Unser Immunsystem läuft permanent auf Hochtouren, um unseren Körper vor Fremdkörpern, aber auch vor eigenen entarteten Zellen zu schützen. In einem komplexen System arbeiten Organe, Zellen und nicht-zelluläre Faktoren zusammen und regulieren sich wechselseitig. Die angeborene, unspezifische Immunantwort bildet eine erste Barriere gegen Krankheitserreger, aber sie hat den Nachteil, dass sie nicht veränderlich ist und sich nicht anpassen kann. Diese Aufgabe leistet die spezifische Immunantwort. Verstehen Sie diesen Prüfungsklassiker hier schnell und in 3 einfachen Schritten.
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Bild: “Day 59, Project 365 – 12.18.09” von William Brawley. Lizenz: CC BY 2.0


Aufgaben und Bestandteile

Nachdem ein Krankheitserreger die groben mechanischen und chemischen Barrieren des Immunsystems und die unspezifische Immunantwort, bestehend aus verschiedenen Zelltypen und Effektorproteinen überwunden hat, trifft er auf die spezifische Immunantwort.

Ihre Hauptakteure sind die T- und B-Lymphozyten, die spezifisch auf Antigene reagieren können und hauptsächlich über Antikörper (Immunglobuline) und Zytokine kommunizieren. Die T-Zellen übernehmen dabei die zelluläre Antwort, während die B-Zellen in ihrer ausdifferenzierten Form Antikörper produzieren.

Schritt 1: Aufbereitung des Antigens

Im Gegensatz zu vielen Zellen der unspezifischen Immunantwort können die T-Zellen die Antigene jedoch nicht als Ganzes erkennen. Sie sind daher darauf angewiesen, dass andere Zellen diese für sie aufbereiten und ihnen präsentieren. Die sogenannten Antigenpräsentierenden Zellen (APZ) stammen zum größten Teil aus dem unspezifischen Teil des Immunsystems (Dendritische Zellen, Monozyten und Makrophagen), aber auch die B-Zellen besitzen diese Fähigkeit, allerdings übernehmen sie die Antigene erst zu einem späteren Zeitpunkt.

Diese erste Aufbereitung der aufgenommenen Antigene ist auch der erste Schritt der spezifischen Immunantwort, die Zellen wandern von ihren Geweben in die ortsständigen Lymphknoten.

Schritt 2: Antigenpräsentation

In den Lymphknoten angekommen, treten die Antigenpräsentierenden Zellen in Kontakt mit den T- und B-Lymphozyten. Die APZ präsentieren diesen ihre aufgenommenen Antigene über einen Komplex aus einem Histokompatibilitätsantigen (HLA-Molekül) und dem Antigen. T-Zellen können diesen Komplex erkennen. B-Zellen erkennen Antigene zwar auch direkt, werden aber erst durch die T-Zellen aktiviert.

Die HLA-Moleküle auf verschiedenen Zellen unterscheiden sich untereinander, es gibt verschiedene Klassen. Die Antigenpräsentierenden Zellen tragen HLA-Moleküle der Klasse II, welche von T-Zellen mit dem Oberflächenmolekül CD4, den T-Helferzellen erkannt werden. Dadurch wird eine Reaktion eingeleitet, die es erlaubt, kontrolliert auf das fremde Antigen zu reagieren und diese Reaktion langfristig abzuspeichern, falls es zu einem erneuten Kontakt mit dem Fremdkörper kommen sollte.

Etwas allgemeiner läuft es ab, wenn eine beliebige Körperzelle befallen wird und das Antigen verarbeitet und präsentiert. Alle sonstigen kernhaltigen Zellen präsentieren die aufgenommenen Antigene zusammen mit HLA-Molekülen der Klasse I. Auf diese Oberflächenmoleküle reagieren besonders die zytotoxischen T-Zellen, die CD8 tragen. So können Zellen die von einem Virus befallen oder maligne entartet sind schnell und unkompliziert eliminiert werden, ohne dass eine komplexe Immunantwort eingeleitet wird.

Merkhilfe

CD4 + HLA II -> 4 × 2 = 8
CD8 + HLA I -> 8 × 1 = 8

Schritt 3: Aktivierung der Lymphozyten, Ko-Stimulation und klonale Expansion

Durch den Kontakt des antigenspezifischen Rezeptors auf der T-Zelle mit dem HLA-Antigen-Komplex auf der Antigenpräsentierenden Zelle wird die T-Zelle dazu aktiviert, sich in eine T-Helferzelle zu differenzieren. Sie beginnt sich zu teilen (klonale Expansion) und über Zytokine die B-Zelle zur Antikörperproduktion zu bewegen.

Die B-Zellen übernehmen von den APZ die aufbereiteten Antigene, prozessieren sie weiter und präsentieren sie ebenfalls den T-Zellen. Die B-Zellen treten jetzt in direkten Kontakt mit den B-Zellen. Dieser Kontakt findet zum einen über die Bindung des T-Zellrezeptors auf der Seite der T-Zellen mit dem HLA-Antigen-Komplex auf der Seite der B-Zellen statt.

Damit die B-Zelle jedoch tatsächlich Antikörper produziert, braucht es zum anderen ein sog. ko-stimulierendes Signal. Das kann beispielsweise die Bindung der Oberflächenmoleküle B7 auf den APZ und CD28 auf den T-Zellen sein. Bleibt die Ko-Stimulation aus, kommt es auch zu keiner Immunreaktion mit Antikörperproduktion (sog. Anergie). Ansonsten differenziert sich die B-Zelle zu einer Plasmazelle und produziert gegen das Antigen gerichtete Antikörper. So wird es im Idealfall unschädlich gemacht und eliminiert.

 



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