Antikörper

Antikörper – auch Immunglobuline oder kurz: Ak bzw. Ig genannt – sind wichtige Bestandteile des körpereigenen Abwehrsystems, die von den B-Zellen bzw. Plasmazellen, eine Unterklasse der Lymphozyten, gebildet werden.

Es handelt sich hierbei um eine Gruppe von durch den menschlichen Organismus gebildeten Proteinen, die der Abwehr von körperfremden Material dienen. Normalerweise entspricht dieses körperfremde Material Krankheitserregern wie zum Beispiel Bakterien, Viren oder Pilzen. Es können aber auch Bestandteile der roten Blutkörperchen, den Erythrozyten, erkannt und eliminiert werden. Eine pathologische Immunantwort findet sich zum Beispiel bei einer allergischen Reaktion oder bei einer Autoimmunerkrankung.

Abhängig von ihrer Funktion und Produktionsort im Körper können sie in fünf Klassen geteilt werden: IgA,IgG,IgM,IgE,IgD.Ig steht hierbei für Immunglobulin. Dieses bezeichnet eine Gruppe von Proteinen, in die auch die Antikörper fallen. Die Antiköper zählen zur spezifischen Immunabwehr. Das bedeutet, die Antikörper sind nur für ein bestimmtes Antigen zuständig. Dagegen sind die Blutzellen Teil der zellulären Immunabwehr, der unspezifischen Immunantwort. Genauer werden die Antikörper von B-Lymphozyten gebildet, einer Untergruppe der Leukozyten. Die Antikörper sind in der Lage, Antigene zu erkennen und zu binden. Die Antigene befinden sich auf der Oberfläche des zu eliminierenden Materials. Jeder Antikörper hat eine spezifische Bindungsstelle für ein bestimmtes Antigen. Dadurch kann jeder Antikörper ein bestimmtes Antigen erkennen und eliminieren, die Vielfalt der Antiköper ist dementsprechend sehr groß. Bei Immundefekten kann es zu einer verminderten Bildung eines bestimmten oder mehrere Antikörper kommen.

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Antikörper sind dabei Eiweiße, die aus vier verschiedenen Aminosäureketten zusammengesetzt werden: zwei identische leichte und zwei identische schwere Ketten, wobei jedoch jeder Antikörper anders und individuell ist und eine hochspezifische Aufgabe im Immunsystem innehat.

Jeder gebildete Antikörper kann nur ganz spezielle Strukturen als Antigen erkennen, binden (Schlüssel-Schloss-Prinzip) und bekämpfen, sodass also für jede Fremdsubstanz und jeden Krankheitserreger, der den Körper heimsucht, spezifische Antikörper gebildet werden und im Blut bzw. in anderen Körperflüssigkeiten vorhanden sind.

Diese Spezialisierung erlangen die Antikörper bereits schon bei ihrer Bildung durch die B-Zellen/Plasmazellen: letztere kommen im Rahmen der Immunantwort in Kontakt mit einem Antigen (z.B. Krankheitserreger wie Bakterien oder Viren) oder werden durch andere Immunzellen (T-Zellen), die einen Antigenkontakt hatten, aktiviert, sodass diese unverzüglich beginnen Antikörper zu produzieren, die exakt die Bindestelle besitzen, die notwendig ist, um die Antigene aus dem Blut zu fangen.

Fertig hergestellt werden sie von den B-Zellen frei ins Blut abgegeben, wo sie sich dann auf die Suche nach „ihren“ Antigen machen, um diese zu binden und damit anderen Immunzellen, wie den Fresszellen zugänglich für die Vernichtung zu machen.

Unterteilt werden die körpereigenen Antikörper des Immunsystems in 5 Unterklassen, die Immunglobuline G, M, A, E, und D.

Künstlich hergestellte oder aus Tieren gewonnene Antikörper können dem Körper aber auch von außen zugeführt werden, z.B. im Rahmen einer Therapie bei Erkrankungen mit gestörtem oder fehlendem Immunsystem, als passiver Impfstoff gegen verschiedene Erreger oder bei verschiedenen Krebserkrankungen.

Der Aufbau jedes Antikörpers ist in der Regel gleich und besteht aus vier verschiedenen Aminosäureketten (Aminosäuren sind die kleinsten Bausteine von Eiweißen), wobei zwei davon als sogenannte schwere und zwei als leichte Ketten bezeichnet werden. Die beiden leichten und die beiden schweren Ketten sind dabei vollständig identisch und werden durch Molekülbrücken (Disulfidbrücken) untereinander verbunden und in die charakteristische Ypsilonform eines Antikörpers gebracht.

Die leichten und schweren Ketten bestehen aus konstanten Aminosäureabschnitten, die bei allen verschiedenen Antikörperklassen gleich sind und aus variablen Abschnitten, die sich von Antikörper zu Antikörper unterscheiden (IgG hat demnach einen anderen variablen Abschnitt als IgE).

Die variablen Domänen der leichten und schweren Ketten bilden zusammen die jeweilige spezifische Bindungsstelle für die zu den Antikörpern passenden Antigene (beliebige Strukturen oder Substanzen im Körper).

Im Bereich des konstanten Teils, befindet sich bei jeden einzelnen Antikörper eine zweite Bindungsstelle (Fc-Teil), die jedoch nicht für ein Antigen bestimmt ist, sondern eine Bindungsstelle darstellt, mit der sie an bestimmte Zellen des Immunsystems binden und diese in ihrer Funktion aktivieren können.

Antikörper sind aus Proteinen, also Eiweißen, aufgebaute Strukturen, die vom Immunsystem gebildet werden. Sie dienen der Erkennung und Bindung von fremden Zellstrukturen.

Sie sehen wie ein „Y“ aus. Mit den zwei kurzen, oberen Armen können sie die fremden Zellen binden. Entweder benutzen sie dazu beide oder nur einen Arm. Wenn sie nur einen Arm verwenden, können sie mit dem anderen Arm an einen weiteren Antikörper binden. Wenn das bei mehreren Antikörpern passiert, verklumpen sie zu einem Haufen und können von Makrophagen gegessen werden. Die Makrophagen bauen diese Haufen dann ab und zerstören so die fremden Zellen.

Wenn sie beide oberen Arme benutzten können sie mit ihrem unteren Arm direkt an andere Zellen des Immunsystems, wie T-Helfer-Zellen, binden. Die T-Helfer-Zellen nehmen die Antikörper daraufhin in sich auf, bauen sie ab und bauen die fremden Zellbestandteile in ihre eigene Membran ein. Auf diese Weise vermitteln sie als Informationszellen für weitere Immunzellen. Grob helfen Antikörper also dabei fremde Zellen zu erkennen und durch andere Zellen zerstören zulassen. Sie dienen also als eine Art Bindeglied zwischen den Immunzellen.

Gelangt ein Krankheitserreger oder ein anderer fremder Stoff (Antigen) in den menschlichen Körper (über z.B. die haut oder die Schleimhäute), wird dieser zunächst von den „oberflächlich“ gelegenen Abwehrzellen des Immunsystem (sog. dendritische Zellen) erkannt und gebunden, um anschließend in die tiefergelegenen Lymphknoten zu wandern. Dort zeigen die dendritischen Zellen das Antigen den sogenannten T-Lymphozyten, einer Klasse der weißen Blutkörperchen. Diese werden dadurch zu „Helfer-Zellen“ erweckt und aktivieren ihrerseits die B-Lymphozyten, die unverzüglich mit der Produktion von Antikörpern beginnen, die passgenau für das jeweilige unschädlich zu machende Antigen sind. Diese Antikörper werden nach vollendeter Bildung in das zirkulierende Blut abgegeben, sodass sie mit dem physiologischen Blutkreislauf an alle Stellen des Körpers gelangen können.

Eine weitere Möglichkeit der B-Zell-Aktivierung ist der direkte Kontakt einer im Blut schwimmenden B-Zelle mit dem Krankheitserreger oder dem Fremdstoff, ohne vorangehende Aktivierung durch eine T-Zelle. Die ins Blut abgegebenen Antikörper (auch Immunglobuline genannt) können im Allgemeinen in verschiedene Klassen eingeteilt werden (IgG, IgM, IgA, IgD und IgE) und sind durch eine Blutabnahme und sich anschließende labormedizinische Untersuchungen bestimmbar.

Als Antigene werden Strukturen oder Stoffe auf der Oberfläche von Zellen im Körper des Menschen bezeichnet. Sie sind meistens Eiweiße, können aber auch Fette, Kohlenhydrate oder auch gänzlich andere Zusammensetzungen sein.

Entweder handelt es sich dabei um körpereigene Strukturen, die unter normalen Umständen immer im menschlichen Körper vorhanden sind, oder aber um fremdartige Strukturen bzw. Stoffe, die in den Körper gelangt sind, dort aber eigentlich nicht hingehören.

Diese fremdartigen Antigene werden in der Regel von den B- oder T-Lymphozyten des Abwehrsystem erkannt und von spezifischen Antikörpern, die zuvor von den B-Lymphozyten gebildet worden sind, gebunden und unschädlich gemacht. Von Beginn an lernt das Immunsystem körpereigene Strukturen von körperfremden zu unterscheiden, sodass unter gesunden Umständen nur fremde Antigene bekämpft werden. Erkennt das Immunsystem allerdings körpereigene, unschädliche Strukturen fälschlicherweise als fremde Antigene und bekämpft auch diese, nennt man diesen pathologischen Vorgang eine Autoimmunreaktion, aus der Autoimmunkrankheiten entstehen können.

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Die hauptsächliche Aufgabe der Antikörper besteht darin, in den Körper eingedrungene Krankheitserreger oder fremde Substanzen bzw. Stoffe zu erkennen, zu binden und zu vernichten.

Die von den B-Lymphozyten (eine bestimmte Unterart der weißen Blutkörperchen) produzierten Eiweißmoleküle lassen sich dabei in verschiedene Antikörperklassen unterteilen, die jeweils andere Aufgaben und Eigenschaften besitzen und zum Teil auch an unterschiedlichen Stellen des Körpers ihren Hauptwirkungsort haben.

Wird der Krankheitserreger oder das fremde Molekül (Antigen) im Körper vom Abwehrsystem erkannt, beginnen die B-Zellen unverzüglich mit der Produktion des dazu passenden Antikörpers, der anschließend mit seiner einen Verbindungsstelle an die zu bekämpfende Struktur dockt und mit der anderen Verbindungsstelle an andere Abwehrzellen des Körpers (z.B. Makrophagen = Fresszellen).

Diese werden damit dann aktiviert und nehmen die Antikörper-Antigen-Komplexe in sich auf, wodurch die Fremdstoffe oder die Krankheitserreger damit unschädlich gemacht werden.

Der Antikörpersuchtest (kurz: AKS) ist ein Test in der Labormedizin, bei dem das Blutserum des Patienten auf bestimmte Antikörper durchsucht wird, die gegen spezifische Strukturen (Antigene) auf der Membran der roten Blutkörperchen (Erythrozyten) gerichtet sind. Man unterschiedet dabei reguläre und irreguläre Antikörper gegen die roten Blutkörperchen: die regulären sind die sogenannten Anti-A und Anti-B Antikörper, wobei der Anti-A-Antikörper bei Patienten vorhanden ist, die Blutgruppe B besitzen, der Anti-B-Antikörper entsprechend bei Patienten mit Blutgruppe A. Zu den irregulären Antikörpern gehört u.a. der Anti-D-Antikörper, der gegen den Rhesus-Faktor-D gerichtet ist.

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Um die regulären und irregulären Antikörper im Blutserum des Patienten zu finden, wird das Patientenserum nach der Blutabnahme mit den entsprechenden Antigenen versetzt, sodass es im Fall von vorhandenen Antikörpern zu einer Verklumpungsreaktion des Blutes kommt: der Test wird dann als positiv bewertet. Der Antikörpersuchtest wird in erster Linie als Vorbereitung auf anstehende Bluttransfusionen durchgeführt sowie im Rahmen der Vorsorgeuntersuchungen einer Schwangerschaft. Im klinischen Alltag wird der Begriff „Antikörpersuchtest“ auch allgemein für die Bestimmung von Antikörpern im Rahmen von z.B. Infektions- oder Autoimmunkrankheiten verwendet, sollte aber nicht mit der eigentlichen Bedeutung, wie sie oben beschrieben wurde, verwechselt werden.

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Wie oben beschrieben, dienen Antikörper eigentlich dem Schutz vor Krankheiten, sind also Teil des Immunsystems. Manche Erkrankungen, wie zum Beispiel Krebserkrankungen, kann unser Immunsystem allerdings nicht alleine bekämpfen, da es dafür nicht schnell und effektiv genug ist.

Für einige dieser Erkrankungen hat man durch langjährige Forschung Antikörper gefunden, die biotechnologisch hergestellt werden können und dann als Medikament den Patienten, eben zum Beispiel Krebserkrankten, gegeben werden können. Das bringt riesige Vorteile. Während eine Chemo- oder auch Strahlentherapie den gesamten Körper angreift und alle Zellen, also auch gesunde Zellen, zerstört, wirken Antikörper nur ganz spezifisch gegen die Krebszellen.

Diese Spezifität liegt in der Natur der Antikörper. Antikörper sind Eiweiße, die normalerweise von Zellen des Immunsystems gebildet werden. Bevor diese Zellen des Immunsystems, die Plasmazellen, dies allerdings tun können, müssen sie einmal mit den fremden Zellen in Kontakt gekommen sein. Dafür nehmen sie die fremden Zellen in sich auf, bauen sie ab und erkennen dabei oberflächlich gelegene Strukturen, die die Zellen sozusagen „ausweisen“, wie ein Personalausweis. Gegen diese oberflächlichen Strukturen, auch Oberflächenmarker genannt, werden dann die Antikörper gebildet.

Dieses Prinzip hat man sich in der Forschung zunutze gemacht. Man hat Krebszellen nach solchen Oberflächenmarkern abgesucht, die nur auf den Krebszellen zu finden sind, aber nicht auf körpereigenen Zellen. Gegen diese Marker wurden dann Antikörper gebildet, die man den Patienten in Form einer Antikörperbehandlung geben kann. Die Antikörper binden dann im Körper an die Krebszellen und helfen damit dem körpereigenen Immunsystem die bösartigen Zellen zu erkennen und abzutöten.

So wirkt der Antikörper Rituximab bei bestimmten Arten der Leukämie und dem Non-Hodgkin-Lymphom und der Antikörper Trastuzumab gegen Brustkrebszellen und manche Magenkrebszellen. Es gibt neben diesen relativ „krankheitsspezifischen Antikörpern“ auch solche, die zum Beispiel das Wachstum von neuen Blutgefäßen hemmen und somit verhindern, dass der Krebs weiterhin mit Nährstoffen aus dem Blut versorgt werden kann. Ein solcher Antikörper wäre das Bevacizumab. Er kann bei vielen verschiedenen Krebsarten zum Einsatz kommen.

Die von den B-Lymphozyten gebildeten Antikörper, auch Immunglobuline genannt – können allgemein betrachtet in 5 Unterklassen eingeteilt werden: Immunglobulin M (IgM), Immunglobulin G (IgG), Immunglobulin A (IgA), Immunglobulin E (IgE) und Immunglobulin D (IgD).

Die verschiedenen Antikörperunterklassen haben dabei unterschiedliche Aufgaben im Immunsystem inne und unterscheiden sich zudem im Hauptaufenthaltsort (frei, gelöst im Blut oder in anderen Körperflüssigkeiten sowie auf der Membran von Abwehrzellen).

Das IgA ist hauptsächlich in Körperflüssigkeiten und auf Schleimhäuten zu finden. Wichtig zu nennen sind hier die Mundschleimhaut und der Speichel, Schleimhaut des Atemtraktes, Schleimhaut des Magen-Darm-Traktes und Magensaft und die Vaginalschleimhaut. Das IgA hindert Krankheitserreger daran, durch nicht intakte Schleimhaut in den Organismus zu gelangen. Besonders wichtig ist diese Funktion in den unsterilen Bereichen des Körpers sowie den Körperöffnungen, die mit der Umwelt in ständigem Kontakt stehen, z.B. Mund und Nase.  Außerdem ist das IgA daran beteiligt Erreger, die wir täglich mit der Nahrung, Flüssigkeit oder Atemluft aufnehmen, zu eliminieren. IgA befindet sich auch in der Muttermilch. Durch das Stillen werden also Antikörper der Mutter auf das Kind übertragen und gewährleisten somit die Immunität des Kinds gegenüber Krankheitserregern, ohne das der Säugling mit dem Erreger in Kontakt getreten ist. Dieser Mechanismus ist bekannt als Nestschutz.

Immunglobuline vom Typ D kommen ebenfalls nahezu gar nicht frei im Blutplasma vor. Eher kommen sie gebunden an der Membran von B-Lymphozyten vor, wo sie eine Art Rezeptor für bestimmte Antigene bilden, durch die die B-Zellen zur weiteren Produktion von Antikörpern angeregt werden.

Das IgE hat eine besondere Bedeutung bei der Entstehung von Allergien. IgE wird von den B-Lymphozyten bei erstmaligem Kontakt mit einem Allergen gebildet, wie zum Beispiel den Pollen beim Heuschnupfen. Ist das IgE gebildet, führt ein erneuter Kontakt mit den eingeatmeten Pollen zu einer allergischen Reaktion. Dabei kommt es durch das IgE zu einer Stimulierung von histaminhaltigen Mastzellen, sodass das Histamin freigesetzt wird.

Je nach Stärke der Reaktion und je nach Lokalisation des Allergens kommt es zu Symptomen durch das Histamin. Die Symptome bei Heuschnupfen können brennende, juckende Augen sein, eine laufende, juckende Nase oder Atemnot. Im schlimmsten Falle kommt es bei der allergischen Reaktion zu einem anaphylaktischen Schock, der gekennzeichnet ist durch Atemnot, Schwellen der Atemwege, Blutdruckabfall als Zeichen von Schock und Bewusstlosigkeit. Dieses ist ein medizinischer Notfall und bedarf sofortiger ärztlicher Behandlung. Gelindert werden können die allergischen Symptome durch Histaminblocker. Diese blockieren die Rezeptoren für Histamin, sodass die Wirkung des Histamins nach Ausschüttung ausbleibt. Eine der wichtigsten Nebenwirkungen von Histaminblockern ist die Müdigkeit.

Eine weitere Aufgabe von IgE-Antikörpern ist das Eliminieren von Parasiten.

Das IgG nimmt mengenmäßig den größten Anteil unter den Antikörpern ein. Das IgG wird im Verlauf der Infektion gebildet, ist also Teil der späten Immunantwort. Bei Vorliegen des IgG im Blut kann auf eine abgelaufene oder gerade abklingende Infektion geschlossen werden, die volle Immunität ist durch das IgG gewährleistet. Dadurch, dass das Immunsystem sich an seine produzierten Antikörper „erinnert“, kann im Falle einer Reinfektion mit demselben Erreger der Antikörper schnell nachproduziert werden und es kommt nicht zum Ausbruch der Infektion mit Krankheitszeichen.

Das besondere an dem IgG ist, dass dieser Antikörper plazentagängig ist. Somit kann das ungeborene Kind IgG-Antikörper der Mutter empfangen und ist gegen Erreger immun, ohne mit diesen in Kontakt geraten zu sein. Dieses wird als Nestschutz bezeichnet. Allerdings sind auch Rhesus-Antikörper IgG Antikörper und daher planzentagängig. Hat eine Rhesus-negative Mutter also Antikörper gegen den Rhesusfaktor durch Rhesus-Positive Erythrozyten des Kindes, können in der Folgeschwangerschaft diese Antikörper auf das Kind übertragen werden und die Erythrozyten des Kindes zerstören. Das führt zum Zerfall der Erythrozyten, auch bekannt als Hämolyse, was beim Kind zur Anämie (Blutarmut) führt. Das Krankheitsbild beim Säugling nennt sich Morbus hämolyticus neonatorum. Bei Rhesus-negativen Müttern mit einem Rhesus-positiven Kindsvater kann eine passive Immunisierung mit Anti-D-Antikörpern (Rhesusprophylaxe) in der Schwangerschaft durchgeführt werden.

Das IgM (Immunglobulin M) ist der strukturell größte Antikörper. Er wird gebildet bei neu aufgetretenen Infektionen und ist daran beteiligt, Krankheitserreger schnell zu eliminieren und deren Ausbreitung zu verhindern. IgM Antikörper im Blut geben Hinweis auf eine gerade ablaufende, frische Infektion.

Der IgM Antikörper hat außerdem eine Bindungsstelle für andere Systeme des Immunsystems. So kann ein Teil des Komplementsystems, das aus etwa zwanzig Proteinen besteht und auch der Infektabwehr dient an den Antikörper-Antigen- Komplex binden. So wird das Komplementsystem aktiviert. Die Antikörper gegen eine fremde Blutgruppe, die beispielsweise bei einer Bluttransfusion mit der falschen Blutgruppe gebildet werden, sind ebenfalls IgM-Antikörper. Diese führen zu einer Reaktion auf das fremde Blut und verursachen ein Eindicken des Blutes (Koagulation). Dieses kann schwerwiegende Folgen für den Betroffenen haben und sogar innerhalb kürzester Zeit tödlich enden. Daher ist vor einer Bluttransfusion immer sorgfältig auf das Zusammenpassen der Blutgruppen von Spender und Empfänger zu achten. Gewährleistet wird dieses mit dem sogenannten „Bedside-Test“, bei dem unmittelbar vor der Transfusion das Blut des Spenders mit dem des Empfängers gemischt wird und beobachtet wird. Tritt keine Reaktion auf, kann das Blut transfundfiert werden.

Auto-Antikörper sind Antikörper, die der Körper bildet, um damit körpereigene Zellen in Geweben, Hormone oder andere Antikörper zu erkennen und zu binden. Durch die Bindung der Auto-Antikörper an diese Strukturen wird das Immunsystem aktiviert und bekämpft diese Strukturen.

Auto-Antikörper werden im Rahmen von Autoimmunerkrankungen gebildet. Auto-Antikörper helfen unserem Immunsystem also nicht, fremde Bakterien oder Viren aus unserem Körper zu entfernen, wie es normale Antikörper tun, sondern greifen den eigenen Körper an. Immer wenn das Immunsystem also Auto-Antikörper gegen den eigenen Körper bildet, ist das höchst krankhaft und führt zur Zerstörung eigentlich gesunden Gewebes.
Diese Zerstörung zieht wiederum den Verlust von Aufgaben nach sich, die das Gewebe eigentlich übernehmen sollte. Das Immunsystem macht den Körper also krank, statt ihn gesund und funktionsfähig zu halten. Es sind viel verschiedene Auto-Antikörper bekannt, die je nachdem, welche Struktur sie angreifen, unterschiedliche Krankheiten auslösen. Beispiele für solche Krankheiten sind unter anderem der Diabetes mellitus Typ I, der von vier verschiedenen Auto-Antikörpern mit verursacht sein kann. Aber auch der Lupus erythematodes oder die Rheumatoide Arthritis werden durch Auto-Antikörper verursacht.

Da die Hashimoto-Schilddrüsenentzündung zu den Autoimmunkrankheiten zählt, sind im Blutserum des betroffenen Patienten in der Regel für diese Erkrankung spezifische Antikörper vorhanden, die mittels einer Blutabnahme und einer Laboruntersuchung bestimmt und in ihrer vorliegenden Menge gemessen werden können. Dies dient zum einen der Diagnosestellung der Hashimotoerkrankung, wenn zunächst nur der Verdacht besteht. Zum anderen dient dies aber auch zur Verlaufskontrolle und Beobachtung einer bereits fertig diagnostizierten, bestehenden Hashimoto-Schilddrüsenentzündung.

Die charakteristischen Antikörper bei dieser Erkrankung sind dabei die sogenannten Thyreoglobulin-Antikörper (Tg-Ak) und die Thyreoperoxidase-Antikörper (TPO-Ak). Die Tg-Antikörper richten sich gegen das Thyreoglobulin der Schilddrüse, ein Protein, das von den Schilddrüsenzellen gebildet wird und mit dessen Hilfe die Schilddrüsenhormone vor Abgabe ins Blut gespeichert werden.

Die TPO-Antikörper richten sich hingegen gegen das Schilddrüsenenzym Thyreoperoxidase, welches an der Schilddrüsenhormonbildung beteiligt ist. Bei ca. 10-20% der Hashimoto-erkrankten Patienten finden sich diese Antikörper nicht im Blut, obwohl eine Hashimoto-Erkrankung vorliegt.

Anders als bei der Basedow’schen Schilddrüsenerkrankung geht man nicht davon aus, dass diese Auto-Antikörper gegen das Schilddrüsengewebe bei der Hashimoto-Erkrankung für die Schädigung bzw. Zerstörung der Schilddrüse verantwortlich sind, da diese oftmals nur phasenweise erhöht sind und die Höhe der Antikörperwerte auch nicht mit der Krankheitsintensität korreliert.

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