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Immunsystem

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Die Autor*innen
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Team Digital
Immunsystem
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Grundlagen zum Thema Immunsystem

In diesem Video lernst du etwas über dein Immunsystem. Du erfährst, dass es verschiedene Mechanismen nutzt, um Krankheitserreger fern zu halten und zu bekämpfen. Das Video beinhaltet Schlüsselbegriffe wie die unspezifische und spezifische Immunabwehr.

Immunsystem Übersicht

Nach dem Schauen dieses Videos wirst du unter anderem über grundlegendes Wissen zu den Mechanismen der spezifischen Immunabwehr verfügen, zum Beispiel über die Antikörperbildung durch Plasmazellen.

Spezifische Immunabwehr Plasmazelle

Transkript Immunsystem

Gaming ist cool, Biounterricht eher nicht so? Mhhm, manchmal vielleicht – wie auch immer, bleib dran, denn in diesem Video vereinen wir beides miteinander. Wir zocken heute Viren Hunter und lernen ganz nebenbei einiges über unser „Immunsystem“. Also, im Game treten ein paar fiese Viren gegen das menschliche Immunsystem an, auf verschiedenen Leveln wird es immer kniffliger, die Viren zu eliminieren – wer wird den Kampf gewinnen? Ein paar Hintergrundinformationen. Viren sind infektiöse organische Strukturen, die sich nicht eigenständig, sondern nur innerhalb einer geeigneten Wirtszelle vermehren können. Ihr Ziel ist es also, sich zu verbreiten – das geschieht außerhalb von Zellen durch verschiedene Wege der Übertragung – und dann zum Beispiel menschliche Zellen zu befallen. So können sie sich vermehren und somit die Weltherrschaft an sich reißen. Wenn du mehr über Viren erfahren willst, schau dir gern weitere Videos hier bei Sofatutor an – dort erfährst du auch etwas über den Unterschied zu Bakterien. Okay auf geht's – Level 1. Wir kommen ständig in Kontakt mit Bakterien und Viren, die meisten davon sind harmlos oder sogar nützlich. Aber da ist auch schon ein Krankheitserreger im Anmarsch. Wir müssen das Eindringen verhindern! Zum Glück verfügen wir über einige Schutzbarrieren. Die eng beieinander liegenden Zellen unserer Haut und ihr Säureschutzmantel sind zum Beispiel solche. Die Viren versuchen es über die Körperöffnungen – auch dort verfügen wir glücklicherweise über Abschlussgewebe – die Schleimhäute. Vor allem Mund, Nase und Geschlechtsöffnungen besitzen Schleimhäute, die eine Abwehrstoffe enthaltende, feuchte Schutzschicht produzieren. Siehe da – Speichel und Nasenschleim können einige Viren vernichten. Es scheint jedoch noch nicht vorbei – ein paar Krankheitserreger gelangen über die Speiseröhre in den Magen – oh nein. Welch ein Segen, die Magensäure regelt das und tötet die Viren ab. Ach du meine Güte, wir sind verletzt. Die Haut bildet keine ausreichende Schutzbarriere mehr und Krankheitserreger dringen ungehindert ein. Wir müssen auf einen Abwehrmechanismus zurückgreifen, der die eingedrungenen Erreger unschädlich macht. Die Fresszelle kommt zum Einsatz. Fresszellen gehören zu den weißen Blutzellen und können sich kriechend fortbewegen, indem sie Teile ihres Zellplasmas als Ausstülpungen vorschieben. Siehe da, so umschließen sie auch die Krankheitserreger und zerstören sie in ihrem Zellinneren. Noch ein Trick: die Blutgefäße werden stärker durchlässig für die Fresszellen, sodass diese leichter in das umliegende Gewebe gelangen und den Kampf gegen die Erreger aufnehmen können. Tadaaa! Übrigens: die Fresszellen werden auch Makrophagen genannt. Sie sind nicht auf bestimmte Erreger spezialisiert und agieren somit unspezifisch, deshalb nennt man ihre Form der Abwehr auch unspezifische Immunabwehr. Auch die vorhin erwähnten Schutzbarrieren des Körpers zählen dazu und wirken unspezifisch. Alle Abwehrmechanismen zusammen bezeichnet man als Immunsystem. Die dazugehörigen Zellen, wie die Fresszellen, als Immunzellen. Sie sind neben Blut und Gewebe vor allem in einem System aus kleinen Röhrchen im Körper zu finden – dem Lymphgefäßsystem. In spezifischen Bereichen dieses Systems, den Lymphknoten, kommen besonders viele Immunzellen vor. Okay. Weiter geht's! Die unspezifische Immunabwehr hat nicht verhindern können, dass sich ein eingedrungener Erreger stark vermehrt. Wir brauchen einen gezielten Abwehrmechanismus. Eine wichtige Information könnte uns dabei helfen – hör ihm gut zu. Jeder Krankheitserreger besitzt bestimmte Oberflächenstrukturen – die Antigene, die ihn von allen anderen Erregern unterscheiden lassen. Sogenannte Plasmazellen, auch eine Form weißer Blutzellen, können wiederum passende Antikörper dazu bilden. Antikörper und Antigene passen dann wie ein Schlüssel zu einem Schloss und Antikörper binden die Erreger. Jeder Antikörper hat mindestens zwei Bindungsstellen für die Antigene. Oh yeah! Der Antikörper bindet zwei Viren auf einmal, mehrere Antikörper verbinden dann viele Viren zu einem Klumpen – dem Antigen-Antikörper-Komplex. Wir haben sie in unseren Fängen, wie eliminieren wir sie vollständig? Da kommt wieder die Fresszelle ins Spiel, nun kann sie durch einen einzigen Haps all diese Erreger auf einmal vernichten – geschafft! Oder doch nicht? Oh nein, die fiesen Viren sind in Körperzellen eingedrungen. Jetzt müssen wir schnellstens verhindern, dass sie sich vermehren können. Wir brauchen einen echten Profil-Killer. Welch glückliche Umstände, weitere weiße Blutzellen können die befallenen Körperzellen erkennen und sie samt der Erreger vernichten. Die Vermehrung der Viren ist nicht mehr möglich, das nennt man mal Schadensbegrenzung. Diese Immunzellen haben sich ihren Namen verdient – sie heißen Killerzellen. Die spezifische Immunabwehr hat uns zum endgültigen Sieg verholfen. Wie lief das nochmal im Einzelnen? Fassen wir zusammen. Die unspezifische Immunabwehr erfolgt, wie es der Name verrät, unspezifisch, dass heißt unsere Schutzbarrieren des Körpers sowie die Fresszellen bekämpfen jede Art von Erreger beziehungsweise versuchen sein Eindringen zu verhindern. Dennoch gelangen Erreger immer mal wieder in unseren Körper und die Bekämpfung durch Fresszellen reicht nicht aus. Die Bildung von Antikörpern durch Plasmazellen und die Vernichtung befallener Körperzellen durch Killerzellen wirken dann im Sinne der spezifischen Immunabwehr. Der Biounterricht lehrt dich damit eins der spannendsten Games überhaupt, dieser abgefahrene Kampf findet tatsächlich täglich in deinem Körper statt – sei gut zu ihm.

Immunsystem Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Immunsystem kannst du es wiederholen und üben.
  • Nenne die unterschiedlichen Schutzbarrieren unseres Körpers.

    Tipps

    Die Schutzhülle der Haut hat einen leicht sauren pH-Wert.

    Die saure Flüssigkeit im Magen tötet fast alle eingedrungenen Erreger ab.

    Die Schleimhäute von Körperöffnungen wie Mund und Nase produzieren Flüssigkeiten, die Erreger abtöten und fernhalten.

    Lösung

    Unsere Haut mit ihrem Säureschutzmantel umgibt unseren Körper und schützt ihn vor eindringenden Erregern.
    Über unsere Körperöffnungen versuchen viele Erreger, Zugang zu unserem Körper zu bekommen. Deshalb sind diese Körperöffnungen durch Schleimhäute gut geschützt. Die Schleimhäute produzieren Flüssigkeiten, die die Erreger abtöten und fernhalten. In den Augen etwa wird Tränenflüssigkeit produziert, im Mund Speichel und in der Nase Nasenschleim.
    Dringt über die Speiseröhre dennoch ein Erreger bis in den Magen, hat er dort kaum eine Chance. Im Magen befindet sich nämlich die Magensäure, die fast jeden Erreger abtötet.
    So wird es den Eindringlingen sehr schwer gemacht, in unseren Körper zu gelangen.

  • Bestimme, welche Mechanismen zur spezifischen und zur unspezifischen Immunabwehr gehören.

    Tipps

    Die Mechanismen der unspezifischen Immunabwehr sind nicht auf bestimmte Erreger spezialisiert.

    Antikörper passen auf ganz spezifische Antigene, die man auf der Oberfläche von Krankheitserregern findet.

    Zwei der Mechanismen zählen zur spezifischen Immunabwehr.

    Lösung

    Die Mechanismen der unspezifischen Immunabwehr sind nicht auf bestimmte Erreger spezialisiert. Sie bekämpfen jede Art von Erreger gleichermaßen.
    Zu diesen Mechanismen zählen die Haut mit ihrem Säureschutzmantel, die Schleimhäute in unseren Körperöffnungen und die Magensäure im Magen.
    Ebenso bekämpfen die Fresszellen alle Krankheitserreger gleichermaßen und sind nicht spezifisch an bestimmte Erreger angepasst.

    Anders ist das bei der spezifischen Immunabwehr.
    Antikörper und eine Gruppe von Killerzellen, die zytotoxischen T-Zellen (kurz: Tc-Zellen), erkennen über Antigene ganz bestimmte Erreger und bekämpfen diese Erreger bzw. befallene Körperzellen gezielt.

  • Beschreibe die Funktionsweise von Antikörpern.

    Tipps

    Plasmazellen sind weiße Blutzellen, die Antikörper produzieren.

    Die Fresszellen sind ein Teil der unspezifischen Immunabwehr.

    Unser Körper bildet Antikörper, um sich vor Krankheitserregern zu schützen.

    Der Antigen-Antikörper-Komplex wird von Fresszellen aufgenommen und zerstört.

    Lösung

    Auf der Oberfläche von Erregern befinden sich Antigene. Diese Antigene sind spezifisch für jeden Erreger. Plasmazellen produzieren sogenannte Antikörper, die an Antigene binden können.
    Die Antikörper passen dabei spezifisch auf bestimmte Antigene und passen wie ein Schlüssel zum Schloss. Man spricht deshalb auch vom Schlüssel-Schloss-Prinzip.

    Ein Antikörper kann immer an mehrere Antigene binden und damit mehrere Erreger miteinander zu einem Klumpen verknüpfen. Diesen Klumpen nennt man auch Antigen-Antikörper-Komplex.
    Fresszellen, die Teil der unspezifischen Immunabwehr sind, können diesen Komplex nun auf einmal aufnehmen und zerstören.

  • Erkläre, wie unser Immunsystem funktioniert.

    Tipps

    Fresszellen sind Teil der unspezifischen Immunabwehr.

    Antikörper sind Teil der spezifischen Immunabwehr.

    Antikörper werden von weißen Blutzellen gebildet.

    Killerzellen zerstören körpereigene Zellen.

    Lösung

    Unser Immunsystem besteht aus zahlreichen Mechanismen, die uns vor Krankheitserregern schützen. Dabei wird zwischen der unspezifischen und der spezifischen Immunabwehr unterschieden.

    Zur unspezifischen Immunabwehr zählen zunächst die Schutzbarrieren des Körpers, wie etwa die Haut mit ihrem Säureschutzmantel. Sie verhindern, dass Erreger überhaupt erst in den Körper eindringen.
    Schafft ein Erreger es dennoch und gelangt über die Speiseröhre in unseren Körper, so ist die Magensäure dafür verantwortlich, ihn zu zerstören.
    Manche Erreger schaffen es sogar, über Verletzungen oder sonstige Schwachstellen in die Blutlaufbahn einzudringen. Dort werden Fresszellen, auch Makrophagen genannt, herbeigerufen, um Erreger zu zerstören. Sie arbeiten dabei nicht spezifisch, sondern zerstören alle Erreger gleichermaßen.

    Konnten die Fresszellen noch nicht alle Erreger zerstören, ist es aber noch nicht vorbei. Denn es gibt ja noch die spezifische Immunabwehr.
    Hier kommen die Antikörper ins Spiel. Das sind Proteine, die von Plasmazellen gebildet werden und spezifisch an bestimmte Antigene binden. Die Antigene sitzen an der Oberfläche von Erregern. Die Antikörper binden an mehrere solcher Antigene und sorgen dafür, dass mehrere Erreger zu einem Klumpen verbunden werden, dem Antigen-Antikörper-Komplex.
    Schließlich gibt es noch die Killerzellen. Diese kommen zum Einsatz, wenn alle anderen Mechanismen nicht ausreichend funktioniert haben und Erreger in die Zellen eingedrungen sind. Eine Gruppe der Killerzellen, die zytotoxischen T-Zellen, erkennen ebenfalls über die Antigene von spezifischen Erregern befallene Zellen und zerstören diese, damit die Erreger sich nicht weiter verbreiten können.

  • Gib an, welche Zellen an unserer Immunabwehr beteiligt sind.

    Tipps

    Drei der Auswahlmöglichkeiten sind richtig.

    Plasmazellen produzieren Antikörper.

    Lösung

    Fresszellen sind Teil der unspezifischen Immunabwehr und zerstören Erreger in unserem Körper.

    Eine Gruppe von Killerzellen, die zytotoxischen T-Zellen, erkennen Erreger über bestimmte Antigene und zerstören befallene Körperzellen.

    Plasmazellen produzieren Antikörper, die an die Antigene bestimmter Krankheitserreger binden können.

    Auch Nervenzellen und Sehsinneszellen erfüllen wichtige Aufgaben im Körper. Sie haben aber nichts mit dem Immunsystem zu tun. Die Sehsinneszellen benötigen wir zum Sehen und Nervenzellen übertragen Informationen innerhalb des Körpers.

  • Erkläre, warum Schlafmangel unser Immunsystem beeinträchtigt.

    Tipps

    Adrenalin wird auch Stresshormon genannt. Viel Adrenalin im Blut bedeutet, dass sich der Körper im Alarmzustand befindet.

    Schau dir die Abbildungen genau an. Dort kannst du sehen, welche Bindungsstellen es gibt und wie sich die Adrenalinmenge verändert.

    T-Zellen führen den Zelltod einer befallenen Zelle herbei, damit der Erreger sich nicht weiter ausbreiten kann.

    Rezeptoren sind Bindungsstellen.

    Lösung

    Die T-Zellen patrouillieren in den Blutgefäßen auf der Suche nach erkrankten Zellen. Dabei kontrollieren sie die MHC-Moleküle auf der Zelloberfläche, die im Normalzustand aussagen: „Ich bin eine gesunde Körperzelle.“

    Krankheitserreger wie Viren besitzen charakteristische Muster, sogenannte Antigene. Wird eine Körperzelle von einem Erreger befallen, verbinden sich Fragmente des Antigens mit der MHC-Struktur zu einem Antigen-MHC-Komplex. Hieran bindet der T-Zellen-Rezeptor und erkennt: „Das ist eine kranke Körperzelle“. Anschließend wird der programmierte Zelltod in der erkannten Zelle ausgelöst.

    Die Oberfläche von Zellen ist mit einer Vielzahl an Rezeptoren versehen, so auch bei den T-Zellen. Neben dem T-Zellen-Rezeptor gibt es auch viele weitere Rezeptoren. An einige dieser Rezeptoren können Stoffe wie Adrenalin binden, das sogenannte Stresshormon. Es wird vom Körper ausgeschüttet, wenn er sich in Alarmbereitschaft befindet.

    Sind wir ausgeschlafen, ist der Adrenalinspiegel im Blut niedrig. Bei Schlafmangel wird vermehrt Adrenalin produziert, das an diese bestimmten Adrenalin-Rezeptoren der T-Zellen bindet. Dadurch wird die Haftung an infizierte Körperzellen geschwächt, die infizierten Zellen können nicht mehr zuverlässig beseitigt werden und Infektionen können sich schneller ausbreiten.

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