第2章 免疫系統(tǒng)的器官與細(xì)胞
- 增強(qiáng)免疫力的方法(現(xiàn)代健康生活書)
- 王國防主編
- 5675字
- 2021-05-27 10:51:14
1.免疫系統(tǒng)的五道防線
人體的外表
人體對于抗原的第一道防衛(wèi)網(wǎng),就是我們很少會去注意到的皮膚。雖沒有什么復(fù)雜的構(gòu)造,看起來也毫不起眼,但卻是機(jī)體最重要的防衛(wèi)網(wǎng)。一般的病毒與細(xì)菌,都沒有辦法直接穿透皮膚,我們也之所以能安然地在充滿各種病毒與細(xì)菌的環(huán)境中繼續(xù)生息。對于病毒而言,如果我們跟受到感染的病人接觸,身上沾到了病毒,大多數(shù)不會引起感染。問題是如果我們的手上沾到病毒,然后我們用手去摸眼睛、鼻子、嘴巴等這些沒有皮膚保護(hù)的地方,手上的病毒就可能會開始作怪,在這些黏膜組織里面開始繁殖,甚至引起疾病。所以我們一直強(qiáng)調(diào)洗手,除了要預(yù)防將手上的抗原傳染給別人以外,也是在保護(hù)自己。
人身體上沒有被皮膚保護(hù)的地方,其外表都是濕濕的黏膜組織,這些地方也就是人體防御系統(tǒng)的罩門所在。這些罩門的存在是不得已的事情,因?yàn)槲覀儾荒軐⒀劬Α⒈亲印⒆彀投加闷つw蓋住,否則我們雖然可免除各種抗原的侵襲,但是同時也會變成一個無法與外界溝通的石像。為了加強(qiáng)這些罩門的防御能力,這些黏膜組織都有分泌液體的功能。這些液體可以不斷地沖刷不小心掉在上面的抗原,讓它們沒有很多機(jī)會侵入組織內(nèi)部。因?yàn)槟承┨厥獠《居写┩阜佬l(wèi)在罩門旁邊組織的一些特殊機(jī)制,所以要預(yù)防某些特殊病毒感染,不能只靠我們身體自身的防衛(wèi)系統(tǒng),必須想辦法阻斷其進(jìn)入罩門的可能途徑。
腸胃道
我們的呼吸道可以藉由表面的黏液與纖毛的運(yùn)動,不斷地將外來抗原排出。盡管如此,我們的腸胃道也在不停地吃下外來抗原。所以,我們的腸胃道也需要具有抵抗外侵的后備能力,否則就會一天到晚生病。構(gòu)成這第二道防衛(wèi)網(wǎng)的第一道防線,是存在于胃部的胃酸。胃酸的這一道屏障并不是無所不能的,它對于特殊病毒沒有壓制的能力,所以特殊病毒可以輕易地通過這一道關(guān)卡。我們的腸道細(xì)胞下面還有一些淋巴細(xì)胞,它們可以將一種稱為A型免疫球蛋白的抗體(IgA)分泌到腸道的表面。A型免疫球蛋白擁有抗拒腸道酵素的作用,也可以辨認(rèn)特殊的病原,是屬于人體特異性防御系統(tǒng)的一員。我們不太清楚腸道上面的這種A型免疫球蛋白可以發(fā)揮多少對抗腸病毒的能力,但是一般認(rèn)為,這種防御系統(tǒng)對于某些病毒的作用很小。
吞噬細(xì)胞
如果外來的病原侵入人體,我們就需要有其他防線來加以抵抗。構(gòu)成人體其他防線的主體,是日夜不停穿梭在血液中巡邏的白血球。其中,嗜中性白血細(xì)胞、單核細(xì)胞與巨噬細(xì)胞都具有吞噬異物的功能,本文將之通稱為吞噬細(xì)胞,它們構(gòu)成了人體的第三道防衛(wèi)網(wǎng)。吞噬細(xì)胞有能力對抗的東西,通常是個子比較大的細(xì)菌與霉菌。吞噬細(xì)胞具有辨識敵我的機(jī)制,一旦它們認(rèn)出外敵入侵,馬上會進(jìn)行吞噬,然后利用細(xì)胞里面一些酵素與毒性物質(zhì),將吞進(jìn)來的敵人消滅掉。吞噬細(xì)胞對抗病毒的能力有限,但是其中的NK細(xì)胞卻是對抗病毒感染不可或缺的戰(zhàn)士之一。
體液免疫
我們體內(nèi)的淋巴細(xì)胞可以分成很多種,主要有B 細(xì)胞、T細(xì)胞與自然殺傷細(xì)胞三種。其中,B細(xì)胞可以分泌免疫球蛋白,這就構(gòu)成了人體的第四道防衛(wèi)網(wǎng)。每一種抗體分子,都只能夠辨識一種抗原。能夠認(rèn)識腸病毒的抗體,對于其他病毒或細(xì)菌是完全無效的。所以,漿液性免疫是一種具有相當(dāng)特異性的防御機(jī)制。當(dāng)人類受到病毒感染以后,1~3天之內(nèi)我們的身體就會出現(xiàn)M型與G型免疫球蛋白(IgM、IgG)。在感染發(fā)生以后的一個月內(nèi),M型免疫球蛋白占了其中的大部分。雖然G型免疫球蛋白的出現(xiàn)比較慢,但是它們可以在體內(nèi)維持至少幾十年的有效濃度。A型免疫球蛋白也會在血清中微量地出現(xiàn),但是它們大量出現(xiàn)的地方,主要是它們執(zhí)行任務(wù)的腸胃道。所以,我們可以說A型免疫球蛋白是在外面巡邏的部隊,M型免疫球蛋白是發(fā)生戰(zhàn)事時的前鋒部隊,G型免疫球蛋白則是可以發(fā)揮持續(xù)戰(zhàn)斗力的主力部隊。
細(xì)胞免疫
抗體可以在人類細(xì)胞的外面巡邏,尋找那些小病毒來加以消滅。但是我們知道病毒是很刁鉆的,如果它們在細(xì)胞外面沒有被抗體發(fā)現(xiàn),偷偷地跑到細(xì)胞的里面,抗體就無可奈何了,因?yàn)榭贵w沒有能力隨意進(jìn)入細(xì)胞里面。這時候,就需要第五道防衛(wèi)網(wǎng)來加入作戰(zhàn),這就是被稱為T細(xì)胞的一種淋巴細(xì)胞。T細(xì)胞具有辨識異常細(xì)胞的特異功能,如果有病毒侵入細(xì)胞里面,T細(xì)胞通常可以發(fā)現(xiàn)這種內(nèi)藏病毒細(xì)胞的變化。這種免疫機(jī)制是靠T細(xì)胞的作用來完成,而不是靠分泌到體液里面的抗體,所以被稱為細(xì)胞免疫。
雖然我們把人體的防御系統(tǒng)分成好幾道防衛(wèi)網(wǎng),但這些防線并不是各自獨(dú)立運(yùn)作的。一旦人體的某部位發(fā)現(xiàn)外敵入侵的時候,這些不同的防御系統(tǒng)會在此部位協(xié)同作戰(zhàn)。
2.免疫器官骨髓生產(chǎn)淋巴細(xì)胞
縱切骨骼時周圍有骨膜,內(nèi)部有海綿體和髓腔,髓腔里就是骨髓。身體的免疫器官中最重要的就是骨骼里存在的骨髓。在髓腔和海綿體中間,能夠生成對形成抗體有重要作用的淋巴細(xì)胞以及紅細(xì)胞的前體——造血干細(xì)胞。可以這樣說,如果沒有骨髓,免疫就不可能發(fā)生。
或者說,骨髓可以稱之為淋巴細(xì)胞的制造工廠,是重要的免疫器官。骨髓在所有的骨骼中都存在。因?yàn)楣撬璐嬖谟谒泄趋乐校杂袝r人們竟意外地看不到這點(diǎn)——骨骼不單純是身體的支架,它還具有生產(chǎn)淋巴細(xì)胞和紅細(xì)胞的重要功能。
骨髓的造血干細(xì)胞經(jīng)過不同的分化途徑成為淋巴細(xì)胞系統(tǒng)的干細(xì)胞和造血系統(tǒng)的多能干細(xì)胞,尤其是與免疫系統(tǒng)有關(guān)的白細(xì)胞系統(tǒng)的干細(xì)胞。白細(xì)胞系統(tǒng)的細(xì)胞有淋巴細(xì)胞以及巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞、嗜酸粒細(xì)胞和嗜堿粒細(xì)胞。淋巴細(xì)胞系統(tǒng)的干細(xì)胞移動到胸腺時,在胸腺中變成T細(xì)胞,然后再分化成輔助T細(xì)胞(在免疫應(yīng)答中能促進(jìn)前體細(xì)胞分化的T細(xì)胞)、抑制T細(xì)胞(這是在免疫應(yīng)答時有抑制功能的T細(xì)胞)和殺傷T細(xì)胞。還有一些不通過胸腺流入機(jī)體各處的淋巴細(xì)胞,稱為B細(xì)胞。
除此之外,還有造血的功能。所謂造血作用,也就是形成我們身體中流動的血液成分,就是說我們身體中流動的血液來源于骨髓。
例如,人或鼠中所有的骨中都充滿稱為造血干細(xì)胞的紅細(xì)胞和生成淋巴細(xì)胞的細(xì)胞。這些細(xì)胞通過淋巴管等流入機(jī)體各處,在所到各處參與免疫活動。
3.免疫場所胸腺形成T細(xì)胞
胸腺是機(jī)體內(nèi)活躍地生產(chǎn)免疫細(xì)胞的場所。胸腺正好在心臟的上邊,是一對似樹葉形狀的器官。成人的胸腺有很多的小葉。小葉由薄的結(jié)締組織包膜包圍著,其內(nèi)為細(xì)胞密集的皮質(zhì)和細(xì)胞稀疏外觀明亮的髓質(zhì)組成。
在胸腺的皮質(zhì)分裂增殖的淋巴細(xì)胞有90%被排除胸腺,其大部分成為識別自身抗原的免疫細(xì)胞,余下來的淋巴細(xì)胞移行到髓質(zhì),再分化成T 細(xì)胞,也就是胸腺對淋巴細(xì)胞進(jìn)行加工,主要是形成T細(xì)胞。
胸腺在其他淋巴性器官還未完成的時候就已發(fā)育起來了,因此在機(jī)體防御機(jī)制中起到中樞的作用。
胸腺的年齡和重量的呈馬鞍形,約15歲(青春期)的胸腺是最大的。皮質(zhì)和髓質(zhì)過了40歲以后就喪失,而為脂肪組織所代替。因此,胸腺是隨著年齡增長而消失。
胸腺比較重要的功能是形成T細(xì)胞,另一重大的功能就是使自身的免疫系統(tǒng)不能攻擊自身。
例如,取出自己的血液,將其回輸?shù)阶陨硎呛馨踩摹H绻撬说难夯蚱渌麆游锏难哼M(jìn)入體內(nèi)時,最壞的情況可以達(dá)到致死。
4.腸道與脾臟完成免疫反映
食物從口進(jìn)入體內(nèi),微生物、細(xì)菌、病原菌等也最容易侵入口,而腸道與口通連。因而要保護(hù)身體防御病原菌等的侵害,就要有非常重要的免疫系統(tǒng)。對大量進(jìn)入的外來入侵物起到防御作用的淋巴器官是不能沒有的,否則,人體就會處于無戒備狀態(tài),會成為病原菌棲息的巢穴,終難免被奪去生命。對這樣的危險要防患于未然,腸道免疫系統(tǒng)的功能就非常重要了。
在管理腸的消化吸收的器官中夾有腸道獨(dú)特的淋巴結(jié),即淋巴集結(jié),它作為免疫功能的中樞存在于腸道中。在淋巴集結(jié)以外的地方,稱為腸道上皮細(xì)胞的吸收細(xì)胞之間還存在有腸道特有的淋巴細(xì)胞和T細(xì)胞。它的下邊有稱為新膜固有層的獨(dú)特組織,成為儲存免疫細(xì)胞的地方。
脾臟像壓扁的拳頭形狀的臟器,位于左上腹部的背中側(cè)。重量為80~120克,暗紅色。脾臟由充滿了紅細(xì)胞的靜脈竇的紅脾髓和稱為集中吞噬細(xì)胞和淋巴細(xì)胞的白脾髓組織構(gòu)成。
脾臟的功能在胎生期為造血和生產(chǎn)抗體等,還能貯存和破壞紅細(xì)胞,也可調(diào)整骨髓功能。脾臟通常擔(dān)當(dāng)著排除機(jī)體內(nèi)各種異物的濾器功能,這對于免疫器官是非常重要的。它還能儲存由骨髓和胸腺生成的T細(xì)胞、B細(xì)胞的功能。
脾臟的重要功能就是完成免疫反應(yīng)。在脾臟中的白脾髓含有吞噬細(xì)胞,常駐有大量的淋巴細(xì)胞。血液中的抗原被吞噬細(xì)胞捕獲,識別這種抗原的淋巴細(xì)胞可以產(chǎn)生抗體以處理異物。
5.淋巴管與淋巴結(jié)進(jìn)行免疫輸送
在骨髓里形成B細(xì)胞和T細(xì)胞,這些細(xì)胞通過淋巴結(jié)和淋巴管向全身輸送。
人體內(nèi)布滿淋巴管,其中特別粗的淋巴管集中的地方就是淋巴結(jié),淋巴結(jié)主要分布于腋下和腹股溝等處。淋巴結(jié)在體內(nèi)分布廣泛,數(shù)目可達(dá)500個以上,形式多樣,直徑大小從1毫米到20毫米不一。
由骨髓或胸腺形成的T細(xì)胞和B細(xì)胞運(yùn)送到血液中去。進(jìn)而,血液和組織間進(jìn)行物質(zhì)交換,液體成分從毛細(xì)血管滲出。淋巴細(xì)胞進(jìn)入淋巴結(jié)和淋巴管中。從血管滲出的淋巴細(xì)胞主要都集結(jié)到淋巴結(jié)處,以攻擊侵入體內(nèi)的各種病原菌,發(fā)揮抵御侵入的危害功能。
在淋巴結(jié)中有輸入淋巴管和輸出淋巴管。各種各樣的抗原從輸入淋巴管進(jìn)入,并集中在淋巴結(jié)處。而純淋巴細(xì)胞從血管進(jìn)入淋巴結(jié),T細(xì)胞移向淋巴結(jié)的T細(xì)胞區(qū)移動,B細(xì)胞稱動到濾胞。識別抗原的淋巴結(jié)細(xì)胞開始成熟,沒識別抗原的淋巴細(xì)胞通過輸出淋巴管循環(huán)。數(shù)日后,淋巴細(xì)胞與抗原的戰(zhàn)斗結(jié)束,成熟的淋巴細(xì)胞作為活化細(xì)胞進(jìn)行免疫反應(yīng)。
6.T細(xì)胞形成抗原免疫功能
在骨髓形成的淋巴系統(tǒng)干細(xì)胞進(jìn)入胸腺者分化成為成熟的T細(xì)胞。從形狀上看,T細(xì)胞成滑溜的圓形。T細(xì)胞在胸腺中分化,通常成為CD4 T 細(xì)胞和CD8細(xì)胞,各自在表面上分別有CD4抗原和CD8抗原。兩者具有非常不同的功能。表面抗原的略微差異就會使得功能發(fā)生改變,這點(diǎn)是不可思議的。
在胸腺最初既無CD4也無CD8的T細(xì)胞變成既有CD4又有CD8的細(xì)胞,它們再分化而成CD4為正、CD8為負(fù)及CD4為負(fù)、CD8為正的各自只有單一方面抗原的細(xì)胞。
也就是原來不具有表面抗原的細(xì)胞在分化過程中獲得了兩方面的抗原,最終則成為僅有單一方面功能的表面抗原細(xì)胞。經(jīng)過這個途徑形成了兩種型的T細(xì)胞。將其輸送到末梢發(fā)揮各種不同的功能。
另外,CD4細(xì)胞現(xiàn)在分為叫做Th?和Th?兩種型。Th?和Th?生的細(xì)胞因子是不同的。此細(xì)胞因子差異是可以識別的。所謂Th?的細(xì)胞是與殺傷T細(xì)胞和巨噬細(xì)胞作用而使其活化(稱為殺傷活化),從而增強(qiáng)細(xì)胞的活性。Th?是所謂的輔助 T 細(xì)胞,在與B細(xì)胞和抗原呈遞細(xì)胞協(xié)同作用下,能促進(jìn)的抗體的生成。
CD8細(xì)胞具有殺病毒感染的細(xì)胞的功能(殺傷T細(xì)胞、細(xì)胞毒性T 細(xì)胞),或者具有抑制免疫應(yīng)答的功能(抑制T細(xì)胞)。
7.B細(xì)胞生產(chǎn)對付抗原的抗體
不向胸腺移動的淋巴系統(tǒng)干細(xì)胞,在骨髓或腸道中分化成為成熟B細(xì)胞。B細(xì)胞直徑大小為8~12微米,有微絨毛轉(zhuǎn)繞。在此期間,于骨髓中與自身發(fā)生反應(yīng)的細(xì)胞被排除,另一些細(xì)胞移行到淋巴結(jié)與外來的非自身抗原相遇時,B細(xì)胞才活化成為抗體生成細(xì)胞,開始不斷地生產(chǎn)抗體。
概括起來說,B細(xì)胞是在骨髓排除自身成分、在淋巴結(jié)中與外部抗原進(jìn)行戰(zhàn)斗、受到刺激才成為能生產(chǎn)對付抗原的抗體的細(xì)胞。總之,B細(xì)胞在自由變幻著的形態(tài)中生成抗體。
8.NK細(xì)胞抗病毒感染和調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)
NK細(xì)胞是天然免疫系統(tǒng)中一類十分重要的淋巴細(xì)胞,由于其殺傷作用是自發(fā)的,無需有抗體存在或預(yù)先加以致敏,因此將其命名為自然殺傷細(xì)胞。它通過其細(xì)胞毒活性和產(chǎn)生淋巴因子,在機(jī)體抗感染、抗腫瘤、免疫調(diào)節(jié)和造血調(diào)控等方面發(fā)揮重要的免疫功能。
NK細(xì)胞和殺傷T細(xì)胞在清除病原生物感染靶細(xì)胞方面有著相似的功能,但NK細(xì)胞的殺傷功能屬于天然免疫,病原生物侵人機(jī)體后數(shù)小時到數(shù)天就會遭到NK細(xì)胞的攻擊,阻止其感染的擴(kuò)散,同時NK細(xì)胞分泌的細(xì)胞因子,為殺傷T細(xì)胞的分化提供有利條件;而殺傷T細(xì)胞從殺傷T細(xì)胞前體細(xì)胞誘導(dǎo)成熟為效應(yīng)的殺傷T 細(xì)胞需要一個應(yīng)答過程,一般需1周以上,識別和殺傷具有特異性,免疫力維持時間也較長。另外,在病毒感染過程中,病毒感染細(xì)胞產(chǎn)生的IFN-a和IFN-5可誘導(dǎo)NK細(xì)胞的活化,提高其殺傷功能。
在病毒感染初期,NK細(xì)胞主要通過自然殺傷來控制病毒的感染,在機(jī)體產(chǎn)生了針對病毒抗原的特異性抗體后,NK細(xì)胞還可通過ADCC來殺傷感染的靶細(xì)胞,從而達(dá)到清除病毒的目的。穿孔素是NK細(xì)胞殺傷病毒感染靶細(xì)胞的重要因素。在病毒感染過程中,NK細(xì)胞可提供輔助B細(xì)胞免疫應(yīng)答的細(xì)胞因子,尤其是針對胸腺非依賴抗原的應(yīng)答。NK 細(xì)胞可產(chǎn)生多種趨化因子,參與白細(xì)胞趨化和炎前反應(yīng)。NK細(xì)胞無論在血循環(huán)中或組織中均可參與控制腫瘤轉(zhuǎn)移和阻抑轉(zhuǎn)移腫瘤的生長。NK細(xì)胞控制腫瘤生長及其轉(zhuǎn)移主要是通過穿孔素依賴的機(jī)制,但也存在著穿孔素非依賴的機(jī)制。
NK細(xì)胞除具有抗感染和抗腫瘤免疫功能外,還參與機(jī)體的免疫調(diào)節(jié)和移植排斥反應(yīng)。
9.其他免疫細(xì)胞的形成與功能
在骨髓中造血干細(xì)胞以每分鐘8000萬個的速度形成著,隨所在部位不同而名字有所不同。
巨噬細(xì)胞在末梢血中以單核細(xì)胞的形態(tài)存在,進(jìn)入組織內(nèi)后經(jīng)原粒細(xì)胞、粒細(xì)胞轉(zhuǎn)化成巨噬細(xì)胞。
巨噬細(xì)胞的特點(diǎn)是具有吸取小顆粒(吞飲)或整吞東西(吞噬)的功能。還有一個重要功能,就是認(rèn)識和處理抗原。對結(jié)合在細(xì)胞表面的抗原進(jìn)行分解,把抗原信息傳給輔助T細(xì)胞從而開始免疫應(yīng)答,即作為抗原呈遞細(xì)胞進(jìn)行工作。
粒細(xì)胞沒有抗原特異性,在白細(xì)胞中占60%~70%,但在血管外也存在。當(dāng)急性炎癥反應(yīng)或變態(tài)反應(yīng)時,受到抗體和補(bǔ)體的作用對微生物發(fā)揮重要的防御作用。
中性粒細(xì)胞也稱為多形核白細(xì)胞,占循環(huán)中粒細(xì)胞的90%以上,其直徑為10~20微米,壽命為6~20小時。成為中性粒細(xì)胞的游走因子(使其在組織內(nèi)自由移動)有補(bǔ)體成分、血小板、淋巴集結(jié)及細(xì)菌產(chǎn)物等。中性粒細(xì)胞中有一級顆粒和二級顆粒。一級顆粒中含有酸性水解酶、髓過氧化物酶、溶菌體等;二級顆粒含有乳肝褐質(zhì)和溶菌酶。中性粒細(xì)胞的吞噬作用與這些酶類有關(guān)。
嗜酸粒細(xì)胞與中性粒細(xì)胞一樣,能吞噬并殺死微生物,在正常非過敏性個體的末梢血中約占2%~5%。另外,與嗜堿粒細(xì)胞一樣,可因適當(dāng)?shù)拇碳ざ鹈擃w粒。所謂脫顆粒是把粒細(xì)胞中的顆粒釋放到細(xì)胞外的作用。此外,嗜酸粒細(xì)胞還具有被T細(xì)胞或肥大細(xì)胞、嗜堿粒細(xì)胞放出的因子所誘導(dǎo),或使肥大細(xì)胞的產(chǎn)物組織胺及白三烯等失去活性的作用,有反過來抑制炎癥反應(yīng)(過敏反應(yīng))的功能。
嗜堿粒細(xì)胞在循環(huán)血液中很少,占白細(xì)胞的0.2%以下,其功能尚不清楚。