Immunsystem

Lymphozyten, dendritische Zellen und Plasmazellen

Woher Lymphozyten und dendritische Zellen stammen, welcher Abwehr sie angehören und wie aus B-Lymphozyten antikörperbildende Plasmazellen werden.

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Das Wichtigste in Kürze5 Punkte
  • Lymphozyten und dendritische Zellen stammen von der hämatopoetischen Stammzelle ab: B- und T-Lymphozyten aus der lymphatischen, dendritische Zellen aus der myeloischen Reihe.
  • B- und T-Lymphozyten, Plasmazellen, B- und T-Zell-Rezeptoren, Interleukin-2-Rezeptoren und Immunglobuline gehören zur adaptiven Abwehr.
  • Dendritische Zellen phagozytieren Erreger im Gewebe und aktivieren im Lymphknoten als einzige Zellen naive T-Helferzellen über MHC-II-Peptid an TCR und B7 an CD28.
  • Aktivierte B-Lymphozyten differenzieren mit T-Zell-Hilfe zu Plasmazellen, die Antikörper bilden und sezernieren, und zu Gedächtnis-B-Zellen.
  • T-Lymphozyten werden nie zu Plasmazellen und sezernieren keine Antikörper.

Worum es geht

Das Immunsystem arbeitet mit einer schnellen, angeborenen und einer langsameren, erworbenen Abwehr. Diese Einheit ordnet die Lymphozyten und dendritischen Zellen diesen Zweigen zu und erklärt, wie Antikörper entstehen. Das ist die Grundlage, um Impfstoffe, Immunsuppressiva und therapeutische Antikörper wie Adalimumab zu verstehen.

Herkunft der Immunzellen

Alle Immunzellen stammen von der hämatopoetischen Stammzelle im Knochenmark ab. Ihre Nachkommen teilen sich früh in zwei Linien. Aus der lymphatischen Reihe entstehen B-Lymphozyten, T-Lymphozyten und natürliche Killerzellen. Die myeloische Reihe liefert Granulozyten, Monozyten und Makrophagen, Mastzellen und dendritische Zellen, außerdem Erythrozyten und Thrombozyten. Die einzelnen Leukozytenarten stellt die Einheit Leukozyten: Herkunft, Phagozyten und Entzündung vor.

Baumdiagramm der Blutbildung von der hämatopoetischen Stammzelle über lymphatische und myeloische Vorläufer zu den einzelnen Immunzellen

Aus einer Stammzelle zwei Reihen: Die Farbe zeigt, welche Zellen zur angeborenen und welche zur adaptiven Abwehr gehören.

Die Herkunft legt nicht fest, zu welchem Abwehrzweig eine Zelle gehört. Natürliche Killerzellen stammen aus der lymphatischen Reihe, arbeiten aber angeboren. Entscheidend ist die Art der Erkennung.

A Angeborene Immunität

Von Geburt an vorhanden. Erkennt wiederkehrende Molekülmuster vieler Erreger mit festgelegten Rezeptoren. Reagiert in Minuten bis Stunden und bildet kein Gedächtnis. Beispiele: Granulozyten, Makrophagen, Mastzellen, natürliche Killerzellen.

B Adaptive Immunität

Im Leben erworben und spezifisch. Erkennt ein einzelnes Antigen mit individuell gebildeten Rezeptoren. Braucht beim ersten Kontakt Tage und bildet ein Gedächtnis. Beispiele: B- und T-Lymphozyten, Plasmazellen.

Ein Antigen ist eine Struktur, die ein B-Zell-Rezeptor, ein Antikörper oder ein T-Zell-Rezeptor spezifisch bindet. T-Zellen erkennen Antigen aber nicht frei. Sie brauchen Bruchstücke, die ihnen eine andere Zelle auf der Oberfläche zeigt. Diesen Vorgang nennt man Antigenpräsentation.

📖 Definition: Antigenpräsentierende Zelle

Eine antigenpräsentierende Zelle (APC) nimmt Antigen auf, zerlegt es zu Peptiden und zeigt diese auf MHC-Molekülen den T-Zellen. Professionelle APC sind dendritische Zellen, Makrophagen und B-Lymphozyten.

Lymphozyten

B- und T-Lymphozyten sind die Zellen der adaptiven, also erworbenen oder spezifischen Abwehr. Beide entstehen aus lymphatischen Vorläuferzellen im Knochenmark. B-Lymphozyten reifen dort auch aus. Die Vorläufer der T-Lymphozyten wandern dagegen in den Thymus und reifen dort heran. Mehr dazu steht unter Lymphatische Organe und Gewebe.

Jeder Lymphozyt trägt einen Rezeptor für genau ein Antigen. Trifft er darauf, teilt er sich und bildet einen Klon gleichartiger Zellen. Diese Spezifität macht auch die Rezeptoren und Produkte der Lymphozyten zu adaptiven Bausteinen:

Komponente Ort Aufgabe
B-Zell-Rezeptor Membran des B-Lymphozyten bindet ein bestimmtes Antigen
T-Zell-Rezeptor Membran des T-Lymphozyten erkennt präsentiertes Peptid auf MHC
Interleukin-2-Rezeptor aktivierte T-Lymphozyten vermittelt das Wachstumssignal für die klonale Vermehrung
Plasmazelle Gewebe, Knochenmark bildet und sezerniert Antikörper
Immunglobuline (Antikörper) Blut, Gewebsflüssigkeit, Schleimhäute binden Antigen in Körperflüssigkeiten

Anders als die Mustererkennungsrezeptoren der angeborenen Abwehr erkennen diese Rezeptoren keine allgemeinen Erregermuster. Der Interleukin-2-Rezeptor gehört zur adaptiven Seite, weil er die Vermehrung aktivierter T-Lymphozyten antreibt. Antikörper stammen immer aus der B-Zell-Linie, nie aus Zellen der angeborenen Abwehr.

Dendritische Zellen

Dendritische Zellen sitzen als Wächter in Haut und Schleimhäuten. Ihre langen, verzweigten Fortsätze geben ihnen den Namen. Sie können phagozytieren und nehmen Erreger und Zelltrümmer direkt im Gewebe auf. In der Oberhaut heißen sie Langerhans-Zellen.

Nach der Aufnahme ändert die Zelle ihr Programm. Sie zerlegt das Antigen und wandert über die Lymphbahn in den nächsten Lymphknoten. Dort trifft sie auf naive T-Helferzellen. Das sind CD4-positive T-Zellen, die ihrem Antigen noch nie begegnet sind. Man kann sich die dendritische Zelle wie eine Kurierin vorstellen, die ein Beweisstück vom Tatort zur Wache bringt.

Zur Aktivierung braucht die naive T-Helferzelle zwei Signale gleichzeitig:

  • Signal 1: Das Peptid auf MHC-II bindet an den passenden T-Zell-Rezeptor.
  • Signal 2: Das kostimulierende Molekül B7 der dendritischen Zelle bindet an CD28 der T-Zelle.

Fehlt Signal 2, bleibt die T-Zelle inaktiv. Wie T-Zell-Rezeptor und MHC genau zusammenspielen, erklärt T-Lymphozyten: MHC-Erkennung und Effektorfunktionen.

Schema einer dendritischen Zelle, die aus der Haut in einen Lymphknoten wandert und dort mit einer T-Helferzelle über zwei Rezeptorpaare in Kontakt tritt

Die dendritische Zelle sammelt im Gewebe Antigen und aktiviert im Lymphknoten naive T-Helferzellen über Signal 1 und Signal 2.
💡 Merke

Naive T-Helferzellen aktiviert nur die dendritische Zelle. Makrophagen und B-Lymphozyten präsentieren Antigen nur T-Zellen, die bereits aktiviert sind.

Granulozyten und Mastzellen wirken über Phagozytose und freigesetzte Mediatoren wie Histamin. Natürliche Killerzellen töten infizierte Zellen direkt. Naiven T-Helferzellen präsentiert keine dieser Zellen Antigen. Auch im Gehirn übernehmen dendritische Zellen nicht das Fressen. Diese Aufgabe hat dort die Mikroglia.

Plasmazellen

Ein naiver B-Lymphozyt erkennt sein Antigen mit dem B-Zell-Rezeptor, einem membrangebundenen Antikörper. Für eine volle Antwort braucht er meist die Hilfe einer aktivierten T-Helferzelle, die dasselbe Antigen erkennt. Dann läuft die Differenzierung in vier Schritten ab.

  1. Antigenbindung: Der B-Zell-Rezeptor bindet das Antigen. Die B-Zelle nimmt es auf und präsentiert Peptide auf MHC-II.
  2. T-Zell-Hilfe: Eine aktivierte T-Helferzelle bindet mit dem CD40-Liganden an CD40 der B-Zelle und gibt Cytokine ab.
  3. Klonale Expansion: Die aktivierte B-Zelle teilt sich vielfach. Es entsteht ein Klon mit gleicher Spezifität.
  4. Differenzierung: Ein Teil der Zellen wird zu Plasmazellen, ein anderer zu langlebigen Gedächtnis-B-Zellen.

Ablaufschema der Differenzierung eines B-Lymphozyten über Aktivierung und Teilung zu Plasmazellen, die Y-förmige Antikörper abgeben

Vom B-Lymphozyten zur Antikörperfabrik: Mit T-Zell-Hilfe entstehen Plasmazellen und Gedächtnis-B-Zellen.

Die Plasmazelle ist die Antikörperfabrik des Körpers. Sie bildet Antikörper mit derselben Spezifität wie der B-Zell-Rezeptor ihrer Mutterzelle und sezerniert sie in großer Menge. Dafür besitzt sie sehr viel raues endoplasmatisches Retikulum und einen exzentrisch gelegenen Kern. Aufbau und Klassen der Antikörper behandeln Antikörper und Immunglobulinklassen.

T-Lymphozyten gehen einen anderen Weg. Sie differenzieren nie zu Plasmazellen und sezernieren keine Immunglobuline. Ihr T-Zell-Rezeptor bleibt immer in der Membran. T-Zellen wirken über direkten Zellkontakt und Cytokine. Sie helfen der B-Zelle, doch die Antikörper bildet allein die Plasmazelle.

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Aussage 1

Der Interleukin-2-Rezeptor wird der adaptiven Immunabwehr zugeordnet.

Er sitzt auf aktivierten T-Lymphozyten und treibt deren klonale Vermehrung an. Er ist kein Mustererkennungsrezeptor der angeborenen Abwehr.

Aussage 2

Makrophagen wandern mit aufgenommenem Antigen in den Lymphknoten und starten dort die Aktivierung naiver T-Helferzellen.

Naive T-Helferzellen aktivieren nur dendritische Zellen. Makrophagen präsentieren Antigen nur bereits aktivierten T-Zellen.

Aussage 3

Plasmazellen gehen aus aktivierten B-Lymphozyten hervor und geben Antikörper ab.

Nach Antigenkontakt, T-Zell-Hilfe und klonaler Expansion differenzieren B-Lymphozyten zu Plasmazellen, die Antikörper sezernieren.

Aussage 4

Dendritische Zellen sind die ortsständigen Fresszellen des Gehirns.

Die Fresszellen des Gehirns sind die Mikroglia. Dendritische Zellen phagozytieren vor allem in Haut und Schleimhäuten.

Aussage 5

Aktivierte T-Helferzellen können sich selbst zu antikörperbildenden Plasmazellen umwandeln.

T-Lymphozyten werden nie zu Plasmazellen und sezernieren keine Antikörper. Sie helfen nur der B-Zelle, die dann zur Plasmazelle wird.

Aussage 6

Natürliche Killerzellen stammen aus der lymphatischen Reihe, gehören aber zur angeborenen Abwehr.

Die Herkunft legt den Abwehrzweig nicht fest. NK-Zellen sind lymphatischen Ursprungs, erkennen aber ohne antigenspezifische Rezeptoren.

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