header logo de

Wie das Immunsystem funktioniert

immunsystem

Wenn wir über unser Immunsystem sprechen, beschreiben wir ein wunderbar komplexes Netzwerk von Organen, Zellen und Molekülen, das uns vor Infektionen und Erkrankungen schützt.

Arbeitet unser Immunsystem so wie es soll, erkennt es “abnormale” Zellen oder schädliche „Eindringlinge“ und zerstört sie. “Eindringlinge” können dabei zum Beispiel Bakterien, Viren oder Parasiten sein, die Infektionen auslösen und uns krank machen können. Das Immunsystem hat sich dabei sogar so weit entwickelt, dass es Krebszellen erkennen und unschädlich machen kann.

In diesem Abschnitt erfahren Sie, wie unser Immunsystem funktioniert, wie es Krebs bekämpfen kann und was Sie tun können, um Ihr Immunsystem gesund zu halten.

 

Frage 1. Das Immunsystem – was ist das eigentlich?

Zellen sind die Bausteine aller Lebewesen, also von Menschen, Tieren, Pflanzen und Mikroorganismen (Bakterien und Pilze). Jedes Organ in unserem Körper besteht aus verschiedenen Zellen: speziellen, organspezifischen Zellen, die das Organ ausmachen (wie zum Beispiel Nervenzellen im Gehirn, Muskelzellen im Herzen) und auch den Zellen, die die Organfunktion unterstützen, wie Blutgefäße oder Immunzellen. Das Immunsystem schützt uns vor Infektionen, verhindert das Wachstum abnormaler Zellen und hilft dabei, defekte Zellen in unserem Körper zu reparieren oder zu ersetzen.

Immunsystem webUnser Immunsystem ist ein komplexes Netzwerk von Organen, Zellen und MolekülenUnser Immunsystem besteht aus physischen Barrieren und verschiedenen Arten von Immunzellen und Organen. Physische Barrieren (wie die Ölschicht auf unserer Haut, die Schleimhäute in der Nase, den Lungen und im Magen) sind die erste „Abwehr“ unseres Immunsystems. Sie machen es den Eindringlingen schwer, überhaupt in unseren Körper zu gelangen.

Die Zellen, die zum Immunsystem gehören, werden hauptsächlich im Knochenmark gebildet. Knochenmark ist das weiche Material im Inneren von größeren Knochen. Es arbeitet wie eine kleine Fabrik in der so genannte Stammzellen einen endlosen Vorrat an Blutzellen produzieren:

  • die roten Blutzellen, die für den Sauerstoff-Transport verantwortlich sind,
  • Blutplättchen, die defekte Blutgefäße reparieren und
  • die weißen Blutkörperchen.

Weiße Blutkörperchen (so genannte Immunzellen) kämpfen gegen Infektionen und erkennen und zerstören unnormale Zellen in unserem Körper. Es gibt viele verschiedene Arten von Immunzellen, die unterschiedliche Arbeiten übernehmen – einige bekämpfen bakterielle Infektionen (die so genannten Neutrophile), andere dagegen sind spezialisiert auf die Abwehr von Parasiten wie Würmer (z.B. Eosinophile). In der Antwort auf Frage 2 ist genauer beschrieben, wie die einzelnen Zellen arbeiten. 

Die Immunzellen wandern durch unseren ganzen Körper – im Blutkreislauf, aber auch durch ein zweites Gefäß-Netzwerk, das so genannte Lymphsystem. Das Lymphsystem ist ein eher feines Geflecht von Gefäßen, das entlang derselben Bahnen verläuft wie das Blutsystem. Lymphgefäße verbinden das Immunsystem über eine Reihe so genannter Lymphknoten und lymphatischer Organe. Stellt man sich die weißen Immunzellen als Soldaten vor, dann sind die Lymphknoten und Organe die Kasernen. Die lymphatischen Organe werden in der oben stehenden Abbildung dargestellt – sie umfassen die Milz, die Mandeln und die Lymphknoten. Die Immunzellen sammeln sich aber auch in speziellen Bereichen verschiedener Organe (z.B. in Peyer-Plaques im Darm). Zusammen bilden all diese Orte und Organe das Lymphsystem.

Die Immunzellen zirkulieren ständig durch unseren Körper und sammeln sich in den lymphatischen Organen, wo sie Informationen über Infektionen und abnormale Zellen teilen können. So können Infektionen beim nächsten Auftreten besser und schneller bekämpft werden. Nach einer Impfung “lernen” die Immunzellen ebenfalls in den lymphatischen Organen. Diese „Treffpunkte“ sind auch der Grund, warum Sie geschwollene Lymphdrüsen am Hals haben, wenn Sie erkältet sind. Die Immunzellen sammeln sich genau dort, um Informationen über Ihre Erkrankung auszutauschen.

 

Frage 2. Welche Zellen sind für das Immunsystem wichtig?

Wie arbeiten die Zellen des Immunsystems zusammen? 

castle webDas Immunsystem ist wie Armee, die eine Burg verteidigtSie können sich das Immunsystem wie eine Armee vorstellen, die eine Burg vor Eindringlingen verteidigen muss. Schon die Burg selbst macht einen wichtigen Teil unserer Immunabwehr aus. In unserem Fall ist die „Burg“ unsere Haut und die Schleimhäute im Mund, Magen, der Nase und den Lungen.

Zusätzlich gibt es mehrere Arten weißer Blutkörperchen, die sich darauf spezialisiert haben, Infektionen abzuwehren.

  • Einige Zellen arbeiten wie einfache Soldaten oder die Infanterie: es gibt viele von ihnen, sie werden schnell gebildet, so dass sie meist die ersten Zellen sind, die am Ort der Infektion ankommen. Sie lösen jedoch meist keine Immunantwort aus und steuern diese auch nicht. Einige Arten dieser weißen Blutkörperchen sind die so genannten natürlichen Killerzellen, Neutrophile und Granulozyten.
  • Die Unteroffiziere des Immunsystems sind Zellen wie Monozyten und Makrophagen. Sie sind in geringerer Zahl vorhanden, spielen aber eine wichtige Rolle bei der Steuerung der Immunantwort an der vordersten Front. Einige Makrophagen können sich in die so genannten dendritischen Zellen verwandeln, die „Spione“ des Immunsystems. Sie sammeln Informationen über Infektionen oder abnormale Zellen und zeigen diese dann den anderen Immunzellen, um sie so über die drohende Gefahr zu informieren.
  • ImmunzellenDie Zellen des ImmunsystemsDie am besten spezialisierten Zellen des Immunsystems sind die so genannten Lymphozyten. Lymphozyten finden sich selten im Blut, sondern eher direkt an der Stelle, an der eine Infektion oder ein Krebs auftritt. Genau dort helfen sie dabei, das Ziel für den Angriff des Immunsystems auszumachen und dieses dann zu zerstören. Um die Angriffsziele zu identifizieren nutzen die Lymphozyten unterschiedliche Werkzeuge:
    • B-Lymphozyten und
    • T-Lymphozyten
 
  • B-Lymphozyten sind wie Bogenschützen, sie produzieren Antikörper, kleine Proteine, die im ganzen Körper umherschweben und ganz spezifisch bestimmte Arten von Infektion oder abnormale Zellen erkennen können. Wenn sich einer dieser Antikörper an ein Ziel anheftet, wirkt er wie eine Fahne und zieht die Aufmerksamkeit anderer Immunzellen auf sich. Diese können dann die abnormalen Zellen oder Bakterien zerstören. Impfstoffe machen sich diese Wirkweise zunutze, indem sie B-Lymphozyten anweisen, Antikörper gegen Eindringlinge oder Viren zu bilden. Diese sind jedoch so spezifisch, dass die Antikörper schon durch geringste Veränderungen bei den Eindringlingen oder den abnormalen Zellen nicht mehr funktionieren. Dies ist auch der Grund, warum Sie jedes Jahr eine neue Grippe-Impfung benötigen. Genauso wie sich der Grippevirus entwickelt und verändert, müssen wir uns weiterentwickeln und den Impfstoff verändern, damit er uns auch weiterhin schützt.
  • T-Lymphozyten sind eine weitere Art von Lymphozyten, sie treten in zwei ganz speziellen Gruppen auf: die Kommandeure und Kommando-Spezialkräfte. T-Lymphozyten produzieren keine Antikörper, sondern ein ähnliches Protein, das an der Außenseite der T-Lymphozyten anhaftet. Dort wird es als Taschenlampe verwendet, um jede Zelle, die mit der T-Zelle in Kontakt tritt genau zu untersuchen.
  • Einige T-Lymphozyten ("CD4") agieren als Befehlshaber des Immunsystems. Sie sagen dem Immunsystem, wann es angreifen und wann es sich zurückzuziehen soll. Menschen, die an HIV/AIDS erkrankt sind, verlieren diese CD4-T-Lymphozyten. Damit ist ihr gesamtes Immunsystem beeinträchtigt. Diese Menschen leiden auch oftmals an Krebs. Wird die HIV/AIDS-Erkrankung allerdings mit antiviralen Medikamenten behandelt und so die Funktion der CD4-T-Lymphozyten wieder hergestellt, kann man erstaunlicherweise beobachten, dass diese Krebserkrankungen vollständig abheilen.
  • Andere T-Lymphozyten (CD8) verhalten sich wie Spezialkräfte: wenn sie eine Zielzelle erkennen, wenden sie eine Reihe von Waffen an, um das Ziel direkt zu töten. Genau diese CD8-T-Lymphozyten sind wohl die wichtigsten Zellen im Kampf gegen den Krebs.

 

Frage 3. Wie wissen die Immunzellen, wen sie angreifen sollen, wer Feund und wer Feind ist?

passport please"Ausweis bitte"Unser Immunsystem hat sich über einen langen Zeitraum entwickelt und, in einem unendlichen Kopf-an-Kopf-Rennen gegen Infektionen und entartete Zellen, immer besser angepasst. Ein Teil dieser Entwicklung umfasst auch die Art und Weise, wie Immunzellen feststellen, dass etwas nicht stimmt. Die einfacheren Zellen unseres Immunsystems können eindringende Bakterien automatisch erkennen. Um jedoch vorhandene Viren oder Krebszellen ausfindig zu machen, sind die am besten spezialisierten Zellen des Immunsystems, die B- und T-Lymphozyten nötig. Diese haben verschiedene Strategien entwickelt, um zu lernen wie sie neue Ziele noch besser erkennen können.

Stellen Sie sich dies wie eine Grenzkontrolle vor: “Ausweis bitte”, sagt der Lymphozyt Jedes Mal wenn eine B- oder T-Immunzelle auf eine andere Zelle trifft, untersucht der Lymphozyt die Identität der anderen Zelle, indem sie die Proteine auf deren Zelloberfläche genauer unter die Lupe nimmt. Wenn der Lymphozyt die andere Zelle als “Freund” erkennt, dann erlaubt er ihr „weiterzugehen“. Sind die Proteine auf der Zelloberfläche jedoch abnormal, erkennt der Lymphozyt diese als „Feind“ und schlägt Alarm. Er aktiviert seine eigenen Angriffssysteme und sendet zusätzlich „Hilfe-Rufe“ an den Rest des Immunsystems.

Frage 4. Wie lernt das Immunsystem Freund oder Feind zu unterscheiden?

Durch einen langsamen, lebenslangen Prozess: Vor unserer Geburt hatten wir keinerlei Kontakt zu Bakterien und Viren der Außenwelt. Daher ist eine flächendeckende Impfung so wichtig, um unsere Babys, die nur ein schwaches Immunsystem haben, zu schützen. Wenn wir älter werden, treffen wir auf eine Vielzahl von Viren, Eindringlingen und anderen Herausforderungen und unser Immunsystem lernt, sich diesen anzupassen. Das ist auch der Grund, warum Impfungen meist im Kindesalter erfolgen: Das Immunsystem ist dann noch am Lernen und kann uns ein Leben lang vor den „geimpften“ Krankheiten schützen.

immune-system learningLymphozyten können lernen, wer Freund und wer Feind ist

Die Zellen des Immunsystems, die dieses Lernen übernehmen, sind die Lymphozyten. Wie bereits oben erwähnt, können Lymphozyten andere Zellen erkennen, indem sie Proteine auf deren Oberfläche untersuchen.

Andere Zellen des Immunsystems (wie zum Beispiel die oben erwähnten dendritischen Zellen) können den Lymphozyten beibringen wer freundlich und wer feindlich ist. Dazu zeigen sie den Lymphozyten bestimmte Teile der Proteine zur genaueren Untersuchung. Lymphozyten können sich dann ein Leben lang an die Merkmale dieser Proteine erinnern, Freund und Feind unterscheiden und uns so vor Infektionen schützen.

So funktionieren auch Impfungen. Eine Impfung ist meist ein abgeschwächter oder toter Virus, der uns zwar nicht krank macht, aber dem Immunsystem beibringt, die Infektion zu erkennen und zu bekämpfen. Sollten Sie sich später einmal mit genau diesem Virus infizieren, kennt ihn das Immunsystem bereits und kann ihn unschädlich machen, bevor sie krank werden.

So können Lymphozyten auch Krebs oder von Viren infizierte menschliche Zellen erkennen. Obwohl die befallenen Zellen wahrscheinlich noch genauso aussehen wie eine normale Körperzelle, sorgen der Virus oder die Krebserkrankung für kleinste Veränderungen an den Proteinen auf der Zelloberfläche. Das Immunsystem kann diese erkennen und den Krebs oder die erkrankten Zellen ausfindig machen.

Frage 5. Wie wird das Immunsystem kontrolliert?

Viele der eher einfachen Zellen des Immunsystems machen lediglich ihre Arbeit, ohne großen Aufwand: herumlaufen, Fehler finden, töten. Das Leben ist einfach, wenn Sie ein Neutrophil sind.

handshakes

Die anspruchsvolleren Zellen des Immunsystems, wie die Lymphozyten, unterliegen jedoch einem hochkomplexen Steuerungs- und Kontrollsystem. Dies ist völlig verständlich, schließlich können sie „Alarm“ auslösen und so eine weitreichende Immunantwort in Gang setzen. Nachdem Lymphozyten eine andere Zelle erkannt haben ("Ausweis bitte"), wird ihre Reaktion auf dieses Treffen durch weiteres "Händeschütteln" überprüft. Es erscheint quasi ein ganzes Begrüßungskomitee, das weitere Tests und Zweitprüfungen durchführt. Diese so genannten "Checkpoints" sollen sicherstellen, dass Immunreaktionen immer angemessen sind und nie ohne Grund ausgelöst werden.

Checkpoints sind Paare von Proteinen, die sich in einer Linie und gegenüber einander aufstellen, wenn ein Lymphozyt die Oberfläche einer anderen Zelle untersucht. Dabei muss die „fremde“ Zelle sozusagen die „Hände“ der Checkpoints schütteln. Am Ende dieses Händeschüttelns trifft das gesamte Begrüßungskomitee eine Entscheidung darüber, ob der Lymphozyt Alarm schlägt, also eine Immunantwort auslöst und versucht, die Zelle vor sich zu töten, oder ob sie die Zelle passieren lässt. Ist letzteres der Fall, erhalten zukünftig alle Zellen, die sich auf dieselbe Art identifizieren, also den selben Ausweis vorlegen, die Erlaubnis zu passieren.

Einige dieser Checkpoints (zum Beispiel CTLA-4, PD-1 und PD-L1) spielen bei der Krebsbehandlung eine wichtige Rolle. Weitere Checkpoints werden derzeit intensiver untersucht, um zu prüfen, ob auch sie für die Krebsbehandlung in Frage kommen.

Frage 6. Was passiert, wenn das Immunsystem nicht aktiv genug ist?

Um richtig zu funktionieren, muss unser Immunsystem in der Lage sein, zwischen “guten” Zellen (Ihre eigenen gesunden Zellen) und “schlechten” Zellen (Eindringlinge, fehlerhafte oder mit Viren oder Krebs befallene Zellen) zu unterscheiden. Ist das Immunsystem jedoch geschwächt, kann es die schlechten Zellen nicht richtig erkennen und bekämpfen. Daher besteht die Gefahr, dass Sie krank werden oder sich ein Tumor entwickeln kann. Ein geschwächtes Immunsystem liegt unter anderem bei Menschen mit HIV/AIDS vor, aber auch bei Personen, die immununterdrückende Medikamente (zum Beispiel vor einer Organtransplantation) oder über einen langen Zeitraum Steroide (beispielsweise gegen chronische Bronchitis) einnehmen müssen.

Frage 7. Was passiert, wenn das Immunsystem überaktiv ist?

Wenn Ihr Immunsystem unkontrolliert und überaktiv wird, könnte es normale Zellen als “schlecht” ansehen und diese, eigentlich völlig gesunden Zellen, angreifen. Dies kann eine Vielzahl an Problemen auslösen, abhängig davon, welchen Teil des Körpers das Immunsystems fälschlicherweise angreift. Wenn das Immunsystem zum Beispiel Hautzellen als “schlecht” ansieht, kann dies eine Dermatitis (eine Entzündung der Haut) auslösen. Werden Zellen im Darm das Ziel, kann dies zu Colitis Ulcerosa oder Morbus Crohn (beides Formen einer entzündlichen Darmerkrankung) führen.

Auch allergische Reaktionen werden von einem überaktiven Immunsystem ausgelöst. Dabei werden eigentlich harmlose Substanzen (wie Pollen, Nüsse oder Gluten) von unserem Immunsystem fälschlicherweise als gefährlich eingestuft und eine Immunreaktion wird ausgelöst.

Frage 8. Wie kann das Immunsystem Krebs bekämpfen?

Fast perfekt. Meist ist uns gar nicht bewusst, wie gut das Immunsystem uns vor Krebs schützt. Lymphozyten erkennen Zellen durch die kleinen Protein-Fragmente auf ihrer Oberfläche ("Ausweis bitte"). Krebszellen sind zwar nahezu identisch zu normalen menschlichen Zellen, zeigen aber andere Proteine auf ihrer Oberfläche. In der Regel genügt dies den Lymphozyten, um die betroffenen Zellen zu erkennen, eine entsprechende Immunantwort auszulösen und die Krebszellen zu zerstören. Dieses System ist überaus wirksam und das Immunsystem erkennt und zerstört fast alle Krebszellen. Wie bedeutend die Wirksamkeit des Immunsystems bei der Durchführung dieser Überwachung und Kontrolle der Entwicklung von Krebserkrankungen ist, macht sich leider gerade bei den Menschen bemerkbar, die unter einem geschwächten Immunsystem leiden (siehe Frage 6).

Frage 9. Wie kann Krebs das Immunsystem umgehen?

Da wir nun wissen, dass unser Immunsystem fast jede Krebszelle in der Entwicklung entdeckt, ist klar, dass jeder Tumor, der es tatsächlich schafft, so groß zu werden, dass er schließlich bei einer Untersuchung entdeckt wird, das Immunsystem an irgendeiner Stelle in seiner Entwicklung überlistet haben muss. Tatsächlich gibt es einige Strategien, wie Krebszellen lernen können, das Immunsystem zu umgehen. Denn genauso wie unser Immunsystem in der Lage ist zu lernen und sich zu entwickeln, können dies leider auch die Krebszellen.

So können Krebszellen eine Immunantwort verhindern indem sie einige der „Checkpoints“ dazu nutzen, die Immunzellen auszuschalten. Zum Beispiel können sie das Checkpoint-Protein PD-L1 auf ihrer Zelloberfläche „platzieren“. Normalerweise wird dieses Protein nur von normalen Zellen genutzt und zeigt dem Immunsystem, dass es sich um eine gesunde Zelle handelt, die nicht zerstört werden darf. Die Krebszellen nutzen also eine natürliche „Verkleidung“ um das Immunsystem auszutricksen.

Frage 10. Was kann ich tun, um mein Immunsystem zu stärken?

Zwar gibt es viele Produkte, Diäten, Nahrungsergänzungsmittel, Tipps, Methoden und Mixturen, die behaupten, „Ihr Immunsystem zu stärken", doch der Beweis, dass sie wirklich helfen, fehlt meist.

Boost your immune systemAllerdings gibt es Hinweise darauf, dass eine gesunde Lebensweise dazu beiträgt, dass Ihr Immunsystem gut funktioniert. Sie sollten deshalb:

  • auf eine ausgewogene Ernährung achten: viel Obst, Gemüse und Vollkornprodukte und wenig gesättigte Fettsäuren,
  • regelmäßig Sport treiben,
  • ein gesundes Gewicht halten,
  • auf ausreichend Schlaf achten,
  • nur in Maßen Alkohol trinken,
  • nicht rauchen – denn dies kann das Immunsystem schnell deaktivieren.

Auch Stress kann zu einer erhöhten Anfälligkeit für Krankheiten führen. Kümmern Sie sich daher auch um Ihre geistige und emotionale Gesundheit.

Weitere Informationen auf englisch finden Sie hier: http://www.health.harvard.edu/staying-healthy/how-to-boost-your-immune-system