Neuvermessung unseres zellulären Immunsystems

Das Immunsystem ist ein komplexes Netz von Zellen mit Funktionen, die essenziell sind, um Gesundheit zu gewährleisten und Krankheiten in Schach zu halten. Bisher basierten Angaben zum Anteil der Zellen des Immunsystems bezogen auf die Gesamtzellzahl und die Zellmasse ebenso wie Angaben zur Verteilung der verschiedenen Immunzellen im menschlichen Organismus auf Schätzungen. Jetzt haben Forschende um Dr. Ron Sender vom Weizmann Institute of Science in Rehovot, Israel, genauere Daten erhoben.

Die Angaben, die die Forschenden jetzt im Fachjournal »PNAS« machen, basieren auf Literaturrecherchen, Daten der medizinischen Bildgebung von Geweben sowie Zelltypbestimmungen über das Methylierungsmuster. Die Forschenden brachten die Daten aus verschiedenen Quellen mithilfe statistischer Analysen und Metatechniken in ein einheitliches Format.

Die Ergebnisse sind beeindruckend und unterstreichen die Bedeutung des zellulären Immunsystems für die menschliche Biologie. So schätzen die Forschenden, dass eine 60 kg schwere Frau rund 1,5 Billionen Immunzellen besitzt und ein 73 kg schwerer Mann nahezu zwei Billionen Immunzellen. Das Gesamtgewicht des zellulären Immunsystems eines 73-kg-Mannes wird in der Publikation mit 1,2 kg angegeben. Dieses Gewicht repräsentiert etwa 1,8 × 10¹² Zellen. Unter der Annahme, dass der menschliche Körper aus etwa 10¹⁴ oder 100 Billionen Zellen besteht, beansprucht das zelluläre Immunsystem also nahe 2 Prozent aller Körperzellen.

Lymphozyten nehmen 40 Prozent der Gesamtzahl und 15 Prozent der Masse der Immunzellen ein. Sie befinden sich hauptsächlich in den Lymphknoten und in der Milz. Neutrophile Granulozyten bilden eine ähnlich große Untergruppe der Immunzellen sowohl hinsichtlich ihrer Zahl als auch hinsichtlich ihrer Masse. Die meisten dieser Zellen halten sich im Knochenmark auf.

Makrophagen, die zu den myeloischen Immunzellen gehören, kommen in den meisten Geweben vor. Sie beanspruchen einen Anteil von etwa 10 Prozent der Immunzellen. Wegen ihrer Größe tragen sie jedoch zu fast 50 Prozent des Gewichts an der gesamten Immunzellmasse bei.

Wenig überraschend finden sich die höchsten Immunzelldichten im lymphatischen System und im Knochenmark, wo Immunzellen etwa 40 beziehungsweise 39 Prozent aller Zellen ausmachen. In der Haut, der Lunge und dem Magen-Darm-Trakt befinden sich jeweils 3 bis 4 Prozent aller Immunzellen des Menschen, während nur etwa 2 Prozent im Blut zu finden sind. Das Blut enthält zwar etwa 90 Prozent aller Körperzellen, aber nur 0,1 Prozent dieser Zellen sind weiße Blutkörperchen. Den großen Rest bilden die roten Blutkörperchen und Blutplättchen.

Entgegen einer landläufigen Annahme ist der Anteil der Immunzellen im Gastrointestinaltrakt auch eher klein. Nur etwa 3 Prozent unserer Immunzellen, entsprechend einer Masse von 40 g, finden sich in diesem wichtigen immunologischen Organ. Vor allem Lymphozyten sind hier zu finden, jedoch ist der Anteil der im Darm befindlichen Lymphozyten bezogen auf sämtliche Lymphozyten des Körpers mit nur 5 Prozent erstaunlich gering. Der Gastrointestinaltrakt ist allerdings das Zuhause von bis zu 70 Prozent der Antikörper-produzierenden Plasmazellen und damit vor allem ein wichtiges Kompartiment der humoralen Immunabwehr, des löslichen Astes des Immunsystems.

Während sich die Verteilung der Immunzellen auf die Organe und ihre Differenzierung nach Zelltyp bei den beiden Geschlechtern kaum unterscheiden, beobachtet man im Zuge von Alterungsprozessen und Erkrankungen deutliche Änderungen in der Zusammensetzung des Immunsystems. Deren Quantifizierung ist jedoch noch längst nicht abgeschlossen.