Haupthistokompatibilitätskomplex

Medizinische Qualitätssicherung von Dr. med. Nonnenmacher (Facharzt für innere Medizin) am 2. November 2016
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Der Haupthistokompatibilitätskomplex stellt einen Komplex aus Genen dar, die Immunproteine produzieren. Diese Proteine sind verantwortlich für die Immunerkennung und die immunologische Individualität. Sie spielen auch eine große Rolle für die Gewebeverträglichkeit bei Organtransplantationen.

Inhaltsverzeichnis

Was ist der Haupthistokompatibilitätskomplex?

Haupthistokompatibilitätskomplexe werden in allen Wirbeltieren gebildet. Sie sind verantwortlich für die Immunabwehr und die Erkennung der körpereigenen Proteine. So werden im Rahmen der Haupthistokompatibilitätskomplexe Antigene auf der Oberfläche aller Zellen präsentiert.

Alle kernhaltigen Zellen enthalten Rezeptoren für die MHC-Klasse-I-Proteinkomplexe. Die MHC-Klasse-II-Proteinkomplexe werden wiederum von den sogenannten Antigen präsentierenden Zellen wie Makrophagen, Monozyten, dendritischen Zellen in Thymus, Lymphknoten, Milz und Blut oder von B-Lymphozyten präsentiert. Der Unterschied zwischen beiden Haupthistokompatibilitätskomplexen besteht darin, dass im MHC-Klasse-I-Proteinkomplex intrazelluläre Antigene und im MHC-Klasse-II-Komplex extrazelluläre Antigene präsentiert werden.

Es gibt noch einen dritten Haupthistokompatibilitätskomplex, der als MHC-Klasse-III-Proteinkomplex bezeichnet wird. Bei diesem dritten Komplex handelt es sich um Plasmaproteine, die eine unspezifische Immunreaktion hervorrufen. Alle drei Komplexe regulieren die Immunabwehr und sorgen gleichzeitig für eine Toleranz gegenüber körpereigenen Proteinen. Über den MHC-Klasse-I-Proteinkomplex werden Fremdproteine, die etwa von Viren oder aus entarteten Zellen stammen, identifiziert. Die infizierte oder entartete Zelle wird durch T-Killerzellen zerstört. Beim MHC-Klasse-II-Proteinkomplex werden bei Vorliegen von extrazellulärem Fremdprotein die T-Helferzellen aktiviert, welche für die Bildung von Antikörpern sorgen.

Anatomie & Aufbau

Beide Haupthistokompatibilitätskomplexe bestehen aus Proteinkomplexen, die kleinere Peptide binden, welche sich aus der Spaltung von körpereigenen oder körperfremden Proteinen bilden. Beim MHC-Klasse-I-Proteinkomplex handelt es sich um einen Komplex aus einer schweren und einer kleineren Einheit (β2-Mikroglobulin), die das Antigen gebunden haben.

Die schwere Kette enthält dafür drei Domänen (α1 bis α3), während das β2-Mikroglobulin die vierte Domäne darstellt. Domäne α1 und α2 bilden eine Vertiefung, in welcher das Peptid gebunden wird. Dabei werden die Peptide durch das Enzym Proteasom aus den ständig synthetisierten Proteinen in großer Zahl gebildet. Die zytotoxischen T-Zellen erkennen, ob es sich um Abbauprodukte körpereigener oder körperfremder Eiweiße handelt. Wenn die Proteine aus Viren oder entarteten Zellen stammen, beginnen die T-Killerzellen sofort, die entsprechende veränderte Zelle zu vernichten. Gesunde Zellen werden nicht angegriffen. Die zytotoxischen T-Zellen sind darauf konditioniert.

Auch der MHC-Klasse-II-Proteinkomplex besteht aus zwei Untereinheiten, die insgesamt aus vier Domänen bestehen. Im Gegensatz zum MHC-Klasse-I-Proteinkomplex sind die Untereinheiten hier aber gleich groß und in der Zellmembran verankert. Ähnlich wie beim MHC-Klasse-I-Proteinkomplex wird ein Peptid in einer Vertiefung zwischen den Domänen verankert. Es handelt sich hier um ein Peptid aus einem extrazellulären Protein. Die T-Helferzellen sind wie die T-Killerzellen auf körpereigene Proteine selektiert.

Wenn Peptide aus fremden Eiweißen präsentiert werden, treten die T-Helferzellen in Aktion und sorgen für die Bildung von Antikörpern zur Bindung der fremden Proteine. Während die Immunreaktion beim MHC-Klasse-I-Proteinkomplex zellvermittelt ist, stellt sie beim MHC-Klasse-II-Proteinkomplex einen hormonell gesteuerten Prozess dar.

Funktion & Aufgaben

Die Funktion der Haupthistokompatibilitätskomplexe besteht in der Erkennung von körpereigenen und körperfremden Proteinen, um eine gezielte Immunreaktion zu gewährleisten. Jeder Mensch besitzt seine spezifischen Proteine. Auf diese Proteine werden die Immunzellen (T-Killerzellen, T-Helferzellen) konditioniert. Gegen fremde Proteine werden sofort Abwehrreaktionen ausgeführt. Das ist notwendig, um den Körper vor der Infektion mit Bakterien, Viren oder anderen Erregern zu schützen. Über die Präsentation der Antigene auf der Zellmembran entwickelt das Immunsystem eine Toleranz gegen körpereigene Proteine.

Die Immunzellen lernen über einen Selektionsprozess, zwischen kranken und gesunden Zellen sowie zwischen körperfremden und körpereigenen Eiweißen zu unterscheiden. Die Präsentation der Antigene dient diesem Ausleseprozess. Weichen die Antigene vom gewohnten Muster ab, werden die betroffenen Zellen oder die Fremdeiweiße zerstört.

Über den MHC-Klasse-I-Komplex ist das Immunsystem ständig auf der Suche nach entartetem Eiweiß oder Infektion mit Viren. Veränderte und auffällige Zellen werden schnell eliminiert. Über den MHC-Klasse-II-Komplex reagiert das Immunsystem sofort mit der Bildung von Antikörpern, wenn es zu einer Infektion kommt oder Fremdeiweiß in den Organismus eindringt.

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Zuweilen kommt es jedoch vor, dass das Immunsystem gegen den eigenen Körper reagiert. In diesem Fall geht die Toleranz der Immunzellen gegen körpereigene Proteine verloren. Der genaue Mechanismus dieses Prozesses ist noch nicht ganz verstanden.

Meist richtet sich das Immunsystem gegen einzelne Antigene. So kommt es zu begrenzten Reaktionen gegen einzelne Organe. Prinzipiell können die Immunzellen jedoch jedes Organ angreifen. So haben die Erkrankungen des rheumatischen Kreises eine autoimmunologische Grundlage. Hier greift das Immunsystem das Bindegewebe und die Gelenke an. Es kommt zu dauerhaften Entzündungsreaktionen, die das Gelenksystem zerstören können. Auch einige schwere Darmerkrankungen wie unter anderem die Colitis ulcerosa stellen Autoimmunerkrankungen dar. Ein weiteres Beispiel für eine Autoimmunerkrankung ist das sogenannte Hashimoto-Thyreoiditis.

Bei dieser Erkrankung richtet sich das Immunsystem gegen die Schilddrüse. Zunächst kommt es zu einer Überfunktion und später zu einer Unterfunktion. Des Weiteren stellen auch Allergien eine Fehlfunktion des Immunsystems dar. Hier reagiert der Körper empfindlich gegen normalerweise harmlose Fremdeiweiße. In der Regel hat das Immunsystem gelernt, diese Proteine zu akzeptieren, weil sie ständig auf den Körper einwirken. Dazu zählen unter anderem Pollen, Gräser, Tierhaare oder verschiedene Nahrungseiweiße. Über den MHC-Klasse-II-Komplex werden jedoch Antikörper gegen diese Proteine gebildet. Bei der Konfrontation mit den Allergenen treten oft sofort Atemwegsbeschwerden, Hautausschläge, Kopfschmerzen und vielfältige andere Beschwerden auf.

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