Kapitel 9: Makrophagen: Die Putzkräfte, die in der Lunge wohnen

Jemand wohnt in deiner Lunge

Genau jetzt, tief in deinem Brustkorb, bewegt sich etwas. Es ist nicht dein Herz, und es ist nicht dein Atmen. Es ist etwas viel Kleineres. In den winzigen Luftsäckchen deiner Lunge kriechen lebende Zellen langsam über die Wände, strecken sich aus, drehen sich um und suchen. Sie halten Ausschau nach allem, was nicht dorthin gehört. Wenn sie etwas finden, verschlingen sie es.

Diese fleißigen Zellen heißen Makrophagen. Ein einzelner davon heißt Makrophage. Der Name kommt von sehr alten Wörtern, die „großer Fresser“ bedeuten, und das ist ein guter Name. Fressen ist das, was Makrophagen am besten können. Auf Deutsch nennt man sie deshalb auch Fresszellen. Sie fressen Staub, sie fressen Keime, und sie fressen abgenutzte Teilchen deines eigenen Körpers, die weggeräumt werden müssen.

Im letzten Kapitel hast du erfahren, dass die Lungenbläschen, die Hunderte Millionen winziger Ballons an den Enden deiner Atemwege, sehr dünne Wände haben. Sie haben keinen Teppich aus Flimmerhärchen und keine dicke Schleimdecke, denn die würden dem Sauerstoff im Weg sein. Deshalb brauchen die Lungenbläschen eine andere Art von Wächter. Die Makrophagen sind diese Wächter. Sie wohnen direkt in den Lungenbläschen, und sie halten den tiefsten Teil deiner Lunge sauber, Tag für Tag.

Du kannst dir einen Makrophagen wie eine kleine Putzmaschine vorstellen, die ganz von allein durch ein Haus fährt. Sie fährt von Zimmer zu Zimmer, stößt gegen Dinge und sammelt unterwegs Krümel und Staub auf. Aber ein Makrophage ist viel klüger als jede Maschine. Er lebt. Er kann ein harmloses Staubkörnchen von einem gefährlichen Keim unterscheiden, und er kann Hilfe rufen, wenn er sie braucht.

Menschen haben vor mehr als hundert Jahren zum ersten Mal von solchen Zellen erfahren. Ein Forscher untersuchte einen jungen Seestern, der so klein und durchsichtig war, dass er unter dem Mikroskop direkt hindurchsehen konnte. Er stach vorsichtig ein paar winzige Dornen in den Körper des Tieres und wartete. Am nächsten Morgen sah er, dass sich viele bewegliche Zellen um die Dornen versammelt hatten und versuchten, sie zu verschlucken. Er erkannte, dass Körper Zellen haben, deren Aufgabe es ist, Dinge zu fressen, die nicht dorthin gehören, und er gab ihnen den Namen, der „großer Fresser“ bedeutet.

Eine Familie von Verteidigern

Makrophagen gehören zu der großen Familie von Verteidigern, die weiße Blutkörperchen heißen und die du in Kapitel 4 zum ersten Mal in den Mandeln kennengelernt hast. Dein Blut ist voller roter Blutkörperchen, die Sauerstoff transportieren und dem Blut seine rote Farbe geben. Aber dazwischen gemischt sind weiße Blutkörperchen, die deinen Körper gegen Keime verteidigen. Es gibt viel weniger weiße als rote Blutkörperchen, ungefähr ein weißes auf mehrere Hundert rote. Trotzdem sind die weißen Blutkörperchen die Armee deines Körpers, und sie sind sehr gut in ihrer Arbeit.

Weiße Blutkörperchen werden im weichen, schwammigen Inneren mancher deiner Knochen hergestellt, in einem Teil, der Knochenmark heißt. Dein Knochenmark stellt ständig neue Blutkörperchen her, rote und weiße. Manche weißen Blutkörperchen leben nur ein oder zwei Tage, und andere leben viele Jahre. Weil ständig neue hergestellt werden, hat dein Körper immer frische Verteidiger bereit.

Es gibt mehrere Arten von weißen Blutkörperchen, und jede Art hat ihre eigenen besonderen Talente. Manche sind schnelle Einsatzkräfte, die jedes Mal an den Ort eilen, an dem Keime gefunden werden. Sie heißen Neutrophile. Andere sind die Planer und die Erinnerer. Sie lernen, bestimmte Keime zu erkennen, und manche von ihnen stellen Antikörper her, besondere Eiweiße, die an Keimen haften bleiben und sie zur Vernichtung markieren. Sie heißen Lymphozyten.

Und dann gibt es die großen Fresser, die Makrophagen. Makrophagen wohnen in vielen Teilen deines Körpers, nicht nur in der Lunge. Es gibt Makrophagen in deiner Haut, in deiner Leber, in deinem Darm und an vielen anderen Stellen. Jede Gruppe passt zu dem Ort, an dem sie wohnt. Die Makrophagen, die in den Lungenbläschen wohnen, sind besonders gut in ihrer Arbeit in der Lunge: Sie kriechen über die dünnen, feuchten Wände der Luftsäckchen und halten sie frei.

Woher kommen die Makrophagen der Lunge? Viele von ihnen haben sich schon sehr früh im Leben in der Lunge niedergelassen, sogar schon vor deiner Geburt, und sie vermehren sich, wenn es nötig ist, ein bisschen wie eine Familie, die seit Generationen im selben Viertel wohnt. Wenn zusätzliche Hilfe gebraucht wird, können andere weiße Blutkörperchen, die Monozyten heißen, aus dem Blut in die Lunge reisen. Wenn sie dort ankommen, können sich auch Monozyten zu Makrophagen entwickeln.

Ein Makrophage ist klein, aber im Vergleich zu einem Keim ist er ein Riese. Ein einzelner Makrophage ist ungefähr zehnmal so breit wie ein typisches Bakterium oder noch breiter, und viele, viele Male so breit wie ein Virus. Trotzdem bräuchtest du ein Mikroskop, um einen Makrophagen zu sehen. Ungefähr vier oder fünf von ihnen nebeneinander wären so breit wie ein einziges Haar auf deinem Kopf.

Wie ein großer Fresser frisst

Ein Makrophage hat keinen Mund und keine Zähne. Wie frisst er also? Er benutzt seinen ganzen Körper. Ein Makrophage ist weich und kann seine Form verändern. Wenn er etwas zu fressen findet, streckt er Teile von sich aus, ein bisschen so, als würde er zwei Arme ausstrecken. Diese weichen Arme fließen um das Staubkörnchen oder den Keim herum, bis sie sich auf der anderen Seite treffen.

Stell dir vor, du hältst eine weiche Decke und wickelst sie um einen Ball, bis der Ball ganz bedeckt ist. Der Makrophage macht etwas Ähnliches. Sobald sich seine Arme ganz um den Keim gelegt haben, landet der Keim im Inneren des Makrophagen, eingeschlossen in einem kleinen Bläschen. Forschende nennen diese Art des Verschluckens Umschließen. Der Keim ist jetzt gefangen, und er kann nicht entkommen.

Als Nächstes beginnt der Makrophage, den Keim zu zerlegen. Im Inneren des Makrophagen gibt es andere kleine Bläschen, die mit starken Stoffen gefüllt sind. Diese Bläschen verbinden sich mit dem Bläschen, in dem der Keim steckt, und die starken Stoffe strömen hinein. Die Stoffe zerlegen den Keim in winzige Stückchen, so ähnlich wie die Säfte in deinem Magen dein Essen zerlegen. Auf eine Art hat jeder Makrophage seinen eigenen kleinen Magen in sich.

Woher weiß ein Makrophage, wohin er gehen muss? Er folgt Signalen. Keime und beschädigte Zellen geben winzige Spuren von Stoffen ab, und der Makrophage kann sie wahrnehmen. Er bewegt sich zu der Stelle, an der das Signal am stärksten ist, so wie du vielleicht dem Duft von warmem Brot folgst, um die Küche zu finden. Makrophagen haben auf ihrer Oberfläche auch besondere Stellen, die die äußeren Hüllen vieler häufiger Keime erkennen können. Wenn diese Stellen einen Keim berühren, weiß der Makrophage, dass er etwas zu fressen gefunden hat.

Ein Makrophage muss auch wissen, was er nicht fressen darf. Es wäre eine Katastrophe, wenn er anfangen würde, die gesunden Zellen deiner eigenen Lunge zu fressen. Zum Glück tragen deine gesunden Zellen auf ihrer Oberfläche besondere Kennzeichen, die wie ein Schild wirken, auf dem steht: „Ich gehöre hierher. Bitte friss mich nicht.“ Der Makrophage prüft diese Schilder und lässt gesunde Zellen in Ruhe. Abgenutzte oder beschädigte Zellen verlieren ihre Schilder und zeigen stattdessen andere, die dem Makrophagen sagen, dass es Zeit ist, sie wegzuräumen.

Ein einzelner Makrophage kann viele Keime fressen, einen nach dem anderen, und er kann lange weiterarbeiten. Manche Makrophagen der Lunge bleiben monatelang im Dienst oder sogar noch länger. Sie gehen immer wieder in derselben Gegend auf Streife, sodass die Lungenbläschen wieder und wieder überprüft werden. Meistens finden sie nur ein paar harmlose Pünktchen zum Aufräumen, und sie tun es so leise, dass du überhaupt nichts spürst.

Makrophagen haben in den Lungenbläschen noch eine weitere alltägliche Putzaufgabe. Erinnerst du dich an Surfactant, die seifenähnliche Flüssigkeit, die verhindert, dass die winzigen Luftsäckchen zusammenkleben? Deine Lunge stellt es ständig her, und altes Surfactant muss weggeräumt werden, damit frisches Surfactant seinen Platz einnehmen kann. Die Makrophagen helfen, indem sie das verbrauchte Surfactant auffressen. So halten sie die Auskleidung der Lungenbläschen frisch und funktionstüchtig.

Staub, Rauch und andere Pünktchen

Nicht alles, was ein Makrophage frisst, ist ein Keim. Jeden Tag atmest du Tausende Liter Luft ein, und diese Luft trägt winzige Pünktchen aus Staub, Ruß und Pollen mit sich. Die Nase, die Luftröhre und die Bronchien fangen die meisten dieser Pünktchen ab. Aber ein paar der allerkleinsten Pünktchen schweben ganz hinunter bis zu den Lungenbläschen. Die Makrophagen fressen auch diese Pünktchen, damit sie sich nicht in deiner Lunge anhäufen.

Pollen sind noch eine Art von Pünktchen, denen Makrophagen oft begegnen. Für die meisten Menschen sind ein paar Pollenkörnchen überhaupt kein Problem, und die Makrophagen räumen sie einfach weg. Manche Menschen haben aber Allergien. In ihrem Körper behandeln andere Teile des Abwehrsystems harmlose Pollen so, als wären sie gefährliche Keime. Deshalb niesen manche Menschen, haben juckende Augen oder bekommen eine laufende Nase zu Zeiten im Jahr, in denen Pflanzen viele Pollen abgeben.

Manche Pünktchen kann ein Makrophage leicht zerlegen, andere aber nicht. Ein winziges Stückchen Ruß oder Gesteinsstaub kann nicht so verdaut werden wie ein Keim. Also hält der Makrophage es einfach fest, eingewickelt und aus dem Weg geräumt. Dann hat der Makrophage ein paar verschiedene Wege, das Pünktchen aus den Lungenbläschen hinauszubringen.

Ein Weg ist Kriechen. Ein Makrophage, der eine Ladung Staub trägt, kann vom Lungenbläschen hinauf zu den kleinsten Atemwegen kriechen. Dort erreicht er das untere Ende der Schleim-Rolltreppe aus Schleim und Flimmerhärchen, die du im Kapitel über die Luftröhre kennengelernt hast. Der Makrophage steigt auf, und die Rolltreppe trägt ihn mitsamt seiner Ladung ganz nach oben bis zum Rachen. Dann wird er hinuntergeschluckt und verlässt die Lunge für immer.

Ein anderer Weg ist die Reise in die winzigen Abflusskanäle des Lymphsystems. Diese Kanäle leiten Flüssigkeit von der Lunge weg zu den Lymphknoten, den kleinen, bohnenförmigen Wachstationen, die du in deinem Hals und in der Nähe der Bronchien kennengelernt hast. Manche Makrophagen bringen ihre Ladung Staub dorthin. Bei Erwachsenen, die viele Jahre lang viel staubige oder rauchige Luft eingeatmet haben, können diese Lymphknoten nach und nach dunkler werden, wegen all der Pünktchen, die darin gelagert wurden.

Makrophagen arbeiten hart, aber sie können überlastet werden. Wenn ein Mensch jeden Tag Rauch einatmet, zum Beispiel Tabakrauch, müssen die Makrophagen in der Lunge riesige Mengen winziger Rauchteilchen fressen. Sie werden mit dunklen Pünktchen vollgestopft, und sie können müde werden und Keime schlechter bekämpfen. Das ist einer der Gründe, warum Menschen, die rauchen, häufiger Infektionen der Brust bekommen. Wenn die Luft um dich herum sauber bleibt, wird die Arbeit deiner Makrophagen viel leichter.

Alarm schlagen

An den meisten Tagen arbeiten die Makrophagen in deiner Lunge allein. Sie fressen hier ein Pünktchen und dort einen Keim, und das reicht. Aber manchmal kommen viele Keime auf einmal an. Vielleicht hat jemand in deiner Nähe geniest, und du hast eine Wolke von Erkältungskeimen eingeatmet. Wenn ein Makrophage mehr Keime findet, als er allein schaffen kann, frisst er nicht einfach weiter. Er ruft Hilfe.

Ein Makrophage ruft Hilfe, indem er Botenstoffe freisetzt. Diese Stoffe breiten sich vom Makrophagen aus wie der Klang einer Alarmglocke, der sich in einem Gebäude ausbreitet. Die Nachricht erreicht die Blutgefäße in der Nähe, und sie erreicht andere weiße Blutkörperchen. Sie sagt gewissermaßen: „Hier sind Keime. Kommt schnell.“

Die schnellen Einsatzkräfte, die Neutrophilen, gehören zu den Ersten, die antworten. Sie zwängen sich aus den Blutgefäßen in der Nähe heraus und eilen zu der Stelle, an der der Alarm läutet. Dort helfen sie den Makrophagen, Keime zu fressen. Auch die Blutgefäße in der Nähe verändern sich ein wenig. Sie werden weiter und ein bisschen undicht, damit mehr Verteidiger und mehr hilfreiche Flüssigkeit den Bereich erreichen können, in dem der Kampf stattfindet.

Diese ganze Reaktion nennt man Entzündung. Eine Entzündung hast du wahrscheinlich schon auf deiner Haut gesehen. Wenn du dir das Knie aufschürfst, kann die Stelle rund um die Schürfwunde rot, warm, ein bisschen geschwollen und schmerzhaft werden. Das ist dein Körper, der zusätzliches Blut und zusätzliche Verteidiger schickt, um die Wunde zu schützen. Etwas Ähnliches kann in deinen Atemwegen passieren, wenn du erkältet bist. Die Schwellung und der zusätzliche Schleim sind Zeichen dafür, dass deine Verteidiger viel zu tun haben.

Manche der Botenstoffe reisen sogar noch weiter. Sie können dein Gehirn erreichen und ihm sagen, dass der Körper gegen Keime kämpft. Das Gehirn dreht dann vielleicht die Temperatur deines Körpers hoch, und genau das ist Fieber. Diese Botschaften können auch dafür sorgen, dass du dich müde und schläfrig fühlst, damit du dich ausruhst und deine Energie für den Kampf sparst. In einem späteren Kapitel erfährst du mehr über Fieber und Ruhe.

Makrophagen helfen auch dabei, andere Verteidiger zu unterrichten. Nachdem ein Makrophage einen Keim in Stücke zerlegt hat, kann er einige dieser Stücke auf seiner Außenseite zeigen, ein bisschen so, als würde er ein Fahndungsbild von einem unerwünschten Besucher hochhalten. Lymphozyten, die vorbeikommen, können sich diese Stücke ansehen und lernen, wie der Keim aussieht. Manche Lymphozyten stellen dann Antikörper her, die genau zu diesem Keim passen, und manche erinnern sich lange an den Keim. Wenn derselbe Keim jemals zurückkommt, kann dein Körper ihn erkennen und schneller abwehren.

Nicht jeder Keim gibt so leicht auf. Manche Keime haben Tricks, um sich vor Makrophagen zu verstecken, und ein paar können sogar eine Weile überleben, nachdem sie verschluckt wurden. Deshalb verlässt sich dein Körper nicht nur auf eine einzige Art von Wächter. Makrophagen, Neutrophile, Lymphozyten, Antikörper, Schleim und Flimmerhärchen arbeiten alle zusammen, sodass schon ein anderer Wächter wartet, wenn ein Keim an einem Wächter vorbeischlüpft. Viele Schichten der Abwehr machen deinen Körper viel sicherer, als es ein einzelner Wächter könnte.

Aufräumen und beruhigen

Wenn der Kampf vorbei ist, gibt es viel Unordnung aufzuräumen. Da sind zerbrochene Keimstückchen, verbrauchte Neutrophile, die ihre Arbeit beendet haben, und beschädigte Zellen. Auch diese Aufgabe übernehmen die Makrophagen. Sie fressen die übrig gebliebenen Stückchen auf, und sie räumen die Lungenbläschen frei, damit sich diese wieder richtig mit Luft füllen können.

Die Makrophagen helfen auch, den Alarm abzuschalten. Wenn die Keime weg sind, setzen sie andere Botenstoffe frei, die dem Körper sagen, dass er sich beruhigen soll. Die Schwellung geht zurück, die zusätzlichen Verteidiger ziehen ab oder werden weggeräumt, und die Auskleidung der Lunge beginnt zu heilen. Den Alarm zur richtigen Zeit abzuschalten ist genauso wichtig, wie ihn einzuschalten. Ein Alarm, der noch lange weiterläuten würde, nachdem die Gefahr vorbei ist, würde selbst Ärger machen.

Tatsächlich sind die Makrophagen der Lunge meistens ruhige, beständige Arbeiter. Jeden Tag begegnen sie vielen harmlosen Staub- und Pollenpünktchen, und sie schlagen nicht bei jedem einzelnen Alarm. Sonst wäre deine Lunge die ganze Zeit geschwollen und gereizt. Stattdessen fressen sie die harmlosen Pünktchen leise auf und heben sich den Alarm für echte Gefahr auf. Dieses sorgfältige Gleichgewicht hilft, deine Lunge gesund zu halten, damit du dich wohlfühlst.

Die Aufräumarbeit bemerkst du vielleicht nach einer Erkältung. Das Schlimmste der Erkältung geht vorbei, deine Energie kommt zurück, und du fühlst dich langsam wieder wie du selbst. Aber ein kleiner Husten bleibt vielleicht noch eine Weile, manchmal eine Woche oder länger. Das liegt oft daran, dass die Schleimhaut deiner Atemwege noch heilt und deine Putzkräfte immer noch aufräumen. Wenn ein Husten lange anhält oder schlimmer zu werden scheint, sollte ein Erwachsener mit einer Ärztin oder einem Arzt sprechen.

Du musst nichts Besonderes tun, um deinen Makrophagen zu helfen. Sie arbeiten von allein, ohne dass du über sie nachdenken musst. Aber dieselben gesunden Gewohnheiten, die dem Rest deines Körpers helfen, helfen auch diesen Putzkräften. Genug Schlaf, abwechslungsreiches gutes Essen, Wasser trinken und bewegtes Spielen helfen alle den Verteidigern deines Körpers, stark zu bleiben. Saubere Luft zu atmen, weit weg von Rauch, bedeutet, dass deine Makrophagen weniger Arbeit haben.

Wenn du das nächste Mal tief einatmest, denk an die Makrophagen in deinen Lungenbläschen. Sie kriechen, suchen, fressen und räumen auf, und das alles, ohne einen Laut zu machen. Sie tun das schon, seit lange bevor du dich erinnern kannst, und sie werden es für den Rest deines Lebens weiter tun. Sie gehören zu den treuesten Wächtern, die dein Körper hat.

Aber Makrophagen sind nicht die einzigen Reisenden in deiner Lunge. Erinnere dich an die Monozyten, die aus dem Blut kommen können, um neue Makrophagen zu werden, und an die Neutrophilen, die herbeieilen, wenn der Alarm läutet. Sie alle reisen im Blut durch deinen Körper. Das Blut trägt auch den Sauerstoff, den deine Lungenbläschen sammeln, und liefert ihn an jede Zelle von deinem Kopf bis zu deinen Zehen. Im nächsten Kapitel fährst du mit dem Blut mit, dem roten Zug, der nie stillsteht.

Wichtige Wörter

Makrophage: Ein großes weißes Blutkörperchen, das Keime, Staub und abgenutzte Zellen frisst. Sein Name bedeutet „großer Fresser“, und man nennt es auch Fresszelle.

Weiße Blutkörperchen: Die Zellen in deinem Blut, die deinen Körper gegen Keime verteidigen. Es gibt mehrere Arten, und jede hat ihre eigene Aufgabe.

Umschließen: Die Art, wie ein Makrophage frisst, indem er seinen weichen Körper um einen Keim oder ein Pünktchen legt, bis der Keim oder das Pünktchen in ihm eingeschlossen ist.

Neutrophile: Schnelle weiße Blutkörperchen, die an Orte eilen, an denen Keime gefunden werden, und helfen, sie zu vernichten.

Lymphozyten: Weiße Blutkörperchen, die lernen, bestimmte Keime zu erkennen. Manche von ihnen stellen Antikörper her, und manche erinnern sich lange an Keime.

Monozyten: Weiße Blutkörperchen, die im Blut reisen und sich zu Makrophagen entwickeln können, wenn sie in die Gewebe des Körpers wandern.

Antikörper: Besondere Eiweiße, die an Keimen haften bleiben und sie markieren, damit andere Verteidiger sie finden und vernichten können.

Entzündung: Die Reaktion des Körpers auf Keime oder Verletzungen, bei der zusätzliches Blut und zusätzliche Verteidiger an eine Stelle kommen. Das führt oft zu Rötung, Wärme und Schwellung.

Allergie: Eine Reaktion, bei der die Verteidiger des Körpers etwas Harmloses, zum Beispiel Pollen, so behandeln, als wäre es ein gefährlicher Keim. Sie kann Niesen, juckende Augen oder eine laufende Nase verursachen.