Immunsystem

Das Immunsystem ist ein Netzwerk aus biologischen Systemen, die einen Organismus vor fremden Substanzen oder Lebewesen schützen. Es erkennt und reagiert auf eine Vielzahl von Krankheitserregern, wie Viren, Pilzen, Bakterien und Parasiten, einzellige (z. B. Protozoen wie Plasmodien) oder mehrzellige Parasiten (z. B. Bandwürmer) - und unterscheidet sie vom eigenen gesunden Gewebe des Organismus. Die Immunabwehr ist ein komplexes System bei höher entwickelten Lebewesen, in dem verschiedene Organe, Zelltypen und Moleküle interagieren. Viele Arten haben zwei große Subsysteme des Immunsystems. Das angeborene Immunsystem bietet eine vorkonfigurierte Reaktion auf breite Gruppen von Situationen und Reizen. Das adaptive Immunsystem bietet eine gelernte maßgeschneiderte Reaktion auf Reize, die das Immunsystem gelernt hat, um Moleküle wieder zu erkennen, auf die es zuvor gestoßen ist. Beide verwenden Moleküle und Zellen, um ihre Funktion zu erfüllen.

Das Immunsystem des Menschen hat sehr ausgefeilte Abwehrmechanismen entwickelt, um Krankheitserreger sehr effizient zu erkennen. Die adaptive, erworbene Immunität erzeugt ein immunologisches Gedächtnis, das zu einer verstärkten Reaktion auf nachfolgende Begegnungen mit demselben Erreger führt. (Auf diesem Prinzip beruhen Impfungen).

Funktionsstörungen des Immunsystems können Autoimmunerkrankungen und entzündliche Erkrankungen verursachen. Immunschwäche tritt auf, wenn das Immunsystem weniger aktiv ist als normal, was zu wiederkehrenden und lebensbedrohlichen Infektionen führen kann. Viele Ursachen können zu einer Immunschwäche führen. Autoimmunerkrankungen entstehen aus einem hyperaktiven Immunsystem, das eigenes Gewebe angreift, als wäre es fremdes Gewebe.

Das Immunsystem schützt seinen Wirt - also den Menschen - vor Infektionen mit geschichteten Abwehrkräften mit zunehmender Spezifität. Physikalische Barrieren verhindern, dass Krankheitserreger wie Pilze, Bakterien und Viren in den Organismus eindringen können. Wenn ein Erreger diese Barrieren durchbricht, bietet das angeborene Immunsystem eine sofortige, aber unspezifische Reaktion. Wenn Krankheitserreger dieser angeborenen Reaktion erfolgreich ausweichen, besitzen Wirbeltiere eine zweite Schutzschicht, das adaptive Immunsystem, das durch die angeborene Reaktion aktiviert wird. Hier passt das Immunsystem seine Reaktion während einer Infektion an, um die Erkennung des Erregers zu verbessern. Diese verbesserte Reaktion wird beibehalten, nachdem der Erreger eliminiert wurde in Form eines immunologischen Gedächtnisses. Es ermöglicht dem adaptiven Immunsystem, bei jedem späteren Auftreten dieses Erregers schneller und stärker anzugreifen.

Sowohl die angeborene als auch die adaptive Immunität hängen von der Fähigkeit des Immunsystems ab, zwischen Selbst- und Nicht-Selbstmolekülen zu unterscheiden. In der Immunologie sind Selbstmoleküle Bestandteile des Körpers eines Organismus, die vom Immunsystem von Fremdstoffen unterschieden werden können. Umgekehrt sind Nicht-Selbstmoleküle diejenigen, die als Fremdmoleküle erkannt sind. Das Immunsystem ist so in der Lage, zwischen „selbst“ und „nicht selbst“ zu unterscheiden und eliminiert potenziell schädliche fremde Moleküle und Zellen aus dem Körper. Darüber hinaus erkennt und zerstört es abnormale Zellen körpereigenen Gewebes. Jede Substanz, die vom Immunsystem als fremd erkannt werden kann, wird als Antigen bezeichnet. Ein Antigen ist ein Molekül, das eine Immunantwort auslöst. Antigene kommen häufig auf der Oberfläche von Pathogenen wie Pilzen, Bakterien und Viren vor.

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"Diet modulates the gut microbiome, which in turn can impact the immune system. Here, we determined how two microbiota-targeted dietary interventions, plant-based fiber and fermented foods, influence the human microbiome and immune system in healthy adults. Using a 17-week randomized, prospective study (n = 18/arm) combined with -omics measurements of microbiome and host, including extensive immune profiling, we found diet-specific effects. The high-fiber diet increased microbiome-encoded glycan-degrading carbohydrate active enzymes (CAZymes) despite stable microbial community diversity. Although cytokine response score (primary outcome) was unchanged, three distinct immunological trajectories in high-fiber consumers corresponded to baseline microbiota diversity. Alternatively, the high-fermented-food diet steadily increased microbiota diversity and decreased inflammatory markers."

Thymus

Der Thymus gehört zum sogenannten lymphatischen System und erfüllt wichtige Funktionen innerhalb der körpereigenen Abwehr. Mit zunehmendem Alter nehmen Größe und Gewicht des Thymus ab. T-Lymphozyten sind Teil des erworbenen Immunsystems, eine Art weißer Blutkörperchen. Sie sind für die Immunabwehr von zentraler Bedeutung. Sie entwickeln sich in den frühen Lebensjahren im Thymus, einem lymphatischen Organ, das im Brustkorb hinter dem Brustbein liegt. Der Thymus schult quasi die T-Lymphozyten. Dieser Prozess ist hochkomplex und wird durch sogenannte Thymuspeptide gesteuert. Diese winzigen Eiweißstoffe sind gewissermaßen das Lehrmaterial, mit dem die Immunzellen geschult werden. Hier entscheidet sich, wie effektiv der Körper später auf Krankheitserreger reagieren kann. Ein gut geschulter T-Lymphozyt erkennt einen Virus problemlos. Im Falle einer mit einem Virus infizierten Zelle werden dadurch vermehrt virale Peptide präsentiert, welche wiederum von spezifisch geprägten Zytotoxischen T-Zellen erkannt werden. Die Immunantwort wird so im infizierten Bereich verstärkt, der Angriff wird koordiniert, ohne dabei gesundes Gewebe zu zerstören. Die Unterscheidung zwischen „Selbst“ und „Nicht-Selbst“ ist ein hochkomplexer Prozess und diese Präzision in der Unterscheidung ist es, die uns vor schweren Krankheitsverläufen schützt und gleichzeitig sicherstellt, dass wir keine Allergien oder Fehlreaktionen gegen uns selbst entwickeln. Allerdings verliert der Thymus im Laufe des Alters an Funktion und lässt immer weniger T-Zellen heranreifen mit der Folge, dass die Immunabwehr schwächer wird.

Obwohl der Thymus manchmal als Drüse bezeichnet wird, ist er nicht wie eine Drüse strukturiert.

Der Thymus nimmt mit dem Alter an Größe und Funktion ab. Dieser Prozess wird als altersbedingte Thymusinvolution (Thymusschrumpfung) bezeichnet, die im ersten Lebensjahr eingeleitet wird und bis zum Tod mit einer signifikant beschleunigten Progression nach der Pubertät fortschreitet. 18 Studien haben gezeigt, dass das Thymusepithelzellen-Kompartiment vom ersten Lebensjahr mit einer Rate von etwa drei Prozent pro Jahr bis zum Alter von 35-45 Jahren abnimmt, parallel zu einer Erweiterung des perivaskulären Raums, die sich nach und nach mit Adipozyten und peripheren Lymphozyten füllt. Danach nimmt das Thymusepithelzellen-Kompartiment mit einer jährlichen Rate von etwa einem Prozent ab, was zu einem hypothetischen, nicht funktionierenden Thymus im Alter von 105 Jahren führt. Jüngste Beweise deuten jedoch darauf hin, dass Überhundertjährige immer noch naive T-Zellen produzieren, die zu einem vielfältigen, naiven Repertoire von T-Zellen beitragen.

Lesen Sie hier weiter: Strategies for thymus regeneration and generating thymic organoids https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2468498821000159

Es gibt Versuche mit von außen zugeführten Thymusextrakten die Immunabwehr des Organismus anzuregen.

Lesen Sie hier weiter: https://www.nature.com/articles/s41586-022-04752-8 oder hier und hier und hier.

Sex Steroidablation (SSA) bei jungen und erwachsenen Mäusen haben eine thymische Verjüngung gezeigt, die den Beitrag von Sexualhormonen unterstreicht. Eine anschließende klinische Studie mit SSA in einer älteren Kohorte von Prostatakrebspatienten ergab eine erhöhte thymische Funktion nach der Behandlung mit einem LHRH-Agonisten, der mit einer Zunahme von naiven CD4 + und CD8 + T-Zellen und NK-Zellen verbunden war.

Immunantwort auf UV-Licht

Das UV-Licht der Sonne löst eine komplexe Immunantwort in freiliegender Haut aus. Nach einer geringen Bestrahlung mit UV-B-Licht nehmen T-Zellen zunächst in der äußeren Hautschicht ab, mit einem Minimum um den vierten Tag. Dann aber passiert Interessantes: Eine signifikante Welle von Gedächtnis-T-Zellen strömt in die Haut ein und erreicht etwa am 14ten Tag nach der Exposition ein Maximum. Dabei handelt es sich um erfahrene Immunzellen, die schon Bedrohungen erfahren haben. Dies kann dazu beitragen, die lokale Immunabwehr zu stärken.

Gleichzeitig verändert die UV-Exposition das Verhalten von antigenpräsentierenden Zellen (APC) in der Haut, die für das Kenntlichmachen von Eindringlingen für das Immunsystem verantwortlich sind. Antigenpräsentierende Zellen nehmen Allergenmoleküle auf und bauen sie zu Fragmenten, zu kleinen Polypetiden ab, die antigenisch wirksam sind. Der Nettoeffekt ist eine vorübergehende Umschichtung der Immunressourcen. Dies scheint ein Grund zu sein, warum eine moderate Sonneneinstrahlung andere Immunwirkungen zu haben scheint als ständige Sonnenaussetzung. Kurze Dosen mobilisieren Schutzzellen, während übermäßiges UV-Licht die lokale Immunität sogar reduzieren kann.

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