Antikörper: Wie sie funktionieren & wogegen sie kämpfen

Antikörper, auch als Immunglobulinmoleküle bekannt, sind die Effektormoleküle des Immunsystems, die fremde Substanzen zur Zerstörung und Entfernung aus dem Körper angreifen. Diese Substanzen können Bakterien, Viren, Zellüberreste, Moleküle und die eigenen sterbenden Zellen des Körpers umfassen.

Charakterisierung von Antikörpern

• Obwohl Immunglobuline oder Antikörper in ihren spezifischen Funktionen stark variieren, teilen sie alle die gleiche Grundform. Zum Beispiel besteht Immunglobulin G, allgemein als IgG bezeichnet, aus zwei Sätzen von Aminosäureketten; der schweren, H-Kette und der leichten, L-Kette, die das Aussehen eines doppelten Buchstabens „Y“ annehmen. Die vier Enden des offenen Teils des „Y“ werden zur Erkennung von entweder „selbst“ oder „fremden“ Molekülen verwendet. Diejenigen, die „selbst“ sind, werden normalerweise in Ruhe gelassen; jedoch diejenigen, die fremd oder „fremd“ sind, bezeichnet als Antigene, reagieren mit den Antikörpern und werden von weißen Blutkörperchen zur Zerstörung und Entfernung markiert.

Standort von Antikörpern

• Antikörper werden von spezifischen weißen Blutkörperchen produziert, die als Plasmazellen bezeichnet werden, und treten in einer von zwei Formen auf. Sie können entweder als freie oder sezernierte Form oder als alternative membrangebundene Form auf der Oberfläche einer anderen Art von weißen Blutkörperchen, genannt B-Zelle, existieren, die dann als B-Zell-Rezeptormoleküle bezeichnet werden.

Diversität von Antikörpermolekülen

• Es gibt fünf anerkannte Arten von Antikörpermolekülen: IgA, IgD, IgE, IgG und IgM. Aufgrund der Austauschbarkeit an den Enden der Antikörpermoleküle und variabler genetischer Expression kombiniert mit zufälligen Mutationen sind sie in der Lage, bis zu 10^18 verschiedene Kombinationen oder Sequenzen chemischer Verbindungen zu erkennen. Laut Alberts in „Molecular Biology of the Cell“ gibt es 250 bis 1000 mögliche Kettensequenzen für die H-Ketten des Antikörpers und 250 bekannte für die L-Ketten. Diese Kombinationen zusammen erklären die enorme Diversität von Antikörpermolekülen, die Isotypen genannt werden, im Prozess der erworbenen Immunität.

Aktionen von Antikörpern

• Sobald ein Antikörper mit einem fremden Partikel in Kontakt kommt, wird das Molekül aktiviert und signalisiert anderen Molekülen und Zellen, bei der Bekämpfung einer möglichen Invasion zu helfen. Aktivierte Antikörper auf der Oberfläche von B-Zellen rekrutieren oft die Hilfe einer anderen Art von weißen Blutkörperchen, genannt Helfer-T-Zelle. Die B-Zelle wird dann aktiviert und initiiert die Produktion weiterer Antikörper, die in die Interstitialflüssigkeit und ins Blut sezerniert werden. Auf diese Weise dienen Antikörper als molekulares Kommunikationssystem zur Rekrutierung weiterer defensiver Zellen und Moleküle, um die Überwachung eindringender Mikroorganismen fortzusetzen.

Natürliche Antikörper

• Alle höheren Tiere haben ein angeborenes oder natürliches Immunsystem mit ihren eigenen Antikörpern. Diese Antikörper zielen nicht auf ein bestimmtes Antigen ab, sondern erkennen eine Vielzahl fremder Antigene oder anderer natürlicher Trümmer wie Zellfragmente, die eliminiert werden müssen, um die Stabilität im Körper aufrechtzuerhalten. Diese Antikörper werden ohne vorherige Exposition gegenüber fremden Antigenen in einem Prozess produziert, der als passive Immunität bekannt ist.