The Human Immune System and Infectious Disease
最后更新于 2022 年 4 月 18 日
所有生物都会受到致病因子的攻击。即使是小到可以装在针头上超过一百万的细菌,也有防御病毒感染的系统。随着生物体变得越来越复杂,这种保护变得越来越复杂。
多细胞动物具有专门的细胞或组织来应对感染的威胁。其中一些反应会立即发生,因此可以快速控制感染因子。其他反应较慢,但更适合感染因子。总的来说,这些保护措施被称为免疫系统。人类免疫系统对于我们在充满潜在危险微生物的世界中生存至关重要,即使该系统的一只手臂严重受损,也可能导致严重的甚至危及生命的感染。
非特异性(先天)免疫
人体免疫系统有两个层次的免疫力:特异性免疫和非特异性免疫。通过非特异性免疫,也称为先天免疫,人体可以保护自己免受被认为有害的外来物质的侵害。像病毒和细菌这样小的微生物都可能受到攻击,蠕虫等较大的生物也可能受到攻击。这些生物体在宿主中引起疾病时统称为病原体。
所有动物都对常见病原体具有先天免疫防御能力。这些第一道防线包括皮肤和粘膜等外部屏障。当病原体突破外部屏障时,例如通过皮肤上的伤口或吸入肺部时,它们会造成严重伤害。
一些白细胞(吞噬细胞)与病原体作斗争,使其通过外部防御。吞噬细胞包围病原体,将其吸收并中和。
特异性免疫
虽然健康的吞噬细胞对身体健康至关重要,但它们无法应对某些感染威胁。特异性免疫是对吞噬细胞和先天免疫系统其他元素功能的补充。
与先天免疫相比,特异性免疫允许针对特定病原体的靶向反应。只有脊椎动物具有特异性的免疫反应。
被称为淋巴细胞的白细胞对特异性免疫反应至关重要。它们在骨髓中产生,并成熟为几种亚型之一。其中两种亚型是 T 细胞和 B 细胞。
抗原是触发 T 细胞和 B 细胞反应的异物。人体具有对数百万种不同抗原具有特异性的 B 细胞和 T 细胞。我们通常认为抗原是微生物的一部分,但抗原可以存在于其他环境中。例如,如果一个人接受的输血与他的血型不匹配,它可能会引发T细胞和B细胞的反应。
考虑 T 细胞和 B 细胞的一个有用方法如下:B 细胞具有一个必不可少的特性。它们可以成熟并分化成浆细胞,产生一种称为抗体的蛋白质。这种蛋白质专门针对特定的抗原。然而,仅靠B细胞并不擅长制造抗体,而是依靠T细胞发出信号,表明它们应该开始成熟。当一个信息正确的B细胞识别出它被编码为响应的抗原时,它就会分裂并产生许多浆细胞。然后浆细胞分泌大量抗体,这些抗体对抗血液中循环的特定抗原。
当称为抗原呈递细胞 (APC) 的特定吞噬细胞显示 T 细胞特异性的抗原时,T 细胞被激活。这种混合细胞(主要是人类,但对T细胞显示抗原)是特异性免疫反应各种元素的触发因素。
一种称为 T 辅助细胞的 T 细胞亚型发挥着许多作用。辅助性T细胞释放化学物质
- 帮助激活B细胞分裂成浆细胞
- 召唤吞噬细胞来破坏微生物
- 激活杀伤性T细胞
一旦被激活,杀伤性T细胞就会识别受感染的身体细胞并摧毁它们。
调节性T细胞(也称为抑制性T细胞)有助于控制免疫反应。它们识别威胁何时得到遏制,然后发送信号以阻止攻击。
器官和组织
构成特定免疫反应的细胞在血液中循环,但它们也存在于各种器官中。在器官内,免疫组织允许免疫细胞成熟,捕获病原体,并提供免疫细胞可以相互作用和产生特定反应的地方。免疫系统中涉及的器官和组织包括胸腺、骨髓、淋巴结、脾脏、阑尾、扁桃体和Peyer斑块(在小肠中)。
感染和疾病
当病原体侵入体细胞并繁殖时,就会发生感染。感染通常会导致免疫反应。如果反应迅速有效,感染将很快被消除或控制,以至于疾病不会发生。
有时感染会导致疾病。(在这里,我们将重点关注传染病,并将其定义为以疾病症状或证据为标志的感染状态。当免疫力低下或受损时,当病原体的毒力(其破坏宿主细胞的能力)很高时,以及当体内病原体数量众多时,就会发生疾病。
根据传染病的不同,症状可能会有很大差异。发烧是对感染的常见反应:较高的体温可以增强免疫反应,并为病原体提供不利的环境。炎症或由感染区域液体增加引起的肿胀是白细胞受到攻击并释放参与免疫反应的物质的迹象。
疫苗接种可刺激特定的免疫反应,从而产生针对特定病原体的记忆 B 细胞和 T 细胞。这些记忆细胞在体内持续存在,如果身体再次遇到病原体,可以导致快速有效的反应。
有关疫苗接种的更多信息,请参阅活动疫苗如何发挥作用.
来源
- 亨特,R.病毒学:微生物学和免疫学在线.南卡罗来纳大学。2018年10月1日访问。
- 默克手册:家庭版。感染.2018年10月1日访问。
- 德尔维斯,PJ默克手册:家庭版。免疫系统概述.2018年10月1日访问。