Lymphozyten: ihre Lebensdauer und Funktionsweise
Die Bestimmung des Blutbildes ist die Basis vieler Diagnosen. Die Anzahl der Lymphozyten spielt eine wichtige Rolle. Sind ihre Werte außerhalb des Normbereiches, ist dies ein Indikator für das Vorhandensein verschiedener Krankheiten. Aufgrund dieser Erkenntnis forscht der Arzt weiter, um die Wurzel des Leidens zu finden. Lymphozyten sind weiße Blutkörperchen (Leukozyten) und gehören zum Immunsystem des menschlichen Körpers.
Arten und Funktion der Lymphozyten
Befindet es sich im Ungleichgewicht, ist dies ein Zeichen für Erreger im Blut, die es angreifen. Die Lebensdauer der Lymphozyten ist je nach Art unterschiedlich. Jeder Typ erfüllt andere Aufgaben innerhalb des Immunsystems.
Die kleinsten Vertreter der Leukozyten sind die wichtigsten Träger der gezielten Immunabwehr. Sie unterteilen sich in T-Lymphozyten, B-Lymphozyten und natürliche Killerzellen. Das T steht für Thymus B für Bone Marrow(Knochenmark). Sie unterscheiden sich in Aufgaben, Bildungsorten und Aussehen. Von beiden Arten gibt es langlebige und kurzlebige Zellen, die verschiedene Funktionen erfüllen. Die Lebensdauer der Lymphozyten determiniert ihre Aufgabe im Blut.
T-Lymphozyten und ihre Aufgaben
Sie reifen im Thymus heran und sind Teil der erworbenen Immunreaktion. 70 bis 80 Prozent der gesamten Lymphozyten im Blut sind T-Lymphozyten. Ihre Bildung erfolgt im Knochenmark, wo alle weißen Blutkörperchen ihren Anfang nehmen. Ihr Durchmesser beträgt acht bis neun Mikrometer. Durch ihre Reifung im Thymus erkennen die B-Zell-Rezeptoren später nur körperfremde Antigene.
Der Körper selektiert diejenigen aus, die auf körpereigene Zellen reagieren und regt sie mittels Apoptose zum programmierten Zelltod an. Es existieren fünf verschiedene Arten von T-Lymphozyten. Jede ist auf unterschiedliche Weise an der Immunreaktion beteiligt. Sie bilden keine Antikörper und erkennen körperfremde Antigene. Dies geschieht, wenn eigene Zellen sie präsentieren. Das sind B-Lymphozyten, Monozyten, Makrophagen oder dendritische Zellen.
Zytotoxische T-Lymphozyten lösen andere Zellen auf. Sie geben das Enzym Perforin frei, das ein Teilstück der Membran der Zielzelle auflöst. Die nachher freigesetzten Enzyme führen zur Apoptose. Beim Kampf gegen Viren wirken die zytotoxischen T-Zellen effektiv mit diesem Mechanismus. Eine weitere Art der T-Lymphozyten sind die natürlichen Killer T-Zellen. Sie aktivieren die Selbstauflösung der Zielzelle. Nach dem Andocken an die Todesrezeptoren setzen sie Caspasen frei, welche den Auflösungsprozess bewirken.
T-Gedächtniszellen sind Lymphozyten mit einer Lebensdauer bis zu mehreren Jahren. Sie entstehen bei der Immunantwort und zirkulieren nach überstandener Infektion weiterhin im Blut. Kommen sie erneut in Kontakt mit dem bekämpften Antigen, lösen sie eine schnelle Immunantwort aus, ohne dass der gesamte Prozess der Erkennung und Bekämpfung erneut in seiner Gesamtheit abläuft. Eine lange Lebensdauer der Lymphozyten bietet einen lebenslangen Schutz vor derselben Infektion.
T-Helferzellen unterstützen den Abwehrprozess im Hintergrund. Sie schütten Zytokine aus, welche Makrophagen aktivieren. Diese wiederum regen B-Zellen an, Antikörper zu bilden, die eine Entzündungsreaktion auslösen. Die regulatorischen T-Zellen regulieren die Immunantwort bei körpereigenen Zellen. Bei der Verhinderung einer Autoimmunkrankheit spielen sie eine wichtige Rolle, da sie die Reaktionen im Körper im Gleichgewicht halten.
B-Lymphozyten und ihre Funktion
Sie entstehen und reifen im Knochenmark und machen 15 Prozent aller Lymphozyten im Blut aus. Die B-Lymphozyten gehören zum spezifischen humoralen Immunsystem. Ein Teil entwickelt sich beim Kontakt mit einem Fremdkörper zu Plasmazellen. Dies sind Lymphozyten mit einer Lebensdauer von zwei bis drei Tagen. Sie bilden Antikörper gegen die Fremdkörper. Der andere Teil der B-Lymphozyten entwickelt sich zu Gedächtniszellen. Die Lebensdauer dieser Lymphozyten beträgt mehrere Jahre. Sie behalten die Fähigkeit, lebenslang dieselben Antikörper zu bilden.
Eine reife B-Zelle zirkuliert im Blutkreislauf und im lymphatischen System. Der Kontakt mit einem Antigen bindet dieses am B-Zell-Rezeptor. In dem Moment, wo eine T-Helferzelle das Antigen als körperfremd erkennt, aktiviert sie in der B-Zelle die Bildung von Antikörpern. Die T-Helferzelle bindet am Haupthistokompatibilitätskomplex der B-Zelle sowie am Oligopeptid, das der B-Lymphozyt auf der Oberfläche präsentiert. Er macht dies stellvertretend für das bereits gebundene Antigen. Dies ist die Überprüfung, ob es sich um ein fremdes Antigen handelt.
Der B-Lymphozyt wandert nach seiner Aktivierung zum nächstgelegenen Lymphknoten. Dort beginnt die Vermehrung von Plasmazellen, welche die Antikörper bilden. Ein kleiner Teil der B-Lymphozyten entwickelt sich zu Gedächtniszellen, den Lymphozyten mit einer Lebensdauer von mehreren Jahren. Gelangt das spezifische Antigen nach langer Zeit wieder in den Körper reifen die Gedächtniszellen in einem schnellen Verfahren zu antikörperbildenden Effektorzellen heran. Der Prozess der Bekämpfung kürzt sich ab, da der Bauplan des Antigens den Zellen bekannt ist.
Wozu dienen die natürlichen Killerzellen?
Die dritte Unterart der Lymphozyten sind die natürlichen Killerzellen. Lymphatische Vorläuferzellen im Knochenmark sind für ihre Bildung verantwortlich. Sie leiten bei verschiedenen feindlichen Zellen die Apoptose ein. Dazu gehören entartete Tumorzellen und von einem viralen Erreger befallene Zellen. In ihrer Membran sitzen genetisch festgelegte Rezeptoren zur Erkennung von Peptidketten. Signalproteine von eigenen Körperzellen führen nicht zu einer Aktivität der natürlichen Killerzellen, da sie diese als solche erkennen. Nur fremde Signalproteine führen zu ihrer Aktivität. Im Gegensatz zu den T-Lymphozyten erkennen sie fremde Zellen nicht über einen Antigen-Antikörper-Komplex.
Die natürlichen Killerzellen erfüllen eine unverzichtbare Aufgabe im Immunsystem. Sie erkennen mutierte Zellen, die an den T-Lymphozyten unbemerkt vorbeiziehen. Sie leiten die Apoptose bei körpereigenen Zellen nur ein, wenn etwas in der Peptidkette auf der Zelloberfläche fehlt und nicht bei etwas Zusätzlichem. Sie bilden die Ergänzung zu den T-Lymphozyten und sichern das Immunsystem doppelt ab.
Zytotoxische T-Lymphozyten zur Krebsbekämpfung einsetzen
Ein Forschungslabor stellte T-Lymphozyten mit einer Lebensdauer her, die als überdurchschnittlich gilt. Das Ziel ist es, dank ihrer positiven Eigenschaften, gepaart mit ihrer Langlebigkeit Krebs effektiv zu bekämpfen. Der Beginn bildeten weiße Blutkörperchen, welche die Forscher in einen Embryonalzustand zurück programmierten. Der Körper ist nicht in der Lage, diese Art von Zellen herzustellen.
Schon einige Jahre sind zytotoxische T-Lymphozyten Gegenstand der Krebsforschung. Eine effiziente Therapie zu erarbeiten, gelang bis jetzt nicht, da die Lebensdauer der Lymphozyten zu kurz ist. Hiroshi Kawamoto und seiner Forschergruppe gelang es, diese zu erhöhen. Die Zurückverwandlung in iPS-Zellen und die Verwandlung in neuartige Killerzellen führte dazu, dass sie in einem Test über 90 Prozent der Hautkrebszellen erkannten und bekämpften. Falls die regenerierten T-Lymphozyten im menschlichen Körper spezifisch Tumorzellen erkennen und abtöten, wäre die Basis für eine neuartige, wirkungsvolle Krebstherapie vorhanden.
