 
Jedes Lebewesen
versucht zu verhindern,
dass es von anderen
Lebewesen gefressen wird.
Während ihrer
Entwicklungsgeschichte
hatten mehrzellige Lebewesen
Milliarden Jahre Zeit,
um eine Verteidigung
dagegen aufzubauen.
Menschen verfügen deshalb
heute über ein ausgeklügeltes System
aus physischen Barrieren,
Abwehrzellen und Waffenfabriken.
Aber eine der wichtigsten
Verteidigungsstrategien
unseres Körpers kennt kaum jemand:
das Komplementsystem.
Es ist vor über
700 Mio Jahren entstanden
und ist im Grunde eine Armee
aus 30 verschiedenen Proteinen,
die zusammen einen komplexen
und eleganten
Verteidigungstanz aufführen.
Es schwimmen
ca. 15 Trillionen dieser Proteine
jetzt gerade in deinem Blut herum.
Sie werden allein
von chemischen Prozesse geleitet
und sind unsere effektivste Waffe
im Kampf gegen Eindringlinge.
Viele andere Teile des Immunsystems
sind sogar nur dafür da,
um das
Komplementsystem zu aktivieren.
Aber es ist auch sehr gefährlich.
Stell dir mal vor,
dein Blut wäre von Billionen
kleiner Bomben durchsetzt,
die jederzeit hochgehen könnten.
Unsere Zellen haben
deshalb zahlreiche Strategien,
um sich vor einer
zufälligen Attacke zu schützen.
Okay. Aber was tut das
Komplementsystem jetzt genau
und warum ist es so gefährlich?
*Intro*
Kurzgesagt hat das
Komplementsystem drei Aufgaben:
Es blockiert Feinde,
aktiviert das Immunsystem
und reißt einfach Löcher
in Dinge bis sie sterben.
Aber wie?
Schließlich sind das
ja nur hirnlose Proteine,
die planlos umherschwimmen,
ohne Ziel oder Absicht.
Nun ja, das ist
tatsächlich Teil ihres Plans.
Komplement-Proteine befinden sich
erst mal in einem inaktiven Modus.
Sie tun gar nichts.
Bis sie aktiviert
werden und ihre Form ändern.
In der Welt der Proteine
entscheidet die Form darüber,
was man tun kann und was nicht.
Denn durch die Form wird bestimmt,
mit wem man wie interagieren kann.
Z.B. kann ein Protein
in seiner inaktiven Form
vielleicht überhaupt nichts tun.
Aber in seiner
aktiven Form kann es die Form
anderer Proteine ändern
und sie dadurch aktivieren,
sodass sie weitere
Proteine aktivieren können.
Solche Mechanismen
können Kaskaden auslösen,
die sich sehr schnell ausbreiten.
Stell dir die Komplement-Proteine
am besten wie Millionen von
eng gedrängten Streichhölzern vor.
Sobald eines Feuer fängt,
zündet es seine Nachbarn an,
die wiederum ihre Nachbarn anzünden.
Zack, fertig, ein riesiges Feuer.
Die tatsächlichen
Mechanismen des Komplementsystems
sind etwas kompliziert
und sehr umfangreich,
deshalb werden
wir sie hier vereinfachen.
Stell dir vor, du schneidest dich
und Bakterien gelangen in die
Wunde und ins umliegende Gewebe.
Das Komplementsystem startet
daraufhin seinen Angriff mit C3.
C3 ist das erste Streichholz,
das unser Feuer entfacht.
Dafür muss C3 von seiner inaktiven
in seine aktive Form übergehen.
Wie es dazu kommt
ist sehr kompliziert.
Sagen wir einfach, es kann
entweder zufällig passieren,
durch andere Komplementproteine,
die an einen Feind binden,
oder durch Antikörper.
Das Wichtigste ist, dass sich C3 in
zwei kleinere Proteine aufspaltet.
C3a und C3b, die sind jetzt aktiv.
Eines dieser Spaltproteine, C3b,
ist wie eine Lenkrakete,
die darauf spezialisiert ist,
Bakterien, Pilze
und Viren zu finden.
Es hat nur
den Bruchteil einer Sekunde,
um ein Opfer ausfindig zu machen,
bevor es von
Wassermolekülen neutralisiert wird.
Findet C3b ein Ziel,
heftet es sich an dessen Oberfläche
und lässt nicht mehr los.
Dadurch ändert
das Protein wieder seine Form.
Mit dieser neuen Form kann es jetzt
auch an weitere Proteine binden
und dadurch eine
kleine Kaskade in Gang setzen.
Es ändert noch mehrmals seine Form
und bindet dabei andere
Komplementproteine an sich.
Schließlich wird es
zur sogen. C3-Konvertase.
Mit dieser neuen Form
kann es nun selbst
C3-Proteine spalten und aktivieren.
Dieser Prozess verstärkt
sich selbst immer weiter,
bis Tausende Proteine
das Bakterium bedecken.
Für das Bakterium
ist das katastrophal,
denn es wird dadurch entweder
komplett unbrauchbar gemacht
oder zumindest lahmgelegt.
Das ist so als wärst du
von Tausenden Fliegen bedeckt.
Aber damit nicht genug,
erinnerst du dich an
das andere Spaltprodukt von C3,
das C3a-Protein?
C3a fungiert als Notsignal.
Tausende von ihnen werden
vom Schlachtfeld weggespült
und machen auf
die Gefahr aufmerksam.
Inaktive Immunzellen
bemerken die C3a-Proteine
und erwachen aus ihrem Schlaf,
um den Proteinen zum Ursprung
der Entzündung zu folgen.
Je mehr Notsignal-Proteine
ihnen begegnen,
desto aggressiver werden sie.
So führt das Komplementsystem
die Verstärkung genau dorthin,
wo sie am
dringendsten gebraucht wird.
So, jetzt hat das Komplementsystem
schon mal die Eindringlinge
verlangsamt und Verstärkung gerufen.
Nun beginnt es aktiv
damit den Feind zu zerstören.
Die ersten Immunzellen,
die das Schlachtfeld erreichen,
sind die Phagozyten.
Sie verschlingen ganze Zellen,
sperren sie in winzigen Bläschen ein
und töten sie mit Säure.
Aber um den Feind
verschlucken zu können,
müssen sie ihn
erst zu fassen bekommen.
Gar nicht so leicht,
denn die Bakterien möchten das
nicht und flutschen leicht davon.
Aber die Komplementproteine, die
an die Bakterien gebunden haben,
fungieren jetzt wie eine Art Kleber.
Dadurch wird es für die Immunzellen
einfacher ihre Opfer zu fangen.
Es wird sogar noch besser.
Denk noch mal daran wie es wäre,
von Fliegen bedeckt zu sein.
Und jetzt stell dir vor, wie
diese Fliegen zu Wespen werden.
Eine weitere Kaskade beginnt.
Auf der Bakterienoberfläche
verändert die C3-Konvertase
erneut ihre Form und beginnt damit
weitere Proteine zu verändern.
Zusammen bilden
sie jetzt etwas Größeres:
Den Membranangriffskomplex.
Stück für Stück verankern
sich stäbchenförmige Proteine
tief in der Bakterienmembran.
So lange, bis sie
ein Loch hineinreißen,
das nicht wieder
verschlossen werden kann.
Wasser kann so ungehindert
in die Bakterienzelle hinein
und andere Stoffe aus
der Bakterienzelle herausströmen.
Das Bakterium verblutet quasi.
Die übrigen Bakterien
werden verwundet
und vom Komplementsystem abgelenkt,
bis die Immunzellen
ankommen und sie töten.
Der Angriff wird im Keim erstickt,
bevor er zu
einer Gefahr werden kann.
Du hast das wahrscheinlich
nicht einmal mitbekommen.
Bakterien sind schon
sehr unglücklich über die Existenz
des Komplementsystems, aber
noch effektiver ist es gegen Viren.
Denn die haben ein Problem, sie
müssen von Zelle zu Zelle wandern.
Befinden sie sich gerade nicht in
einer Zelle, können sie nur hoffen,
dass sie auf eine Zelle stoßen,
die sie infizieren können.
Sonst sind sie komplett schutzlos.
Und da kann das
Komplementsystem eingreifen,
die Viren unschädlich machen und
sie an die Immunzellen ausliefern.
Ohne das Komplementsystem
wären Virusinfektionen
um einiges tödlicher.
Aber Moment, wenn wir so
eine effektive Waffe haben,
warum werden
wir dann überhaupt krank?
Das Problem ist,
dass bei einem Krieg
beide Seiten nachrüsten können.
Wenn zum Beispiel das
Vacciniavirus eine Zelle infiziert,
zwingt es sie ein
Protein herzustellen,
das die
Komplement-Aktivierung blockiert.
So bildet das Virus Sicherheitszonen
um eine infizierte Zelle herum.
Wenn es die Zelle dann tötet und
weitere Zellen infizieren will,
hat es höhere Erfolgschancen.
Oder zum Beispiel können sich
manche Bakterien bestimmte Moleküle
aus dem Blut holen, dadurch
das Komplementsystem ruhig halten
und selbst unsichtbar bleiben.
Auch wenn das Komplementsystem
also extrem wichtig ist,
ist es doch nur ein Teil
unseres komplexen Immunsystems.
Es ist ein
wunderschönes Beispiel dafür,
wie viele hirnlose kleine Teile
zusammen Großes erreichen können.
Untertitel: ARD Text
im Auftrag von Funk 2020
