Immunsystem Auf in den Kampf!


Mehrere Billionen Zellen wirken zusammen, um den Menschen vor seinen ärgsten Feinden zu schützen: dem Heer von Bakterien, Viren und Parasiten, die unausgesetzt auf uns einstürmen. Zum Glück ist unser Immunsystem raffinierter als das der meisten anderen Lebewesen.

Das Immunsystem ist das größte Organ des Körpers: Mehrere Billionen Zellen gehören dazu. Gemeinsam wiegen sie bis zu vier Kilo - fast dreimal so viel wie das Gehirn. Doch es ist ein Organ, das man nicht sieht, denn als einziges im Körper ist es mobil. Seine Zellen wandern ständig durch die Adern, patrouillieren das Gewebe und halten Wache entlang der Haut und der Schleimhäute wie stille, ewig aufmerksame Grenzposten.

<zwit>Kein Gehirn und trotzdem lernfähig</zwit>
Keine Zentrale organisiert sie, stattdessen verständigen sie sich untereinander pausenlos über Gefahrenherde. Und obwohl das Immunsystem kein "Gehirn" besitzt, ist es lernfähig und hat ein Gedächtnis.

Es ist so stark, dass es uns in Minuten töten kann, etwa mit einem allergischen Schock. Umgekehrt würde niemand von uns lange überleben, hätte er kein Immunsystem. Babys, die aufgrund eines Erbfehlers mit einer unvollständigen Abwehr geboren werden, sterben oft innerhalb des ersten Lebensjahres an immer wiederkehrenden Infekten.

<zwit>Wunderwaffe gegen die Bakterienflut</zwit>
Kaum jemandem ist bewusst, dass wir ständig von Bakterien, Viren, Pilzen und Parasiten belagert werden. Fließt uns etwa ein Esslöffel Flusswasser über die Hand, kommen wir mit bis zu 1,5 Millionen Bakterien in Kontakt. "Und das wäre noch sauberes Wasser", sagt Dieter Steinhagen, Immunologe an der Tierärztlichen Hochschule Hannover. Jeder Splitter im Finger schiebt Horden von Bakterien direkt in unseren Körper. Und diese Einzeller vermehren sich so flink, dass jeder innerhalb eines Tages 100 Billionen Nachkommen produzieren kann - was im Labor 100 Litern dicht gepackter Bakterienkultur entspräche.

Bedenkt man, dass ein Mensch nur rund fünf Liter Blut besitzt, lässt sich leicht ausmalen, wie fatal eine ungehemmte Ausbreitung der Eindringlinge wäre. Doch dank unseres Immunsystems ist die einzige Folge normalerweise eine leicht gerötete, schnell abklingende Schwellung. Meist achten wir nicht einmal darauf.

Ute Eberle, Antje Helms
stern, 8. Februar 2007

Natürlicher Schutz

Um sich gegen Keime zu schützen, ist unser Körper mit mehreren Abwehrstaffeln ausgestattet. An vorderster Front stehen die mechanischen und chemischen Barrieren. Knapp zwei Quadratmeter Haut bedecken einen Menschen. Dazu kommen 100 Quadratmeter Lungenoberfläche und etwa 300 Quadratmeter Darminneres.

<zwit>Unser Panzer: Die Haut</zwit>
Uneinnehmbar wie eine Festungsmauer türmt sich die intakte Haut vor Bakterien und Viren auf: Schicht um Schicht backsteinartig verzahnter Zellen sitzen hier übereinander. Darüber liegt ein "Putz" aus toten - und damit unangreifbaren - Hornschüppchen.

<zwit>Schweiß und Tränen verscheuchen Eindringlinge</zwit>
Unser Schweiß überzieht ihn mit einem schwach sauren Film, der vielen Bakterien und Pilzen die Vermehrung erschwert. Keime, die über den Atem in unseren Körper segeln, landen auf den feinen Härchen, die das Innere der Lunge bedecken - und im Gleichtakt schlagen, um den Eindringling sofort wieder hinauszubefördern. In gewichtigeren Fällen sorgt ein Keuchen oder Husten für den nötigen Nachdruck.

Mund und Augen werden mit Flüssigkeiten gespült, die antibakterielle Enzyme enthalten. Und der Saft in unserem Magen ist so sauer, dass er Metall korrodieren könnte. Krankheitserreger, die dennoch durchkommen, sehen sich mit dem klebrigen Schleim konfrontiert, der den Darm auskleidet und der bereits dicht mit Einzellern besiedelt ist, die ihr Habitat zu verteidigen wissen. Rund 30 Prozent des Kots eines gesunden Menschen bestehen aus Bakterien, die den Körper durchquert haben, ohne dass es ihnen gelang, Schaden anzurichten.

Dennoch: Verglichen mit anderen Organismen wie etwa Pflanzen ist der Mensch leichter angreifbar. Die Festungsmauer hat häufig Breschen in Form von Rissen und Wunden, durch die Parasiten und Erreger einfallen können. Innen angekommen, treffen sie dort allerdings auf die zweite Verteidigungslinie: das angeborene Immunsystem.

Ute Eberle, Antje Helms
stern, 8. Februar 2007

Wächterzellen

Zu den Abwehrkämpfern unseres Immunsystems zählen die Makrophagen, die "großen Fresser". Diese Zellen sind als Wächter im Gewebe stationiert und können mit einer Art biologischer Ausweiskontrolle Eindringlinge erkennen: Fast alle körpereigenen Zellen eines Menschen tragen außen ein spezielles Eiweißmolekül, MHC genannt.

Es ist genetisch vorbestimmt und bei jedem Menschen anders. Das Immunsystem nutzt es als "Passpapier", um diese Zellen von fremden zu unterscheiden. Entdecken die Makrophagen etwas, dessen Oberfläche nicht das richtige MHC aufweist, greifen sie mit langen Ausstülpungen danach und ziehen es in ihr Inneres, wo sie es zersetzen.

Die Wächterzellen sind derart berüchtigt für ihren Eifer, alles zu verschlingen, was nicht körpereigen ist, dass ihnen Immunologen im Labor gelegentlich Eisenspäne vorsetzen. Die großen Fresser verleiben sich das Metall ein - und lassen sich dann bequem per Magnet aus der Zellkultur angeln.

Den Fressern zur Seite stehen die "mobilen Einheiten" aus Granulozyten, einer Untergruppe der weißen Blutkörperchen, und anderen Killerzellen. Gemeinsam ist ihnen, dass sie mit aggressiven Substanzen Löcher in die Zellwände von Erregern reißen.

<zwit>Lernfähige Verteidigungstruppen</zwit>
Rund 99 Prozent aller Lebewesen begnügen sich mit dieser Abwehr. Allein die höheren Wirbeltiere - unter ihnen der Mensch - setzen mit dem "adaptiven Immunsystem" eine weitere Verteidigungsstufe drauf. Dieses System schickt "lernfähige" Truppen ins Feld, die sich an spezielle Erreger anpassen.

Die Hauptakteure in dieser dritten Abwehrlinie sind die B- und T-Zellen, zusammenfassend Lymphozyten genannt. Dabei handelt es sich um hochspezialisierte weiße Blutkörperchen, die mithilfe sogenannter Rezeptormoleküle gezielt nach den Erkennungsmerkmalen bestimmter Erreger fahnden.

Jeden Tag produziert der Körper zig Milliarden dieser Lymphozyten. B- und T-Zellen ähneln sich so sehr, dass man sie selbst unter dem Mikroskop nicht unterscheiden kann. Doch ihre Aufgaben sind unterschiedlich: B-Zellen produzieren Antikörper, die Eindringlinge markieren und auch entschärfen. Unter den T-Zellen hingegen herrscht Arbeitsteilung. So koordinieren die T-Helferzellen die Immunabwehr, während die T-Killerzellen virusinfizierte Körperzellen töten, indem sie sich an sie heften und mit ätzenden Chemikalien beschießen.

Auch diese dritte Abwehrfront hat ihre Späher, die sogenannten dendritischen Zellen. Ausgestattet mit fingerartigen Auswüchsen sitzen sie im Gewebe und "schlürfen" kontinuierlich von der Flüssigkeit zwischen den Zellen. Kommt ihnen dabei ein Erreger unter, bewegen sie sich zum nächstgelegenen Lymphknoten. Diese Verdickungen finden sich strategisch verteilt im ganzen Körper und dienen gewissermaßen als Alarmzentralen. Hier geben die Späher ihre Meldungen an die verschiedenen Abwehrzellen weiter - und sogleich beginnt der Aufbau von speziell auf den Angreifer ausgerichteten Defensivtruppen.

Ute Eberle, Antje Helms
stern, 8. Februar 2007

Gedächtniszellen

Angenommen, ein Erkältungsvirus hat sich durch die Nase in die Schleimhäute gemogelt. Es beginnt, Zellen zu kidnappen, und zwingt sie, Kopien des Virus zu produzieren, bis sie buchstäblich platzen und Kaskaden neuer Erreger auf ihre Nachbarzellen schleudern, wo sich der Prozess wiederholt. Ohne Gegenmaßnahmen würde selbst dieses simple Virus auf Dauer so viel Gewebe zerstören, dass der Mensch sterben müsste.

<zwit>Wie der Feind erkannt wird</zwit>
Aber nun wird eine Späherzelle auf den Eindringling aufmerksam. Sie greift ihn sich und wandert mit ihrer Beute zu einem Lymphknoten. Unzählige B- und T-Zellen patrouillieren dort entlang. Fast alle freilich ziehen achtlos vorbei - ihr Warnsensor, der Rezeptor, springt nicht an. Der Grund: Um gegen möglichst viele unterschiedliche Mikroben gewappnet zu sein, produziert der Körper eine große Zahl von Rezeptorvarianten, von denen jede nur auf ganz bestimmte biochemische Verbindungen reagiert.

Als schließlich doch eine T-Zelle auftaucht, die den Feind erkennt, sendet sie sofort Botenstoffe aus, die andere B- und T-Zellen aktivieren. Eine B-Zelle, deren Rezeptor ebenfalls grob zu dem Virus "passt", beginnt sich zu vermehren. Dabei werden die Rezeptoren der Nachkommen so lange weiter umgebaut, bis Erreger und Immunzelle perfekt aufeinander abgestimmt sind. Nun entsteht eine Armada von B-Zellen-Klonen, die in ihrem Inneren speziell auf das Virus zugeschnittene Antikörper produzieren. Diese Eiweißmoleküle lassen sich auf virusbefallenen Zellen nieder, um sie für nachfolgende Killerkommandos zu markieren. Zugleich heften sie sich direkt an die Erreger, um sie daran zu hindern, in weitere Zellen einzudringen. Eine B-Zelle kann bis zu 10 000 Antikörper pro Sekunde erzeugen.

<zwit>Gedächtniszellen für den Rest des Lebens</zwit>
Auch die T-Killerzellen vermehren sich. Gemeinsam mit den großen Fressern, den Makrophagen, beginnen sie, die bereits infizierten Zellen zu töten - ein Kampf, der bis zur Vernichtung des letzten Erregers drei Wochen anhalten kann. Danach sterben die meisten der neu geschaffenen Lymphozyten ab. Ein kleiner Teil der B-Zellen-Klone aber überlebt - und das für den Rest unseres Lebens.

Als "Gedächtniszellen" tragen diese Veteranen Kopien des nun bewährten Antikörpers mit sich herum. So vorbereitet, gelingt es dem Immunsystem meist, alle folgenden Angriffe des gleichen Erregers niederzuschlagen, bevor er uns schadet. Darum erkranken wir üblicherweise nur einmal an Infekten wie Windpocken oder Masern.

<zwit>Der System weiß, wen es angreifen soll</zwit>
"Eigene Zellen sind gut, fremde sind schlecht" - eigentlich ein ganz simples Verteidigungskonzept. Aber funktioniert es wirklich so? Woher etwa weiß das Immunsystem, dass es die Nahrung, die wir essen, nicht angreifen soll? Und auch nicht die rund 100 Billionen nützlichen Bakterien, die in und auf uns leben und die wir zum Teil dringend brauchen, etwa um Vitamin K zu produzieren? Warum greift das Immunsystem den Fötus einer Schwangeren nicht an - wohl aber direkt nach der Geburt das Gewebe des Babys, würde man versuchen, es in die Mutter zurückzuverpflanzen?

Eine Vermutung ist, dass unsere Abwehrketten nur auf etwas "Fremdes" losgehen, wenn sie zusätzlich Gefahrensignale empfangen, etwa von sterbenden oder verletzten Zellen. Doch an vielen Details tüfteln die Immunologen noch. "Wir verstehen erst zehn Prozent des Immunsystems", behauptet gar Polly Matzinger, Leiterin eines immunologischen Labors an den National Institutes of Health nahe Washington.

Ute Eberle, Antje Helms
stern, 8. Februar 2007

Psyche und Abwehr

Fest steht: Unsere Krankheitsabwehr arbeitet nicht autonom. Sie ist vernetzt mit anderen Körpersystemen, vor allem mit der Psyche. Gefühle und Stimmungen wirken sich nachweislich auf das Immunsystem aus. Herzhaftes Lachen etwa steigert die Zahl der Antikörper im Blut. Einsamkeit, Trauer oder Streit dagegen schwächen die Abwehr. Zumindest beim Tier hat auch die soziale Stellung Einfluss: Je rangniedriger es in der Hackordnung steht, desto zaghafter agiert sein Immunsystem.

<zwit>Stress lähmt die Abwehr</zwit>
Eine besonders zweischneidige Rolle scheint Stress zu spielen. Kurzzeitig mobilisiert er unsere Abwehrkräfte. Als der Irak im Golf-Krieg 1991 israelische Städte mit Raketen beschoss, nahm im Blut dort lebender Männer die Aktivität der natürlichen Killerzellen zu. Hält der Stress aber an - wird der Jobverlust zur Dauerarbeitslosigkeit, der Zwist zum Scheidungsstreit -, leidet darunter auch das Immunsystem.

Bei einer US-Studie 1998 dauerte es acht Tage, bis kleine Wunden am Gaumen von Studenten verheilten - wenn man sie ihnen während der Sommerferien zufügte. Zur Examenszeit am Ende des Semesters waren es fast elf.

<zwit>Immunsystem beeinflusst auch Psyche</zwit>
Umgekehrt beeinflusst das Immunsystem aber auch die Psyche. In Tests ließ sich nachweisen, dass bei Versuchspersonen vorübergehend die Stimmung sinkt, wenn ihr Immunsystem hochfährt - etwa weil man ihnen bakterielle Keime gespritzt hat. Und Therapien mit Interferon, das heute oft gegen Krebs oder Hepatitis eingesetzt wird, sind berüchtigt dafür, dass sie bei vielen Patienten Depressionen auslösen.

Die enge Verbindung zwischen Immun- und Nervensystem lässt sich auch daran ablesen, dass beide zum Teil die gleichen Botenstoffe und Rezeptoren benutzen.

Spekuliert wird sogar, dass bestimmte Verhaltensmuster dazu dienen, unserem Immunsystem beizustehen - etwa der unwillkürliche Ekel angesichts schwärender Wunden oder körperlicher Entstellungen. Er hält uns von potenziell ansteckenden Mitgeschöpfen fern, eine Art sozialer Krankheitsprophylaxe.

Ute Eberle, Antje Helms
stern, 8. Februar 2007

Fehlgeleitete Abwehr

So lebensrettend unsere Abwehrmaschinerie also ist, so gefährlich kann sie auch sein, wenn sie grundlos anspringt oder das falsche Ziel ins Visier nimmt.

800 000 Deutsche leiden an rheumatoider Gelenkentzündung, 120 000 an Multipler Sklerose, 200 000 an Diabetes Typ 1 - alles Erkrankungen, bei denen Immunzellen trotz aller Vorsichtsmaßnahmen eigenes Körpergewebe zu attackieren scheinen.

Und Allergien, bei denen das Immunsystem irrtümlich Dinge wie Graspollen oder Nüsse zum Feind erklärt, quälen heute mehr Deutsche denn je. So wurde etwa bei jedem sechsten Jugendlichen unter 17 Jahren einmal eine Allergie diagnostiziert.

<zwit>Übertriebene Sauberkeit verwirrt die Abwehr</zwit>
Manche Forscher vermuten, dass der relativ keimfreie Lebensstil in unserer Wohlstandsgesellschaft die Abwehrkräfte durcheinanderbringt. Die Theorie - oft mit dem Schlagwort "Hygiene- Hypothese" bezeichnet - geht davon aus, dass sich das Immunsystem über die Jahrhunderte mit vielen Mikroben arrangiert hat, die bis vor kurzem unausweichlicher Bestandteil unserer Umwelt waren. Dass es sich auf sie eingestellt hat.

Dadurch, dass wir diese Mikroben nun durch antibakterielle Putzmittel, Spülklosetts oder Antibiotika weitgehend aus unserem Leben verbannt haben, geraten die Abwehrtruppen gewissermaßen aus dem Tritt und beginnen, statt der früheren Feinde harmlose Substanzen zu attackieren.

Dazu passt, dass Jugendliche, die auf Bauernhöfen aufwachsen, seltener an Allergien erkranken als Stadtkinder.

<zwit>Unerkannte Erreger können Schuld an Autoimmunkrankheiten sein</zwit>
Doch keimfreie Wohnungen sind allenfalls nur einer von vielen Faktoren bei so komplexen Leiden wie Rheuma oder Multipler Sklerose. Möglich erscheint vielen Immunologen heute auch, dass hinter manchen sogenannten autoimmunen Erkrankungen ein noch unerkannter Erreger steckt. Zumal sich immer wieder bestätigt, dass der Einfluss von Mikroben und Viren größer ist, als man lange vermutet hatte. So gilt das Hepatitis-B-Virus heute als Auslöser von Leberzellkarzinomen, das Papillom- Virus als Verursacher von Gebärmutterhalskrebs. Und ein Einzeller namens Helicobacter pylori ist schuld an unseren Magengeschwüren.

<zwit>Hoffnungsträger der Forschung</zwit>
Bereits der deutsche Nobelpreisträger Paul Ehrlich träumte davon, die enormen Kräfte unseres Abwehrsystems für Therapiezwecke einzuspannen. In den vergangenen Jahrzehnten haben Ärzte große Fortschritte bei der Umsetzung dieser Vision gemacht. So helfen heute etwa Medikamente, die Botenstoffe im Immunsystem blockieren, die Beschwerden von Rheuma zu lindern. Und Onkologen experimentieren damit, Immunzellen im Labor mit den Erkennungsmerkmalen von Krebszellen auszustatten, um sie dann in die Körper der Patienten zurückzuspritzen - so soll das Abwehrsystem auf den Tumor angesetzt werden.

Auch die monoklonalen Antikörper, industriell gefertigte Immunzell-Aktivatoren, zählen noch immer zu den Hoffnungsträgern.

Ute Eberle, Antje Helms
stern, 8. Februar 2007

Impfungen

Lange konnten Menschen den Viren nichts entgegensetzen. Heute spritzen Ärzte ihren Patienten zur aktiven Immunisierung tote oder abgeschwächte lebendige Viren und impfen sie so gegen Krankheiten wie Masern, Mumps oder Grippe. Dabei nutzen sie den Lerneffekt des Körpers: Den Abwehrzellen wird ein Virenbefall vorgegaukelt; sie prägen sich das Oberflächenprofil der Erreger ein, ohne dass der Körper eine echte Krankheit überstehen muss. Dringen später die entsprechenden Viren ein, können schnell Antikörper hergestellt und die Angreifer vernichtet werden.

Aktive Impfungen schützen bis zu zehn Jahre. Die Gefahr: Lebendimpfstoffe können sich in seltenen Fällen durch Mutationen im Körper wieder zum gefährlichen Wildtyp zurückverwandeln.

Torben Müller
stern Gesund leben, 1. Februar 2006

Grafik

Hier sollte eine Grafik aus Feindliche Übernahme, 1.2.2006 Stern Gesund leben erscheinen

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