Immunglobuline (Antikörper) – Aufbau, Klassen und Funktion

Immunglobuline bilden das Rückgrat unseres Immunsystems und sind entscheidend für die Abwehr von Krankheitserregern und die Aufrechterhaltung der Gesundheit. Diese vielseitigen Proteine erkennen und neutralisieren spezifische Antigene, sei es bei der Bekämpfung von Infektionen oder der Entstehung von Autoimmunerkrankungen. In diesem Artikel werden wir die verschiedenen Typen von Immunglobulinen, ihre Struktur, Funktionen und ihre bedeutende Rolle in der modernen Medizin und Forschung genauer beleuchten.

Was sind Immunglobuline?

Antikörper, auch Immunglobuline genannt, sind Proteine, die vom Körper produziert werden, um spezifische fremde Substanzen, sogenannte Antigene, zu erkennen und zu neutralisieren. Sie spielen eine zentrale Rolle bei der Abwehr von Krankheitserregern wie Viren und Bakterien sowie bei der Beseitigung von toxischen Stoffen im Körper.

Immunglobuline – Aufbau

Antikörper sind Y-förmige Proteine mit jeweils zwei leichten (L=light) und zwei schweren Ketten (H=heavy) mit konstanten (C) und variablen (V) Abschnitten (Domänen), wobei erstere am C-terminal und letztere am N-terminalen Ende liegen. Dieses bindet Variabel an Antigene. Die Ketten sind über Disulfidbrücken miteinander verbunden. Zwischen L- und H-Kette befindet sich eine Art Scharnier, die sogenannte Hinge-Region.

Klassen

Insgesamt gibt es fünf Antikörperklassen (Isotypen), die unterschiedliche Aufgaben in der Immunantwort erfüllen. Sie unterscheiden sich anhand ihrer schweren Kette, die in unterschiedlichen Typen auftreten kann.

Der häufigste Immunglobuline ist mit einem Anteil von etwa 75 Prozent das IgG, das gemeinsam mit IgM als erste Immunantwort des humoralen Abwehrsystems das Komplementsystem aktiviert. Beide werden auch beispielsweise auf B-Zellen eingesetzt.

Vielfalt

Während der Entwicklung der B-Lymphozyten im Knochenmark findet auch ein Prozess der Immunglobulinsynthese statt: Die somatische Rekombination ermöglicht die Antikörper-Vielfalt. Hierbei werden verschiedene Genabschnitte, die für die Variable Region der Antikörper codieren, zufällig miteinander kombiniert. Dadurch entstehen unzählige verschiedene Kombinationen von Genen, die die Antikörperstruktur bestimmen – Insgesamt kann der Körper etwa 100.000.000.000 Rekombinationen synthetisieren. Zusätzlich findet eine zufällige Hinzufügung oder Entfernung von Nukleotiden an den Verbindungsstellen statt, was die Diversität der Antikörper weiter erhöht. Diese Mechanismen ermöglichen es dem Abwehrsystem, eine breite Palette von Antikörpern zu produzieren, die spezifisch auf verschiedene Antigene reagieren können und so eine wirksame Abwehr gegen eine Vielzahl von Krankheitserregern gewährleisten.

Antigen-Antikörper-Komplex

Ein Antigen-Antikörper-Komplex ist eine Bindung zwischen einem Antigen, das eine fremde Substanz oder einen Krankheitserreger darstellt, und einem spezifischen Antikörper, der vom Gewebe produziert wird. Sie ist nicht fest (nicht-kovalent), sondern wird über Wechselwirkungen wie Wasserstoffbrückenbindungen und Van-der-Waals-Kräfte zusammengehalten. Diese Bindung ermöglicht es dem Antikörper, das Antigen zu erkennen und zu neutralisieren oder zu markieren, um eine Immunantwort auszulösen.

Immunglobuline – Funktion

Antikörper spielen einen zentralen Teil der humoralen Immunantwort. Ihre Funktion basiert auf drei Grundprinzipien:

• Neutralisation durch Bindung: Damit wird der pathogene Effekt eines Antigens (etwa eines Bakteriums) abgeschwächt oder völlig verhindert, beispielsweise indem die Antikörper Bindungsstellen blockieren
• Opsonisierung: Die Markierung von Antigenen durch Antikörper die sich an sie anlagern. Das erleichtert Fresszellen wie Makrophagen die Phagozytose
• Aktivierung des Komplementsystems

Darüber hinaus spielen Antikörper bei vielen anderen Prozessen im Körper eine Rolle. Sie sind beispielsweise an der Blutgruppe beteiligt.

Klinische Bedeutung und Erkrankungen

Immunglobuline haben eine bedeutende klinische Relevanz, da sie in der Diagnostik zur Erkennung von Infektionen und Autoimmunerkrankungen eingesetzt werden können. Zudem spielen sie eine zentrale Rolle in der Immuntherapie, einschließlich der Entwicklung von monoklonalen Antikörpern zur gezielten Bekämpfung von Krebs und anderen Krankheiten.

Autoimmunantikörper

Autoimmunantikörper sind spezifische Immunglobuline, die vom Körper gegen körpereigene Gewebe oder Proteine gerichtet sind, anstatt gegen fremde Krankheitserreger. Diese Fehlfunktion der Abwehr kann zu Autoimmunerkrankungen führen, bei denen die körpereigenen Zellen und Gewebe angegriffen und geschädigt werden. Autoimmunantikörper sind charakteristisch für viele solcher Erkrankungen und spielen eine wichtige Rolle bei ihrer Diagnose und dem Verständnis der zugrunde liegenden Immunpathologie. Die Identifizierung und Charakterisierung spezifischer Autoantikörper ist entscheidend für die Entwicklung von therapeutischen Strategien zur Behandlung und Kontrolle dieser oft chronischen und komplexen Erkrankungen.

Monoklonale Antikörper

Monoklonale Antikörper sind Proteine, die im Labor hergestellt werden und eine hohe Spezifität für ein bestimmtes Antigen aufweisen. Sie werden aus einer einzelnen Zelllinie produziert, die identische Antikörper produziert, daher der Begriff “monoklonal”. Diese Antikörper werden für verschiedene medizinische Anwendungen verwendet, einschließlich der Diagnose und Behandlung von Krankheiten wie Krebs und Autoimmunerkrankungen. Durch ihre gezielte Bindung an spezifische Ziele im Körper können monoklonale Antikörper therapeutische Effekte ausüben, indem sie entweder Tumorzellen direkt angreifen oder das Immunsystem stimulieren, um Krankheitserreger oder körpereigene fehlerhafte Zellen zu bekämpfen.