immunologie, allergien
Überblick über das Immunsystem
Immunantwort
Für eine erfolgreiche Immunabwehr sind Aktivierung, Regulierung und Rückbildung der Immunantwort erforderlich. Die Zellen des Immunsystems werden aktiviert, wenn ein fremdes Antigen (Ag) von Zelloberflächenrezeptoren erkannt wird. Diese Zelloberflächenrezeptoren können sein Grob spezifisch (z. B. Mustererkennungs-Rezeptoren wie Toll-like, Mannose und Scavenger-Rezeptoren auf dendritischen Zellen und andere). Hoch spezifisch (Antikörper, die auf B-Zellen exprimiert werden, oder T-Zell-Rezeptoren, die auf T-Zellen exprimiert werden) Grob spezifische Rezeptoren erkennen allgemeine mikrobielle pathogen-assoziierte molekulare Muster, wie gramnegative Lipopolysaccharide, grampositive Peptidoglykene bakterielle Flagellin nicht methylierten Zytosin-Guanosin-Dinukleotide (CpG-Motive) und virale doppelsträngige RNA. Diese Rezeptoren können auch Moleküle erkennen, die von gestressten oder infizierten menschlichen Zellen produziert werden (sogenannte schädigungsassoziierte molekulare Muster). Eine Aktivierung findet auch statt, wenn Antikörper-Antigen und Komplement-Mikroorganismus-Komplexe sich an Oberflächenrezeptoren für den Fc-Bereich (Fc = kristallisierbares Fragment) von IgG (Fc-gamma R) sowie an C3b und iC3b binden. Einmal erkannt, wird ein Antigen, ein Antigen-Antikörper-Komplex oder ein Komplement-Mikroorganismus-Komplex internalisiert. Die meisten Mikroorganismen werden abgetötet, nachdem sie phagozytiert worden sind, aber andere hemmen die intrazelluläre Abtötungsfähigkeit der Phagozyten (z. B. Mykobakterien, die von einem Makrophagen verschlungen wurden, hemmen die Abtötungsfähigkeit der Zelle). Zytokine, die von T-Zellen abstammen, insb. Interferon-gamma (IFN-gamma), stimulieren in solchen Fällen den Phagozyten zur vermehrten Produktion lytischer Enzyme und anderer mikrobenabtötender Produkte und erhöhen dadurch die Fähigkeit, Mikroorganismen zu zerstören oder abzukapseln. Sofern das Antigen nicht rasch phagozytiert und vollständig abgebaut wird (was selten vorkommt), wird die erworbene Immunantwort durch die Erkennung des Antigens durch die hochspezifischen Rezeptoren auf der Oberfläche der B- und T-Zellen ausgelöst. Diese Antwort beginnt in Milz bei zirkulierendem Antigen Regionale Lymphknoten bei Gewebe-Aantigen Schleimhautassoziiertes lymphatisches Gewebe (z. B. Tonsillen, Adenoide, Peyer-Plaques) für Schleimhaut-Antigen Dendritische Langerhans-Zellen der Haut phagozytieren zum Beispiel das Antigen und wandern zu lokalen Lymphknoten. Dort findet auf der Oberfläche der dendritischen Zellen die Expression von Antigen-abgeleiteten Peptiden zusammen mit Klasse-II- Humanes Leukozyten-Antigen-System (HLA) (MHC, major histocompatibility complex) statt, welche die Peptide den CD4-T-Helferzellen (Th) präsentieren. Nach der Bindung des MHC-peptischen Komplexes an die Th-Zelle, erhält sie verschiedene kostimulierende Signale (die durch einige immunsuppressive Medikamente gehemmt werden können), bildet die Rezeptoren für das Zytokin Interleukin-2 und sezerniert verschiedene Zytokine. Jede Teilmenge Th-Zellen sondert verschiedene Kombinationen von Substanzen ab und bewirkt damit unterschiedliche Immunantworten. Klasse-II-MHC-Moleküle geben typischerweise Peptide, die von extrazellulären (exogenen) Antigenen (z. B. von vielen Bakterien) stammen an CD4-Th-Zellen ab. Im Gegensatz dazu geben Klasse I-MHC-Moleküle typischerweise Peptide, die von intrazellulären (endogene) Antigenen (z. B. von Viren) an CD8 zytotoxischen T-Zellen. Daraufhin vernichtet die aktivierte zytotoxische T-Zelle die infizierten Zelle. Die Immunantwort muss reguliert werden, um eine überwältigende Schädigung des Wirtes zu verhindern (z. B. Anaphylaxie , Diese regulatorischen Zellen helfen, Autoimmunreaktionen zu verhindern und sind wahrscheinlich auch bei der Rückbildung laufender Reaktionen auf körperfremdes Antigen beteiligt. Die Immunantwort ist beendet, wenn das Antigen sequestriert oder aus dem Körper eliminiert ist. Ohne Stimulation durch ein Antigen hört die Zytokinsekretion auf, und aktivierte zytotoxische T-Zellen unterziehen sich einer Apoptose. Diese markiert die Zellen für sofortige Phagozytose, wodurch die Ausschüttung des Zellinhalts mit Ausbildung einer Entzündungsreaktion verhindert wird. T- und B-Zellen, die sich zu Gedächtniszellen differenziert haben, bleibt dieses Schicksal erspart. 