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Abb. 256: Menschwerdung und Evolution des Immunsystems

Ausblick auf Band 2. Aus dem Wald in die Savanne: eine Lebensraumveränderung, die sich auf die Pathogene unserer Urahnen auswirkte – und damit auf ihr Immunsystem. Warum heute so viele Menschen Autoimmunerkrankungen bekommen, das lässt sich nur evolutionsbiologisch und ökologisch verstehen.

Sie dürfen diese Zeichnung gerne in Folien etc. übernehmen, sofern Sie die Quelle angeben: Dr. Andrea Kamphuis, https://autoimmunbuch.de

Abb. 236: Abwehr-Gleichgewichte und -Ungleichgewichte

Oben: In einer pathogenarmen Umwelt setzt sich Immunsystem-Allel A durch, das für maßvolle Immunreaktionen sorgt und nicht viel Energie kostet. Gibt es mehr Pathogene, setzt sich Allel B durch, das energetisch kostspielig ist und starke Immunreaktionen ermöglicht.


Unten: Beide Allele sorgen in der passenden Umwelt für ein Kräftegleichgewicht, in dem die Organismen weder ständig an Infektionen eingehen noch durch überzogene Immunreaktionen ausgelaugt und geschädigt werden. In einer modernen Umwelt mit weniger Parasiten kann ein Immunsystem mit »starken« Allelen aber aus dem Gleichgewicht geraten.

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Abb. 177: Konkurrenz um die Nischen

Die Bakterien auf der Haut und den Schleimhäuten konkurrieren um Raum und Ressourcen. Je besser es gutartigen Bakterienstämmen gelingt, Claims abzustecken, desto schlechter können sich Pathogene vermehren.

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Abb. 175: Schutzmaßnahmen

Pathogene müssen, um in den Körper einzudringen, mechanische, chemische und physiologische Barrieren überwinden. Zum Beispiel verteidigt unsere gutartige Haut- oder Darmflora ihren Lebensraum; Haut- und Schleimhautzellen bilden geschlossene Schichten ohne Schlupflöcher; Flüssigkeiten spülen Keime weg; chemische Substanzen greifen sie an und warnen das Immunsystem vor der Gefahr. Im Lauf der Evolution haben Pathogene Methoden entwickelt, diese Hindernisse und Frühwarnsysteme auszutricksen – zum Beispiel durch biochemische Tarnung, die sie für das Immunsystem unsichtbar macht.

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Abb. 173: Kabinett der Pathogene

1. Reihe: Bakterien sind vielgestaltig, aber ich stelle sie meist als Ovale auf Beinen dar.

2. Reihe: Dasselbe gilt für Viren, die ich fast immer als Sechsecke zeichne, weil ihre Proteinhüllen oft eine geometrische Form haben.

Darunter: Auch Pilze, Einzeller und Würmer können uns krankmachen. Sie gehören zu den Eukaryoten: Ihre Zellen haben einen Kern.

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Abb. 81: Lebensräume von Pathogenen

Pathogene können in unterschiedlichen Räumen oder Kompartimenten leben, zum Beispiel auf der Haut inmitten unserer Hautflora (oben links), im Darmlumen (oben rechts), im extrazellulären Raum (Mitte links), im Zytosol (Mitte rechts), nach der Endozytose in Vesikeln, wo sie ihrer Verdauung trotzen (unten links) oder im Zellkern, unter unser Erbgut gemischt (unten rechts). Je nach Aufenthaltsort sind sie für unterschiedliche Teile des Immunsystems sichtbar und erreichbar.

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Abb. 44: Epidemiologie der Autoimmunerkrankungen

Epidemiologen untersuchen die räumliche und zeitliche Verteilung von Autoimmunerkrankungen und versuchen daraus auf Ursachen zurückzuschließen – zum Beispiel genetische Veranlagungen, natürliche Umweltfaktoren wie Sonneneinstrahlung und Krankheitserreger oder menschengemachte Umweltfaktoren wie hygienische Verhältnisse.

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Abb. 35: Verlängerung der Befehlskette

Je mehr man über das Immunsystem erfuhr, desto länger wurde die Befehlskette bis zu den Abwehrmaßnahmen.

(a) Anfangs ging man davon aus, dass Pathogene wie dieses Bakterium von Antikörpern bemerkt und bekämpft werden.

(b) Dann entdeckte man die Produzenten der Antikörper, die B-Zellen, und die hier nicht dargestellten zytotoxischen T-Zellen.

(c) Diese Zellen werden aber nur aktiv, wenn T-Helferzellen (TH) bestätigen, dass etwas im Argen liegt.

(d) T-Helferzellen wiederum werden von antigenpräsentierenden Zellen (APC) aktiviert, die ihnen Antigene vorz igen – hier die Pickelhaube des Bakteriums.

(e) Später erkannte man, dass die APCs zugleich mit dem Antigen ein zweites Signal präsentieren müssen, das sie vom beschädigten Gewebe erhalten haben: einen Kostimulator. Hier liefert eine Zelle des Darmepithels (DE) dieses Alarmsignal (die Kerze).

(f) Im Lauf der Koevolution mit unserer Darmflora haben wir einige Abwehr-Aufgaben an diese friedfertigen Bakterien ausgelagert: Im Idealfall warnen sie unser Darmepithel vor Eindringlingen, bevor diese überhaupt Schäden anrichten. Denn eine spätere und dann umso heftigere Immunreaktionen auf die Pathogene würde sowohl das Darmepithel als auch die Darmflora belasten.

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Abb. 10: Die Antigen-Landschaft

Die Antigen-Landschaft. Nach herkömmlichem Verständnis müsste das Immunsystem alles angreifen, was von außen kommt, also außerhalb des linken Kreises liegt. Dazu gehören aber auch harmlose belebte und unbelebte Stoffe, die keinen Alarm auslösen – außer im Falle einer Allergie. Das Immunsystem reagiert nicht einmal auf alle Mikroben (rechter Kreis), sondern normalerweise nur auf Krankheitserreger. Außerdem bekämpft es Krebs, der durchaus zu unserem Körper gehört. Es erkennt also Gefahren (mittleres Oval), ganz gleich, ob diese nun im eigenen Körper entstehen oder von außen eindringen.

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