免疫系统的一部分
免疫系统就像警察部队。它到处巡逻,如果它发现干扰,它就需要备份。以这种方式,它与其他系统不同,因为它必须能够在身体的任何部分中反应。免疫系统提供两种级别的防御:先天和自适应免疫力。该讨论将首先是与免疫系统相关的器官和组织的简要描述,然后专注于提供先天和自适应免疫的细胞。
器官和组织
对免疫系统的适当功能重要的器官和组织包括胸腺和骨髓,淋巴结和血管,脾脏和皮肤。
骨髓和胸腺
如果说免疫系统是一支警察部队,那么骨髓就是警察学院,因为不同类型的免疫系统细胞都是在这里产生的。免疫系统的所有细胞都是在骨髓中由一种叫做干细胞的普通起始细胞产生的。这些干细胞后来发展成特定的细胞类型,包括红细胞、血小板(对凝血很重要)和白细胞(对免疫反应很重要)。只要我们活着,细胞的生成和分化过程每天都在发生。因此,就像我们血液中的红细胞在受伤或献血后得到补充一样,我们的免疫系统细胞也不断得到补充。
一些干细胞将成为一种称为淋巴细胞的免疫系统细胞。两种类型的淋巴细胞组成了适应性免疫系统- B细胞和T细胞。B细胞在骨髓中成熟(因此得名“B细胞”)。最终成为T细胞的细胞通过血液从骨髓进入胸腺,在那里成熟(因此得名“T细胞”)。胸腺位于心脏上方胸骨或胸骨后面。
淋巴结和血管
淋巴结是组织充分的免疫细胞。这些节点的战略位置遍布全身。有些人比其他人更广为人知。例如,很多人都熟悉的颈部扁桃体和腺样体,但可能不知道淋巴集结,这是该行的肠淋巴结。众多无名淋巴结也存在整个身体;其实,我们的身体的几乎每个角落都有一些组与之相关的淋巴结。淋巴结往往是在身体附近的开口,如消化道和生殖部位的地区最普遍的,因为这是病原体最常见进入人体。
如果免疫系统是警察部队,那么淋巴结是他们的车站。一旦检测到病原体,附近的淋巴结通常被称为排水淋巴结,成为活动的血液,其中细胞活化,化学信号传导和膨胀的免疫系统细胞发生。结果是节点的大小增加,周围区域可能变得柔软,因为放大的节点比平常更多的空间。脖子上的“肿胀的腺体”是我们大多数人都经历过的一个例子。但是,同样的事情可能发生任何地方淋巴结被激活。
两个血管系统对淋巴结的免疫功能至关重要:
- 血管 - 淋巴,富含免疫系统细胞和信号化学品的液体,通过毛细管从血液到身体组织。淋巴液在组织中收集病原体和碎屑。然后含有免疫细胞的淋巴液进入过滤的排水淋巴结。如果检测到病原体,则激活免疫系统组分(参见下面的“自适应免疫系统”部分)。
- 淋巴管 - 一旦过滤完成,淋巴血管将该流体朝向心脏。根据过滤淋巴的到来,它进入心脏左侧的胸道,或者在心脏右侧的类似但更小的管道。除了胸部和头部的右侧,胸廓管从整个身体收集淋巴。这些区域的淋巴排水到较小的管道。从这里,淋巴及其免疫细胞返回到血液中,以通过身体进行一次行程。
脾
脾脏是免疫系统的最大内部器官,正因为如此,它含有大量的免疫系统的细胞。事实上,约25来自心脏血液的百分比流经的每一个节拍脾脏。通过脾血液循环,它被过滤以检测病原体。当检测到病原体,免疫系统细胞被激活,并在数量增加,以中和病原体。脾是保护人们免受细菌感染,如脑膜炎双球菌肺炎和特别重要的。所以,当人们生活中可以没有脾脏,这对他们是最新对防止这些感染,因为他们是从他们的痛苦更大的风险的疫苗是非常重要的。
皮肤
有时皮肤被描述为免疫系统最大的器官,因为它覆盖了整个身体。人们可能不会思考皮肤作为该系统的一部分,但现实是皮肤作为我们每天接触的许多疾病导致剂的重要身体屏障。
天生免疫系统
天生的免疫系统是对病原体的第一道防线。在我们的示例中,先天免疫系统就像巡逻当地节拍的警察。他们照顾了社区中发生的大部分犯罪活动,通常保持和平。同样,大多数时候我们天生的免疫系统通过保持病原体来帮助感染。这是以几种方式完成的。
物理障碍
我们的身体会从身体上抵御许多潜在的病原体。如上所述,我们的皮肤是一个重要的保护屏障。但是,大多数人没有意识到皮肤细胞的顶层,也就是上皮细胞,是为了防止病原体轻易地进入细胞之间。这些细胞的交叉点被称为紧密连接。我们的皮肤也容易干燥和坚硬,病原体很难进入。
上皮细胞排列在我们身体的开口,如鼻子和嘴,以及整个呼吸道、消化道和生殖器,往往有一个或多个额外的保护功能。首先,这些区域的上皮细胞被黏液覆盖,黏液是一种粘稠的溶液,病原体很难附着在这些细胞上。其次,它们中的一些也有被称为纤毛的微纤维,它将黏液和黏液中的任何病原体沿着细胞表面移动。鼻腔中的毛发以类似的方式在病原体进入肺部之前将它们困在空气中。我们的身体也使用肌肉来输送空气和液体,以防止病原体感染我们。打喷嚏、流泪、呕吐和腹泻都是我们的先天免疫系统在保护我们。
化学屏障
粘液不仅提供物理障碍,还含有有助于保护我们免受病原体的化学品。上皮细胞也分泌了预防感染的化学品。对皮肤上皮细胞以及我们的消化不良,呼吸和生殖道来说,这是真的。我们的身体还使用酸等化学因素,为某些病原体产生恶劣的环境。例如,胃具有酸性pH,使许多病毒难以通过消化道来生存。发烧,虽然不是化学障碍,但也使得病原体更加困难,同时增强免疫系统有效的能力。
合作伙伴关系
细菌住在我们身上。随着人类的发展,留在我们身上的细菌也是如此。因此,他们能够在我们的皮肤上存活或在我们的消化道中没有我们的免疫系统来摆脱它们。被称为共生细菌,这些“居民”并不完全无风险。例如,虽然葡萄球菌细菌通常对我们的皮肤无害,如果他们进入我们的身体,它们可能会很麻烦。在某些情况下,扰动是轻微的,例如疙瘩。在其他情况下,结果可以致命,例如血流感染。因此,即使我们的免疫系统没有积极地摆脱这些细菌,它也可以在检查中保持共生细菌。
那么,你可能会想知道,为什么我们的免疫系统允许这些细菌围绕?与生活中的其他事物一样,答案归结为风险效益比率。当这些细菌覆盖我们皮肤或消化道的表面时,更有害的细菌有更少的机会。此外,共生细菌可以帮助在当地环境中创造局部环境的条件,使传染性能力造成问题。例如,共谋细菌可能释放对其他类型的细菌有毒的化学物质。在服用口服抗生素后可以看到这些细菌重要性的证据。几天,您可能有松散的粪便或肠道痉挛。这是因为抗生素,如青霉素,可以杀死许多不同类型的细菌 - 好的和坏。直到共生(或良好)细菌扣押,您的天生免疫系统被留下来抵御否则不会出现问题的细菌。
非特异性细胞反应
先天免疫系统工作是通过免疫系统细胞的最终方式。这些细胞在他们寻找入侵者时不具体。与先天免疫应答相关的最重要细胞是:
- 中性粒细胞 - 这些是最多类型的先天性免疫应答细胞。他们的主要工作是摧毁病原体。中性粒细胞在血液中循环,但在识别入侵者的身体的不同部位。当中性粒细胞发现病原体时,它包围并摄取它 - 一种称为吞噬作用的过程。中性粒细胞只能在几天内存。
- 巨噬细胞 - 这些长寿命的细胞几乎存在于身体的所有组织中,在那里他们使用吞噬作用对组织中发现的陷阱侵入者。虽然巨噬细胞的吞噬活性是先天免疫的重要组成部分,但这些细胞对于它们在激活免疫系统的其他部分方面的作用更为重要。
摄入病原体分泌化学信号的巨噬细胞,称为细胞因子,这有助于募集到该区域的其他免疫细胞 - 这导致炎症。由于几个原因,炎症很重要。首先,它建立了一种环境,其中在血液中行进的细胞可以进入受影响的组织。其次,它允许凝血因子在含有含有感染的努力中被激活,并且第三,它促进了组织修复。伤口部位的疼痛,发红和肿胀表明巨噬细胞诱导的炎症反应。 - 树突细胞 - 这些细胞具有长触手,并且在组织中也具有吞噬细胞病原体。然而,树突细胞的主要目的不是破坏病原体(如中性粒细胞)或提醒免疫系统引起炎症(如巨噬细胞)。相反,树突状细胞用于桥接先天和适应性免疫应答。树枝状细胞如何在下面的“自适应免疫系统”中更详细地描述。
- 天然杀手细胞(NK细胞) - 这些细胞的工作使病毒感染使病毒感染过于严重,而自适应免疫系统产生靶向反应(参见下面的“自适应免疫系统”部分)。与中性粒细胞,巨噬细胞和树突状细胞不同 - 所有这些,所有这些都雇用吞噬作用 - NK细胞与受感染的细胞附着并释放化学物质以杀死它。对于它们对抗肿瘤细胞的能力,也已知天然杀手细胞。
适应性免疫系统
当病原体通过先天免疫系统提供的非特定保护机制时,适应性免疫系统接管。在我们的警察示例中,考虑适应性豁免的组成部分成为“特种部队”。
自适应免疫应答的“特种力”有两个重要的工作:
- 停止目前的感染
- 产生免疫记忆
记忆单元监测身体以停止或减少同一病原体的未来感染的影响。如果完全发生第二种感染,则它通常较短,持续时间较短,而不是第一次遭遇的严重。疫苗允许我们利用免疫记忆的优势,而不会涉及第一次遇到的风险。坚持着我们的警察实例,疫苗就像练习练习,官员在努力准备就是为实际活动做好准备。
要求在“特种部队”
自适应免疫应答由称为抗原呈递细胞(APCs)的细胞的活性驱动。三种细胞类型可以用作APCs - 树突细胞,巨噬细胞和B细胞。其中,树突细胞是最常见和强大的APC类型。它们被认为是先天和自适应免疫反应之间的桥梁。
树突状细胞在骨髓和迁移通过血液在那里监测病原体组织中产生。当他们遇到一个病原体,它们吞噬它,它分解成块,并把其表面上的作品“信号”到其他免疫系统组件。由于这种情况,从组织到最近的淋巴结的树突状细胞迁移其中这些表面的信号,称为抗原,帮助激活T细胞。树突状细胞可以处理和呈现大多数类型的病原体,如病毒,细菌,真菌和寄生虫。
虽然抗原呈递是树突状细胞的主要功能,但巨噬细胞和B细胞是有能力的apc,但这不是它们的主要功能。巨噬细胞,如先天免疫系统部分所述,主要破坏病原体,发出先天免疫反应信号,并引起炎症。当它们作为apc发挥作用时,通常会呈递它们摄入的病原体的抗原,这些病原体已经进化,因此它们不会被典型的先天免疫反应杀死。B细胞是适应性免疫反应的重要组成部分(见下面的“战斗准备”部分),但它们有时作为apc来激活对毒素或较小抗原(如蛋白质)的反应。与树突状细胞类似,巨噬细胞和B细胞作为apc,必须前往引流淋巴结激活适应性免疫反应。
准备战斗
当抗原在引流淋巴结被呈现,适应性免疫应答开始认真。在我们的警察部队例子中,抗原呈现的结果是“所有的手在甲板上”的回应。这些反应是迷人的,因为它们主要是由小的蛋白质和细胞表面上的“匹配”的标记引导。小蛋白质被称为细胞因子,并且当它们结合到细胞表面,细胞相应地动作。的行动广泛影响的,但可以包括生长,改变,再现,或与其它细胞相互作用。超过50种细胞因子已经确定。对于特定的细胞因子结合到细胞表面,细胞必须有一个“匹配”的标记,叫做的受体。不同类型的细胞具有不同的受体,并且,因此,可多可少受特别是细胞因子。此外,一些细胞因子导致多动作,和多种细胞因子可引起类似的行动。这似乎“重叠”是重要的,因为它定位我们的免疫系统,以多种方式AVERT感染。 It also allows for people born with immune deficiencies to survive. For more about this aspect of the immune system, see the section titled “当免疫系统不能正常工作时会发生什么。“
除了细胞因子和APC之外,两个主要细胞类型是自适应免疫应答-T细胞和B细胞的努力的核心。
T细胞
这些细胞对于调节适应性免疫应答是重要的。您可以像警察委员会和警长一样想到他们,确保适当数量的员工正在响应情况。三种类型的T细胞各有不同的角色:
- 辅助T细胞监视细胞因子信号,以激活B细胞并提高其他免疫细胞的效率,例如巨噬细胞。
- 细胞毒性T细胞在病毒感染中是重要的,因为它们杀死已被病毒感染的细胞。
- 调节性T细胞调节免疫应答。它们在感染早期发出增加的活性,并相反,随着感染的响应减少的信号降低。
B细胞
一旦激活,B细胞开始重现,快速增加数量。在我们的例子中,B细胞是犯罪现场下降的官员部队。而且,像武器士兵携带一样,B细胞也是武装的。大多数B细胞的唯一目的是分泌大量抗体。分泌抗体的B细胞也称为血浆细胞。
B细胞分泌的抗体是适应性免疫反应的关键武器。它们是针对攻击的病原体的,所以它们可以结合并中和病原体。人体内存在五种不同的抗体,也被称为免疫球蛋白(Ig): IgG、IgM、IgA、IgE和IgD。每一种都有独特的特点和作用。
- IgG是血液和组织中最丰富的并且发现。已经确定了四种不同的IgG子类别。典型的成年人每天在血液中循环超过70克(或17茶匙),以监测病原体。IgG还在组织之间的空间中循环。这也是在怀孕期间穿过胎盘的抗体的类型。
- IgM还在血液中循环。IgM是感染期间最早的抗体类型之一。虽然这些抗体特异于病原体,但它们的效率低于感染后面稍后的IgG抗体。因为IgM出现为五聚体,所以意味着5个IgM分子一起行进,它不会离开血液并进入IgG等组织。与IgG相比,这些分子的分组弥补了较低的有效性。想象这么像五个公民,让嫌疑人离开犯罪现场与武器的一名警察。五民可以围绕着罪犯使得逃脱更难以逃脱,但是当一名军官到达警察资源时,逃逸的可能性甚至更少。
- IgA在血液中发现,但其最重要的作用是保护粘膜表面。因此,IgA抗体往往在消化和呼吸道中的较高水平被发现。IgA也常见于母乳中。
- 在皮肤和血管下方发现IgE抗体。它们最有效地对抗寄生虫引起的感染。这种类型的抗体最常与过敏反应相关。
- IGD不太清楚,但它可能具有保护呼吸道感染并预防我们免疫系统攻击我们自己的细胞和组织,称为“自我”抗原的作用。IGD在呼吸道中发现,血液中的低水平。
成功之后,为未来做准备
在感染期间或不久之后,在感染期期间激活的大多数细胞。然而,B和T细胞的一小部分无限期地保持。它们被称为记忆单元。这些存储器单元识别特定的抗原。例如,我们大多数人都有内存B和T细胞,用于监测我们的身体流感.无论我们第一次接触流感是感染还是接种疫苗,我们的免疫系统都经历了一个被激活并对攻击做出反应的过程。这种第一反应称为初级免疫反应。在一次感染后保留下来的记忆细胞就像看守流感再次出现的警卫一样。如果是这样,这些细胞将迅速激活,使免疫系统对第二次(或第三次或第四次)攻击产生更快、更有效的免疫反应。
通过记忆细胞驱动的免疫应答称为二次响应。在我们的警察示例中,将记忆响应视为有经验的人员。具有更多经验的人可能会预测正在发生的事情,允许他们更快,自信和高效地回应。以同样的方式,存储器单元允许自适应免疫系统更快地升高其攻击。这种准备将响应时间降低了几天。结果可以通过几种方式实现。有些人可能没有任何症状,甚至没有意识到他们第二次暴露。有些人会有症状,但它们不会严重症状。它们可能会病于较少的日子。
参考
- Chen K和Cerutti A. Immunogloblobulin D.目前OPIN IMMUNOL 2011的功能和调节;23(3):345-52。DOI:10.1016 / J.COI.2011.01.006
- 墨菲K。Janeway的免疫学,8th版。2012年。
- 淋巴系统。在访问http://www.lymphnotes.com/article.php/id/151/.
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