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Wie Zellen des Immunsystems auf Stress reagieren

Wie reagieren Immunzellen auf Stress? Ein Forscherteam um Prof. Bernd Kaina vom toxikologischen Institut der Universitätsmedizin Mainz haben untersucht, wie bestimmte Zellen des Immunsystems, die sogenanten Monozyten, auf oxidativen Stress reagieren. Was dabei herauskam und welche Bedeutung die Ergebnisse für Patienten mit Neurodermitis und Allergien haben: jucknix klärt auf.

Die Wissenschaftler konnten in ihrer Studie erstmalig nachweisen, dass die Monozyten, eine Art im Blut zirkulierender Zellen des Immunsystems sehr empfindlich reagieren, wenn der Organismus mit der „reaktiven Sauerstoffsspezies“ (ROS) in Berührung kommt. Bei ROS handelt es sich um aggressive Sauerstoffformen, die aus oxidativem Stress resultieren und ein Faktor für viele unterschiedliche Erkrankungen darstellen. Gleichzeitig werden ROS jedoch auch von Immunsystem-Zellen wie den Makrophagen gebildet, um bestimmte Krankheitserreger wie zu bekämpfen. Die Makrophagen entstehen gemeinsam mit den dendritischen Zellen bei einer Immunantwort aus den Monozyten.

Dendritische Zellen und Makrophaen sind gegenüber den ROS geschützt, die „Mutterzellen“ der Monozyten jedoch nicht. Ganz im Gegenteil: die Monozyten reagieren hochempfindlich auf die reaktive Sauerstoffspezies. Vermutet wird, dass der Grund dafür in komplexen Regulationsmechanismen des Immunsystems liegt.

Warum die Monozyten so empfindlich auf ROS reagieren

Anders als andere Zellen – und hier liegt eines der wesentlichen Erkenntnisse der Studie – reagieren die Monozyten des Immunsystems deswegen so empfindlich auf reaktiven Stress,  weil sie durch ROS entstandene Schäden an ihrer DNA nicht reparieren können, weil sie über zu wenige Reperaturproteine verfügen. Es liegt also ein sogeannter „Reparaturdeffekt“ vor.

Bedeutung für Immunreaktionen und Hautkrankheiten

Die Monozyten werden bei normalerweise als Vorgängerzellen von ROS-erzeugenden Makrophagen vermehrt und zerstört, da sie besonders empfindlich auf ROS reagieren. Dadurch verringert sich die Zahl der Monozyten, die dann wiederrum weniger Makrophagen produzieren, was zu weniger ROS führt. Ein fein geeichter Aparat des Immunsystems – bei gesunden Menschen.

Nun vermuten die Wissenschaftler, dass bei chronischen und chronischen entzündlichen Krankheiten ein Ungleichgewicht in diesem System aus Monozyten, Makrophagen, dendritischen Zellen besteht, was zu übermäßig viel ROS führt, welches die DNA gesunder Zellen schädigen und auch zu Krebs führen kann.

Eventuell lässt sich dieser Kreislauf zukünftig unterbinden, indem die Monozyten gezielt durch Therapien abgetötet werden.

Quelle:
Bauer, M., M. Goldstein, M. Christmann, H. Becker, D. Heymann and B. Kaina (2011) Human monocytes are severely impaired in base and DNA double-strand break repair that renders them vulnerable to oxidative stress, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 108, 21105-21110

 

 


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