Die Abwehr des Körpers

Im Schema sind die drei Abwehrlinien des Körpers dargestellt. Schreibe die Namen der mit A, B und C gekennzeichneten Linien auf, geordnet von der äußersten bis zur innersten, und gib an, welche von ihnen für den jeweiligen Erreger spezifisch ist.

Eine kleine Schürfwunde heilt von allein, ohne Behandlung. Beschreibe die Kette der Abwehrmaßnahmen, die vom Aufreißen der Haut bis zum Schließen der Wunde wirken, und gib an, welche Abwehrlinie in welchem Moment eingreift.

Nenne vier Barrieren des Körpers, die das Eindringen von Mikroorganismen erschweren (Haut, Schleimhäute, Tränenflüssigkeit, Magensäure ...), und erkläre, wie jede von ihnen schützt.

Erkläre, welche Rolle der Schleim und die Schleimhäute der Atemwege als Abwehrbarriere gegen Mikroorganismen spielen.

Eine großflächige Verbrennung ist ein schwerer Notfall, auch wenn zunächst keine Infektion vorliegt. Erkläre mit Bezug auf die Abwehrlinien, warum die verbrannte Haut lebensbedrohlich ist und welches Risiko in den folgenden Tagen auftritt.

Erkläre, was Fresszellen (Phagozyten) sind, zu welcher Gruppe von Blutbestandteilen sie gehören und warum man sagt, dass sie Mikroben „fressen“.

Erkläre, was eine Entzündung ist und welche vier typischen Anzeichen im betroffenen Bereich auftreten.

Wenn du dir einen Splitter einziehst, rötet sich die Stelle, wird warm und schwillt an. Erkläre, was dabei geschieht, wie diese Reaktion heißt, welche Blutzellen an den Ort gelangen und warum diese Reaktion, obwohl sie unangenehm ist, nützlich ist.

Fieber ist ein kontrollierter Anstieg der Körpertemperatur bei vielen Infektionen. Begründe, warum es als Abwehrmechanismus und nicht nur als Symptom betrachtet werden kann, und erkläre, in welchen Situationen eine Behandlung sinnvoll ist.

Ein Jugendlicher hat eine Körpertemperatur von 37,9 °C und Halsschmerzen mit leichter Entzündung. Seine Mutter will ihm sofort hohe Dosen fiebersenkender und entzündungshemmender Mittel geben, damit seine Temperatur gleich auf 36,5 °C sinkt. a) Begründe ausgehend von der Abwehrfunktion von mäßigem Fieber und Entzündung (Eintreffen von Fresszellen, gesteigerter Zellstoffwechsel und verlangsamte Vermehrung der Mikroben), warum die vollständige Unterdrückung dieser leichten Symptome die Infektion verlängern könnte. b) Sage voraus und begründe, welche Lebensgefahr entstünde, wenn das Fieber dauerhaft über 41,5 °C stiege, und erkläre die Wirkung extremer Hitze auf die Proteine und Enzyme unserer Zellen.

Erkläre, was ein Antikörper ist, welche Zellen ihn herstellen und warum jeder Antikörper nur gegen einen bestimmten Erreger wirkt.

Erkläre, was Lymphozyten sind und welche zwei großen Aufgaben sie innerhalb der spezifischen Abwehr erfüllen.

Gib an, ob die folgenden Aussagen richtig oder falsch sind, und begründe deine Antwort: a) Fieber muss man immer sofort mit Medikamenten senken; b) Antikörper sind Proteine, die der Körper selbst herstellt; c) Beim ersten Eindringen einer Mikrobe braucht die spezifische Abwehr länger als die unspezifische.

Vergleiche die unspezifische und die spezifische Immunantwort: Schnelligkeit, beteiligte Zellen, Gedächtnis gegenüber demselben Erreger und je ein Beispiel für das Eingreifen jeder von beiden bei derselben Infektion.

Personen, denen die Milz entfernt wurde, wird empfohlen, sich häufiger impfen zu lassen und jede Infektion genau zu beobachten. Erkläre, welchen Zusammenhang die Milz mit den weißen Blutkörperchen hat und warum ihr Fehlen die Abwehr schwächt, ohne sie völlig auszuschalten.

Bei einer Grippe schwellen die Lymphknoten am Hals an. Erkläre, was Lymphknoten sind, was in ihrem Inneren bei einer Infektion geschieht und warum ihre Schwellung anzeigt, dass die Abwehr arbeitet.

Gegen ein und dasselbe Bakterium wirken zuerst die Fresszellen und danach die Lymphozyten. Vergleiche beide Abwehrreaktionen: Reihenfolge des Eintreffens, Art, den Eindringling zu erkennen, und was im Körper zurückbleibt, wenn jede ihre Arbeit beendet hat.

Die T-Helferzellen wirken als zentrale Koordinatoren des Immunsystems, denn sie geben das chemische Signal zur Aktivierung sowohl der B-Lymphozyten (die Antikörper herstellen) als auch der Makrophagen und zytotoxischen Lymphozyten. Das HI-Virus infiziert und zerstört gezielt diese Zellen. a) Sage voraus, welche Folgen für das Abwehrsystem entstehen, wenn genau diese Lymphozyten verloren gehen, und leite daraus ab, warum Patienten mit fortgeschrittenem Aids nicht am Virus selbst, sondern an anderen Infektionen sterben. b) Wenn eine Kombination antiretroviraler Medikamente die Vermehrung des Virus so weit bremst, dass es nicht mehr nachweisbar ist, sage voraus, was mit der Lymphozytenzahl und der Gesundheit des Patienten geschieht.

In einer Studie wird die Menge der Antikörper im Blut einer Person gegen ein krankheitserregendes Bakterium zu zwei verschiedenen Zeitpunkten gemessen: Nach dem ersten Kontakt (Tag 1) erscheinen die Antikörper erst nach 10 Tagen und erreichen ein Maximum von 15 Einheiten; nach einer zweiten Ansteckung ein Jahr später (Tag 365) erreichen die Antikörper schon nach nur 2 Tagen 250 Einheiten. a) Interpretiere diese Ergebnisse und begründe den Unterschied in Geschwindigkeit und Menge mit der Funktion der Gedächtniszellen (Lymphozyten). b) Begründe, wie Impfungen dasselbe biologische Prinzip nutzen, um uns zu schützen, ohne dass wir die Krankheit durchmachen müssen.

Eine Person behauptet: „Die Grippeimpfung bringt gar nichts; meine Tante hat sich im November impfen lassen und lag im Januar mit Grippe, Unwohlsein und Husten im Bett.“ Widerlege ihre Schlussfolgerung mit deinem Wissen über die Immunantwort: a) Begründe, warum das Grippevirus eine geimpfte Person infizieren kann, wenn es kleine Mutationen in seinen Oberflächenantigenen durchlaufen hat, und warum der Impfstoff deshalb jedes Jahr angepasst werden muss. b) Sage voraus und begründe, wie die Infektion bei ihrer Tante verlaufen wäre, wenn sie nicht geimpft gewesen wäre, und erkläre die Rolle der Antikörper und Lymphozyten, die durch die vorherige Impfung gebildet wurden.

Beim Spaziergang durch einen Park im Frühling beginnt Marcos ununterbrochen zu niesen, seine Augen tränen und die Haut am Hals rötet sich. Ein Freund sagt zu ihm: „Du hast dich mit einem sehr aggressiven Bakterium angesteckt; nimm schnell ein Antibiotikum, damit du gesund wirst.“ a) Widerlege die zwei fachlichen Fehler in der Aussage seines Freundes und erkläre, was im Immunsystem von Marcos gegenüber dem Pollen tatsächlich geschieht. b) Der Arzt verschreibt ihm ein „Antihistaminikum“. Sage voraus und erkläre, welche Wirkung dieses Medikament auf seine Blutgefäße und Schleimhäute haben wird, ausgehend von der Wirkung, die Histamin bei einer allergischen Reaktion ausübt.

Bei Diabetes Typ 1 zerstören Lymphozyten gezielt die Betazellen der Bauchspeicheldrüse (die für die Insulinherstellung zuständig sind), weil sie deren Membranproteine mit denen eines gefährlichen Krankheitserregers verwechseln. a) Analysiere diesen Vorgang und verwende dabei die Begriffe „Antigen“, „Autoantikörper“ und „Selbsttoleranz“ genau. Erkläre, worin sich dieser Angriff von dem unterscheidet, der gegen ein eindringendes Bakterium erfolgt. b) Ein Schüler meint: „Da es ein zellulärer Angriff ist, könnten wir Diabetes endgültig heilen, indem wir Antibiotika geben oder das gesamte Immunsystem des Patienten zerstören.“ Widerlege beide Vorschläge begründet.

Bei einem Patienten, der eine Chemotherapie erhält, wird eine Lungenentzündung diagnostiziert, die durch Pneumocystis jirovecii verursacht wird, einen harmlosen Pilz, der in den Atemwegen der gesunden Bevölkerung vorkommt, ohne Schaden anzurichten. Analysiere diesen Krankheitsfall: a) Begründe, warum diese Infektion als „opportunistisch“ bezeichnet wird, und stütze dich dabei auf den Zustand der Abwehr des Patienten nach der Behandlung. b) Wenn ein gesunder Angehöriger eng mit ihm zusammenlebt, sage voraus, ob er sich mit demselben Pilz erkranken wird, und begründe deine Antwort. c) Entwirf zwei konkrete Vorsorgemaßnahmen, die das Krankenhaus oder das familiäre Umfeld anwenden sollte, um ihn vor anderen häufigen Krankheitserregern zu schützen.

Emilia wurde eine Niere transplantiert, und sie muss täglich Immunsuppressiva einnehmen. Nach einigen Monaten stellen ihre Ärzte die Dosis mit großer Vorsicht ein: Erhöhen sie die Menge stark, bekommt Emilia häufig bakterielle und Pilzinfektionen; senken sie die Dosis, beginnt die transplantierte Niere ihre Filterfunktion zu verlieren. a) Begründe das biologische Dilemma, das dieses empfindliche Gleichgewicht erklärt, und benenne, welche Bestandteile des Immunsystems bei jedem der beiden Risiken beteiligt sind. b) Wenn Emilia während eines Grippeausbruchs eine Arztpraxis aufsuchen muss, sage voraus, welchen besonderen Risiken sie ausgesetzt ist, und begründe zwei unverzichtbare Selbstschutzmaßnahmen, die sie ergreifen muss.