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Immunsystem und Infektionen

Die Organe des Immunsystems

Das menschliche Immunsystem ist ein ausgeklügeltes und fein abgestimmtes Schutznetz, das sich durch den gesamten Körper zieht.

Zu diesem Schutzsystem zählen essenzielle Organe wie das Knochenmark, der Thymus, die Milz, die Mandeln und die Lymphknoten, sowie bestimmte Arten von weißen Blutzellen, bekannt als Leukozyten.

Diese Leukozyten, die in verschiedene Zellarten wie Granulozyten, Makrophagen und NK-Zellen (natürliche Killerzellen) eingeteilt werden, sind entscheidend für die Immunreaktion.

Die körpereigene Abwehr gliedert sich in eine angeborenes und eine erworbenes Immunsystem, die beide eng miteinander verbunden sind und einander unterstützen.

Das körpereigene Schutzsystem: Ein komplexes Zusammenspiel

Haut und Schleimhäute

Die äußere Schutzschicht unseres Körpers, insbesondere der saure Schutzmantel der Haut, bildet eine entscheidende Verteidigungslinie des Immunsystems. Bei optimaler Gesundheit stellt sie eine unüberwindbare Barriere für Viren und Bakterien dar. Im Mundbereich schützt die Schleimhaut vor dem Eindringen von Krankheitserregern, während in der Nase zusätzlich Flimmerhärchen zur Reinigung der Atemluft von Fremdpartikeln beitragen.

Gaumen und Mandeln

Unsere Rachenmandeln fungieren als vorgeschobene Wachposten des Immunsystems, die sämtliche bakteriellen und viralen Eindringlinge abfangen müssen, bevor diese tiefer in unseren Körper eindringen können.

Lymphsystem

Das Lymphsystem ist der zentrale Mechanismus unseres Körpers für den Abtransport von Krankheitserregern und abnormen Zellen. Es setzt sich aus lymphatischen Organen und Lymphbahnen zusammen, die eine Schlüsselrolle in der Architektur unseres Immunsystems spielen. Parallel zu den Blutgefäßen angeordnet, transportieren die Lymphgefäße Gewebeflüssigkeit – die Lymphe –, die reich an für die Immunabwehr kritischen Lymphozyten ist. Lymphknoten agieren als Filterstationen zur Säuberung der Lymphe. Geschwollene Lymphknoten signalisieren daher oft eine aktive Abwehrreaktion des Körpers gegen eine Infektion.

Thymus

Die Hauptaufgabe der primären lymphatischen Organe ist es, die Zellen zu formen und zu entwickeln, die für die Immunantwort verantwortlich sind. Zu diesen Organen zählen das Knochenmark und der Thymus. Der Thymus fungiert als eine Art Ausbildungsakademie für Immunzellen, wo T-Lymphozyten, ein wesentlicher Bestandteil des adaptiven Immunsystems, trainiert werden, zwischen körpereigenen und fremden Zellen zu differenzieren.

Milz

Die Milz erfüllt drei essenzielle Aufgaben im Rahmen der körpereigenen Abwehrmechanismen. Sie dient als Brutstätte für Lymphozyten, die eine zentrale Rolle in der Bekämpfung von Antigenen spielen. Zusätzlich dient sie als Reservoir für Monozyten, auch bekannt als Fresszellen, und fungiert als Filter für die Aussortierung alter roter Blutzellen aus dem Kreislauf.

Knochenmark

Das Knochenmark ist der Ort, an dem die Produktion der roten und weißen Blutzellen sowie der Thrombozyten stattfindet. Diese Blutplättchen sind entscheidend, um bei Verletzungen Blutungen zu stoppen und tragen somit zur Wundheilung bei. Dieser Prozess im Inneren der Knochen spielt eine zentrale Rolle für eine effektive Immunreaktion. Weiße Blutzellen werden in B- und T-Zellen unterteilt, wobei einige von ihnen zu Gedächtniszellen heranreifen. Diese können bei erneutem Kontakt mit einem bekannten Antigen rasch reagieren und so oft innerhalb von Stunden eine Infektion abwehren. Allerdings ist dieser Mechanismus nicht gegen alle Erreger wirksam, da manche nur eine allgemeine Immunantwort hervorrufen, die keine langfristige Immunität durch Gedächtniszellen ermöglicht.

Darm

Der Darm, mit seinen beeindruckenden acht Metern Länge und einer Oberfläche von 400 Quadratmetern, stellt nicht nur das umfangreichste, sondern auch das zentrale Immunorgan unseres Körpers dar. Seine Hauptaufgabe besteht darin, Nährstoffe aus der Nahrung zu extrahieren und diese in unseren Blutkreislauf einzuspeisen. Über seine Rolle in der Verdauung hinaus, spielt der Darm eine kritische Rolle für das Immunsystem; rund 80 Prozent der Immunzellen sind im darmassoziierten Immunsystem angesiedelt. Die Darmmikrobiota, die unter anderem das Immunsystem beeinflusst, ist essentiell für dessen ordnungsgemäße Funktion. Daraus folgt, dass eine Stärkung des Immunsystems maßgeblich über den Darm erfolgen kann.

Das angeborene Immunsystem

Das angeborene Immunsystem ist die erste Verteidigungslinie gegen Krankheitserreger und reagiert universell auf alle Arten von Eindringlingen.

Es kann unverzüglich aktiv werden, beispielsweise, um Bakterien, die über eine Verletzung in die Haut gelangen, binnen Stunden zu identifizieren und zu eliminieren.

Jedoch hat das angeborene Immunsystem seine Grenzen bei der Eindämmung der Verbreitung von Keimen.

Die angeborene Abwehr besteht aus:

  • dem Schutz durch Haut und Schleimhäute
  • dem Schutz durch Leukozyten und Proteinen

Das erworbene Immunsystem

Wenn das angeborene Immunsystem Eindringlinge nicht abwehren kann, übernimmt das langsamere, aber präzisere adaptive Immunsystem.

Es identifiziert gezielt den Erreger, was Zeit beansprucht, und merkt sich diesen für eine schnellere Reaktion bei zukünftigem Kontakt.

Diese Gedächtnisfunktion sorgt dafür, dass der Körper nach einer Erstinfektion oft immun gegen bestimmte Krankheiten wird, sodass eine Zweitinfektion schneller abgewehrt wird oder milder verläuft.

Zum adaptiven Immunsystem zählen:

  • T-Lymphozyten, die im Gewebe zwischen den Zellen agieren
  • B-Lymphozyten, ebenfalls im interzellulären Gewebe
  • Antikörper, die in Blut und anderen Körperflüssigkeiten zirkulieren.

Die unterschätze
Rolle des Darmes

Das Immunsystem dient als Verteidigungslinie des Körpers gegen schädliche Eindringlinge, und der Darm ist dabei ein Hauptakteur. Als größtes Immunorgan spielt der Darm eine entscheidende Rolle: Er wählt aus, was in den Körper gelangen darf und was abgewehrt werden muss. Diese Auswahl geschieht durch das darmassoziierte Immunsystem, das GALT, welches die umfangreiche Oberfläche des Darms überwacht.

Die Darmflora, eine komplexe Gemeinschaft aus Bakterien und Pilzen, bildet eine erste Verteidigungslinie. Sie unterstützt nicht nur die Verdauung, sondern produziert auch Vitamine und wichtige Metaboliten wie kurzkettige Fettsäuren, die zur Energieversorgung und Zellerneuerung beitragen. Sie wirken sich auch auf die Abwehrkräfte des Körpers aus, indem sie das Wachstum schädlicher Keime hemmen und die Integrität der Darmschleimhaut bewahren.

Die ständige Kommunikation zwischen der Darmflora und dem Immunsystem sorgt dafür, dass der Körper gegen Angriffe von außen gewappnet ist. Ernährung spielt hierbei eine wichtige Rolle. Eine ballaststoffreiche Kost fördert eine gesunde Darmflora und stärkt somit das Immunsystem. Andererseits kann eine gestörte Darmfunktion das Immunsystem belasten, insbesondere bei Stress, der die Darmdurchblutung und damit die Versorgung der Zellen beeinträchtigt. Ein geschwächtes Immunsystem wiederum kann die Zusammensetzung der Darmflora beeinflussen und zu weiteren Gesundheitsproblemen führen. Kurz gesagt, ein gesunder Darm ist ein starkes Immunsystem.

„Durch die Wiedereinführung von Ballaststoffen wurde der T-Zell-Stoffwechsel neu verkabelt und die mukosalen und systemischen CD4+ -T-Zellfunktionen und die Immunität wiederhergestellt.“

Siracusa, F., Schaltenberg, N., Kumar, Y. et al. 2023

Eine unausgewogene Ernährung mit geringem Ballaststoffanteil kann zu einem Mangel an Vitaminen, Mineralstoffen und zu Krankheiten wie Diabetes, Adipositas und Bluthochdruck führen. Die empfohlene Tagesdosis von Ballaststoffen beträgt laut Deutscher Gesellschaft für Ernährung mindestens 30 Gramm.

Forschungen haben gezeigt, dass Ernährung das Immunsystem beeinflusst: Bei Mäusen führte eine ballaststoffarme Diät zu einer erhöhten Anfälligkeit für Infektionen und einem Rückgang der T-Zellen, die eine Schlüsselrolle in der Immunabwehr spielen.

Auch bei Menschen reduzierte eine ballaststoffarme Kost die T-Zellen-Konzentration, was das Immunsystem schwächt. Darmbakterien, die für die Produktion lebenswichtiger Stoffe verantwortlich sind, leiden ebenfalls unter Ballaststoffmangel.

Interessanterweise zeigte sich, dass Veränderungen in der Ernährung schnell das Immunsystem beeinflussen können, sowohl negativ bei einer ballaststoffarmen Ernährung als auch positiv bei einer ballaststoffreichen.

Studie: https://doi.org/10.1038/s41590-023-01587-x

Zusammenhang zwischen Darmmikrobiom und chronischen Erkrankungen?

In den letzten zehn Jahren haben zahlreiche Studien an Tieren und Menschen einen klaren Zusammenhang zwischen dem Darmmikrobiom und chronischen Krankheiten wie Autoimmunerkrankungen, entzündlichen Darmerkrankungen und Herz-Kreislauf-Erkrankungen aufgezeigt.

Die bakteriellen Stoffwechselprodukte, insbesondere kurzkettige Fettsäuren (SCFAs) wie Butyrat, spielen dabei eine wesentliche Rolle. Butyrat-produzierende Bakterien stehen im Verdacht, das Risiko für diese Erkrankungen zu senken, was die Bedeutung des Darmmikrobioms für die menschliche Gesundheit unterstreicht.

Es gibt viele therapeutische Ansätze, die das Darmmikrobiom beeinflussen, aber Ernährungsumstellungen sind eine sofortige und nicht-invasive Maßnahme zur Beeinflussung der Mikrobiom-Zusammensetzung und -Funktion.

Ernährungsinterventionen wie die Aufnahme von Ballaststoffen und ungesättigten Fetten, besonders im Rahmen einer Mittelmeer-Diät, haben gezeigt, dass sie die Anzahl butyratproduzierender Bakterien erhöhen können.

Diese Bakterien und die von ihnen produzierten SCFAs tragen zu einer verbesserten Gesundheit bei. Unterschiedliche Arten von Ballaststoffen erzeugen unterschiedliche bakterielle Veränderungen und SCFA-Profile, was darauf hinweist, dass maßgeschneiderte Ernährungsinterventionen mit dem Ziel, spezifische bakterielle Metaboliten zu fördern, das Potenzial haben, kardiometabolische und entzündliche Gesundheitsergebnisse zu verbessern. Die Vielfalt des Darmmikrobioms und die Balance der Mikrobiota sind daher zentrale Faktoren für die Gesundheit.

Studie: https://doi.org/10.1159/000524069

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