Die Entwicklung des Immunsystems

1432-1440

Evolution ; ontogeny ; immune system ; autoimmune disease ; Ontogenese ; Immunsystem ; Autoimmunkrankheiten

Springer Online Journal Archives 1860-2000

Medicine

Zusammenfassung Die phylogenetische Entwicklung des Immunsystems läßt sich anhand des Stammbaumes der Vertebraten deutlich verfolgen. Bei den Urfischen entstanden nacheinander intestinale Lymphocytenaggregate, die Milz, der Thymus und die ersten Plasmazellen. Transplantate werden chronisch abgestoßen und Antikörper der IgM-Klasse gebildet. Das Erscheinen von „jugular bodies“ und intestinalen Plasmazellansammlungen bei den Amphibien geht einher mit akuter Transplantatverwerfung, der Bildung von IgG-Antikörpern mit größerer Affinität zum Antigen als die IgM-Antikörper und erstmals auch einem schwachen immunologischen Gedächtnis. Mit dem Auftreten keimzentrenhaltiger Lymphknoten bei den Reptil-Säugern erscheint ein ausgeprägtes immunologisches Erinnerungsvermögen. Das komplizierte lymphatische System der Vögel und Säugetiere ermöglicht schließlich durch zahlreiche lymphatische Filter und Lymphknoten in allen Regionen des Organismus einen optimalen Kontakt zwischen immunkompetenten Zellen und körperfremden Substanzen und Erregern. Die besondere Struktur der verschiedenen Immunglobulinklassen ist auf molekularer Ebene das Ergebnis von Genduplikationen, zufallsverteilten Punktmutationen und Deletionen verschiedener Primordialgene. Dabei begünstigte der Selektionsdruck im Verlauf der Evolution die Entwicklung multípler Gene für die variablen Bereiche gegenüber einer geringeren Anzahl an Genen für die konstanten Bereiche der Immunglobulinpolypeptidketten. Die einheitliche phylogenetische Entwicklung von der Stufe der Amphibien bis zu den Säugetieren sowie die fast identische ontogenetische Entwicklung des Immunsystems der höheren Säugetiere rechtfertigen es, tierexperimentelle Ergebnisse auf den Menschen zu übertragen und daraus prophylaktische und therapeutische Konsequenzen zu ziehen.

Summary The phylogenetic development of the immune system can be closely followed by the evolutionary tree of vertebrates. Primitive fishes were the first to develop one after another lymphocyte aggregations in the intestine, the spleen, the thymus and the first plasma cells. In these animals, tissue grafts were rejected chronically and antibodies of the IgM-class produced. The differentiation of jugular bodies and intestinal aggregations of plasma cells in amphibians parallels the ability to an acute rejection of grafts and the production of IgG antibodies of stronger affinity towards antigens than the IgM antibodies. On this level the first discrete evidence of an immunological memory can be found. In mammal-like reptiles the differentation of germinal centers in the lymph nodes is accompanied by a distinct immunological memory. Only the complex lymphatic system of birds and mammals is able to give an optimal contact between immunocompetent cells and various antigens by means of multiple lymphatic filters. The structural peculiarities of immunoglobulin chains are the results of gene duplications, random point mutations and deletions of different primordial genes. The development of multiple genes for the variable parts of the immunoglobulin polypeptide chains was favoured by selection pressure during the course of evolution, while a smaller number was sufficient for the constant parts. Since features in the development of the immune system during phylogeny from amphibians to mammals are almost identical with those during ontogeny in higher mammals, we are able to transfer results obtained in animal research to man, and thus prophylactical and therapeutical consequences can be derived.

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