Immunsystem
Das Immunsystem ist die Gesamtheit der Gewebe, die zusammenwirken, um Infektionen abzuwehren. Die Immunmechanismen helfen einem Organismus, einen Krankheitserreger zu identifizieren und seine Bedrohung zu neutralisieren.
Das Immunsystem kann viele verschiedene Arten von Krankheitserregern erkennen und identifizieren. Beispiele sind Viren, Bakterien und Parasiten. Das Immunsystem kann einen Unterschied zwischen körpereigenen gesunden Zellen oder Geweben und "fremden" Zellen erkennen. Die Erkennung eines ungesunden Eindringlings ist kompliziert, da sich Eindringlinge so entwickeln und anpassen können, dass das Immunsystem sie nicht mehr erkennt.
Sobald eine fremde Zelle oder ein fremdes Protein entdeckt wird, bildet das Immunsystem Antikörper, um die Eindringlinge zu bekämpfen, und schickt spezielle Zellen ("Phagozyten"), um sie aufzufressen.
Ilya Mechnikov, einer der Begründer der Immunologie
Eine rasterelektronenmikroskopische Aufnahme eines einzelnen Neutrophilen (in gelb), der einige Milzbrandbakterien (in orange) verschlingt.
Angeborenes Immunsystem
Selbst einfache einzellige Organismen wie Bakterien besitzen Enzymsysteme, die vor Virusinfektionen schützen. Andere grundlegende Immunmechanismen traten in alten Lebensformen auf und bleiben in ihren modernen Nachkommen, wie Pflanzen und Insekten, erhalten. Zu diesen Mechanismen gehören antimikrobielle Peptide (Defensine genannt), Phagozytose und das Komplementsystem. Dabei handelt es sich um das angeborene Immunsystem, das den Wirt auf unspezifische Weise gegen Infektionen verteidigt. Das einfachste angeborene System ist die Zellwand oder Barriere an der Außenseite, um Eindringlinge am Eindringen zu hindern. Beispielsweise verhindert die Haut das Eindringen der meisten Bakterien von außen.
Adaptives Immunsystem
Wirbeltiere, einschließlich des Menschen, haben viel ausgeklügeltere Abwehrmechanismen. Das angeborene Immunsystem findet sich in allen Metazoen, das adaptive Immunsystem jedoch nur bei Wirbeltieren.
Die adaptive Immunantwort gibt dem Immunsystem der Wirbeltiere die Fähigkeit, bestimmte Krankheitserreger zu erkennen und sich an sie zu erinnern. Jedes Mal, wenn der Erreger angetroffen wird, startet das System stärkere Angriffe. Es ist adaptiv, weil sich das Immunsystem des Körpers auf zukünftige Herausforderungen vorbereitet.
Das typische Immunsystem von Wirbeltieren besteht aus vielen Arten von Proteinen, Zellen, Organen und Geweben, die in einem komplexen und sich ständig verändernden Netzwerk interagieren. Diese erworbene Immunität schafft eine Art "immunologisches Gedächtnis".
Der Prozess der erworbenen Immunität ist die Grundlage der Impfung. Die Entwicklung der Primärreaktion kann 2 Tage bis 2 Wochen dauern. Nachdem der Körper Immunität gegen einen bestimmten Erreger erlangt hat, wird die Immunantwort als Sekundärantwort bezeichnet, wenn eine Infektion durch diesen Erreger erneut auftritt.
Autoimmun-Erkrankungen
Bei einigen Organismen hat das Immunsystem seine eigenen Probleme in sich selbst, die als Störungen bezeichnet werden. Diese führen zu anderen Krankheiten, darunter Autoimmunerkrankungen, Entzündungskrankheiten und möglicherweise sogar Krebs. Immunschwächekrankheiten treten auf, wenn das Immunsystem weniger aktiv ist als normal. Eine Immunschwäche kann entweder die Folge einer genetischen (erblichen) Krankheit oder einer Infektion sein, wie z.B. das erworbene Immunschwächesyndrom (AIDS), das durch das Retrovirus HIV verursacht wird, oder andere Ursachen.
Im Gegensatz dazu sind Autoimmunkrankheiten das Ergebnis eines Immunsystems, das normale Gewebe angreift, als wären es Fremdorganismen. Zu den häufigen Autoimmunkrankheiten gehören Hashimoto-Thyreoiditis, rheumatoide Arthritis, Typ-1-Diabetes und Lupus erythematodes.
Immunologie ist die Lehre von allen Aspekten des Immunsystems. Sie ist sehr wichtig für Gesundheit und Krankheiten.
Geschichte der Immunologie
Die Immunologie ist ein wissenschaftlicher Teil der Medizin, der sich mit den Ursachen der Immunität gegen Krankheiten befasst. Seit vielen Jahrhunderten ist den Menschen aufgefallen, dass diejenigen, die von einigen Infektionskrankheiten genesen, diese Krankheit nicht ein zweites Mal bekommen.
Im 18. Jahrhundert experimentierte Pierre Louis Maupertuis mit Skorpiongift und stellte fest, dass bestimmte Hunde und Mäuse gegen dieses Gift immun waren. Diese und andere Beobachtungen der erworbenen Immunität führten dazu, dass Louis Pasteur (1822-1895) die Impfung und die Keimtheorie der Krankheiten entwickelte. Pasteurs Theorie stand in direktem Gegensatz zu zeitgenössischen Krankheitstheorien wie der Miasma-Theorie. Erst die 1891 veröffentlichten Beweise von Robert Koch (1843-1910) (für die er 1905 den Nobelpreis erhielt) bestätigten Mikroorganismen als Ursache von Infektionskrankheiten. Viren wurden 1901 als menschliche Krankheitserreger bestätigt, als das Gelbfiebervirus von Walter Reed (1851-1902) entdeckt wurde.
Die Immunologie machte gegen Ende des 19. Jahrhunderts durch rasche Entwicklungen einen großen Fortschritt in der Erforschung der humoralen Immunität und der zellulären Immunität. Besonders wichtig waren die Arbeiten von Paul Ehrlich (1854-1915), der die Seitenkettentheorie vorschlug, um die Spezifität der Antigen-Antikörper-Reaktion zu erklären. Der Nobelpreis für 1908 wurde Ehrlich gemeinsam mit dem Begründer der zellulären Immunologie, Ilya Mechnikov (1845-1916), verliehen.
Entwicklung
Das Immunsystem ist extrem alt und geht möglicherweise auf einzellige Eukaryonten zurück, die unterscheiden mussten, was Nahrung und was Teil ihrer selbst war.
"Die Genomanalyse von Pflanzen und Tieren liefert Beweise dafür, dass zu der Zeit, als die Vorfahren von Pflanzen und Tieren auseinandergingen, ein ausgeklügelter Mechanismus der Wirtsverteidigung existierte. Dieses System, das von Pflanzen und Tieren geteilt wird, ist der Toll-Weg von NFκB Aktivierung der Genfunktion... Die notwendigen DNA-Sequenzen finden sich bei Wirbellosen, Wirbeltieren und Pflanzen".
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Fragen und Antworten
F: Was ist das Immunsystem?
A: Das Immunsystem ist eine Reihe von Geweben, die zusammenarbeiten, um Infektionen abzuwehren und einem Organismus zu helfen, Bedrohungen durch Krankheitserreger wie Viren, Bakterien und Parasiten zu erkennen und zu neutralisieren.
F: Wie erkennt das Immunsystem fremde Zellen oder Proteine?
A: Das Immunsystem kann einen Unterschied zwischen körpereigenen gesunden Zellen oder Geweben und "fremden" Zellen erkennen. Es kann ungesunde Eindringlinge erkennen, indem es Veränderungen in deren Struktur oder Zusammensetzung feststellt.
F: Wie reagiert das Immunsystem auf fremde Zellen oder Proteine?
A: Sobald eine fremde Zelle oder ein fremdes Protein entdeckt wird, bildet das Immunsystem Antikörper, um sie zu bekämpfen, und schickt spezielle Zellen ("Fresszellen"), um sie aufzufressen.
F: Was sind einige Beispiele für Krankheitserreger, die das Immunsystem erkennen kann?
A: Beispiele für Krankheitserreger, die das Immunsystem erkennen kann, sind Viren, Bakterien und Parasiten.
F: Warum ist es für das Immunsystem schwierig, ungesunde Eindringlinge zu erkennen?
A: Es ist für das Immunsystem schwierig, ungesunde Eindringlinge zu erkennen, weil sie sich weiterentwickeln und anpassen können, so dass sie sich nicht mehr von gesunden Zellen oder Geweben unterscheiden.
F: Was geschieht, wenn ein Eindringling vom Immunsystem erkannt wird?
A: Wenn das Immunsystem einen Eindringling identifiziert, bildet es Antikörper, um ihn abzuwehren, und schickt spezielle Fresszellen, um ihn zu verzehren.
F: Wie helfen die Phagozyten beim Schutz vor Infektionen?
A: Phagozyten sind spezialisierte Zellen, die vom Immunsystem ausgesandt werden und sich wie winzige Pac-Man-Figuren verhalten - sie "fressen" alle fremden Eindringlinge, auf die sie treffen, um sich vor Infektionen zu schützen.
