27. Nov 2019

Starkes Immunsystem

Kennen Sie das auch? Nach der Arbeit, nach der Schule, dem Einkauf schnell in den Bus – einen Stehplatz ergattert, bedrängt von triefenden Nasen und niesenden, schnäuzenden Menschen. Im Sommer ist die Klimaanlage, im Winter sind überheizte Räume daran schuld. Wird’s mich in dieser Saison auch erwischen? Oder vielleicht sogar zum zweiten, dritten Mal?

Eigentlich ist es ziemlich ungerecht. Manche Menschen werden so gut wie nie krank, andere klagen mehrmals im Jahr über eine Halsentzündung, Harnwegsinfekte oder häufige Durchfälle. Schuld daran sind Keime, die – in vielen Fällen – über Ansteckung oder Nahrung unseren Körper überfallen. Doch selbst wenn diese Eindringlinge unsere Gesundheit angreifen, heißt das noch lange nicht, dass wir krank werden. Die Entscheidung dafür liegt im Immunsystem – und dieses wird zu 80% vom Darm aus gesteuert.

Wie kann ich das geschwächte Immunsystem wieder aufbauen?

Makrophagenzerlegen krankmachende Eindringlinge in ihre Eiweißbestandteile.

Makrophagenzerlegen krankmachende Eindringlinge in ihre Eiweißbestandteile.

Die Natur hat sich ein ausgeklügeltes Abwehrsystem gegen Krankheiten ausgedacht. Im Zuge der Evolution musste es sich laufend „updaten“ und neue Verteidigungsstrategien entwickeln, um uns vor krankmachenden Keimen zu schützen. Das Immunsystem ist eine Art „Familienbetrieb“, in dem jeder seine speziellen Aufgaben übernimmt. Ist nicht viel los, legen sich die Immunzellen auch ganz gerne auf die faule Haut. Rückt jedoch der mikrobielle Feind mit aggressiven Methoden an, weiß jeder im Betrieb, was zu tun ist, um das System zu schützen: An einem Strang ziehen, heißt das gemeinsame Motto. Die Bakterien in der obersten Schicht, also an der Haut oder an den Schleimhäuten sind erste Barrieren, die ein Eindringling, der gerne „mitnaschen“ will, zunächst überwinden muss. Gibt es ausreichend gutgesinnte Familienmitglieder, also Commensale (gutartige Keime), ist es leicht, den Unruhestifter abzuservieren. Gelingt es dem Störenfried jedoch, die erste Hürde zu überlisten – wenn’s sein muss auch durch Tarnung und Täuschung – dann geht’s in die nächste Ebene, wo sich der Eindringling neuerlich eine Abfuhr einholen kann – oder auch nicht. Für unser Immunsystem bedeutet das: Gelangen Krankheitserreger an die Schleimhaut des Verdauungstrakts, z.B. im Mund, Darm oder Magen, sorgen Enzyme für die Verteidigung des gesunden Systems und Flimmerhärchen und Epithelzellen für einen Abtransport des Feindes. Das systemische Zusammenspiel unzähliger Einzelkämpfer sorgt – wie in einem eingespielten Team – in unserem Körper für eine erfolgreiche Immunabwehr.

Im menschlichen Immunsystem spielen Leukozyten, besser bekannt als die weißen Blutkörperchen, eine wesentliche Rolle bei der Erstabwehr von krankmachenden Keimen. Leukozyten haben eine große „Verwandtschaft“, so etwa haben neutrophile Granulozyten die besondere Eigenschaft, den feindlichen Angreifer zu erkennen und sein Profilbild abzuspeichern. T- und B-Lymphozyten haben ganz besondere Sensoren, man bezeichnet sie als Antigenrezeptoren, um den Feind, z.B. ein körperfremdes Eiweiß auszukundschaften und abzutöten. Das merken sich die Lymphozyten, auch bekannt als „Gedächtniszellen“, glücklicherweise ein Leben lang. „Gemeldet“ wird das Eindringen eines fremden Proteins mithilfe der dendritischen Zellen. T-Zellen schütten daraufhin Zytokine (Botenstoffe) aus, die die Vernichtung des Feindes einleiten. Zur Familie der weißen Blutkörperchen zählen auch Monozyten, sie verwandeln sich bei Gefahr im Verzug zu Makrophagen (Fresszellen), und zerlegen den Feind in seine Eiweißbestandteile. Diese werden wiederum von B- und T-Zellen erkannt. Nähert sich dieser Eindringling nach Tagen, Wochen, Jahren erneut, werden B-Lymphozyten auf den Plan gerufen und die rasche Produktion von Antikörpern setzt ein, der Feind (das Antigen) wird zunichte gemacht.

Ort des Geschehens, des körperlichen Abwehrkampfes, sind Lymphknoten des lymphatischen Systems, wie etwa am Hals, in den Achselhöhlen in der Leiste oder im Bauchbereich, wo sich B- und T-Lymphozyten befinden. Ihre Komplizen sind dendritische Zellen, die den Feind „überführen“, sodass er zerstört werden kann. Dazu werden von den B-Zellen Immunglobuline (Eiweiß-Antikörper) gebildet, die gezielt auf den Feind gerichtet sind und ihn vernichten. In der Infektionsphase bilden sich typischerweise Immunglobulin M (IgM), Immunglobulin G (IgG) finden wir auch noch nach Wochen der Infektion im Blut vor. Anhand von IgG kann man daher auch eine überstandene Infektion im Blut nachweisen.

Woher aber wissen die Verteidiger, wo sie einwandern müssen? Dafür zeichnen die Botenstoffe Zytokine und Chemokine verantwortlich. Zytokine signalisieren, wo das infizierte Gewebe liegt, Chemokine leiten die Verteidiger dorthin. Es kommt zu Entzündungsprozessen mit Erwärmung, Rötung oder Schwellung, die einen tieferen Sinn haben, nämlich den Abwehrprozess zu beschleunigen und darauf hinzuweisen, dass hier empfindliches Terrain vorhanden ist.

Angeborens Immunsystem

Ein Teil der Immunfunktion ist angeboren, so etwa der Mechanismus zwischen Granulozyten, Makrophagen und dendritischen Zellen, dieses Zusammenspiel besteht ein Leben lang. Das erworbene Immunsystem jedoch entwickelt sich bei jedem Menschen individuell. Je nachdem, wie viele fremde Keime das Immunsystem im Laufe eines Menschenlebens kennengelernt hat und sich als Feind „merkt“, ist die Stärke oder auch Schwäche ausgeprägt. „Im Laufe des Lebens hat der Körper die Möglichkeit etwa 1 Milliarde krankheitserregende Keime (Pathogene) zu erkennen, sich zu merken und mit einer Immunantwort zu reagieren“, so Dr. Adrian-Mathias Moser, Arzt und Dissertant auf der Meduni in Graz.

Wo ist unser Immunsystem?

Der Löwenanteil an Antigenen gelangt über den Darm – also über die Nahrung – in unseren Körper. Der Darm ist mit etwa 300 bis 400 m² Oberfläche daher unser größtes Abwehrsystem, etwa 80% aller Immunzellen liegen unter der Darmschleimhaut. „Wesentlich für die Barriere-Funktion sind drei Faktoren: eine gesunde Darmschleimhaut, funktionierende Immunzellen und ein intaktes Mikrobiom, also eine günstige Darmbesiedlung durch Bakterien. Eine gestörte Darmflora kann auch das Immunsystem schwächen. Ein stabiles Immunsystem hängt daher wesentlich mit der Funktion des Mikrobioms zusammen“, so Dr. Adrian-Mathias Moser. „Je stabiler die Darmschleimhaut, desto geringere Chancen haben Antigene (dieser Begriff umfasst „böse“ Keime, Umweltgifte, ungesunde Nahrungsbestandteile) in den Körperkreislauf vorzudringen.“ Sie können zu übermäßigen Entzündungsprozessen führen und damit den Grundstein für autoimmunologische Erkrankungen wie Multiple Sklerose, Diabetes mellitus Typ 1 und rheumatoide Arthritis legen.

Umwelt und Ernährung beeinflussen das Immunsystem

Schädliche Einflüsse auf unser Immunsystem entstehen z.B. durch fett- und zuckerreiche Ernährung, zu wenig Ballaststoffe oder auch Stress. Kommt es zu einem Überbeschuss durch feindliche „Antigene“, kann die Darmschleimhaut nicht mehr alles abwehren, das gesamte Immunsystem ist geschwächt.

Das Immunsystem des Darms besteht aus Lymphgewebe: Einerseits aus Mukosa-assoziierte Lymphgewebe (MALT = Mucosa Associated Lymphoid Tissue), also das Schleimgewebe, das die Organhohlräume auskleidet und das auch die menschlichen Organe miteinander vernetzt, und andererseits aus dem Gewebe der Darmschleimhaut (GALT = Gut Assocated Lymphoid Tissue). Es enthält außerdem unzählige Immunzellen. So etwa hat der Darm den höchsten Anteil an T- und B-Lymphozyten, die mit anderen Schleimhäuten, sowie in Sekreten (Tränen, Vaginal- oder Speichelsekret) im Körper vorhanden sind und gleichzeitig mit den Lymphknoten als Filterstationen (z.B. am Hals, Leiste, Bauch, Achselhöhlen) vernetzt sind.

Der Darm als Zentrum

Dr. Adrian-Mathias Moser

Dr. Adrian-Mathias Moser

Das Prinzip der Immunabwehr gilt auch für den Darm: Das Gewebe der Darmschleimhaut nimmt seine Abwehr vom Epithel der Dünndarmschleimhaut ausgehend auf, dort zerlegen makrophagenähnliche Zellen alle Krankheitserreger (z.B. aus der Nahrung) und werfen sie letztlich den T- und B-Lymphozyten „zum Fraß“ vor. T-Helferzellen erzeugen entzündungsfördernde Zytokine (Interleukine), die in Balance bleiben müssen, während B-Lymphozyten sich über den zerlegten Feind hermachen: durch die Bildung von Immunglobulin A wird dieser zunichte gemacht und kann somit die Darmschleimhaut nicht mehr durchdringen.

Dr. Adrian-Mathias Moser: „Ein stabiles Immunsystem hängt stark von der Bakterienbesiedlung des Darms ab.“ Von welchen Bakterien der Darm nun besiedelt wird, ist von unterschiedlichen Faktoren abhängig, in erster Linie vom Geburtsvorgang (somit der Erstbesiedlung mit Bakterien) von Antibiotikaeinnahmen und zusehends entdecken Wissenschafter auch die Ernährung als wesentlichen Mitspieler. So etwa hat sich gezeigt, dass das Mikrobiom bei tierischer Ernährung weniger vielfältig besiedelt ist als bei pflanzlicher. Interessant: Stellt man die Ernährung um, siedeln sich auch andere, neue Bakterien an; sofern das Milieu im Darm gut ist sind das auch „gute“ Keime. Bei zu viel Zucker oder Alkohol sind es allerdings die „schlechten“ Keime, die sich vermehren.

Was heißt „gesunder Darm“?

Derzeit befassen sich Kliniker daher mit einer Art „Referenzmikrobiota“, die erst nach hochkomplizierten Auswertungen erfolgen kann und der Zukunft der Medizin noch viele Chancen eröffnet. Denn während man das menschliche Genom bereits 2001 entschlüsselt hat, begann die Erforschung des mikrobiellen Genoms erst einige Jahre danach. Zum Vergleich: der Mensch verfügt über etwa 22.000 Gene, die im Darm lebenden Bakterien allerdings haben eine unglaubliche Vielfalt von 3 Millionen Genen, die mit den menschlichen Genen kommunizieren.

Immunsystem passt sich an Lebensbedingungen an

Zwischen dem Immunsystem und der menschlichen Darmflora (Mikrobiom) herrscht reger Austausch, wie viele Studien und Untersuchungen in den vergangenen 5 Jahren zeigen. „Das hat die Evolution offenbar so vorgesehen, sodass unsere Immunabwehr sich im Laufe der Zeit immer wieder neuen Umweltanforderungen anpassen kann“, sagt Dr. Adrian-Mathias Moser. Die Zusammensetzung und Funktion des Mikrobioms spielt also, neuen Erkenntnissen zufolge, eine Rolle bei der Entstehung von Erkrankungen, wie Multiple Sklerose, Asthma, Allergien und anderen Autoimmunerkrankungen. Ein stabiles Mikrobiom ist aber nur bedingt Zufall, denn die ersten Weichen dafür werden schon im Mutterleib gestellt.

Untersuchungen haben ergeben, dass Unterschiede im Hinblick auf Bakterienbesiedlung auch von der Art der Geburt abhängen. Babys, die auf natürlichem, vaginalem Weg geboren wurden weisen überwiegend Laktobazillen auf, die über die Scheidenschleimhaut der Mutter mitgegeben werden, bei Kaiserschnitt-Geborenen dominieren Clostridien und Bakterien des Stammes Staphylococcus, die sich vorwiegend auf der menschlichen Haut befinden. Laktobazillen gelten als immunstärkend, daher liegt die Erklärung nahe, warum Kaiserschnitt-Babys durch die Fehlbesiedelung eher zu allergischen Erkrankungen neigen. Ein widerstandsfähiges Mikrobiom ist also auch von der Art der Geburt abhängig. Das zeigt unter anderem eine Studie von M.G. Dominguez-Bello an der Universität Puerto Rico. „Die ersten Darmkeime haben vermutlich lebenslange Auswirkungen auf das Immunsystem“, bestätigt Dr. Moser.

„Unsere Darmflora ist ein in sich geschlossenes Ökosystem“, so Dr. Adrian-Mathias Moser. Über dendritische Zellen werden Signale an die Immunzellen weitergegeben und z.B. an mesenteriale Lymphknoten (Bauchlymphknoten) weitergeleitet, alle menschlichen Lymphknoten sind vernetzt. Vor kurzem erst haben französische Forscher entdeckt, dass auch im Gehirn Lymphknoten liegen. Antoine Loveau, Forscher der Universität Virginia hat nachgewiesen, dass ein feines Geflecht von Lymphgefäßen bis an die Oberfläche des Gehirns reicht. Das zeigt, dass Gehirn und Immunsystem interagieren – diese Erkenntnis könnte Aufschlüsse über Erkrankungen wie Alzheimer oder Multiple Sklerose geben.

Gibt es ein „Standard-Mikrobiom“?

Wie aber wird ein „gutes“ Mikrobiom definiert? Dr. Adrian-Mathias Moser: „Eine der wichtigsten Komponenten ist die breite Diversität, das heißt, je vielfältiger die bakterielle Besiedlung, desto stabiler ist das Mikrobiom gegenüber Krankheitserregern. Je besser intakt ein ökologisches System, desto besser ist die Resilienz bzw. die Immunität gegen Erkrankungen.“ Das zeigt sich, so Moser, auch am wesentlich breiteren Mikrobiom bei indigenen Völkern – im Gegensatz zum Mikrobiom von Europäern oder Bewohnern der Industriestaaten. Kaiserschnitt, Antibiotikaeinnahme und Fast Food sind die negativen Möglichkeiten, um die unterschiedliche Beschaffenheit des Mikrobioms zu erklären.

Das Immunsystem des Darms

Das Immunsystem des Darms ist auch an der Entwicklung von Diabetes Typ 2 und Fettleibigkeit beteiligt, so eine Untersuchung des Drug Research Institutes in Leuwen, Belgien. Demnach fördert fettreiche Ernährung eine Entgleisung des Energiestoffwechsels, an dem das intestinale Immunsystem wesentlich beteiligt ist. Dabei spielt ein bestimmtes Darmprotein (MyD88) eine entscheidende Rolle in der Fettspeicherung. Durch die Veränderung der Darmbesiedelung gelang es den Forschern, dieses Protein zu deaktivieren, was zu einer Stärkung der Darmbarriere, und damit zur Verlangsamung der Gewichtszunahme, weniger Entzündungen und einer Verlangsamung der Diabetes-Entstehung führte. Das Darmimmunsystem spielt demnach auch eine wesentliche Rolle bei der Regulation der Fettspeicherung.

Darmimmunsystem und Autoimmunerkrankungen

Gegenwärtig untersucht Dr. Moser die Rolle des Immunsystems bzw. des Mikrobioms im Zusammenhang mit Multipler Sklerose. Dazu wurden Schleimhautzellen aus dem Dickdarm herangezogen, derzeit wird ausgewertet, welche Immunzellen bei der Abwehr versagen und ob dieser Umstand letztlich zu MS führen könnte. Die Erkrankung entsteht zu 20 bis 25 % aufgrund einer genetischen Disposition. Ähnliche Prinzipien vermuten erste Studien bei Erkrankungen wie Asthma, rheumatoider Arthritis, Diabetes und anderen Autoimmunerkrankungen. . Auch für Parkinson, Alzheimer gelten ähnliche Vermutungen. Neben genetischen Faktoren kommt nun die „Mirobiogenetik“ hinzu, die die Frage aufwirft: Wie viel Anteil dieser Komponente liegt im Darm?

„Alles, was zu einem Verlust der Biodiversität führt, hat auch Einfluss auf den Menschen“, sagt Dr. Moser. „In Zukunft sollten wir die Darmflora auch analog zu ökologischen Aspekten sehen: Ernährung aus natürlichen Quellen, hervorgebracht aus gutem Boden, Gemüse aus ökologischem Landbau aus diversiver Flora ist vorteilhafter als industriell hergestellte Nahrungsmittel, die häufig mit Pestiziden versehen sind oder von Tieren stammen, die mit Antibiotika gefüttert wurden.“ Als Vorsorgemediziner unterstreicht er: „Toleranz ist nicht nur ein gesellschaftliches, sondern im übertragenen Sinn auch ein breites ökologisches Feld. Was sich auf diesem Nährboden entwickelt, ist Vielfalt. Und diese hält uns gesund.“

Etwa 80 % aller Immunzellen liegen im Darm. Krankmachende „Angreifer“ werden durch die Darmflora, die Darmschleimhaut und Immunzellen unter der Darmschleimhaut abgewehrt. Ist die Barrierefunktion gestört, können diese pathogenen Keime aus dem Darm in den Körper eindringen, Erkrankungen hervorrufen und die allgemeine Abwehrkraft schwächen. Eine gestörte Filterfunktion kann Erkrankungen wie Allergien, Unverträglichkeiten, Entzündungen der Darmschleimhaut und Verdauungsstörungenverursachen.

Positive Einflüsse des Mikrobioms auf das Immunsystem

Pflanzliche Nahrung ist reich an kurzkettigen Fettsäuren (SCFA – Short Chain Fatty Acids). SCFA stimulieren antientzündliche Zellen in der Darmschleimhaut. Tierische Nahrung enthält nur in geringem Maß SCFA, hier besteht ein enger Zusammenhang mit immunologischen Erkrankungen (z. B. chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen). Kalorienreduktion stärkt das Immunsystem, zumindest bei Mäusen. In Studien zeigt sich: Mäuse mit kalorienarmer Nahrung bilden weniger Entzündungsmarker, haben eine ausgeprägtere Bakterienvielfalt (Diversität) und eine stärkere Darmwand, welche die Verschleppung von Keimen ins Blut verhindert.

 

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