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Lexikon der Biologie: Insektenimmunologie

Insektenimmunologiew, Wissenschaft von den Grundlagen der Abwehr-Mechanismen von Insekten. Insekten sind in der Lage, Parasiten, Pilze, Bakterien und Viren abzuwehren. Sie verfügen wie Wirbeltiere über 2 Arten der Immunantwort, eine zelluläre und eine humorale, auf löslichen Molekülen beruhende. Die zelluläre Immunantwort wird von Zellen bewerkstelligt, die in der Hämolymphe und im Fettkörper beheimatet sind, den Hämocyten (Blutzellen). Sie kann aus der Phagocytose der Fremdpartikel bzw. der befallenen Zellen oder aus einer Einkapselungsreaktion bestehen. Dabei können kleinere Aggregate (nodules) oder größere Aggregate entstehen, die von mehreren Schichten der Hämocyten gebildet werden. Unter den Hämocyten ( vgl. Infobox ) gibt es wie bei Wirbeltieren cytoplasmaarme Zellen (Prohämocyten, also Vorläufer-Zellen) und granuläre Zellen (Granulocyten), aber auch Zellen mit Spezialaufgaben, wie die Sphärulocyten, die am Aufbau der extrazellulären Matrix beteiligt sind. Die Hämocyten spielen weiterhin bei der Umwandlung der Insektengewebe während der Metamorphose eine besondere Rolle. Lösliche Peptide, die an der humoralen Immunantwort beteiligt sind, umfassen z.B. Apidaecine, Attacine, Cecropine, Defensine, Diptericine, Lysozym und Sarkotoxin II (meist nach dem Organismus benannt, aus dem sie zuerst isoliert wurden). Die aus dem PfauenspinnerHyalophora cecropia isolierten Cecropine werden von den Hämocyten nach einer Induktion durch Bakterien oder bakterielle Substanzen gebildet. Ihr Wirkungsmechanismus ähnelt demjenigen anderer Zell-lysierender Proteine (z.B. Perforin): sie weisen eine amphipathische Struktur auf, welche die Einlagerung in die Membran der Zielzellen vermittelt und zur Lyse dieser Zellen (Cytolyse) durch einen osmotischen Schock führt. Cecropine sehen dem BienengiftMelittin ähnlich, das aber auch für eukaryotische Zellen schädlich ist. Im Gegensatz zu Wirbeltieren gibt es bei Insekten keine adaptive Immunität, wie sie durch die Lymphocyten vermittelt wird. Eine Beteiligung von Lectinen an der Immunantwort wurde ebenfalls nachgewiesen. – Neben der Phagocytose, der Einkapselungsreaktion und der Zell-lysierenden Wirkung antibakterieller Peptide in der Hämolymphe spielen bei Insekten 2 weitere Prozesse eine wichtige Rolle bei der Immunabwehr: die Koagulation und die Melanisierung, die auf der Aktivierung einer Kaskade von Proteinen (Prophenol-Oxidase-Kaskade, PPO-Kaskade) in der Hämolymphe und den Hämocyten beruht. Auslöser dieser Kaskade sind bakterielle oder Pilzbestandteile, wie Glucane, Peptidoglucane oder Lipopolysaccharid. Diese sog. Elicitoren (in Analogie zu den Faktoren, die die pflanzliche Abwehr auslösen) aktivieren Serin-Proteasen (Serin), die inaktive Prophenol-Oxidase in der Hämolymphe zur aktiven Phenol-Oxidase spalten. Inhibitoren der Serin-Proteasen (Serpine) vermögen die Spaltung zu verhindern. Endprodukt der PPO-Kaskade ist das braune Melanin.

U.T./M.B.

Copyright 1999 Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg
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