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Unspezifisches Immunsystem

Abstract

Das unspezifische (= angeborene, natürliche) Immunsystem ist bereits bei der Geburt vorhanden und bedient sich erster Abwehrmechanismen, sobald der Körper auf Pathogene trifft. Hierbei handelt es sich einerseits um physikalische und chemische Barrieren, die verhindern sollen, dass Pathogene überhaupt in den Körper gelangen, und andererseits um lösliche Stoffe und Zellen des unspezifischen Immunsystems, die versuchen, die in den Körper gelangten Pathogene abzutöten.

Die Zellen des angeborenen Immunsystems haben spezielle Mustererkennungsrezeptoren (sog. „Pattern Recognition Receptors“; PRRs), die es ihnen ermöglichen, schnell und antigenunabhängig gegen eindringende Pathogene vorzugehen. Bei einer Vielzahl von Pathogenen ist dies jedoch nicht ausreichend. Um auch diese zu beseitigen, ist eine spezifische Immunantwort erforderlich, die jedoch Stunden und Tage benötigt, um ihre volle Effektivität zu erreichen. Daher zerstören die Zellen des unspezifischen Immunsystems nicht nur Pathogene, sondern leiten auch direkt eine spezifische Immunantwort ein.

Physikalische, chemische und biologische Mechanismen

Um die Erreger am Eindringen in den Körper zu hindern, setzt der Organismus vor allem auf physikalische, chemische und biologische Maßnahmen. Insb. Haut und Schleimhäute werden so effektiv vor Schäden durch potentielle Pathogene geschützt. Doch auch einige Reflexe wie z.B. der Hustenreflex tragen zur Infektabwehr bei.

Intakte äußere Haut und Schleimhäute (Verdauungs- und Urogenitaltrakt, Atemwege)

Produktion von Schleim (= Mucus) und Sekreten

Mucus und Körpersekrete enthalten unspezifische und spezifische infektabwehrende Substanzen.

Surfactant-Proteine

Surfactant-Proteine sind im Surfactant der Lunge enthalten und bestehen aus mehreren Untergruppen. Die beiden Subtypen SP-A und SP-D besitzen vorwiegend immunologische Funktionen:

Husten/Hustenreflex

Zelluläre Mechanismen

Die Zellen des unspezifischen Immunsystems können Erreger bereits bei Erstkontakt angreifen. Sie erkennen die typischen Strukturen der Pathogene (sog. Pathogen Associated Molecular Patterns; PAMPs) mittels spezieller Mustererkennungsrezeptoren (sog. Pattern Recognition Receptors; PRRs) und sind daher nicht auf die Erkennung spezifischer Antigene angewiesen. Neben der direkten Abtötung von Erregern oder entarteten Zellen wird durch die Zellen des angeborenen Immunsystems auch die adaptive Immunantwort eingeleitet. Die sog. antigenpräsentierenden Zellen primen und aktivieren Lymphozyten des adaptiven Immunsystems. Hierdurch entsteht eine ganze „Armee“ spezifischer Immuneffektorzellen, die gegen das gleiche Antigen gerichtet sind und neben der Erregerbekämpfung auch Gedächtniszellen ausbilden können.

Zellen des unspezifischen Immunsystems

Rezeptoren

Granulozyten

Granulozyten machen etwa 40–60% der Leukozyten aus. Über Chemokine können sie aus dem Blut an den Ort der Inflammation gelockt werden, weshalb sie insb. in der Akutabwehr von entscheidender Bedeutung sind.

Neutrophile Granulozyten

  • Steckbrief
    • Häufigkeit: 40–60% der Leukozyten
    • Größe: 12–15 μm
    • Zellkern: Segmentiert (3–4 Segmente)
  • Granula
    • Färbung (namensgebend): Schwach rosa (eher neutral)
    • Inhalt: Verschiedene Peptide und Enzyme, die u.a. bakterizid wirken
  • Funktion
    • Unspezifische Erkennung und Bindung von Pathogenen
    • Phagozytose
      1. Verschmelzung von Phagosom und Granula
      2. Abtötung des aufgenommenen Mikroorganismus durch die Substanzen der Granula
      3. Untergang des Granulozyten
      4. Entstehung von Eiter (Pus)
    • Produktion bakterizider Substanzen: Bildung und Freisetzung zytotoxischer Sauerstoffradikale (Peroxide) katalysiert durch die NADPH-Oxidase führt zum „Respiratory Burst
      • Die Sauerstoffradikale werden weiter zu Wasserstoffperoxid umgewandelt
      • Die Myeloperoxidase katalysiert mithilfe von Wasserstoffperoxid die Oxidation von Chlorid zu Hypochlorit, das u.a. stark antimikrobiell wirkt und an der Zerstörung von Erregerzellmembranen beteiligt ist
  • Lebenszyklus

Eosinophile Granulozyten

Basophile Granulozyten

Reaktive Linksverschiebung
Bei einer akuten bakteriellen Infektion muss der Körper schnell eine Vielzahl an Granulozyten bereitstellen. Dies wird durch eine Reserve in den großen Venen und im Knochenmark sichergestellt. Unter dem Mikroskop kann man durch die beschleunigte Freisetzung teils noch unfertiger Zellen vermehrt stabkernige Granulozyten als Ausdruck der akuten Infektion beobachten. Diese Blutbildveränderung wird als reaktive Linksverschiebung bezeichnet.

Parasitäre Erkrankungen
Im Rahmen von parasitären Erkrankungen (z.B. Wurmerkrankungen) kommt es i.d.R. zu einem Anstieg der eosinophilen Granulozyten im peripheren Blut (Eosinophilie). Wie die eosinophilen Granulozyten mit den Parasiten interagieren, ist weiterhin Gegenstand der Forschung. Es gibt jedoch Hinweise darauf, dass sie an der Abwehr parasitärer Erreger beteiligt sind.

Mononukleäres Phagozytensystem (MPS)

Monozyten zirkulieren nach ihrer Bildung im Knochenmark zunächst im Blut. Einige phagozytieren dabei Pathogene und transportieren diese weiter zur Antigenpräsentation in einen regionalen Lymphknoten. Alle anderen wandern nach kurzer Zirkulation im Blut in periphere Gewebe ein. Dort reifen sie zu Makrophagen heran, die je nach Aufenthaltsort unterschiedlich bezeichnet werden.

Steckbrief

Funktion

Über ihre Rezeptoren (Pattern Recognition Receptors) binden Monozyten bzw. Makrophagen Pathogene. Diese können direkt mittels Phagozytose eliminiert und die Antigenfragmente im Anschluss den Lymphozyten präsentiert werden.

  • Erkennung von Pathogenen mittels PRRs und Phagozytose: Pathogen wird von der Zellmembran umschlossen und in ein sog. Phagosom aufgenommen → Verschmelzung mit den zytoplasmatischen Lysosomen zum Phagolysosom
  • Intrazelluläre Hydrolyse von Pathogenen: Am Phagolysosom werden durch den sog. Respiratory Burst Stickstoffradikale und reaktive Sauerstoffspezies (ROS) wie O2- (Superoxid-Anion) erzeugt, die sowohl im Phagolysosom auf dort gefangene Pathogene wirken als auch nach extrazellulär abgegeben werden können
  • Antigenpräsentation mittels MHC-II: Insb. Interaktion mit TH1-Zellen → Fähigkeit der Makrophagen zur intrazellulären Hydrolyse wird massiv gesteigert
  • Sekretorische Funktion
  • Weitere Funktionen: Eine Vielzahl weiterer Funktionen wie bspw. die Fusion zu mehrkernigen Riesenzellen im Rahmen granulomatöser Erkrankungen, die Interaktion mit Tumorzellen (sog. Tumor-assoziierte Makrophagen) und verschiedene regulatorische Funktionen, bspw. im Rahmen der Wundheilung, sind Gegenstand aktueller Forschung.

Natürliche Killerzellen (NK-Zellen)

Aufgrund ihrer sofortigen Reaktionsbereitschaft gegen virusinfizierte Zellen und Tumorzellen und dem Fehlen eines Rezeptors zur spezifischen Antigenerkennung werden natürliche Killerzellen (NK-Zellen) dem unspezifischen Immunsystem zugeordnet.

Steckbrief

Funktion

  • Antigenunabhängige Erkennung und Abtötung virusinfizierter und entarteter Zellen: Schnellere Reaktion als sonstige lymphoide Zellen (da Antigenunabhängig – Aktivitätsmaximum bereits 3 Tage nach Infektionsbeginn)
    • MHC-I-abhängige Zytotoxizität: Kontrolle von MHC-I-Molekülen auf körpereigenen Zellen → Wenn die MHC-I-Moleküle zu wenig oder verändert auf der Zelloberfläche vorhanden sind, wird die NK-Zelle enthemmt Degranulation mit Freisetzung zytotoxischer Substanzen → Infizierte/entartete Körperzelle wird abgetötet (durch Apoptose)
    • Antikörperabhängige Zytotoxizität: Bindung des Fc-Rezeptors der NK-Zelle an (durch Antikörper) opsonierte Zellen → Degranulation → Zelle wird abgetötet (durch Apoptose)
  • Cytokinsekretion (z.B. IFN-γ )

Mastzellen

Mastzellen sind klinisch äußerst relevant, da sie eine zentrale Rolle bei allergischen Reaktionen spielen.

Steckbrief

Funktion

Mastzellen können Antigene direkt durch membranständige und an ihre Fc-Rezeptoren gebundene IgE-Antikörper erkennen . Sie können aber auch durch das Komplementsystem oder physikalische Traumen (Hitze, Kälte) aktiviert werden.

  • Initiation und Regulation von Entzündungsreaktionen
  • Unterstützung bei der Elimination von Pathogenen
    • Magen-Darm-Trakt: Gesteigerte Flüssigkeitssekretion und Peristaltik (→ Diarrhö und Erbrechen)
    • Atemwege: Gesteigerte Mukusproduktion und Bronchokonstriktion (→ Blockade der Atemwege mit daraus folgendem Husten und Niesen)
    • Gefäße: Gesteigerter Blutfluss und Permeabilität (→ Gesteigerte Extravasation und somit gesteigerter Lymphfluss)

Allergische Sofortreaktion und anaphylaktischer Schock
Eine allergische Reaktion vom Soforttyp ist durch mehrere Schritte charakterisiert. Zunächst löst ein Allergen bei Erstkontakt die übermäßige Produktion von IgE-Antikörpern aus, die über den Fc-Rezeptor der Mastzellen an deren Oberfläche binden können. Diese sind nun für das Allergen sensibilisiert. Kommt es zu einem zweiten Antigenkontakt, bindet dieses an die IgE-Rezeptoren an der Mastzelloberfläche und es kommt zur Quervernetzung der IgE-Moleküle. Dies stellt den Reiz für die Degranulation dar. Das freigesetzte Histamin und andere Entzündungsmediatoren führen zu einer peripheren Gefäßdilatation, erhöhter Gefäßpermeabilität und einer Atemwegsobstruktion. Klinisch zeigt sich dies je nach Schweregrad der allergischen Reaktion durch ein Erythem, Ödeme, Juckreiz, Blutdruckabfall sowie erschwerte Atmung. In der maximalen Ausprägung kann es zu einem Kreislaufversagen kommen. Hierbei spricht man von einem anaphylaktischen Schock, der eine lebensbedrohliche Situation darstellt. Je nach Schweregrad der allergischen Reaktion kommt ein Stufenschema zum Einsatz, das sowohl H1- als auch H2-Rezeptor-Blocker enthält.

Professionelle antigenpräsentierende Zellen (APZ)

Zu den professionellen antigenpräsentierenden Zellen gehören Makrophagen, B-Lymphozyten und dendritische Zellen. Dendritische Zellen sind Teil des unspezifischen Immunsystems und v.a. dafür verantwortlich, peripher Antigene aufzunehmen und zu prozessieren. Anschließend migrieren sie in sekundäre Lymphorgane, wo sie die Antigene naiven Lymphozyten präsentieren und diese damit „primen“. Erst durch diese Interaktion können sich die naiven Lymphozyten zu reifen Effektorzellen (bspw. CD8+-zytotoxische T-Zellen) entwickeln und eine adaptive Immunantwort auslösen.

Dendritische Zellen (= DZ)

Überblick

Funktionen

Für die genauen Abläufe bei der Interaktion dendritischer Zellen mit weiteren Immunzellen siehe auch: Einleitung der unspezifischen Immunantwort (angeborenes Immunsystem).

Makrophagen und B-Lymphozyten

Siehe auch: Mononukleäres Phagozytensystem und B-Lymphozyten

Rezeptoren des unspezifischen Immunsystems

Das Immunsystem muss einerseits schnell, andererseits aber auch möglichst gezielt gegen eindringende Pathogene vorgehen. Diese zwei Funktionen werden von unterschiedlichen Teilen des Immunsystems und den entsprechenden Rezeptoren gewährleistet.

Mustererkennungsrezeptoren (Pattern Recognition Receptors)

Die Zellen des unspezifischen Immunsystems haben spezielle Mustererkennungsrezeptoren (sog. Pattern Recognition Receptors; PRRs), die es ihnen ermöglichen, schnell und antigenunabhängig gegen eindringende Pathogene vorzugehen und gleichzeitig eine Antwort des spezifischen Immunsystems zu bahnen. Hierzu zählen bspw. Toll-like-, Scavenger- und NOD-like-Rezeptoren. Diese Rezeptoren unterscheiden dabei grob zwischen „fremd“ und „eigen“, indem sie evolutionär konservierte molekulare Strukturen binden, die bei vielen Pathogenen sehr ähnlich (sog. Pathogen Associated Molecular Patterns; PAMPs), jedoch nicht so hochspezifisch wie Antigene sind. Dieser Prozess ist zwar nicht so effektiv wie die antigenabhängige spezifische Immunantwort und hat auch keinen Gedächtniseffekt, er ist jedoch deutlich schneller. Dies liegt u.a. daran, dass keine Prozessierung und Präsentation eines Antigens sowie kein Priming und keine klonale Expansion der passenden Lymphozyten notwendig sind.

Toll-like-Rezeptor (= TLR)

  • Ligand: Je nach Toll-like-Rezeptor unterschiedliche mikrobielle Bestandteile (bspw. Lipopolysaccharide (LPS), Lipomannan, dsRNA)
    • Lipopolysaccharide werden insbesondere durch den TLR-4 gemeinsam mit dessen Corezeptor CD14 erkannt
  • Vorkommen: U.a. auf Monozyten/Makrophagen, dendritischen Zellen, Granulozyten, B-Lymphozyten, Mastzellen, intestinalen Epithelzellen
  • Funktion: Insgesamt erfolgt v.a. eine Verstärkung der Entzündungsreaktion sowie eine vermehrte Produktion antimikrobieller und antiviraler Stoffe (spezifische Reaktion abhängig von der TLR-tragenden Zelle)

C-Typ-Lektinrezeptor

  • Ligand: Insb. Bindung von mikrobiellen Kohlenhydraten (bspw. Mannose)
  • Vorkommen: Insb. auf Makrophagen und dendritischen Zellen
  • Funktion: Gezielte, antigenunabhängige Phagozytose (mit anschließender Antigenpräsentation und Modulation der unspezifischen und spezifischen Immunantwort)

NOD-like-Rezeptor (= NLR)

  • Ligand: Ins Zytosol gelangte bakterielle Bestandteile
  • Vorkommen: Insb. in Makrophagen, dendritischen Zellen und Epithelzellen an den Grenzen zur „Außenwelt“
  • Funktion: Verstärkung der Entzündungsreaktion und vermehrter Zelltod

Scavenger-Rezeptor

Weitere antigenunabhängige Rezeptoren

Komplementrezeptor (= CR)

Antigenabhängige Rezeptoren

Fc-Rezeptor (= Fc-R)

Das MHC-System

MHC-Rezeptoren

Bei den MHC(Major Histocompatibility Complex)-Rezeptoren handelt es sich um zwei Gruppen von Glycoproteinen, die das Immunsystem u.a. nutzt, um „fremd“ von „eigen“ zu unterscheiden und die Immunreaktion zu steuern.

MHC-I-Rezeptoren

Die sog. MHC-I-Rezeptoren kommen auf nahezu jeder kernhaltigen Körperzelle sowie den Thrombozyten vor und präsentieren Fragmente der innerhalb der Zelle produzierten Proteine. Auf diese Weise geben die MHC-I-Rezeptoren den Immunzellen sowohl Hinweise darauf, dass es sich um eine körpereigene Zelle handelt, als auch, was diese Zelle aktuell produziert. Wenn eine Zelle entartet oder viral infiziert ist, produziert sie andere Proteine und präsentiert somit auch andere Antigenfragmente mittels MHC-I-Rezeptor. Eine Ausnahme stellt hier die sog. Kreuzpräsentation durch dendritische Zellen dar, die nicht nur ihre zelleigenen Proteinfragmente mittels MHC-I-Rezeptor präsentieren können, sondern auch fremde Antigene, um naive CD8+-T-Zellen zu primen.

Die Antigenpräsentation über MHC-I dient der Aktivierung von CD8+-T-Lymphozyten sowie der Einleitung einer Immunreaktion durch zytotoxische T-Zellen und NK-Zellen!

MHC-II-Rezeptoren

Die MHC-II-Rezeptoren kommen v.a. auf professionellen antigenpräsentierenden Zellen vor, die damit den CD4+-T-Zellen extrazellulär aufgenommene Antigene präsentieren. Es können hierbei nur die wenigen T-Zellen geprimed und aktiviert werden, die den für das präsentierte Antigen spezifischen T-Zell-Rezeptor haben. Präsentiertes Antigen und T-Zell-Rezeptor verhalten sich dabei wie Schlüssel und Schloss zueinander.

MHC-Gene

Die Gene für die MHC-Rezeptoren (beim Menschen auch HLA-Gene genannt) liegen in der MHC-Region auf dem kurzen Arm des Chromosoms 6. Diese Region ist in drei verschiedene Abschnitte aufgeteilt, die für unterschiedliche MHC-Rezeptoren codieren. Die HLA-Gene (von engl. human leucocyte antigen) weisen verschiedene Allele auf („Polymorphismus“), sodass jedes Individuum (außer eineiige(!) Zwillinge) seine eigene MHC-Proteinausstattung besitzt. Relevant wird dies vor allem bei Organ- bzw. Stammzelltransplantationen.

HLA-System-Kompatibilität bei Stammzell-/Organtransplantation
Bei einer Stammzell- bzw. Organtransplantation wird körperfremdes Material auf den Patienten übertragen. Damit es nicht zu einer Abstoßungsreaktion kommt, muss eine Reihe von Bedingungen erfüllt sein, die sich je nach transplantiertem Gewebe unterscheiden. Während Leber und Niere heutzutage auch HLA-inkompatibel transplantiert werden können, müssen die HLA-Merkmale bei der Transplantation fremder Stammzellen möglichst identisch sein. Transplantationsrelevante HLA-Antigene sind HLA-A, -B, -C, -DR und -DQ. Da je ein mütterliches und ein väterliches Allel vererbt wird, müssen also 10 verschiedene HLA-Merkmale für die Spenderauswahl berücksichtigt werden. Aufgrund von fast 10000 Kombinationsmöglichkeiten dieser Moleküle gestaltet sich die Spendersuche trotz guter Datenbanken teilweise als sehr schwierig. Am größten ist der Sucherfolg bei der Untersuchung von Geschwistern.

Humorale Mechanismen

Die humoralen (von lat. humoris = Flüssigkeit, Feuchtigkeit) Mechanismen des unspezifischen Immunsystems basieren auf im Blut zirkulierenden Proteinen. Sie werden überwiegend von den Zellen des unspezifischen Immunsystems gebildet. Ihre Funktion besteht einerseits in der direkten Abwehr eindringender Pathogene (bspw. durch das Komplementsystem) und andererseits in der Einleitung einer weitergehenden Immunantwort.

Beteiligte Plasmaproteine

Funktionen

Komplementsystem

Das Komplementsystem besteht aus rund 30 verschiedenen Plasmaproteinen, den sog. Komplementfaktoren, die überwiegend von den Hepatozyten der Leber synthetisiert und freigesetzt werden. Dies sind Proteine, die als inaktive Vorstufen im Blut zirkulieren und drei wichtige Funktionen erfüllen: Sie können erstens Pathogene direkt abwehren (Membranangriffskomplex), sie zweitens zur erleichterten Phagozytose markieren (Opsonierung) und drittens die Entzündungsreaktion verstärken (Chemotaxis und Steigerung der Gefäßpermeabilität). Sie haben damit einerseits eigenständige Funktionen, stellen anderseits aber auch eine Verbindung zwischen unspezifischem und spezifischen Immunsystem dar.

Komplementfaktoren

Bei Entzündungsreaktionen wirken die Komplementfaktoren wie Mustererkennungsrezeptoren und erkennen Pathogene antigenunabhängig. Anschließend aktivieren sie sich gegenseitig kaskadenartig und bewirken über verschiedene Mechanismen eine Beseitigung des Pathogens sowie eine Verstärkung der Entzündungsreaktion. Sie können über drei verschiedene Wege aktiviert werden, den klassischen Weg, den alternativen Weg und den Lektinweg.

Während die Komplementfaktoren des klassischen Weges immer mit „C“ und einer Zahl benannt werden (z.B. C1), werden die des alternativen Weges mit „Faktoren“ und einem Buchstaben bezeichnet (z.B. Faktor B). Da es sich bei Komplementfaktoren um Proteasen handelt, die sich gegenseitig spalten, werden die Spaltprodukte nach ihrer Größe in ein kleines Fragment „a“ und ein großes Fragment „b“ unterteilt (bspw. C1 → C1a + C1b oder Faktor B → Faktor Ba + Faktor Bb) .

Funktionen

  1. Direkte Pathogenabwehr: Bakterielle Lyse über den Membranangriffskomplex (MAC), der aus den Faktoren C5b und C6C9 besteht
  2. Gesteigerte Phagozytose durch Opsonierung: Markierung des Pathogens durch Anheften eines Komplementfaktors (C3b und C4b), wodurch dieses schneller und einfacher phagozytiert werden kann
  3. Verstärkung der lokalen Entzündungsreaktion: Bspw. durch das Anlocken weiterer Immunzellen (Chemotaxis), z.B. durch Faktor C5a, oder durch Steigerung der Gefäßpermeabilität
Übersicht wichtiger Komplementfaktoren
Funktion Beteiligte Komplementfaktoren
Membranangriffskomplex C5b + C6–C9
Opsonierung C3b, C4b
Lokale Inflammation Bspw. C2b,C3a, C4a, C5a

Aktivierung des Komplementsystems

Die Aktivierung des Komplementsystems kann auf drei Wegen erfolgen, dem klassischen Weg, dem alternativen Weg und dem Lektinweg. Trotz unterschiedlicher Aktivierungswege kommt es letztendlich auf allen Wegen zur Bildung einer C3-Konvertase. Die verschiedenen Wege fusionieren in einer gemeinsamen Endstrecke.

Klassischer Aktivierungsweg

Beim klassischen Weg bindet C1 v.a. an Antigen/Antikörper-Komplexe und wird so aktiviert .

  1. Bindung: C1 bindet meist an den Fc-Teil eines antigengebundenen Antikörpers (bspw. IgG)
  2. Spaltung: C1 spaltet C4 und C2
    1. C4 → C4a + C4b
    2. C2 → C2a + C2b
  3. Bildung der C3-Konvertase: Der Komplex aus C4b + C2a bildet die C3-Konvertase (=C4bC2a)

Lektinweg

Beim Lektinweg erfolgt die Aktivierung der Komplementkaskade über lösliche Faktoren (Mannose-bindendes Lektin (MBL) und Ficoline), die v.a. im Rahmen der Akute-Phase-Reaktion in der Leber produziert werden . Diese Faktoren erkennen dabei repetitive Muster auf Pathogenoberflächen (PAMPs), bspw. Kohlenhydratreste wie die namensgebende Mannose, und werden so initial aktiviert.

  1. Ausgangsform: MBL bindet im Plasma an Proteasen (MASP-1+2) mit ähnlicher Funktion wie C1 → Komplex ist bis zur Bindung an Pathogene jedoch inaktiv
  2. Bindung: Komplexiertes MBL bindet an Pathogenoberfläche, was eine Konformationsänderung und Aktivierung von MASP-2 zur Folge hat
  3. Spaltung: MASP-2 spaltet C2 und C4 (analog zum klassischen Weg )
  4. Bildung der C3-Konvertase: Der Komplex aus C4b + C2a bildet die C3-Konvertase (=C4bC2a)

Alternativer Aktivierungsweg

Beim sog. alternativen Aktivierungsweg erfolgt die Initiation der Komplementkaskade durch die Entstehung von C3b spontan oder durch den ersten Schritt der gemeinsamen Endstrecke des klassischen bzw. Lektinwegs. Die C3-Konvertase (=C4bC2a) des klassischen bzw. Lektinwegs erzeugt im ersten Schritt der gemeinsamen Endstrecke C3b und startet somit den alternativen Weg, der zur Bildung einer weiteren Form der C3-Konvertase (=C3bBb) führt. Eine Besonderheit des alternatives Weges ist, dass er einerseits durch die Entstehung von C3b gestartet wird und andererseits selbst durch die Bildung der C3-Konvertase im ersten Schritt der gemeinsamen Endstrecke C3b erzeugt – er verstärkt sich dadurch stetig selbst .

  1. Entstehung von C3b
    • Spontan: C3b entsteht durch spontane Hydrolyse (aus C3)
    • Durch klassischen oder Lektinweg: C3b entsteht zuvor durch den ersten Schritt der gemeinsamen Endstrecke des klassischen bzw. Lektinwegs
  2. Bindung: C3b bindet an Pathogenoberfläche
  3. Spaltung
    • Faktor B (ein zirkulierendes Plasmaprotein) bindet an C3b
    • Faktor D spaltet den gebundenen Faktor B in Faktor Ba und Faktor Bb
  4. Bildung der C3-Konvertase: Der Komplex aus C3b und Bb bildet die C3-Konvertase (=C3bBb)

Gemeinsame Endstrecke

Alle drei Aktivierungswege bilden eine C3-Konvertase und leiten dadurch eine gemeinsame Endstrecke ein.

  1. Spaltung von C3: C3-Konvertase spaltet C3 → C3a + C3b
  2. Bildung der C5-Konvertase: Durch Bindung von C3b an die C3-Konvertase der verschiedenen Wege entsteht eine sog. C5-Konvertase
    1. Klassischer und Lektinweg: C4b2a3b
    2. Alternativer Weg: C3b2Bb
  3. Spaltung: Von C5 durch C5-Konvertase (C5 → C5a + C5b)
  4. Bildung eines Membranangriffskomplexes (MAC): Faktoren C6–9 verbinden sich mit C5b zum MAC
  5. Zelllyse: Die Zellwand des Pathogens, an das die initialen Stoffe (C1, C3b oder MBL) gebunden haben, wird durch den MAC perforiert, was zur Zelllyse führt