Das Immunsystem ist in zwei miteinander verbundene Zweige unterteilt: Die angeborene Immunität sorgt für eine sofortige, unspezifische Abwehr, während die adaptive Immunität einen verzögerten, aber hochspezifischen und langanhaltenden Schutz gegen Krankheitserreger bietet.
Angeborene Immunität
Das angeborene Immunsystem ist die erste Verteidigungslinie und reagiert innerhalb von Minuten bis Stunden nach einer Infektion. Es erkennt konservierte molekulare Muster, die breite Krankheitserregerklassen gemeinsam haben. Zu den physikalischen Barrieren gehören die Haut (keratinisiertes Epithel, antimikrobielle Peptide), Schleimhautoberflächen (Schleim, Flimmerhärchen), Magensäure und Lysozym in Tränen und Speichel. Zu den zellulären Komponenten gehören Neutrophile (Phagozytose, NETs), Makrophagen (Phagozytose, Zytokinproduktion), dendritische Zellen (Antigenpräsentation), natürliche Killerzellen (NK-Zellen, die virusinfizierte Zellen und Tumorzellen abtöten), Eosinophile (Antiparasiten) und Mastzellen (Allergie, Entzündung). Zu den Mustererkennungsrezeptoren (PRRs) gehören Toll-like-Rezeptoren (TLRs), die LPS, Flagellin und Nukleinsäuren erkennen; NOD-ähnliche Rezeptoren (NLRs), die intrazelluläre Krankheitserreger erkennen; RIG-I-ähnliche Rezeptoren (RLRs), die virale RNA erkennen; und C-Typ-Lektinrezeptoren, die Pilzkohlenhydrate erkennen. Das Komplementsystem ist eine Kaskade von Serumproteinen, die Krankheitserreger opsonisieren, Entzündungszellen rekrutieren und Mikroben über den Membranangriffskomplex (MAC) direkt lysieren.
Akute Entzündung
Eine Entzündung ist durch Rötung, Hitze, Schwellung, Schmerzen und Funktionsverlust gekennzeichnet, die auf eine erhöhte Gefäßpermeabilität, Leukozytenrekrutierung und Mediatorenfreisetzung zurückzuführen sind. Chemokine und Zytokine (TNF-alpha, IL-1, IL-6, IL-8) koordinieren die Entzündungsreaktion und rekrutieren Neutrophile und Makrophagen an die Infektionsstelle. Die Akute-Phase-Reaktion umfasst Fieber, erhöhte Akut-Phase-Proteine (CRP, Serum-Amyloid A) und Leukozytose.
Adaptive Immunität
Adaptive Immunität zeichnet sich durch Spezifität, Diversität, Gedächtnis und Selbst-/Nicht-Selbst-Unterscheidung aus. Es entwickelt sich über Tage und bessert sich bei wiederholter Exposition. Bei der humoralen Immunität produzieren B-Zellen Antikörper, die Toxine neutralisieren, Krankheitserreger opsonisieren, Komplement aktivieren und die Anheftung von Krankheitserregern an Wirtszellen verhindern. Bei der zellvermittelten Immunität erkennen T-Zellen Peptidantigene, die von MHC-Molekülen präsentiert werden. CD4+-Helfer-T-Zellen (Th1, Th2, Th17, Tfh, Treg) koordinieren Immunantworten, während CD8+-zytotoxische T-Zellen infizierte Zellen abtöten.
Antigen-Präsentation
MHC-Klasse-I-Moleküle präsentieren CD8+-T-Zellen endogene Antigene (zytosolische Proteine, virale Antigene) und werden auf allen kernhaltigen Zellen exprimiert. MHC-Klasse-II-Moleküle präsentieren CD4+-T-Zellen exogene Antigene (phagozytierte Krankheitserreger) und werden auf professionellen Antigen-präsentierenden Zellen (dendritische Zellen, Makrophagen, B-Zellen) exprimiert. Durch die Kreuzpräsentation können dendritische Zellen exogene Antigene auf MHC-Klasse I präsentieren, um CD8+ T-Zellen zu aktivieren, was für die Immunität gegen Viren und Tumoren von entscheidender Bedeutung ist.
Entwicklung und Selektion von Lymphozyten
B-Zellen entwickeln sich im Knochenmark, während sich T-Zellen in der Thymusdrüse entwickeln. Beide durchlaufen eine V(D)J-Rekombination, um verschiedene Antigenrezeptoren zu erzeugen. Die zentrale Toleranz eliminiert selbstreaktive Lymphozyten durch negative Selektion: T-Zellen, die Selbstantigene mit hoher Affinität erkennen, unterliegen der Apoptose. Periphere Toleranzmechanismen (Anergie, regulatorische T-Zellen, Immunprivileg) verhindern eine Autoimmunität gegen Selbstantigene, die nicht im Thymus vorhanden sind.
Gedächtnis und sekundäre Antworten
Nach einer Infektion oder Impfung bleiben Gedächtnis-B- und T-Zellen jahrzehntelang bestehen und ermöglichen schnellere und stärkere Reaktionen bei erneuter Exposition (sekundäre Reaktion). Gedächtnis-B-Zellen produzieren Antikörper mit höherer Affinität und wechseln zu IgG, IgA oder IgE. Geweberesidente Gedächtnis-T-Zellen (TRM) bieten schnellen Schutz an Barrierestellen, während zentrale Gedächtnis-T-Zellen (TCM) durch lymphatische Organe zirkulieren.
Koordination zwischen angeborener und adaptiver Immunität
Dendritische Zellen überbrücken die angeborene und adaptive Immunität, indem sie zu Lymphknoten wandern und naiven T-Zellen Antigene präsentieren. Die Komplementaktivierung verstärkt die Antikörperreaktionen und Antikörper verstärken die Komplement- und NK-Zellaktivität über Fc-Rezeptoren. Zytokine aus angeborenen Zellen (IL-12, Typ-I-Interferone, IL-1) prägen die Differenzierung adaptiver T-Zell-Antworten.
