Wichtige Komponenten des Immunsystems
Das Immunsystem kann in angeborene und erworbene Immunität unterteilt werden. Die angeborene Immunität ist allgemein und sofort verfügbar, während die erworbene Immunität spezifisch auf bestimmte Erreger reagiert und Gedächtniszellen bildet.
Es gibt wichtige Komponenten im Körper, die die Immunantwort steuern:
- Leukozyten: Diese Zellen sind die Soldaten und durchstreifen den Körper, um nach Eindringlingen zu suchen. Es gibt verschiedene Arten von Leukozyten, darunter Granulozyten, Lymphozyten und Monozyten.
- Lymphgewebe und Organe: Lymphknoten, die Milz, die Mandeln und der Thymus sind Teile des lymphatischen Systems, das Immunzellen beherbergt und aktiviert. Hier werden auch Antikörper produziert.
- Antikörper: Diese Y‑förmigen Proteine werden von spezialisierten Zellen produziert und greifen gezielt Krankheitserreger an. Sie markieren Eindringlinge für die Zerstörung durch andere Immunzellen.
- Komplementsystem: Das Komplementsystem besteht aus mehr als 30 im Blut zirkulierenden Proteinen, die mit Antikörpern zusammenarbeiten, um Eindringlinge zu zerstören und Entzündungen zu fördern.
Diese Komponenten arbeiten zusammen, um den Körper vor Viren, Bakterien, Pilzen und anderen schädlichen Substanzen zu schützen. Es ist ein faszinierendes Zusammenspiel von Zellen und Molekülen, das unseren Körper gesund hält.
Entwicklung des Immunsystems im Leben
Die Entwicklung der Immunantwort ist ein komplexer Prozess, der während der embryonalen Phase beginnt und sich nach der Geburt fortsetzt. Hier ist eine grobe Übersicht über die wichtigsten Etappen dieser Entwicklung:
1. Pränatale Phase:
Embryonale Phase: In den frühen Stadien der Embryonalentwicklung bilden sich die grundlegenden Strukturen der Immunantwort. Hier werden hämatopoetische Stammzellen gebildet, aus denen sich alle Blutzellen, einschließlich Immunzellen, entwickeln.
Fetale Phase: Das sich entwickelnde Immunsystem beginnt, erste Immunzellen zu produzieren, aber die Fähigkeit zur Immunantwort ist noch begrenzt. Der Fötus wird während dieser Phase vom mütterlichen Immunsystem geschützt.
2. Geburt und Frühkindliche Phase:
Geburt: Der Kontakt des Neugeborenen mit der Außenwelt ist der entscheidende Startpunkt für die Immunentwicklung. Während der Geburt und in den ersten Tagen danach wird das Baby mit Bakterien und Mikroorganismen aus der Umgebung in Kontakt gebracht.
Kolostrum und Muttermilch: Die Muttermilch enthält Antikörper, Enzyme und andere Immunstoffe, die die passive Immunabwehr des Säuglings stärken. Diese Bestandteile unterstützen die Entwicklung des Immunantwort und schützen das Kind vor Infektionen.
3. Säuglings- und Kleinkindalter:
Thymusentwicklung: Der Thymus, ein Organ, das für die Reifung von T‑Lymphozyten verantwortlich ist, erreicht seine maximale Größe in der Kindheit. T‑Lymphozyten spielen eine entscheidende Rolle in der zellulären Immunantwort.
Erwerb eines Immungedächtnisses: Der Körper beginnt, ein Immungedächtnis zu entwickeln. Das bedeutet, dass es nach der Exposition gegenüber bestimmten Krankheitserregern in der Lage ist, schneller und effektiver darauf zu reagieren.
4. Kindheit und Jugend:
Anpassung an Umweltantigene: Die Immunantwort passt sich ständig an die Vielzahl von Umweltantigenen an, denen das Kind ausgesetzt ist. Dies trägt zur Ausprägung der angeborenen und erworbenen Immunität bei.
Pubertät: Hormonelle Veränderungen während der Pubertät können die Immunantwort beeinflussen, insbesondere in Bezug auf Geschlechtsunterschiede.
5. Erwachsenenalter:
Stabilisierung und Optimierung: Die Immunabwehr stabilisiert sich im Erwachsenenalter und optimiert seine Funktionen. Die Immunabwehr bleibt lebenslang aktiv, um den Körper vor Infektionen zu schützen.
Es ist wichtig zu beachten, dass die Interaktion mit verschiedenen Umweltfaktoren und die Exposition gegenüber Krankheitserregern entscheidend für die Entwicklung einer starken und funktionsfähigen Immunabwehr sind. Ein gesunder Lebensstil, ausgewogene Ernährung und angemessene Hygiene tragen zur Förderung der Immunentwicklung bei.
Das Immunsystem und spezifische Krankheiten
Das Immunsystem spielt eine entscheidende Rolle bei der Abwehr von Infektionen und anderen Krankheiten. Krankheiten, die direkt mit der Immunabwehr zusammenhängen, können in verschiedene Kategorien unterteilt werden:
- Immunmangelerkrankungen: Hierzu gehören Krankheiten, bei denen die Immunabwehr nicht ordnungsgemäß funktioniert, entweder aufgrund genetischer Defekte oder anderer Faktoren. Beispiele sind die primäre Immundefizienz, bei der das Immunabwehr von Geburt an geschwächt ist, oder erworbene Immundefizienzen, die durch Medikamente, Krankheiten oder andere Ursachen verursacht werden können.
- Autoimmunerkrankungen: Autoimmunerkrankungen entstehen, wenn das Immunsystem fälschlicherweise körpereigene Zellen und Gewebe als Bedrohung betrachtet und sie angreift. Beispiele sind rheumatoide Arthritis, Lupus, Typ-1-Diabetes und Multiple Sklerose.
- Allergien: Allergien sind eine Überreaktion der Immunabwehr auf normalerweise harmlose Substanzen. Diese können Atemwegsallergien wie Heuschnupfen, Nahrungsmittelallergien oder Hautallergien umfassen.
- Entzündliche Erkrankungen: Entzündliche Erkrankungen werden durch eine übermäßige Immunantwort und chronische Entzündung verursacht. Beispiele sind Morbus Crohn, Colitis ulcerosa und Rheumatoide Arthritis.
- Krebserkrankungen: Das Immunsystem spielt eine Rolle bei der Überwachung und Bekämpfung von Krebszellen. Ein geschwächte Immunabwehr kann das Krebsrisiko erhöhen. Einige Krebsarten, wie Leukämie und Lymphome, betreffen direkt die Immunabwehr.
- HIV/AIDS: Das Humane Immundefizienzvirus (HIV) infiziert und schädigt speziell die Immunzellen, insbesondere die CD4-T-Zellen. Unbehandelt kann dies zu einer geschwächten Immunabwehr führen, was als AIDS (Acquired Immunodeficiency Syndrome) bezeichnet wird.
- Immunreaktionen bei Organtransplantationen: Die Immunabwehr kann auch eine Rolle bei Organtransplantationen spielen, indem es versucht, das transplantierte Organ abzustoßen. Daher werden oft Immunsuppressiva verwendet, um diese Reaktion zu unterdrücken.
Es ist wichtig zu verstehen, dass das die Immunabwehr in vielen Aspekten an der Entstehung, dem Verlauf und der Behandlung verschiedener Krankheiten beteiligt ist. Ein ausgewogene Immunabwehr ist entscheidend für die Gesundheit und den Schutz vor Infektionen, während Dysfunktionen zu verschiedenen pathologischen Zuständen führen können.
Das Immunsystem und das Mikrobiom des Darms
Das Mikrobiom des Darms spielt eine entscheidende Rolle bei der Regulierung und Unterstützung des Immunsystems. Hier sind einige wichtige Aspekte dieses Zusammenhangs:
- Gegenseitige Abhängigkeit: Die Immunabwehr und das Darmmikrobiom haben eine wechselseitige Beziehung. Unsere Immunabwehr beeinflusst die Zusammensetzung des Mikrobioms, während das Mikrobiom wiederum das Immunsystem formt und reguliert.
- Schutz vor Krankheitserregern: Das Mikrobiom des Darms wirkt als Barriere gegen schädliche Krankheitserreger, indem es ihnen den Lebensraum und Nährstoffe entzieht. Gleichzeitig aktiviert und steuert es die Immunabwehr, um auf potenziell gefährliche Eindringlinge zu reagieren.
- Immunregulation: Das Mikrobiom hilft, das Gleichgewicht des Immunsystems aufrechtzuerhalten, indem es die Aktivität von Immunzellen reguliert. Ein ausgewogenes Mikrobiom fördert eine angemessene Immunantwort, während ein Ungleichgewicht mit Entzündungen und Immunreaktionen in Verbindung gebracht werden kann.
- Förderung der Immuntoleranz: Das Mikrobiom trägt zur Entwicklung von Immuntoleranz bei, indem es die Immunantwort steuert und zwischen schädlichen und harmlosen Substanzen zu unterscheiden. Dies ist wichtig, um Autoimmunerkrankungen zu verhindern.
- Produktion von Metaboliten: Die Bakterien im Darm produzieren Metaboliten, die die Immunantwort beeinflussen können. Zum Beispiel können kurzkettige Fettsäuren, die von bestimmten Darmbakterien produziert werden, die Funktion von Immunzellen modulieren.
- Einfluss auf Immunantworten in anderen Teilen des Körpers: Das Darmmikrobiom kann nicht nur die lokale Immunantwort beeinflussen, sondern auch entfernte Immunreaktionen in anderen Geweben und Organen. Dies wird als Darm-Lungen-Achse, Darm-Haut-Achse oder Darm-Hirn-Achse bezeichnet.
Ein gesundes und ausgewogenes Mikrobiom ist daher entscheidend für die Aufrechterhaltung eines gut funktionierenden Immunsystems und trägt zur Gesundheit des gesamten Organismus bei. Ernährung, Antibiotikaeinsatz und Umweltfaktoren können das Gleichgewicht im Mikrobiom beeinflussen und damit auch die Immunfunktion.
Früher Kontakt zu einer vielfältigen Umwelt ist der Schlüssel!
Ein früher Kontakt mit einer hohen Vielzahl an Mikroorganismen spielt eine entscheidende Rolle bei der Entwicklung und Ausbildung des Immunsystems. Studien wie die sogenannte Parsifal Studie, zeigen beispielsweise, dass Kinder, die in ländlichen Regionen aufwachsen — also häufiger in Kontakt kommen mit einer hohen Vielfalt an Mikroorganismen — seltener an Allergien leiden. Hier sind einige wichtige Aspekte bezüglich des Zusammenhangs mit einem frühen Kontakt mit einer möglichst hohen Vielfalt an Mikroorganismen und der Ausbildung einer funktionierenden Immunantwort:
- Immunsystemtraining: Frühe Exposition gegenüber Bakterien hilft dem Immunsystem, sich effektiver zu entwickeln und zu trainieren. Der Kontakt mit Mikroorganismen fördert die Reifung von Immunzellen und deren Fähigkeit, auf Eindringlinge zu reagieren.
- Aufbau der Darmmikrobiota: Der Darm ist eine wichtige Schnittstelle zwischen dem Körper und der äußeren Umwelt. Ein früher Kontakt mit Bakterien, insbesondere während der Geburt und in den ersten Lebensjahren, trägt zur Bildung einer gesunden Darmmikrobiota bei. Eine ausgewogene Darmflora ist entscheidend für die Regulation der Immunantwort und die Verhinderung von Allergien und Autoimmunerkrankungen.
- Förderung der Immuntoleranz: Frühe Exposition gegenüber Bakterien hilft auch bei der Entwicklung von Immuntoleranz. Die Immunabwehr lernt, zwischen harmlosen Substanzen und potenziellen Krankheitserregern zu unterscheiden, um übermäßige Reaktionen auf unschädliche Stimuli zu verhindern.
- Ausbildung der Immunantwort während der Schwangerschaft und Geburt: Der Kontakt des Neugeborenen mit Bakterien während der Geburt, insbesondere im Geburtskanal der Mutter, trägt zur Übertragung von wichtigen Mikroorganismen auf das Baby bei. Dieser frühzeitige Kontakt unterstützt die Entwicklung eines funktionsfähigen Immunsystems.
- Schaffung eines gesunden Immunökosystems: Ein früher Kontakt mit Bakterien fördert die Entwicklung eines ausgewogenen Immunökosystems, in dem verschiedene Immunzellen, Signalwege und Moleküle miteinander interagieren. Dies ist entscheidend für eine effektive Abwehr von Krankheitserregern.
- Verminderung des Risikos von Allergien und Autoimmunerkrankungen: Eine angemessene Exposition gegenüber Bakterien in der frühen Kindheit kann das Risiko von Allergien und Autoimmunerkrankungen reduzieren. Ein zu sauberes Umfeld ohne ausreichenden Kontakt mit Mikroorganismen kann die Immunabwehr fehlleiten und zu übermäßigen Reaktionen führen.
Es ist wichtig zu betonen, dass ein ausgewogener Ansatz notwendig ist. Während ein gewisser Kontakt mit Bakterien für die Immunentwicklung wichtig ist, ist übermäßige oder unkontrollierte Exposition gegenüber Krankheitserregern schädlich. Ein ausgewogenes Umfeld, hygienische Praktiken und eine gesunde Lebensweise tragen dazu bei, dass das Immunsystem angemessen auf Herausforderungen reagieren kann.
Allergien und das Immunsystem
Allergien sind eine unangemessene Reaktion des Immunsystems auf normalerweise harmlose Substanzen, die als Allergene bezeichnet werden. Dabei besteht ein Zusammenhang zwischen einer gut funktionierenden Immunabwehr und der Entstehung von Allergien. Hier sind einige Aspekte, wie Allergien und das Immunsystem zusammenhängen:
- Sensibilisierung: Bei Menschen mit Allergien reagiert die Immunabwehr überempfindlich auf bestimmte Allergene wie Pollen, Hausstaubmilben, Tierhaare oder Nahrungsmittelproteine. Bei der ersten Exposition kommt es zu einer Sensibilisierung. Die Immunabwehr erkennt das Allergen fälschlicherweise als Bedrohung und produziert spezifische Antikörper, hauptsächlich Immunglobulin E (IgE).
- Wiederholte Exposition: Bei wiederholter Exposition gegenüber dem Allergen verbinden sich die IgE-Antikörper mit sogenannten Mastzellen und basophilen Granulozyten, die im Gewebe vorhanden sind, insbesondere in der Haut, den Atemwegen und im Magen-Darm-Trakt.
- Freisetzung von Entzündungsmediatoren: Bei erneutem Kontakt mit dem Allergen verbindet sich dieses mit den IgE-Antikörpern auf den Mastzellen und basophilen Granulozyten. Dies führt zur Freisetzung von Entzündungsmediatoren, wie beispielsweise Histamin, aus den Zellen.
- Entzündungsreaktion: Die freigesetzten Entzündungsmediatoren lösen eine Entzündungsreaktion aus, die die charakteristischen Symptome einer Allergie verursacht. Dazu gehören Hautausschläge, Juckreiz, Schwellungen, laufende Nase, Niesen, Atemnot oder Magen-Darm-Beschwerden, je nachdem, welches Gewebe betroffen ist.
- Soforttyp-Allergien und verzögerte Reaktionen: Allergien können in Soforttyp-Allergien und verzögerte Reaktionen unterteilt werden. Soforttyp-Allergien, wie Heuschnupfen oder Lebensmittelallergien, treten innerhalb kurzer Zeit nach dem Kontakt mit dem Allergen auf. Verzögerte Reaktionen können Stunden bis Tage nach der Exposition auftreten und sind typisch für bestimmte Hauterkrankungen, wie allergische Kontaktekzeme.
- Immunantwort bei Allergien: Bei Allergien handelt es sich um eine Fehlregulation der Immunantwort. Statt schädliche Erreger zu bekämpfen, reagiert die Immunabwehr übermäßig auf eigentlich harmlose Substanzen. Diese unangemessene Immunantwort ist für die allergischen Symptome verantwortlich.
- Genetische Veranlagung und Umweltfaktoren: Die Neigung zu Allergien kann genetisch bedingt sein, und Umweltfaktoren wie Exposition gegenüber Allergenen in der Kindheit können das Risiko beeinflussen. Ein komplexes Zusammenspiel von genetischen und Umweltfaktoren trägt zur Entstehung von Allergien bei.
Die Behandlung von Allergien umfasst oft die Vermeidung von Allergenen, Medikamente zur Linderung von Symptomen und in einigen Fällen Immuntherapien, die darauf abzielen, die überschiessende Reaktion der Immunabwehr zu modulieren.
Probiotika und das Immunsystem
Die gesundheitsfördernde Wirkungen von Probiotika beruht auch auf ihrem Einfluss auf die Immunabwehr. Übersichtsarbeiten zu Probiotika und dem Immunsystem zeigen, dass viele probiotische Stämme in der Lage sind, die Immunabwehr positiv zu beeinflussen (1, 2, 3)
Hier sind einige Wege, wie Probiotika das Immunsystem beeinflussen können:
- Regulation der Darmflora: Probiotika, insbesondere bestimmte Stämme von Milchsäurebakterien und Bifidobakterien, können das Gleichgewicht der Darmmikrobiota unterstützen. Eine ausgewogene Darmflora ist entscheidend für die Aufrechterhaltung einer gesunden Immunfunktion.
- Stärkung der Schleimhautbarriere: Probiotika fördern die Integrität der Darmbarriere, indem sie die Produktion von Schleim und anderen schützenden Faktoren unterstützen. Eine intakte Schleimhautbarriere ist wichtig, um das Eindringen von Krankheitserregern zu verhindern.
- Modulation der Immunantwort: Probiotika können die Aktivität von Immunzellen, wie zum Beispiel Makrophagen und natürlichen Killerzellen, modulieren. Sie beeinflussen auch die Produktion von entzündungshemmenden oder immunregulierenden Molekülen.
- Erhöhung der Antikörperproduktion: Probiotika können die Produktion von Antikörpern, insbesondere IgA, stimulieren. IgA spielt eine Schlüsselrolle bei der Abwehr von Krankheitserregern an den Schleimhäuten, einschließlich des Darms.
- Hemmung pathogener Mikroorganismen: Probiotika konkurrieren mit schädlichen Bakterien um Lebensraum und Nährstoffe im Darm. Durch diese Konkurrenz können sie das Wachstum von pathogenen Mikroorganismen hemmen.
- Verbesserung der Immunantwort auf Impfungen: Es gibt Hinweise darauf, dass die Einnahme von Probiotika die Wirksamkeit von Impfungen verbessern kann, indem sie die Immunantwort verstärken.
- Reduktion von Entzündungen: Einige Probiotika können entzündungshemmende Eigenschaften haben und helfen, übermäßige Entzündungsreaktionen zu regulieren. Dies kann wichtig sein, um chronische Entzündungen zu verhindern oder zu reduzieren.
Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass die unterstützende Wirkungen von Probiotika auf die Immunabwehrstark von der Art des verwendeten Stammes, der Dosis und der individuellen Reaktion des Körpers abhängen.
Probiotische Stämme, die das Immunsystem positiv beeinflussen können
Es gibt verschiedene Probiotika, die das Immunsystem positiv beeinflussen können. Die Wirkungen können jedoch von Person zu Person variieren, da die Reaktion des Immunsystems individuell ist.
Hier sind einige Probiotika, die für ihre potenziellen immunmodulatorischen Eigenschaften bekannt sind:
- Lactobacillus acidophilus: Dieser Bakterium ist in vielen fermentierten Milchprodukten wie Joghurt vorhanden. Er wird oft mit der Förderung einer gesunden Darmflora und der Modulation des Immunsystems in Verbindung gebracht (4).
- Bifidobacterium bifidum: Bifidobakterien sind natürliche Bewohner des menschlichen Darms. Bifidobacterium bifidum wird mit der Unterstützung der Darmgesundheit und der Stärkung des Immunsystems in Verbindung gebracht (5).
- Lactobacillus rhamnosus: Dieses Bakterium ist bekannt für seine Fähigkeit, die Immunantwort zu modulieren. Er wird oft zur Prävention von Atemwegsinfektionen und Allergien eingesetzt (6).
- Bifidobacterium longum: Ein weiterer Bifidobakterienstamm, der als förderlich für die Darmgesundheit und die Immunmodulation betrachtet wird. Er soll auch Entzündungen reduzieren können (7).
- Saccharomyces boulardii: Obwohl technisch kein Bakterium, sondern eine Hefe, wird Saccharomyces boulardii oft als Probiotikum verwendet. Es wird mit der Unterstützung der Darmgesundheit und der Vorbeugung von Durchfall in Verbindung gebracht (8).
- Lactobacillus casei: Lactobacillus casei wurde schon bezüglich seiner immunmodulatorischen Eigenschaften untersucht und kann dazu beitragen, die Aktivität von Immunzellen zu regulieren (9).
- Streptococcus salivarius: Dieses Bakterium ist in der Lage, die orale Immunantwort zu stimulieren und so vor Infekten der oberen Atemwege zu schützen (10). Auch kann Streptococcus salivarius Entzündungen im Mund wirkungsvoll eindämmen.
- Lactobacillus paracasei: Dieses Probiotikum ist unter anderem für seine immunmodulierenden Eigenschaften bekannt und wird daher häufig für die Linderung von allergischen Beschwerden eingesetzt (11).
Es ist wichtig zu beachten, dass die Wirkungen von Probiotika stark von der spezifischen Bakterienart und dem Stamm abhängen können.
Probiotika können helfen!
Das Immunsystem schützt den Körper vor Eindringlingen. Es besteht aus verschiedenen Komponenten, die zusammenarbeiten, um Infektionen abzuwehren. Im Laufe des Lebens muss sich ein Grossteil der Immunabwehr erst einmal entwickeln. In diesem Zusammenhang ist ein früher Kontakt mit einer hohen Vielfalt an Mikroorganismen wichtig für die Entwicklung einer gut funktionierenden Immunabwehr. Das Mikrobiom des Darm spielt eine wesentliche Rlle für eine funktionierende Immunabwehr. Probiotika verfügen über wirkungsvolle Mechanismen um die Immunantwort zu stimulieren und das Immunsystem in eine Balance zu bringen.
Literatur
(1) Mazziotta et al. Cells 2023 Jan; 12(1): 184.
(2) Thoda and Touraki Appl Sci 2023 13(8): 4726.
(3) Liu et al. Nutrients 2018 Oct; 10(10): 1537
(4) Vemuri et al. Nutrients 2022 Mar; 14(5): 977.
(5) O’ Callaghan et al. Front Microbiol. 2016; 7: 925.
(6) Liu et al. Indian Pediatr 2013 Apr;50(4): 377–81.
(7) Wong et al. Jornal of Functional Foods 2019 54: 506–519.
(8) Kelesidis Therap Adv Gastroenterol 2012 Mar; 5(2): 111–125.
(9) Caldeano and Perdigon Clin Vaccine Immunol 2006 Feb; 13(2): 219–226.
(10) Bertuccioli et al. Front Immunol. 2023; 14: 1129060
(11) Yan et al. N Am J Med Sci. 2013 Aug; 5(8): 465–468.