorgehenden spezialisierten Killerzellen, welche in der Lage sind, mit speziellen Tötungsmechanismen die Erreger zu zerstören. Die Gedächtniszellen, welche ebenfalls aus den aktivierten B-Lymphozyten hervorgehen, behalten die Information für die Bildung der spezifischen Antikörper für lange Zeit in ihrem Zellinneren.

Die Aktivierung von B-Lymphozyten steht an der Basis des erworbenen Immunsystems.

Kontaktstellen mit dem Immunsystem

Damit ein wirksamer Schutz aufgebaut und erhalten werden kann, muss das Immunsystem an den äussersten Stellen des Körpers anwesend sein, also dort, wo Keime als Erstes in unseren Organismus eindringen. Das sind grundsätzlich die Körperöffnungen wie Mund, Nase und Ohren und weiter Kontaktflächen im Magen-Darm-Trakt (Peyer-Plaques). Im Bereich des Nasen-, Mund- und Rachenraums sind mehrere Mandeln verteilt, die unter dem sogenannten Waldeyer-Rachenring zusammengefasst werden. Bei diesem Gebilde handelt es sich um lymphatisches Gewebe, welches mit immunkompetenten Zellen besetzt ist.

Die Mandeln werden anatomisch in Rachenmandeln, Gaumenmandeln, Zungenmandeln und Tubenmandeln (liegen im Nasenrachenraum an der Eintrittspforte der eustachischen Röhre, die zum Mittelohr führt) unterschieden. Bei den darin enthaltenen Immunzellen handelt es sich hauptsächlich um Lymphozyten, welche die Aufgabe haben, pathogene Erreger aufzuspüren und dann das Immunsystem zu aktivieren.

Die Tonsillen sind anatomisch so aufgebaut, dass sie ständig mit dem Speichel im Mund in Kontakt kommen. Die Zungenmandeln zum Beispiel kommen über diese Flüssigkeit mit dem Inhalt des Mundes, etwa der Nahrung, in Berührung. Ein Kontakt mit Keimen an diesen Stellen ist somit garantiert. Ein ähnliches System gilt für die anderen im Rachen und Gaumen gelegenen Mandeln. Die regelmässige Umspülung der Mandeln gewährleistet einen intensiven Kontakt mit dem, was wir essen, trinken und einatmen, und somit auch mit Krankheitserregern. Dieser Kontakt ist die natürlichste Art für den Aufbau einer Immunität.

Der Waldeyer-Rachenring besteht aus den Gaumenmandeln, Rachenmandeln und Zungenmandeln. Die Mandeln bestehen aus lymphatischem Gewebe, also enthalten sie vor allem Lymphozyten.

Die Mandeln stehen über das lymphatische System mit nachgelagerten Lymphknoten in Verbindung, wo der Reifeprozess der Lymphozyten und die Antikörperbildung stattfinden. Die Antikörper werden dann ins Blut und an die Oberflächen des Körpers abgegeben.

Unser Immunsystem ist hierarchisch aufgebaut. Die äussersten Kontaktstellen des Immunsystems mit der Aussenwelt befinden sich an den Körperöffnungen, also im Mund- und Nasenraum. Auch der Darm mit seinem Inhalt gehört zur Aussenwelt, da die Darmwand den Darminhalt vom Körper effizient abtrennt. Im Darm existiert wie im Rachen ein lymphatisches System, welches in den Peyer-Plaques im Dünndarm konzentriert ist. Die Aufgabe der Peyer-Plaques ist analog zu derjenigen der Tonsillen im Rachen und soll vor allem den Darm vor pathogenen Erregern schützen. Nachgelagert an die Tonsillen sind dann die Lymphknoten, die über das lymphatische System miteinander verbunden sind. Die Lymphe fliesst anschliessend in das venöse Blut zurück.

Die Zungen- und Gaumenmandeln haben in ihrer Mikrostruktur kleine Vertiefungen (Krypten), die mit Speichel und Mundinhalt umspült werden. In diesen Krypten ist der Kontakt mit den Immunzellen sehr eng.

Dieser Kontakt dient der Aktivierung der Lymphozyten und der anschliessenden Antikörperbildung. In den Krypten der Tonsillen können sich auch Tonsillensteine bilden, die unter Umständen die Ausführungsgänge der Drüsen verstopfen können.

Die Antikörperwirkung

Nach der Aktivierung der B-Lymphozyten bilden sich durch Teilung die Plasmazellen. Diese bilden nach dem Kontakt mit einem schädlichen Erreger grosse Mengen an spezifischen Antikörpern. Antikörper sind Eiweissgebilde, welche die Fähigkeit besitzen, die Antigene (Oberflächenmerkmale der Erreger) zu erkennen und sich an diese zu binden. Die Bindung der Antikörper an die Erreger führt dazu, dass die Erreger sichtbarer für das Immunsystem gemacht werden. Dieser Prozess wird als Opsonisierung definiert.

Opsonisierte Bakterien oder Viren werden von den Fresszellen leichter erkannt und unschädlich gemacht. Durch die spezifische Antikörperbildung entsteht somit der erworbene Immunschutz. Der natürliche Weg für den Erwerb eines Immunschutzes sind der direkte Kontakt mit dem Erreger und das Durchleben einer Erkrankung. Mit einer Vakzine (Impfung) können dieselben Abwehrmechanismen wie bei einer natürlichen Infektion ausgelöst werden, auf diese Weise kann also ebenfalls ein Immunschutz erworben werden.

Die Antikörper und die Fresszellen arbeiten zusammen

Durch den Prozess der Opsonisierung binden die von Lymphozyten gebildeten Antikörper an die Erreger. Diese Antikörper-Erreger-Bindung führt zur Bildung von grösseren Komplexen, welche von zirkulierenden Immunzellen (Fresszellen) leichter erkannt werden. Die Fresszellen (Makrophagen und neutrophile Granulozyten) nehmen die so markierten Erreger auf und zerstören sie. Die Antikörper helfen, die Erreger schneller zu erkennen und insgesamt die Immunabwehr effizienter zu gestalten. Das Risiko zu erkranken sinkt dank der Antikörperbildung.

Makrophagen erkennen dank der Opsonisierung durch spezifische Antikörper fremde Erreger schneller und fressen diese auf. Dieser Mechanismus funktioniert sowohl für Bakterien als auch für Viren.

Antikörper haben die Fähigkeit, sich an bestimmte Eiweisse der Erreger spezifisch zu binden und somit die Erreger sichtbar für das Immunsystem zu machen. Dieser sogenannte Prozess der Opsonisierung führt zu einer schnelleren Elimination der Erreger. Hier im Bild sind SARS-CoV-2-Viren, welche durch spezifische Antikörper (in Weiss sichtbar) markiert werden.

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