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Immunabwehr stärken gegen Covid-19 & Co.

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Die Immunabwehr: Die aktuelle Coronavirus-Pandemie sorgt dafür, dass sich viele Menschen schutzlos einem unsichtbaren Feind ausgeliefert fühlen. Dr. Jens Freese zeigt warum die Annahme, dass wir Viren schutzlos ausgeliefert seien, falsch ist.

Was ist eine Immunabwehr?

Im Laufe der Menschwerdung (Hominisation) hat der Mensch ein über viele Millionen Jahre ausgeklügeltes Schutzsystem entwickelt, das seit jeher auf die Abwehr von Infektionen durch Bakterien, Pilzen, Giftstoffe und eben auch durch Viren programmiert ist. Dieses urzeitliche Immunsystem ist keine starre Ritterrüstung – es lernt permanent dazu. Deshalb entwickeln auch COVID-19-Patienten nach fünf bis sieben Tagen spezifische Antikörper gegen dieses neue Virus. Bei einer Zweitinfektion können diese Immunglobuline gegen das spezifische Antigen (in diesem Fall das SARS-CoV-2-Virus) dann eine perfekt abgestimmte Immun- und Abwehrreaktion einleiten.

Wie funktioniert die Immunabwehr?

Man kann es mit einem Orchester vergleichen, dass ein neues Stück einstudiert. Am Anfang weiß der Geiger nicht, wann die Bläser einsetzen. Erst der Dirigent sorgt dafür, dass unterschiedliche Musiker (Immunzellen) mit verschiedenen Instrumenten (Immunglobuline und andere Abwehrstoffe) zu einer Melodie (Abwehrreaktion) zusammenfinden. Das Problem: Bei der Erstinfektion mit einem neuen Erreger findet diese Feinkoordination noch nicht statt, weshalb es leicht zu einer Überreaktion des Immunsystems kommen kann. Dieses als Zytokinsturm bekannte Phänomen kann eine massive Entzündungsreaktion (im Falle von COVID-19 eine Lungenentzündung) auslösen.

Die Statistiken der aktuellen Pandemie zeigen ein Phänomen schonungslos auf: Die größten Risikofaktoren für einen schweren Verlauf der Infektionserkrankung sind oftmals lifestylebedingte Vorerkrankungen wie Diabetes Typ 2 und Bluthochdruck. Die weltweiten Zahlen verdeutlichen, dass es vielen Menschen an der nötigen Fitness und essenziellen Nährstoffen für eine optimal funktionierende Immunabwehr mangelt.

Die Kontrollfunktion des Immunsystems

Ein „fittes“ Immunsystem ist ein Abwehrsystem, das ruhig im Hintergrund seine Kontrollfunktion wahrnimmt, im Infektionsfall aber seine volle Kapazität entfaltet, um den Erreger schnellstmöglich zu eliminieren. Im Zuge der aktuellen Pandemie erfährt meine Serie von vor 15 Jahren hier „Update“. Seit 2006 ist viel Zeit vergangen, in der die Sportwissenschaft wertvolle Erkenntnisse über verschiedene Belastungsformen auf unser Immunsystem gewinnen konnte. Vorweggenommen: Nicht nur Vitamin C ist ein essenzieller Nährstoff, den wir täglich zuführen müssen. Auch Bewegung sollten wir endlich als lebensnotwendig begreifen – für den Menschen im Allgemeinen und für das Immunsystem im Besonderen. Ohne die richtige Tagesdosis Sport werden die Waffen unseres Immunsystems stumpf. Dazu mehr im zweiten Teil!

Die Struktur des Immunsystems

Unser Immunsystem ist ein komplexes System zur Abwehr fremder Substanzen (Antigene) und zur Vernichtung fehlerhafter Zellen, um Gefahren vom Körper abzuwenden. Solange wir dieses System, das in ständigem Austausch mit dem Hormon- und Nervensystem steht, nicht durch psychische Stressfaktoren, Fehlernährung und Bewegungsdefizite bzw. auch Übertraining dauerhaft schwächen, können wir darauf vertrauen, dass unser Abwehrsystem mit Bakterien, Viren, Pilzen, Giften oder Tumorzellen fertig wird. Um genauer zu verstehen, wie uns das Immunsystem vor Schäden aus der Umwelt schützt, wie Bewegung und Stress positiv oder negativ eingreifen, müssen wir zuerst einen kleinen Exkurs in die Immunologie unternehmen.

Was ist die erworbene Immunabwehr?

Neben einem angeborenen Immunsystem, das die unspezifische Abwehr gegen Fremdkörper bildet, existiert ein erworbenes Immunsystem (auch adaptives Immunsystem genannt), das spezifische Abwehrmechanismen zur Verfügung stellt. Um z. B. entartete Zellen (Krebszellen) zu eliminieren, muss der Körper die Fähigkeit besitzen, zwischen Selbst und Nicht-Selbst zu unterscheiden. Auf diese Weise werden Krankheitserreger und Tumorzellen als fremd erkannt und körperfremdes Gewebe wird vom Immunsystem angegriffen. Nach einer Identifizierung bekämpfen bestimmte Mechanismen die schädlichen Strukturen. Hierfür steht uns ein höchst effizientes System zur Verfügung, an dem mehrere Zellarten und chemische Moleküle beteiligt sind.

Was ist die angeborene Immunabwehr?

Das angeborene Immunsystem bekämpft Infektionserreger, ohne dass der Organismus vorher mit dem Erreger Kontakt hatte. Circa 90 Prozent aller Infektionen werden durch das angeborene Immunsystem erkannt. Die Aufgaben des angeborenen Immunsystems nehmen verschiedene Zellen wahr. Hierzu gehören neutrophile Granulozyten, Monozyten/ Makrophagen und dendritische Zellen. Neutrophile Granulozyten, aktiviert durch Botenstoffe (Zytokine), wandern aus den Blutgefäßen in das betroffene Gewebe ein. Dort vernichten sie Krankheitserreger durch Phagozytose. Makrophagen (Fresszellen) halten sich im Gewebe auf. Sie erkennen und fressen (phagozytieren) in das Gewebe eingedrungene Erreger. Darüber hinaus spielen Makrophagen bei der Beseitigung schädlicher Abfallprodukte eine entscheidende Rolle, wie z. B. in der akuten Entzündungsphase einer Sportverletzung. Natürliche Killerzellen (NK-Zellen) können im Gegensatz zu den T-Zellen ohne vorherige Aktivierung unmittelbar reagieren.

Der Darm als Abwehrlinie

Mechanische Barrieren sorgen dafür, dass die Fremdstoffe erst gar nicht in den Körper eindringen oder ihn möglichst schnell wieder verlassen. Die Gesamtheit aller Barrieren (siehe unten) wird als die „First line of defense“ bezeichnet. Um unsere Immunabwehr zu stärken, sollten wir unbedingt auf einen funktionsfähigen Darm achten, denn 80 Prozent der ersten Abwehrlinie befinden sich im Darm!

Das erworbene Immunsystem

Über das angeborene Immunsystem hinaus besitzt die Abwehr höher entwickelter Organismen ein anpassungs- und erinnerungsfähiges Teilsystem, das vor allem gegen Viren hocheffektiv ist. Die T- und die B-Zellen gehören zu den Lymphozyten, einer Untergruppe der Leukozyten (weiße Blutkörperchen). Beide Zelltypen entwickeln sich im Knochenmark.

Das adaptive Immunsystem zeichnet sich durch die Anpassungsfähigkeit seiner Waffen gegenüber dem Angreifer aus. Im Rahmen dieser Anpassung sind die Zellen des adaptiven Immunsystems (T- und B-Zellen) in der Lage, spezifische Strukturen der Angreifer zu erkennen und gezielt zelluläre Abwehrmechanismen und molekulare Antikörper zu bilden. Nach der Infektion bleiben diese spezifischen Antikörper und die sog. Gedächtniszellen erhalten, um künftig den gleichen Angreifer mit kürzerer Reaktionszeit unschädlich zu machen. Damit das adaptive Immunsystem vom Angreifer überhaupt Kenntnis erlangt, bedient es sich Antigen-präsentierender Zellen.

Was sind T- und B-Helferzellen?

Hierzu zählen z. B. Makrophagen oder dendritische Zellen. Diese Zelltypen gehören zum angeborenen Immunsystem und sind in der Lage, auf ihrer Oberfläche Muster der Erreger darzustellen. Damit besteht eine Verbindung zwischen dem angeborenen und dem adaptiven Immunsystem. T-Zellen verfügen über mehrere Rezeptoren, um das Andocken an passende Gegenmoleküle (Antigene) zu ermöglichen. Neben dem T-Zell-Rezeptor, mit dem ein spezielles Antigen erkannt wird (Schlüssel-Schloss-Prinzip), ist noch ein Oberflächenmarker entscheidend, der sie als T-Helferzelle (CD4) bzw. als T-Killerzelle (CD8) klassifiziert.

T-Helferzellen können über ihren spezifischen T-Zell-Rezeptor nur an körperfremde Strukturen andocken, die durch B-Zellen, dendritische Zellen oder Makrophagen verschlungen wurden. T-Killerzellen dienen dazu, fremde Peptide an der Oberfläche von eigenen Körperzellen aufzuspüren, die entweder auf zuvor eingedrungene Viren oder aber auch auf krebsartige Veränderungen hindeuten. Läuft die Erkennung positiv, vermehren sich die T-Zellen, schütten zytotoxische Substanzen aus und töten die veränderte Zelle mittels Apoptose (programmierter Zelltod) ab.

B-Zellen beginnen sich zu teilen und Antikörper zu produzieren. Während einer Erstinfektion dauert es rund fünf Tage, bis sich aus B-Zellen Antikörper produzierende Plasmazellen entwickeln. Diese sind in der Lage, Antigene zu erkennen und zu markieren. Einige der B-Zellen werden zu Gedächtniszellen, um im Falle einer neuerlichen Infektion schnell mit der Produktion des passenden Antikörpers reagieren zu können. Zur Abwehr eingedrungener Bakterien, Viren oder anderer Fremdstoffe produzieren die B-Lymphozyten maßgeschneiderte Antikörper, die bestimmte Proteine (Antigene) an der Oberfläche der Fremdstoffe erkennen und sich an diese anheften. Je nach Art der Antikörper ist der Eindringling durch diese Anheftung entweder direkt blockiert oder die angedockten Antikörper wirken als Signal, das beispielsweise Fresszellen anlockt.

Wie stärkt (und schwächt) man die Immunabwehr?

Im Immunsystem können sich, wie in allen biologischen Systemen, Fehler einschleichen wie beispielsweise folgende: Das Immunsystem kann die Toleranz verlieren, auf Fremdstoffe angemessen zu reagieren. Dabei kommt es zu Überreaktionen wie Allergien. Werden nicht alle Autoimmunkörper produzierenden T-Lymphozyten bei der Reifung im Thymus aussortiert, können diese später unter bestimmten Bedingungen auf den eigenen Körper ansprechen und damit eine Autoimmunreaktion auslösen. Die Folge: Polyarthritis (Gelenke), Hashimoto-Thyreoditis (Schilddrüse), Psoriasis (Haut), Morbus Crohn (Darm) etc. Haben sich Viren in z. B. eine Lipidschicht eingehüllt, die der Körper nicht als fremd erkennt, so sind sie nicht eliminierbar. Einem solchen Nichterkennungsmechanismus liegt auch die Krebsentstehung zugrunde.

Wie erkennt das Immunsystem Krankheitserreger?

Ein gesundes Immunsystem hilft uns auf der einen Seite, Krankheitserreger zu erkennen und zu bekämpfen, auf der anderen Seite Viren in Schach zu halten, die sich an den Menschen angepasst haben (wie z. B. das Eppstein-Bar-Virus), um damit einen Krankheitsausbruch zu verhindern bzw. Symptome in physiologischen Grenzen zu halten. Sämtliche Lebenseinflüsse, wie die tägliche Ernährung inklusive aller essenzieller Nährstoffe, wie vor allem Eisen, Zink und Selen, Vitamine, Schlafhygiene, Stressbalance, Bewegung, Hitze- und Kältestress, können unser Immunsystem fit halten, um den unausweichlichen Infektionserregern die Stirn zu bieten.

Auch Sonnenlicht stärkt die Immunabwehr. Bestimmte Immunzellen besitzen auf ihrer Oberfläche einen sogenannten Toll-like-Rezeptor (TLR). Dieser Rezeptor wird bei einer viralen oder bakteriellen Infektion durch Bestandteile dieser Erreger aktiviert und veranlasst die Immunzelle, eine Vorstufe von Vitamin D (25-hydroxyvitamin D) zu produzieren. Parallel dazu bildet die gleiche Zelle einen weiteren Rezeptortyp aus, der auf die Erkennung von Vitamin D spezialisiert ist. Sobald Vitamin D an den neuen Rezeptor bindet, regt er die Immunzelle an, das antibakteriell wirkende Cathelizidin zu bilden. Sonnenlicht wird benötigt, damit Immunzellen die Vorstufe des Vitamins D in das aktive Vitamin D umwandeln. Aus diesem Grunde war z. B. vor mehr als hundert Jahren das tägliche Sonnenbad fester Bestandteil der Tuberkulosetherapie.

Aufbau des Immunsystems

Zum Immunsystem werden folgende Organe oder Gewebeverbände gezählt:

  •  Das Knochenmark ist nach dem dritten Lebensmonat der einzige Produzent der Abwehrzellen (Lymphozyten). Bis zu diesem Zeitpunkt findet die Blutbildung auch in der Leber und im Thymus statt.
  • Zum Lymphsystem gehören vor allem Lymphknoten und Lymphbahnen, die die Lymphknoten untereinander verbinden. Die meisten Abwehrzellen zirkulieren zwischen dem Blutkreislauf und dem Lymphsystem.
  • Die Milz gehört beim Erwachsenen zu den sekundären Immunorganen. In ihr werden alte und fehlerhafte Blutzellen abgebaut.
  • Gaumen- und Rachenmandeln gehören zu den lymphatischen Geweben. Ihre Funktion ist vor allem die Abwehr von Krankheitserregern, die über Mund und Nase aufgenommen werden.
  • Der Thymus (Bries) spielt bei Säuglingen und Kleinkindern eine wichtige Rolle in der Reifung der T-Lymphozyten. Mit zunehmendem Lebensalter verkümmert der Thymus. Bei Erwachsenen enthält er nur noch Reste von Lymphgewebe.
  • Sesshafte Immunzellen kommen in jedem Organ vor. Hierzu gehören z. B. die „Kupfferschen Sternzellen“ der Leber.
  • Das Schleimhaut-assoziierte Lymphgewebe (MALT) ist eine Ansammlung von Lymphgeweben im Bereich des Dünndarms, wo sich der Körper täglich schädlichen Fremdstoffen widersetzt.
  • Das Blut mit seinen Abwehrzellen (Leukozyten, Granulozyten), Antikörpern und dem Komplementsystem zählt insgesamt zu den Organen des Immunsystems.

First lines of defense:

  • Haut: äußere Schicht als Barriere; Hauttalg, Schweiß und Normalflora als Wachstumsbremsen für körperfremde Mikroorganismen
  • Schleimhaut: Bindefunktion des Schleims
  • Nase: Abfangfunktion des Nasenschleims; Abtransportfunktion der Flimmerhärchen
  • Augen: Abtransportfunktion der Tränen
  • Atemwege: Bindefunktion des Schleims; Abtransportfunktion der Flimmerhärchen
  • Mundhöhle: Antimikrobielle Speichelenzyme bekämpfen Mikroorganismen
  • Magen: Salzsäure des Magens und Eiweiß abbauende Enzyme zerstören Bakterien und Mikroorganismen
  • Darm: Infektabwehr durch lymphatisches Gewebe und physiologische bakterielle Besiedelung; Abtransportfunktion durch Entleerung (Stuhlgang)
  • Harntrakt: Abtransportfunktion durch Harnausspülung

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Diesen sowie weitere Artikel findest du in der TRAINER Ausgabe 05|2020

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Autor und Sportexperte: rer. nat. Jens Freese

Der Autor ist Chefausbilder der Deutschen Trainer Akademie sowie Leiter des Dr. Freese Institute for Sports & Nutritional Immunology.

www.dr-freese.com

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Über den Autor

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