Allergie & Krebs Biologie: Ablauf, Erkennung & Folgen

5.3.2.1 Autoimmunerkrankungen
 

Wenn das Immunsystem das eigene Gewebe mit dem körperfremden
verwechselt und eine Immunantwort startet, spricht man von einer Autoimmunerkrankung.

Es gibt viele verschiedene Autoimmunerkrankungen, je
nach Gewebe welches betroffen ist. Einige Beispiele sind

  • Multiple Sklerose,
  • Typ 1 Diabetes mellitus,
    (siehe hier)
  • Rheumatische Arthritis oder
  • Lupus erythematosus. Auch
    die
  • Crohn’sche Krankheit und
    die seltene
  • Wegenerschen Granulomatose

gehören dazu.

Bei der multiplen Sklerose
wird das Nervensystem angegriffen, bei der Crohnschen
Krankheit
der Darm, bei der Arthritis
die Gelenke, bei der Wegenerschen Granulomatose
entzünden sich Blutgefäße und Lungen und beim systemischen
Lupus erythematosus wechseln die Gewebe
und Organe je nach Individuum.

Viele Autoimmunerkrankungen treten selten auf, alle
zusammen betreffen sie viele Millionen Menschen, ältere Frauen mehr
als Männer.

Für die grundsätzliche Empfindlichkeit, eine
Autoimmunerkrankung zu entwickeln sind die Gene verantwortlich.
Zum Beispiel Psoriasis
(Schuppenflechte,
durch beschleunigte Zellteilung kommt es zu Entzündung und Blutungen),
eine chronisch entzündliche Hautkrankheit betrifft Millionen von
Menschen. Diese Krankheit können mehrere Mitglieder einer Familie
haben. Die Ursache ist wohl auf ein abnormes Gen (oder mehrere) zurückzuführen.

Systemischer Lupus
Erythematosus (SLE)
ist eine chronische, gewöhnlich lebenslange
Autoimmunerkrankung, die durch schwankende Stärke schmerzhafter Entzündungen
gekennzeichnet ist, die die Gelenke, Haut, Niere, Gehirn, Herz und den
Verdauungstrakt betreffen. Am meisten sind Frauen im Kindesalter und Alter
betroffen.

Bei dieser Immunfehlregulierung werden antinukleäre
Antikörper
(ANA) gebildet, es zirkulieren
Immunkomplexe, und das Komplement-System wird aktiviert. Dadurch werden
die Blutgefäße verletzt, Entzündungen entstehen. Man hat
weiterhin defekte Fc-Rezeptoren und Fehler bei der Komplement-Reaktion
festgestellt.

Die Jugenddiabetes
(Typ 1) wurde im Kapitel Hormone (siehe hier)
behandelt. Nach neuesten Erkenntnissen ist ein (erbliches) endogenes
Retrovirus
in den Langerhansschen Zellen verantwortlich.

(Conrad Bernard, Weissmahr Richard N., Böni
Jürg, Arcari Rosanna, Schüpbach Jörg, Mach Bernard: A human
endogenous retroviral superantigen as candidate autoimmune gene in type
1 diabetes. Cell 1997; 90:303­313
)

Die Immunreaktion bei einer Autoimmunreaktion soll am
Beispiel der Arthritis gezeigt
werden.

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Bei der rheumatoiden
Arthritis (RA)
tritt eine Entzündung der Gelenke auf, die
zur deren Zerstörung und Funktionslosigkeit führt.

Die Entzündung
wird durch Cytokinine (Interleukin-1 und TNF=Tumor-Nekrose-Faktor)
ausgelöst. In allen beteiligten Geweben des entzündeten Gelenks
werden Monocyten, Macrophagen, T- und B-Lymphocyten und Neutrophile gefunden.

Die Makrophagen aktivieren (möglicherweise beschädigen)
die Knorpel-, Knochen- und Bindegewebszellen und aktivieren B-und T-Lymphozyten.
Diese wandern in das Gelenk, schütten Entzündungsstoffe wie
Prostaglandine und Leukotriene aus und aktivieren das Komplementsystem.
Dies führt zur Entzündung der Gelenkgewebe und der Phagozytose
der Knorpelsubstanz durch Makrophagen. Die Ursache für das Verhalten
der Makrophagen ist unbekannt.

5.3.2.2 Allergie

Allergie
ist eine unangemessene Überreaktion des Immunsystemes auf harmlose
Antigene, die einen Krankheitszustand hervorruft.

Obwohl man aus Überlieferungen schon in frühreren
Jahrtausenden und Jahrhunderten Allergien kannte, weisen in neuerer Zeit
viele internationale Studien auf eine rapide Zunahme von Allergien hin.
So erhöhte sich, einer englischen Studie nach, die Zahl der Asthmafälle
bei Zwölfjährigen von 1973 bis 1988 um 100 Prozent. Im gleichen
Zeitraum nahmen Heuschnupfen um 70% und Ekzeme um 150% zu.

In Deutschland sind etwa 14,5 Millionen Einwohner ab
14 Jahren von Allergien betroffen. Neueste Untersuchungen haben außerdem
ergeben, daß 20 bis 30% der Kinder im Einschulungsalter unter Allergien
leiden. 16% der deutschen Bevölkerung sind von Heuschnupfen
betroffen, und Asthma bronchiale
ist gegenwärtig eine der häufigsten chronischen Erkrankungen
im Kindesalter.

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Auch ein Anstieg der berufsbedingten Allergien ist zu
verzeichnen. So stieg die Zahl der Fälle von Bäckerasthma von
300 im Jahr 1970 auf 2000 im Jahr 1990. Berufsbedingte Hauterkrankungen
sind die häufigsten Berufskrankheiten. Hier stehen sehr genaue Zahlen
zur Verfügung, es zeigte sich eine Steigerung von etwa 6300 Fällen
im Jahr 1970 auf mehr als 21000 im Jahr 1992.

Ursachen liegen in der Verwendung von Zusatzstoffen
bei der Nahrungsmttelproduktion (seit den 60er Jahren) wie z. B.
die Backmittelzusätze, dem verstärkten Rauchen bei Frauen
und werdenden Müttern und den Umweltbelastungen des Wassers
und der Luft.

Ein normal reagierendes Immunsystem bekämpft Eindringlinge
wie z.B. Viren, Bakterien, Pilze aber auch andere körperfremde Stoffe
in den meisten Fällen ohne daß es zum Krankheitsausbruch kommt.
Als harmlos erkannte Stoffe werden vom Immunsystem fast völlig ignoriert.
Ein übereifriges Immunsystem dagegen antwortet auf solche an sich
harmlosen Substanzen unangemessen heftig – mit einer sogenannten allergischen
Reaktion.

Allergie auslösende Stoffe (Allergene)
gibt es viele. Das Spektrum reicht von Pflanzenbestandteilen (Pollen,
Pflanzenfasern) über Nahrungsmittel bis hin zu Metallen (z.B. Nickel,
Kupfer) und sogar Sonnenlicht.

Über 90 % der Allergiker reagieren jedoch auf
die klassischen Allergene, die man nach folgenden Gruppen einteilen kann:

  • Allergene, die eingeatmet werden
  • Allergene, die auf die Haut einwirken
  • Allergene, die über den Magen-Darm-Trakt
    aufgenommen werden
  • Allergene, die direkt in die Blutbahn gelangen

Allergene, die eingeatmet werden

Dazu gehören vor allem Pollen von Gräsern,
Bäumen und Sträuchern, aber auch die Ausscheidungen von Hausstaubmilben.
Gelangen sie über die Luftwege in den Körper, so können
sie verschiedene Krankheitsbilder hervorrufen wie z.B. Heuschnupfen mit
angeschwollenen Nasenschleimhäuten, Schnupfen, geröteten, juckenden
und tränenden Augen bis hin zu Atembeschwerden, Asthma mit Verengung
der Atemwege, Husten, Atembeschwerden und anfallsweiser Atemnot, Hautschüppchen,
Speichel- und Kotbestandteile von Tieren können zu einer Tierhaarallergie
führen, also nicht nur die Haare selbst.

Allergene, die auf die Haut einwirken

Metalle (z.B. Nickel in Modeschmuck und Jeansknöpfen),
Duft- und Konservierungsstoffe sowie Chemikalien können, ebenso wie
Tierhaare, Auslöser einer Kontaktallergie sein. Sie äußert
sich in einer entzündlichen Rötung der Haut mit Bildung von
Bläschen, Knötchen, Schuppen oder Krusten. Zusätzlich juckt
das betroffene Hautareal.

Allergene, die über den Magen-Darm-Trakt
aufgenommen werden

Im Prinzip kann jedes Nahrungsmittel für eine allergische
Reaktion verantwortlich sein. Häufige Auslöser sind Milch und
Milchprodukte, Meerestiere, Nüsse, Fisch, bestimmte Obstsorten, aber
auch Farb- und Koservierungsstoffe. Die Anzeichen einer Nahrungsmittelallergie
können recht untypisch sein. Möglich sind Hautreaktionen, juckende,
tränende Augen, heuschnupfenähnliche Beschwerden, Übelkeit,
Erbrechen, sowie Bauchschmerzen. Lebensgefährliche Situationen entstehen,
wenn die Rachenschleimhaut anschwillt oder sich ein anaphylaktischer Schock
entwickelt.

Allergene, die direkt in die Blutbahn
gelangen

z.B. Medikamente oder Insektengifte lösen eine besonders
heftige Reaktion aus. Es kommt meist zu einem starken anaphylaktischen
Schock. Hier ist dringend ärztliche Hilfe erforderlich.

Ablauf einer Allergie

An der Immunüberreaktion bei Allergien sind die
Zellen der humoralen Immunantwort und Mastzellen
beteiligt.

Mastzellen (siehe rechts und unten) enthalten intrazellulär
Granula mit Entzündungsmediatoren wie z. B. Histamin. 
Beim ersten Kontakt des Immunsystems mit dem Allergen geschieht die humorale
Immunantwort, d.h. werden zunächst Antikörper und Gedächtniszellen
gebildet.

Beim 2. Kontakt werden zunächst große Mengen
Immunoglobuline IgE produziert,
deren Struktur der Form des Allergens angepasst ist. Die Antikörper
dringen über das Blut oder das Lymphsystem in die Schleimhaut von
Nase Mund und Augen, in die Atemwege und in den Darm ein.

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Dort befinden sich auch Mastzellen,
an die sie sich mit dem Fc-Rezeptor binden. (ca. 500 000 Bindungsstellen/Zelle
für Antikörper.)

Trifft eine solche Mastzelle auf Antigene (z.B. ein
Pollenkorn) und wird dieses an an zwei Antikörper gebunden, sorgt
dies für eine Exocytose der granulären Stoffe. Dadurch wird
die allergische Reaktion in Gang gesetzt.

Der wichtigste Stoff dabei ist
Histamin. Durch seine Wirkung werden Blutgefäße weit
und undicht, Juckreiz und Schmerzen entstehen und die Nasenschleimhaut
bildet vermehrt wässriges Sekret. Dadurch jucken und tränen
die Augen, die Nase läuft, ein starker andauernder Niesreiz entsteht.
Auch die Muskulatur der Atmung kann sich bei dieser Reaktion verkrampfen
und so zu einem Asthmaanfall führen oder es können sich Schmerzen
im Magen-Darm-Trakt zeigen.

So entstehen Heuschnupfen,
Asthma
(Bronchialasthma =Atemnot,
Verengung und Entzündung der Bronchien), Neurodermitis,
Nesselfieber
oder Magen-Darm-Probleme.

Je nachdem, wie stark die Reaktion des Immunsystems
ist, können die Beschwerden von harmlos bis lebensbedrohlich reichen.
Die gefährlichste Auswirkung einer allergischen Reaktion ist der
anaphylaktische Schock, bei dem Lebensgefahr
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eht.

Neurodermitis

Bei der Neurodermitis
(= atopisches Ekzem, atopische Dermatitis (AD) usw) handelt sich um eine
relativ häufige (2,5% in der BRD), erbliche, chronische Hauterkrankung,
die hauptsächlich durch Hautentzündung und quälenden Juckreiz
gekennzeichnet ist. In 80 % der Fälle tritt Neurodermitis schon in
der Kindheit auf.

Dabei verläuft die Krankheit über Jahre oder
Jahrzehnte “schubweise” (beschwerdefreie Zeiträume). Neurodermitis
tritt meist mit anderen atopischen Krankheiten auf (Atopie= eine gewisse
vererbte Veranlagung zur “Überreaktion” auf bestimmte Umweltstoffe
(Allergene). Diese Überreaktion wird durch eine erhöhte oder
vorschnelle Ausschüttung chemischer Überträgerstoffe des
Immunsystems (IgE) in der Haut verursacht. Ursache dafür sind vermutlich
defekte Gene auf dem Chromosom 5 und 11.

Krebs

Definition

Gemäß dem amerikanischen National Cancer Institute
ist Krebs eine Gruppe von mehr als 100
verschiedener Krankheiten. Krebs entsteht, wenn Zellen in einen abnormalen
Zustand übergehen und sich fortlaufend teilen. ( Normalerweise ist
die Zellteilung (Mitose) ein geregelter Vorgang, der nach der Telophase
beendet ist).

Bei der abnormalen Zellteilung werden unkontrolliert
immer mehr Zellen gebildet. Offensichtlich ist bei einer Krebszelle der
Zellteilungsmechanismus fehlreguliert.

Das entstandene Gewebe nennt man Tumor.
Man unterscheidet gutartige und
bösartige Tumore. Gutartige
Tumore sind nicht Krebs und können meist ohne Folgen entfernt werden.

Bösartige Tumore nennt man Krebs.
Die Krebszellen können in benachbartes Gewebe eindringen und es und
die Organe beschädigen. Wenn sich Krebszellen vom Tumor ablösen
und in den Blutkreislauf oder das Lymphsystem gelangen, werden an anderen
Stellen des Körpers sekundäre Tumore gebildet, sogenannte Metastasen.

Alle Zellen könen zu Krebszellen werden, deshalb
gibt es soviele Krebsarten wie Zelltypen. Man kennt heute über 200
Krebsarten. Die meisten werden nach dem Zelltyp oder dem Organ, indem
sie entstanden sind benannt. Auch die Metastasen in anderen Organen werden
nach dem primären Tumor benannt: z. B. Metastasen des Lungenkrebses
in der Leber bestehen aus Lungenkrebszellen.

Ursachen

Krebs entwickelt sich langsam als ein komplexer Mix aus
Faktoren der Umwelt, des Lebensstils und der Vererbung. Auch Viren können
Krebs auslösen. Die Wissenschaftler haben viele Risikofaktoren bestimmt,
die Krebs fördern können. Die Menschen unterscheiden sich in
der Empfindlichkeit gegen diese Faktoren.


80% aller Krebsarten sind
durch den Genuß von Tabakwaren, unser Essen und Trinken
und weniger durch Strahlung oder krebserregenden Substanzen (
Karzinogene) verursacht.

Der Lungenkrebs ist dabei die häufigste
Todesursache!

Die Tabakpflanze (Nicotiana tabacum) produziert mehr
als 20 Karzinogene (Nikotin, Benzpyren usw.), die zusammen als Teer bezeichnet
werden. Insgesamt enthält der Tabakrauch mehr als 2,000 Chemikalien,
darunter die umweltrelevanten Stickoxide, Phenol, CO oder Blausäure
.


Informationen über Tabak: http://www.healthanswers.com/database/ami/converted/002032.html

Krebs stellt nach Herz-Kreislauf-Erkrankungen
in unserer Gesellschaft die zweithäufigste Todesursache dar. Die
Fortschritte in der Chirurgie, Strahlen- und Chemotherapie haben die Zahl
der an Krebs geheilten Menschen in den letzten Jahrzehnten wesentlich
erhöht. Trotzdem hat Krebs das Gesicht des Todes, das ihm seit jeher
anhaftet, bis heute nicht verloren: Jede vierte Person stirbt an dieser
Krankheit.

Die meisten Krebserkrankungen werden
durch Körperzellen ausgelöst, in deren Erbmaterial eine Reihe
aufeinanderfolgender Veränderungen stattgefunden hat.

Durch die Schäden werden die gesunden Zellen zu
Krebszellen umprogrammiert. Das Erbmaterial kann spontan oder durch äussere
Faktoren wie Viren, Chemikalien oder Strahlung geschädigt werden.
Der Zusammenhang zwischen Tabakkonsum und Lungenkrebs oder Sonnenbaden
und Hautkrebs ist heute unbestritten. Indem wir also unsere Umgebung und
Lebensgewohnheiten verändern, können wir das Risiko für
viele Krebsarten drastisch vermindern. Andere Krebsformen sind vererbbar.
Das heißt, die Schäden im Erbmaterial, die entscheidend zum
Ausbruch eines bestimmten Krebses beitragen, werden von Generation zu
Generation weitervererbt. Die Gentechnik bietet deshalb eine Chance zur
Heilung.

Durch sie hat man in den letzten Jahren zunehmend Einsicht
gewonnen, welche Veränderungen im Erbmaterial bestimmten Krebsarten
zugrunde liegen, und wie Krebszellen das menschliche Immunsystem überlisten.
Man hat festgestellt, daß bei Krebskranken das System der Immunzellen,
sich gegenseitig zu aktivieren und kampfbereit zu machen nur unzulänglich
funktioniert, so dass sich Krebszellen ungehemmt vermehren und ausbreiten
können.

Früherkennung

Wohl bei keiner anderen Krankheit ist ein frühzeitiges
Erkennen so entscheidend wie bei Krebs. Je eher eine bösartige Wucherung
entdeckt wird, desto besser sind die Aussichten auf Heilung.

Erblicher Brustkrebs
macht 5 bis 10% aller Brustkrebsfälle aus. Mit Hilfe der Gentechnik
wurden zwei veränderte Erbfaktoren entdeckt, die entscheidend
zum Ausbruch dieses Krebses beitragen. 85% jener Frauen, die Trägerinnen
eines dieser Erbfaktoren sind, erkranken an Brustkrebs. Frauen betroffener
Familien können auf Wunsch eine Untersuchung ihres Erbmaterials
in Anspruch nehmen, die Aufschluss über die Veranlagung gibt.
Bestätigt der Test, dass eine Frau Trägerin des defekten
Erbfaktors ist, kann die Vorsorge bewusst frühzeitig beginnen.
Regelmässige ärztliche Kontrollen steigern die Chance,
den Krebs rechtzeitig zu entdecken und durch einen chirurgischen
Eingriff oder eine Strahlenbehandlung eine Heilung zu erzielen.

Therapie

Neben der herkömmlichen Chemotherapie
verwendet man die Strahlen- und
neuerdings Gentherapie. Bei der
Strahlentherapie wird das Erbgut der Krebszellen zerstört,
leider auch das vieler gesunder Zellen im Körper, deshalb treten
viele Nebenwirkungen auf.

Chemotherapeutika
sind vor allem für jene Zellen giftig, die sich schnell vermehren.
Sie zerstören deshalb nicht nur Krebszellen, sondern auch wichtige
Zellen des Knochenmarks, die täglich Millionen neuer Blutzellen bilden.
Das Blutbild des Krebskranken verschlechtert sich nach einigen Tagen Therapie
massiv: Es fehlen unter anderem weiße Blutkörperchen, was die
Abwehrkraft stark schwächt. Die Patienten sind daher sehr anfällig
für Infektionserreger. Sie müssen mit hohen Dosen von Antibiotika
behandelt werden. Meist muss man die Chemotherapie für eine Zeitlang
absetzen, damit sich neue weisse Blutkörperchen bilden können.
Diese Wartepausen nützen aber leider auch die Krebszellen, um sich
zu vermehren.

Man kennt heute einen Wachstumsfaktor, der als Medikament
dient, der spezifisch die Vermehrung der weißen Blutkörperchen
anregt. Damit bleibt ihre Anzahl auch während einer Chemotherapie
weitgehend normal. Der Krebspatient ist weniger anfällig für
Infektionserreger und die Behandlung kann bei Bedarf schneller wiederholt
werden.

Daneben werden Interferone
als körpereigene, krebszerstörende Substanzen medikamentös
eingesetzt.

Primäre
Reaktion des Immunsystems auf Krebszellen

Die meisten Krebszellen produzieren tumorspezifische
Antigene (Peptide) und präsentieren diese, wie die von Viren befallenen
Zellen über die MHC I-Rezeptoren z. B. den cytotoxischen T-Zellen.
Parallel dazu werden die Tc-Zellen durch Interleukin-12 aktiviert.

Dies löst bei den Tc-Zellen die Produktion von
Interleukin 12 und 10 aus, was die NK-Zellen aktiviert. Sie produzieren
daraufhin Perforin usw. und leiten damit die Zerstörung und Lyse
der Krebszelle ein.

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Abb. 52
 

Psoriasis

 

 
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Abb. 52
 

Arthritis

 

 
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Abb. 53
 

Allergene

 

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Abb. 54
 

Unkrautpollen

 

 

 


Abb. 55
 

Mastzelle

 

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Abb. 56
 

Mastzelle

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Abb. 57
 

Neurodermintis

 

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Abb. 58
 

Krebszelle

 

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Ende des Biokurses Klasse 12.

Weiterführende Quellen:

Lupushttp://cerebel.com/lupus/overview.html
Allergiehttp://www.allergie-info.de/
http://www.allergy.de/
http://www.aaaai.org/
Neurodermitishttp://www.derma.med.uni-erlangen.de/
Malinomhttp://www.uibk.ac.at/gin/org/18oekh.ges/melano.arz/melano.htm
Wegener’s Granulomatosehttp://www.angelfire.com/ga/wegeners/faq.html
Krebshttp://www.cancer.org/docroot/home/index.asp
http://rex.nci.nih.gov/INTRFCE_GIFS/MASSMED_INTR_DOC.htm
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