Antikörper

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Was sind Antikörper?

Antikörper bilden eine eigene Proteinklasse, die vom Immunsystem (von einer Form weißer Blutkörperchen den B-Lymphozyten und von Plasmazellen) in Reaktion auf körperfremde Stoffe (Antigene = Antikörper-generierend) produziert werden. Sie werden auch als Immunoglobuline (Ig) bezeichnet und sind Hauptbestandteil der körpereigenen spezifischen Abwehr.

Heutzutage werden Antikörper sowohl in der Medizin als auch in der Biologie für diverse Nachweisverfahren eingesetzt, wie z. B. Drogentests, ELISA , ELISPOT, EMSA FACS, Schwangerschaftstests und Western Blot.

 

Wie ist ein Antikörper aufgebaut?

Aufbau eines Antikörper-Moleküls

Durch kovalente Bindungen sind zwei identische lange (schwere) und zwei identische kurze (leichte) Polypeptidketten miteinander verbunden und bilden die für Antikörper typische Y-förmige Struktur (1).

 

Sowohl die schweren als auch die leichten Ketten besitzen eine konstante (C-Region) und eine variable (V-Region) Region. Während die Aminosäuresequenz der C-Region innerhalb einer Antikörperklasse nur geringfügig variiert, ist die am Ende der Y-Arme liegende V-Region von Antikörper zu Antikörper sehr unterschiedlich. 

 

Antikörper verbinden sich mit der molekularen Struktur eines Antigens.

Antikörper erkennen kleine molekulare Strukturen auf der Oberfläche von Antigenen (Epitope) und können spezifisch an diese binden, es entsteht der sogenannte Antigen-Antikörper-Komplex (2).

 

Die V-Regionen bilden dabei die spezifischen Bindestellen, mit denen der Antikörper das jeweilige Antigen erkennen und binden kann. Jeder Antikörper besitzt mindestens zwei Bindestellen, die gegen das Antigen gerichtet sind, das seine Produktion ausgelöst hat.

 

 

Welche Wirkungsweisen haben Antikörper?

Bei Antigenen handelt es sich in den meisten Fällen um Proteine (z. B. von Viren und Bakterien), aber auch Lipide, Kohlenhydrate und andere Stoffe können eine antigene Wirkung zeigen. Eine Bindung von Antigenen durch Antikörper hat das Ziel, die in den Körper eingedrungenen Fremdstoffe zu inaktivieren und zu vernichten. Dabei gibt es verschiedene Mechanismen: 

Bei der Neutralisation blockiert der Antikörper eine Stelle des Antigens, die dieses benötigt, um seine Wirkung entfalten zu können, wie beispielsweise das Erkennen und Eindringen in Körperzellen.

Durch das Anheften von Antikörpern an den Bewegungsapparat eines Eindringlings (z. B. die Geißel eines Bakteriums) kann dieser an der Bewegung gehindert (immobilisiert) werden.

Manche Fremdstoffe müssen vom Körper erst als solche markiert werden, um anschließend von Abwehrzellen erkannt und phagozytiert („gefressen“) werden zu können. Diese Markierung kann unter anderem durch Antikörper erfolgen und wird als Opsonisierung bezeichnet.

Unter Agglutination und Präzipitation versteht man zwei Prozesse, die zu einer Vernetzung bzw. Verklumpung von Antigenen durch Antikörper führen. Größere Antigen-Antikörper-Komplexe können von phagozytotischen Zellen besser erkannt und verdaut werden.

Antigen-Antikörper-Komplexe können von Komponenten des Komplementsystems erkannt werden, wodurch dieses aktiviert wird. Das Komplementsystem besteht aus ca. 25 verschiedenen Proteinen, die die Vernichtung von Antigenen, durch verstärken einiger bei einer Immunantwort auftretenden Reaktionen (Opsonisierung, Entzündungsreaktionen), unterstützen können.

 

Welche Antikörperklassen gibt es?

Antikörper werden aufgrund von Sequenzunterschieden innerhalb der C-Region in verschiedene Klassen eingeteilt. Bei Säugetieren existieren fünf verschieden aufgebaute konstante Regionen, die die Immunoglobulinklassen definieren:

 

  • Die Immunoglobinklasse Dimer wehrt körperfremde Eindringlinge in den Schleimhäuten ab.• IgA (Dimer, siehe a) übernimmt durch seine Präsenz in Schleimhäuten (Mund, Nase, Augen, Darmtrakt) die Funktion einer ersten Barriere für Eindringlinge. Viele Fremdstoffe werden bereits durch IgA-Antikörper abgefangen und unwirksam gemacht. Außer in Schleimhäuten wird IgA auch von Drüsen im Umkreis mütterlicher Brustwarzen sezerniert und gelangt auf diesem Weg in die Muttermilch und den Säugling.
 
  • Der Pentamer ist die erste Anwort auf eine Infektion.• IgM (Pentamer, siehe b) ist der Antikörper, der bei einer Infektion als erstes gebildet wird (Primärantwort). Nach einigen Wochen sinkt der IgM-Titer ab und wird von den in der Zwischenzeit gebildeten spezifischeren IgG-Antikörpern abgelöst.
 
 
 
 
  • In der Immunogoblinklasse der Monomere gibt es drei Varianten.• IgG (Monomer, siehe c) ist der am häufigsten vorkommende Antikörper. Er zirkuliert in Körpersekreten wie Blut und Lymphe und ist Bestandteil einer verzögerten Immunabwehr (Sekundärantwort). IgG wird erst ungefähr drei Wochen nach einer Infektion gebildet, bleibt dann aber lange im Körper erhalten. Anhand eines IgG-Nachweises können vergangene Infektionen oder Impfungen erkannt werden.
 
  • • IgD (Monomer, siehe c) liegt nur in sehr geringen Mengen in Blut und Lymphe vor. Als Antigen-Rezeptor auf der Oberfläche von B-Lymphozyten fördert er deren Vermehrung und Differenzierung in Plasmazellen und unterstützt somit die Antikörperproduktion bei einer Infektion.

  • • IgE (Monomer, siehe c) macht nur einen kleinen Teil der gesamten Antikörpermenge aus und kommt in freier Form fast gar nicht in Blut und Lymphe vor. Das IgE-Molekül ist überwiegend auf der Oberfläche von Mastzellen (Zellen des Immunsystems, die Botenstoffe wie Histamin und Heparin speichern) und Basophilen (einer Art weißer Blutkörperchen) zu finden. Dort fördert es bei Antigenkontakt die Ausschüttung von Histaminen und anderen entzündungsfördernden Stoffen, was unter anderem zu einer Erweiterung der Gefäße führt. Dadurch wird anderen Immunzellen ein Erreichen des Infektionsortes erleichtert.