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Störung des Immunsystems

Skripte
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Einführung

Bestimmt kennst du das auch: Die ganze Woche warst du in der Schule und freust dich schon auf dein Wochenende. Doch kaum ist es Freitag, bekommst du eine Erkältung. Oder noch schlimmer: Nach der stressigen Vorweihnachtszeit hast du es schließlich erfolgreich in die Weihnachtsferien geschafft und schon kündigt sich eine schwere Grippe an und du liegst über die Feiertage krank im Bett. Das ist nicht nur das Schicksal, dass dir einen Streich spielen will, sondern hat ganz konkrete immunbiologische Gründe:
In Stresssituationen fährt das Immunsystem des Körpers auf volle Leistung und unterdrückt alle Symptome einer Krankheit, damit der Körper weiterhin voll funktionsfähig ist. Dies war vor allem in früheren Zeiten wichtig, als der Mensch kurzzeitig hohen Stresssituationen ausgesetzt war, beispielsweise um ein Mammut zu fangen oder einem Tiger zu entkommen. In diesen Situationen war es überlebenswichtig, alle Kräfte abrufen zu können.
Heutzutage haben sich die Stresssituationen verschoben: Durch einen vollen Tagesplan sind Schüler, Studenten oder Erwerbstätige oft einem über Tage oder Wochen andauernden Stress ausgesetzt. Das Immunsystem ist aktiv, um die Infektion zu unterdrücken. Fällt der Stresspegel ab, wie beispielsweise an Wochenenden, in den Ferien oder im Urlaub, wird diese Unterdrückung der Krankheitssymptome zurückgefahren und begonnen, die Infektion zu bekämpfen. Diese Bekämpfung mithilfe der erworbenen Immunität hat Krankheitssymptome zur Folge, man erkrankt an der Infektion. Das Immunsystem hat buchstäblich endlich Zeit, die Immunantwort auszuführen.
Das Immunsystem, dass uns vor Infektionen und Krankheit schützt, kann in diesem Fall nicht richtig reagieren und du liegst in deiner freien Zeit krank im Bett. Das ist ein Beispiel dafür, dass das Immunsystem des Menschen nicht fehlerlos ist, da es sich evolutionär entwickelt hat.
Deswegen gibt es auch einige Krankheiten des Menschen, die als Störungen des Immunsystems gelten. Hier funktioniert das Immunsystem nicht richtig und das zieht eine Krankheit nach sich. In diesem Skript werden dir die wichtigsten Typen von Immunsystemstörungen vorgestellt.

Allergien

Bei einer Allergie reagiert das Immunsystem auf eigentlich harmlose Stoffe der Umwelt, die als Antigene erkannt werden und mit der Immunantwort bekämpft werden. Man spricht von einer allergischen Reaktion. Sie kann sich beispielsweise durch Schnupfen, tränende Augen, einen zuschwillenden Hals oder Hautausschläge zeigen. Im schlimmsten Fall kann ein allergischer Schock ausgelöst werden, der lebensbedrohlich sein kann. Diese Symptome werden vom Immunsystem ausgelöst, um den vermeintlichen Krankheitserreger zu bekämpfen. Das Antigen ist wird dabei als Allergen bezeichnet, also ein Stoff, der irrtümlicherweise vom Immunsystem als Krankheitserreger erkannt wird. Solche Allergene sind beispielsweise Blütenpollen von verschiedenen Pflanzen, Tierhaare, bestimmte Nahrungsmittel wie Nüsse oder auch Metalle wie Nickel (Abbildung 2).
Immunbiologie: Störung des Immunsystems
Abb. 2a, b, c und d: Einige Allergene: Blütenpollen, Tierhaare, Nüsse und Metalle. Hier zu den Bildnachweisen.
Immunbiologie: Störung des Immunsystems
Abb. 2a, b, c und d: Einige Allergene: Blütenpollen, Tierhaare, Nüsse und Metalle. Hier zu den Bildnachweisen.
Eine Allergie ist nicht nur lästig, sondern sollte als Krankheit ernst genommen werden. Erstens kann bei einer hohen Überreaktion des Immunsystem ein lebensbedrohlicher allergischer Schock ausgelöst werden. Zweitens entwickeln viele Allergiker im Laufe ihres Lebens immer mehr Allergien gegen immer neue Stoffe. Oft endet eine solche Entwicklung in der Ausbildung einer Asthma-Erkrankung, wenn nicht mehr nur die oberen Atemwege, sondern auch die Lunge durch diese Allergene gereizt wird. Man spricht hier von einem Etagenwechsel der Erkrankung.
Über die Ursache von Allergien herrscht in der Forschung Uneinigkeit. Klar ist, dass in Industrieländern prozentual mehr Menschen an Allergien erkranken. Es gibt Vermutungen, dass durch die zunehmende Hygiene im Alltag, dem Rückgang parasitärer Erkrankungen oder die zunehmende Umweltvermutzung die Entstehungen von Allergien gefördert werden könnte.
Akut kann eine Allergie durch Einnahme von Medizin, sogenannter Antihistaminika, gelindert werden. Solche Medikamente unterdrücken die allergischen Symptome. Generell können Allergiker darauf achten, die auslösenden Allergene möglichst von sich fern zu halten. Pollenallergiker können beispielsweise in der Pollensaison lange Aufenthalte im Freien vermeiden oder ihr Haus möglichst frei von Allergenen halten, indem sie nur nachts oder nach einem Regenguss lüften. Eine weitere Möglichkeit ist, eine Hyposensibilisierung durchzuführen. Bei dieser Therapie werden über mehrere Jahre Allergene gespritzt, um beim Immunsystem einen „Gewöhnungseffekt“ hervorzurufen, damit die allergische Reaktion sich langsam abschwächt.

Autoimmunerkrankungen

Autoimmun-
erkrankungen

Bei einer Autoimmunerkrankung werden körpereigene Stoffe als fremd erkannt. Im Gegensatz zur Allergie kommen die Stoffe nicht aus der unmittelbaren Umgebung, sondern aus dem Organismus selbst.

Molekularer Ablauf - Rolle der MHC-Proteine

Ein gesunder Mensch besitzt ein System, mit dem das Immunsystem fremde von eigenen Zellen unterscheiden kann (= Selbsttoleranz). Dies ist wichtig, damit Fremdkörper und Krankheitserreger, die in den Körper gelangen, erkannt werden können. Außerdem wird damit verhindert, dass körpereigenes Gewebe vom Immunsystem angegriffen und zerstört werden kann. Dieses Erkennungsystem funktioniert über die MHC-Proteine. Sie befinden sich auf der Oberfläche jeder Zelle eines Menschen und sind von Mensch zu Mensch unterschiedlich. Die Wahrscheinlichkeit, dass zwei Menschen ähnliche MHC-Proteine besitzen, ist gering. Bei einer Organspende wird deshalb beispielsweise versucht, dass sich die MHC-Proteine von Spender und Empfänger möglichst ähnlich sind, damit das implantierte Organ vom Immunsystem des Empfängers nicht als fremd erkannt und abgestoßen wird. Von den T-Zellen des Immunsystems werden die Zellen auf ihre MHC-Proteine kontrolliert, die Proteine sind sozusagen der „Ausweis“ der Zelle, der beweist, dass sie zu diesem Menschen gehört. Weist eine Zelle nicht die richtigen MHC-Proteine auf, wird sie vom Immunsystem zerstört.
Bei Autoimmunerkrankungen funktioniert diese Erkennung körpereigener Zellen nicht richtig. Die Ursache liegt in den T-Zellen, die im Thymus gebildet werden. Bei Menschen mit einer Autoimmunerkrankung werden hier auch Zellen gebildet, die so aufgebaut sind, dass sie bestimmte körpereigene Zellen als fremd erkennen.
  • Dies kann daran liegen, dass Krankheitserreger evolutionär sich immer mehr dazu entwickeln, den körpereigenen Strukturen möglichst ähnlich zu sein, da hier die Wahrscheinlichkeit geringer ist, vom Immunsystem als Erreger erkannt zu werden und die Immunantwort auszulösen. Das nennt man molekulares Mimikry, analog zum Mimikry der Evolutionsprozesse. Durch diese molekulare Ähnlichkeit von Krankheitserregern und eigenen Zellen kann es dazu kommen, dass das Immunsystem eigene Zellen als Krankheitserreger identifiziert und mit einer Immunantwort bekämpft.
  • Ebenfalls kann eine fehlerhafte Selbsttoleranz durch Fehler im Entstehungsprozess der T-Helferzellen im Thymus ausgelöst werden. der Thymus ist ein Organ im Körper, in dem die T-Lymphozyten entstehen. Hier werden T-Helferzellen mit möglichst vielen unterschiedlichen variablen Bereichen ihrer Antikörper gebildet. So wird die Chance erhöht, dass eine T-Helferzelle einen fremden Erreger im Körper erkennt. Dabei werden aber diejenigen T-Helferzellen eliminiert, deren Antikörper auf körpereigene Strukturen reagieren. So wird sichergestellt, dass körpereigenes Gewebe nicht durch das Immunsystem angegriffen wird. Funktioniert diese Eliminierung der selbstreaktiven T-Helferzellen nicht richtig, kann sich eine Autoimmunerkrankung ausbilden. Die selbstreaktiven T-Helferzellen werden nicht im Thymus elminiert, greifen im Organismus eigenes Gewebe an und zerstören es.
Es kommt zu einer dauerhaften chronische Entzündung des betroffenen Gewebes. Es gibt hunderte verschiedene Autoimmunerkrankungen, die jeweils ein spezifisches Organ oder ein spezifisches Gewebe im Körper durch diese falsch ausgeführte Immunantwort schädigen.
Da über die Ursache von Autoimmunerkrankungen nichts bekannt ist, können nur die Symptome der jeweiligen Erkrankung behandelt werden. Oft werden auch Medikamente eingesetzt, die das Immunsystem schwächen und so die Immunantwort gegen das körpereigene Gewebe unterdrücken.

Beispiele

$\blacktriangleright$ Multiple Sklerose
Ein Beispiel einer Autoimmunerkrankung ist die Multiple Sklerose. Bei dieser Autoimmunkrankheit werden die Myelinscheiden der Nervenzellen in Rückenmark und Gehirn vom Immunsystem angegriffen und zerstört (mehr zu Nervenzellen im Skript „Bau einer Nervenzelle“). Dadurch wird die Weitergabe von Informationen durch diese Nervenzellen behindert oder verhindert. Patienten mit Multiple Sklerose sind durch diese Beeinträchtigung der Nervenzellen beispielsweise von Sehstörungen, Krämpfen und motorischen Störungen betroffen, die sich im Laufe der Krankheit zu einer bleibenden Behinderung ausbilden können. Im BioLV-Skript „Multiple Sklerose“ kannst du mehr darüber erfahren.
$\blacktriangleright$ Diabetes mellitus Typ 1
Unter dem Begriff Diabetes sind verschiedene Erkrankungen zusammengefasst, die ein zentrales Symptom gemeinsam haben: ein erhöhter Zuckerwert im Blut. Dieser erhöhte Wert entsteht durch den Mangel eines wichtigen Proteins im Körper, das Insulin. Zucker wird von uns oft in Form von Kohlenhydraten über die Nahrung aufgenommen. Im Darm werden diese Kohlenhydrate zu Zuckern zerlegt und gelangen über die Darmwand ins Blut. Das Blut transportiert den Zucker zu den Körperzellen, wo er mithilfe des Insulins aufgenommen wird und im Zellstoffwechsel zum Energiegewinn verbraucht wird. Das Insulin sorgt hierbei für eine konstante Zuckerkonzentration im Blut.
Bei der Autoimmunerkrankung Diabetes mellitus Typ 1 werden die insulinproduzierenden Zellen in der Bauchspeicheldrüse vom körpereigenen Immunsystem zerstört. Die Folge ist eine Abnahme der Insulinkonzentration im Körper. der im Blut transportierte Zucker kann von den Körperzellen nicht mehr aufgenommen werden und der Blutzuckerspiegel steigt an.

Immunschwächekrankheiten - AIDS

Immunschwäche-
krankheiten - AIDS

Eine Immunschwächekrankheit bezeichnet allgemein eine Krankheit, die eine Schwächung des Immunsystems zur Folge hat. Dadurch ist der Organismus in höherem Maße angreifbar für Infektionskrankheiten, die schwer bis tödlich verlaufen können. Es gibt verschiedene Immunschwächekrankheiten. Die häufigste und bekannte ist AIDS, das durch das HI-Virus ausgelöst wird.

Definition

der Name AIDS ist die Abkürzung des englischen Ausdrucks Acquired Immune Deficiency Syndrome, das übersetzt etwa „erworbene Immunschwächekrankheit“ bedeutet. Sie wird durch das Human Immunodeficiency Virus, etwa „menschliches Immunschwächevirus“, in der Umgangssprache auch als HIV bezeichnet, ausgelöst.

Infektion

Eine Infektion mit dem HI-Virus kann durch Blutkontakte wie Bluttransfusionen, unsterile Nadeln oder durch ungeschützten sexuellen Kontakt entstehen. Durch normale soziale Kontakte ist eine Ansteckung äußerst unwahrscheinlich.

Verlauf der Krankheit

der Verlauf einer HIV-Erkrankung lässt sich in drei Phasen gliedern.
Immunbiologie: Störung des Immunsystems
Abb. 3: Verlauf einer unbehandelten HIV-Infektion.
Immunbiologie: Störung des Immunsystems
Abb. 3: Verlauf einer unbehandelten HIV-Infektion.
$\blacktriangleright$ Phase 1: HIV-Infektion
Bei der Infektion dringen die HI-Viren in den menschlichen Körper und die Virusmembran verschmilzt mit der Zellmembran einer Wirtszelle. Dabei werden die Virus-RNA sowie das Enzym Reverse Transkriptase in das Zellinnere abgegeben. Mithilfe des Enzyms werden nun aus der Virus-RNA analoge DNA-Stücke gebildet, die in das Genom der Wirtszelle eingebaut werden. Man spricht von einem Retro-Virus, da die RNA in DNA umgewandelt wird und nicht, wie sonst in der Proteinbiosynthese üblich, aus der DNA RNA gebildet wird. Die so infizierte Wirtszelle beginnt nun, aus dem eingebauten DNA-Abschnitt die Virus-RNA zu bilden. der Virus kann sich vermehren und nach Exozytose aus der Wirtszelle auch andere Zellen befallen.
Das Immunsystem erkennt die HI-Viren als Krankheitserreger und startet die erworbene Immunantwort. Da das Enzym Reverse Transkriptase aber sehr fehleranfällig RNA in DNA übersetzt, unterliegt das HI-Virus einer ständigen und schnellen Mutationsrate, die es für das Immunsystem schwierig macht, die Erreger zu erkennen. So bleibt trotz einer aggressiven Immunantwort nach der Erstinfektion immer eine kleine Menge Viren übrig, die aufgrund ihrer Mutation nicht vom Immunsystem erkannt werden.
Ein weiterer „Trick“ des HI-Virus zur Überlistung des Immunsystems besteht darin, dass das HI-Virus die Bestandteile des Immunsystems aktiv angreift. Die Viren infizieren nicht nur Körperzellen, sondern sind auch in der Lage, die T-Helferzellen und Makrophagen zu befallen. Sie werden dadurch zerstört und wirkungslos. Durch die geringere Anzahl an T-Helferzellen und Makrophagen ist das Immunsystem geschwächt.
Diese erste Phase der Erkrankung äußert sich mit leichten Krankheitssymptomen wie Fieber, die auf eine Aktivierung der erworbenen Immunität hinweisen. Die Konzentration der HI-Viren im Körper ist hoch und die Konzentration der T-Helferzellen sehr gering, da sie durch die Viren angegriffen und zerstört werden (Abbildung 3 - Phase 1).
$\blacktriangleright$ Phase 2: Latenzzeit
Nach der ersten Phase sind zunächst für längere Zeit keine Krankheitssymptome erkennbar. Jedoch befinden sich weiterhin eine kleine Menge HI-Viren im Körper und die Krankheit schreitet unbemerkt fort. Im Laufe der Zeit nimmt die Anzahl der T-Helferzellen kontinuierlich ab, da sie von den Viren infiziert und zerstört werden. Durch diesen Angriff wird das Immunsystem lahmgelegt und geschwächt, da es konstant angegriffen wird und konstant die erworbene Immunität aktiviert sein muss, um die HI-Viren zu zerstören. Es können sich wieder eine größere Menge HI-Viren im Körper etablieren. Die Latenzzeit dauert im Mittel etwa zehn Jahre (Abbildung 3 - Phase 2).
$\blacktriangleright$ Phase 3: AIDS
Durch das geschwächte Immunsystem ist die Anfälligkeit für Krankheitserreger viel höher. Infektionskrankheiten und Pilzerkrankungen, an denen ein gesunder Mensch normalerweise nicht erkrankt, können für HIV-Infizierte lebensbedrohliche Erkrankungen nach sich ziehen. Nachdem die Anzahl der Viren im Körper einen bestimmten Schwellenwert überschritten hat, spricht man vom Ausbruch von AIDS (Abbildung 3 - Phase 3). AIDS-Erkrankte leiden an einer schweren Immunsystemschwächung und erkranken an vielfältigen Krankheiten. Die häufigsten Todesursachen von AIDS-Patienten sind Infektionskrankheiten, die beispielsweise eine tödliche Lungenentzündung nach sich ziehen können.

Vorbeugung

Immunbiologie: Störung des Immunsystems
Abb. 4: Die Rote Schleife, weltweites Symbol für die Solidarität mit HIV-Infizierten. Hier zum Bildnachweis.
Immunbiologie: Störung des Immunsystems
Abb. 4: Die Rote Schleife, weltweites Symbol für die Solidarität mit HIV-Infizierten. Hier zum Bildnachweis.
Bildnachweise [nach oben]
[1]
Fotolia.com – © Subbotina Anna.
[2a]
http://commons.wikimedia.org/ wiki/File:Bombus_terrestris1_ trzmiel_ziemny_small.jpg – M. Betley, Lizenzart, z. B. CC BY-SA.
[2b]
http://commons.wikimedia.org/ wiki/File:Kleinelo-hund-rau-glatt.jpg – Marc Nehmer, Lizenzart, z. B. CC BY-SA.
[2c]
http://commons.wikimedia.org/ wiki/File:Studentenfutter.JPG – Buchling, Lizenzart, z. B. CC BY-SA.
[2d]
http://commons.wikimedia.org/ wiki/File:Circular_barbell.jpg – Lisa Brank, Lizenzart, z. B. CC BY-SA.
[3]
Public Domain.
[4]
http://commons.wikimedia.org/ wiki/File:Red_Ribbon.svg – Gary van der Merwe, Lizenzart, z. B. CC BY-SA.
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