Fachinformationen - Immunsystem


Immunsystem

Der Begriff Immunsystem beschreibt das Zusammenspiel vieler beweglicher Zellen, die untereinander, mit den Zellen der Körperorganen und mit Mikroben kommunizieren. Das Immunssystem ist neben den Sinnen und dem Bewegungsapparat ein wesentliches Kommunikationsorgan des Menschen.

Wie jede Kommunikation kann auch die des Immunsystems ruhig gestaltet sein und zu fruchtbaren Ergebnissen führen, oder sie kann in Aggression ausarten; je nachdem, wie stark eine äußere Bedrohung einwirkt oder wie empfindlich oder überempfindlich kommunizierende Systeme reagieren. Das eigendynamische, rhythmisch-aktive Wechselspiel vieler Immunzellen sorgt für ein Gleichgewicht zwischen Aggression und Toleranz. Beruhigenden und aktivierende Zellen sind im gesunden Ruhezustand ausbalanziert. Risiken werden dann ferngehalten, ohne dabei Nützliches oder Gesundes zu gefährden. Und es entsteht ein dynamisches Fließgleichgewicht  vieler Funktionen in einem fruchtbare Miteinander u.a. auch mit den nützlichen Bakterien der Körperoberflächen.

Funktionen des Immunsystems

Das Immunsystem ist hochkomplex und mit allen anderen Organen des Körpers und den Nervensystemen intensiv verschaltet und steht in enger Kommunikation mit den Bakterien des menschlichen Mikrobioms. Viele seiner Funktionen sind unbekannt und alles bekannte Wissen veraltet rasch angesichts einer sehr dynamischen Forschung ("psycho-neuro-endocrino-immunology"). Die folgenden Hinweise geben daher nur eine grobe und schlaglichtartige Übersicht über diesen sehr flexiblen und veränderlichen Teil des Menschen:

Großhirn und Immunfunktion

Mittelhirn und Immunfunktion

Stammhirn und Immunfunktion (Anti-inflammatorischer Reflex)

Zellen des Immunsystems

Angeborene Immunität

Beteiligte Zellen

Das angeborene, noch unreife Immunsystem ist aggressiv eingestellt, reagiert leicht panisch gegen alles Mögliche, was verdächtig erscheint und ist noch sehr wenig spezifisch. Babys erkranken daher oft sehr schwer, und u.a. mit überschießenden Entzündungsreaktionen wie Fieber, Schmerz, Rötung der haut u.a.. Diese Funktionen des angeborenen Immunsystems bleiben zeitlebens erhalten, werden aber in ein erworbenes Immunsystem sinnvoll integriert. Der Prozess des Lernens neuer Strukturen läuft parallel zum Prozess der allmählichen Dämpfung und Beruhigung der Herz-, Kreislauf- und Atemfunktion eines Babys, u.a. vermittelt über die Stabilisierung der Impulse des vorderne Ursprungskerns des Vagusnerven. Damit lernt das Kind intelligente soziale Kommunikation (Emotionen, Mimik, Gefühle), in der ursprüngliche reflexartige Funktion der Aktivierung und des Rückzuges integriert werden in ruhiges Verhalten, das im Kontakt Spiel und Genüßliches Nichts-tun ermöglicht. Ähnlich ist das erworbene Immunsystem in die Gesamtfähigkeit der erwachsenen Immnusteuerung integriert, wird aber normalerweise nur im Zusammenhang intelligenterer Immunreaktionen wirksam. 

Erworbene Immunität

Beteiligte Zellen

 Durch die langsame Ausbildung des erlernten Immunsystems wird das ursprüngliche, und bleibende Immunsystem
(innate Immunity) beruhigt. "Das Andere" wird dann sehr spezifisch erkannt und das Immunsystem kann bei der Masse harmloser Kontakte mit fremden Eiweiß ruhig und gelassen bleiben. Die Ausbildung des erlernten Immunssystems wird unterstützt durch die natürliche Geburt (Übertragung mütterlicher Bakterien im Vaginalkanal), Stillen (weitere Übertragung gesunder Bakterien) und Bindung zur Mutter oder einer anderen festen Bezugsperson, die Ruhe, Sicherheit und Grundbedarfbefriedigung garantiert (Ausbildung autonomer Nervenfunktionen, insb. des N. vagus). Die erlernte immunabwehr reagiert dann nicht überstürzt auf jeden  „leichten Windhauch einer Veränderung" mit dem vollen Abwehrarsenal. Ein erwachsenes, erfahrenes Immunsystem gleicht einem Dorfpolizisten, der eher gelangweilt und träge auf die gewohnten Konflikte seiner Mitbewohner reagiert, aber plötzlich hellwach und aufmerksam verdächtig-fremde Gestalten beobachtet, die Unruhe stiften könnten. Wäre er im Alltag zu aufgeregt und hektisch, brächte er das friedvolle Zusammenleben völlig durcheinander, und würde er echte Gefahrensituationen verschlafen, ginge es dem Dorf an den Kragen. Beide Arten von Fehlverhalten stören das Funktionsgleichgewicht und führen zu Krankheit.

Fremdes Eiweiß wird von verschiedenen Fresszellen (Stern- oder dendritischen Zellen, Makrophagen, M-Zellen) an den inneren und äußeren Oberflächen verschlungen und zerlegt. Die Bestandteile werden dann anderen Zellen (T-Zellen) präsentiert. Diese verfügen über unendlich viele verschiedene Erkennungshäarchen in ihrem äußeren „Pelz“ verfügen (MHC-Klasse-II Komplex). Wenn eines ihrer Häarchen zufällig zu einer dargereichten Eiweißstruktur (Antigen) passt und daran hängen bleibt,  werden sie durch diese Verbindung mit dem Antigen aktiviert.

Regulatorische T-Zellen bremsen unnötige Reaktionen, z.B. gegen nützliche Bakterien des Microbioms, oder wenige oder harmlose Erreger oder gegen Pollen und Staubpartikel. Selbst unangenehme Parasiten sind in diesem Zusammenspiel nicht nur schlecht: Sie bieten dem Körper einen Feind, auf den sich die Aggression entladen kann, während normales Gewebe durch eine Gegenregulation verschont bleibt.

Aktivierende T-Helferzellen veranlassen über ihre Botenstoffe die Auswahl anderer Zellen, die Bindungsstoffe herstellen können, die genau zu dem erkannten (zufällig ausgewählten) Fremdeiweiß passen (Antikörper der Klassen IgG, IgM). Eine produzierende Zelle (B-, Plasmazellen genannt) kann pro Sekunde 10.000 Antikörper herstellen. Der Angriff eines Feindes wird zusätzlich durch "Killerzellen" bewirkt (zytotoxische T-Lymphozyten (CTLs) und natürliche Killerzellen (NK cell) der angeborenen Immunität u.a.), wobei die Klasse Th1 überwiegend gegen Viren und Bakterien wirkt). Der Killerinstinkt ist zweischneidig: manchmal macht es Sinn, eine virusinfizierte Zelle abzutöten und damit die Virusvermehrung zu verhindern, andererseits kann sich der Versuch zur Problemlösung auch zum eigentlichen Problem ausweiten, wenn eine große Masse der körpereigenen Zellen angegriffen wird: überschießende Immunantwort.

Gesundheit auf zellulärer Ebene könnte ale eine Balance zwischen regulierenden und aktivierenden T-Zellen beschriben werden. Krankheit entstünde, wenn zuviele Feinde auftauchen, die Aktivität herausfordern, oder wenn zuviel Freunde verschwinden (Microbiom) und damit regulatorische T-Zellen zu selten stimmunliert werden um bremsen zu können.

Seit wir immer hygienischer aufwachsen und oft auch unnötig viel Antibiotika zu uns nehmen, sinkt die Chance einer Auseinandersetzung mit zwar ärgerlichen aber nicht lebensbedrohlichen Allerweltsfeinden, und damit steigt das Risiko für das Auftreten allergischer Reaktionen, bei denen die Abwehr aggressiv auf ein ziemlich unwichtiges Fremdeiweiß oder Allergen reagier. Im Labor findet man dabei eine hohe Aktivität der Klasse der Th2-Zellen und hohe Antikörperspiegel der Klasse IgE). Die Zahl allergischer Krankheiten (wie Asthma oder Neurodermitis) und autoimmunen, d.h. gegen den eigenen Körper gerichteten Fehlreaktionen, nehmen in Industrieländern in den letzten Jahrzehnten deutlich zu.

Organe, Grenzflächen, Mikroben und Immunfunktion

Botenstoffe des Immunsystems

Antikörper

Werden durch bestimmte Zellen Bestandteile (Antigene) von Angreifern präsentiert, wird unter zahlreichen anderen Zellen (B-Zellen) diejenige ausgewählt, die mit einer Oberflächenstruktur besonders gut daran haftet. Diese Zelle wird vermehrt (Klonierung) und produziert (als so genannte Plamazelle) Eiweißstrukturen, die an das Fremdeiweiß der Antigene binden können. Dieses Anheften  erleichtert dann den Angriff der zellulären Immunabwehr und das Abräumen von Mikrobenbestandteilen und gestörten Zellstrukturen. In der Anfangsphase einer Infektion ist der Antikörpernachweis noch negativ, obgleich ein Virusnachweis sehr aufgeprägt sein kann (Beispiel bei der HIV-Infektion). Wenn sich die Leistungsfähigkeit des Immunsystems abschwächt (Beispiel AIDS-Erkrankung), sinkt die Konzentration der Antikörper in der Regel ab. 

Antikörpertypen:

Hygienehypothese: 

Für die Bekämp fung von großen Eindringlingen in den menschlichen Körper (Parasiten, Würmer u.a.) sind Immunglobulin (Ig) E und weiße Blutkörperchen, die mit Zellgiften beladen sind  sehr wichtig. Ist dieser Teil des Immunsystems "unterfordert", weil wir  Mitteleuropäer in einem weitgehend wurmfreien Umfeld leben, könnte - so  die Hygiene Hypothese - eine verstärkte Neigung zu allergischen  Reaktionen resultieren. Ein ungenutztes immunologisches Potenzial sucht  sich dann quasi seine eigenen Feinde, wenn die natürlichen Feinde  (Parasiten) keine Rolle mehr spielen. Eine Weiterentwicklung dieses  Gedanken führte zum Einsatz harmloser Würmer bei Allergikern.

Dämpfung des Immunsystems

Die alte Einteilung der autonomen Nervenfunktionen in sympathisch (aktivierend) und parasympatisch (dämpfend) sind überholt.

Gründe:

Vom Prinzip her gleicht das Immunsystem Huskies, die an Schlittenseilen zerren. Sie brauchen nicht angetrieben zu werden, sondern es reicht, die Bremse des Schlittens zu lösen. Während der Fahrt ist dann ein sanftes Beruhigen und die Förderung des Bewegungsflusses nötig. Antreiben oder heftiges Abremsen wären zwar im Notfall erforderlich, gefährdeten aber die Gesundheit der Schlittenhunde und brächten das Gefährt eher in Gefahr.

Bei einer unmittelbaren äußeren Bedrohung ist die Immunabwehr wichtig für das unmittelbare Überleben, alle Energie wird dann für Kampf- oder Fluchtreaktionen zur Verfügung gestellt, und Hormone, die wie Kortison solche Stress-Reaktionen vermitteln, schalten die Immunabwehr ab, wenn die beruhigende Vagusinformation fehlt. Zuviel Th2 Aktivität (z.B. bei Dämpfung der TH1 Aktivierung durch sympathische Fasern) kann atopische (allergische) Reaktionen begünstiegen.

Besonders aktiv, ruhig und ohne Panik arbeiten die Abwehrzellen z.B. bei einem Verdauungsnickerchen, bei dem Millionen fremder Eiweißstoffe auf ihre Verwertbarkeit und ihr Gefahrenpotenzial durchmustert werden. In Ruhe und Sicherheit harmonisieren Hirnanteile Herz-, Lungen- und Immunfunktion eine Dämpfung des Herzrhythmus, das System wird tonisiert  und arbeitet effektiv und entspannt.

Wovon hängt eine gelungene Immunfunktion ab?

 Hinweise für Reisende

Bildquelle: Denis Zimmer

Veränderungen der Lebensumwelt  können sich sowohl positiv wie nachteilig auf das Immunsystems auswirken:

Immer gut:

Manchmal Notweniges oder Nützliches birgt gelegentlich Risiken:

Sicher schädlich für das Immunsystem:

Bildquelle: Karoline Bloch

Quellen u.a.

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Externe Links

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HEF, MG, 11.12.2012



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