前言:
人体免疫系统是人类战胜外部的细菌和病毒得以生存和发展的忠实卫士和最后防线。它的构成很复杂,是亿万年进化的结果。人类医疗进步的历史也是不断提高和利用免疫系统的历史。现在最流行的抗癌技术大多数是围绕着免疫系统。那么人体免疫系统的基本框架是什么?作为一个自我封闭的体系,它如何依据有限的信息去应对外部大量的未知入侵者呢?感兴趣的请看信使写的:奇妙的人体免疫系统。
本能性免疫系统(innateimmunesystem)
地球上所有生物体的免疫系统分二个不同的层次:本能性(innateimmunesystem)和适应性免疫系统(adaptiveimmunesystem)。最普遍的免疫系统是本能性免疫系统.它的组成主要有表皮的防御体系像外壳,皮肤及其分泌物等构起了第一道防线。你可不要小看这第一道防线的重要性。皮肤烧伤的病人很容易感染细菌,很多时候都无有效药可治疗。接下来是炎症(Inflammation)。红肿,热和痛主要是由大量血液流向受损部位所至,不仅能杀死外来异物而且还带来营养和生长因子促进新的细胞发育。另外,还有二十多种蛋白质组成的补冲防御体系来配合抗体(antibodies)来攻击外来病原体(pathogen)。最后的防线是粒性白细胞(Leukocytes),又称为白细胞。大多数白细胞不能分裂,其来源是骨髓(bonemarrow)中的造血干细胞(hematopoieticstemcells,HSCs)增殖分化而来的。
白细胞主要有以下几类细胞:
(1)柱状细胞(Mastcell):存在于连接组织和黏液的细胞膜中,在防御外来病原体和修复伤口方面起作用。
(2)吞噬细胞(Phagocytes)负责吃掉外来入侵者。又分为下面几类:
(a)巨噬细胞(macrophages):最有效的吞噬细胞,能吃掉大部分的细菌和微生物(b)中性粒细胞(Neutrophils):数量最多的白细胞,也是第一时间到达炎症出事地点的快速反应部队。通过释放有毒物质来杀死入侵的细菌。一个健康成人的骨髓一天可产生超过一千亿的中性粒细胞。(c)树状突细胞(dendriticcells):存在于同外部环境有接触的器官组织如皮肤里面。在展示抗原(antigen)中起重要作用。抗原是指能激发免疫系统产生抗体的物质。接下来会细讲。
(3)自然杀伤细胞(Naturalkillercell):它不直接攻击病原体而是攻击体内被感染的细胞从而破坏病原体或肿瘤赖以生存的环境。
适应性免疫系统(adaptiveimmunesystem)
在本能性免疫系统防御后面,还有一种更高级的有针对性和记忆性的适应性免疫系统。只有人和高级的脊椎动物才具有。针对性是指对不同的病原体有不同的处理办法。记忆性是指一旦病原体进入体内,怎样处理的反应机制就被存下来。下次同样的病原体进入后,以前的处理程序就能很快调出来从而能在最短时间内控制病情的发展。
适应性免疫系统组织严密和分工明确。人体内的淋巴细胞(Lymphocytes)是主力部队。它又分成三个支队:B细胞(BCell),T细胞(TCell),和自然杀伤细胞(Naturalkillercell).B细胞负责产生的抗体(antibody)在血管里和身体四处巡视。一旦发现外来异物的抗原(antigen),它就吸附上去从而阻止敌人的生存。B细胞还负责产生有记忆的细胞(memorycell).
T细胞又分好几种,主要的有T辅助细胞(helperTcells),杀伤性T细胞(killerTcell),和记忆细胞(memorycell)。T辅助细胞的功能就像侦察兵,发现敌情后迅速通风报信。杀伤性T细胞就是主战部队负责杀死病变细胞或癌细胞。记忆细胞就会把敌人和相应的对付步骤存储起来以备下一次再用。
淋巴系统
淋巴系统是人体免疫系统最重要的防卫体系。它像遍布全身的血液循环系统一样,也是一个网状的液体系统。具体分布请看下图。
该系统由淋巴管道、淋巴器官、淋巴液组成。淋巴器官又分中央器官如骨髓(BoneMarrow)与胸腺(Thymus)和分支器官如脾脏(spleen)与淋巴节(LymphNode)。
骨髓位于长骨的髓腔及所有骨松质内。虽然只占人体体重的4%,它却是人体血液和免疫系统中的最重要组织。一个成人的骨髓一天要生产五千亿的血细胞,其中包括红细胞,白细胞,及白细胞中的淋巴细胞,维系着整个生命体的运作。
胸腺位于胸骨后面,紧靠心脏,扁平椭圆形,分左、右两叶,由淋巴组织构成。青春期前发育良好,青春期后逐渐退化,被脂肪组织所代替。骨髓(bonemarrow)中的造血干细胞(hematopoieticstemcells)就是在胸腺中发育成为成熟的T细胞。
脾脏是机体最大的免疫器官,占全身淋巴组织总量的25%,含有大量的淋巴细胞和巨噬细胞。脾内的大量巨噬细胞可以清除衰老的血细胞(比如红细胞)、抗原和异物。
淋巴节是椭圆型的免疫器官,分布于全身各处。当外界的异物入侵身体后,树状突细胞(dendriticcells)把大量抗原(antigen)带到临近的淋巴节里。这样激发B细胞和相关的T细胞。这些新产生的免疫军队就出去攻击外来的异物,直到消灭敌人为止。这个过程需要4到5天完成。T细胞杀死敌人后也自我死亡。但有一些细胞留下来成为记忆细胞,以便下一次同样的异物来时有更快的针对型反应。
几个常见的免疫系统疾病
白血病(Leukemia)是指骨髓中产生大量不正常的白细胞,从而影响和丧失了正常的白细胞功能。它是小孩中发病率最多的癌症。在美国,经过几十年的医学发展,化疗,放射性疗法,靶向疗法,和骨髓移植能让患者的5年存活率接近60%。而小孩的5年存活率可高达80%。过去令人色变的白血病也不是那样可怕了。
爱滋病是因为HIV病毒进入体内,大量快速繁殖。这种病毒专门攻击CD4+T细胞,这样造成人体免疫系统失灵。没有T细胞的保护,一些微小的感染和发炎就可能让患者丧命。经过30年的研发,在欧美用鸡尾酒疗法已经能有效控制病毒的繁殖,大大降低了死亡率。
人体免疫系统也有失灵的时候,造成正常的健康细胞被当外来异物从而受到自己的免疫系统攻击。常见的疾病有:
(1)类风湿关节炎(rheumatoidarthritis):其特征是手、足小关节的多关节、对称性、侵袭性关节炎症,经常伴有关节外器官受累及血清类风湿因子阳性,可以导致关节畸形及功能丧失。
(2)多发性硬化(multiplesclerosis,MS):以中枢神经系统白质炎性脱髓鞘病变为主要特点的自身免疫病。本病最常累及的部位为脑室周围白质、视神经、脊髓、脑干和小脑,主要临床特点为中枢神经系统白质散在分布的多病灶与病程中呈现的缓解复发,症状和体征的空间多发性和病程的时间多发性。
(3)1型糖尿病(Type1diabetes):在1型糖尿病患者的血液中可查出多种自身免疫抗体,如谷氨酸脱羧酶抗体(GAD抗体)、胰岛细胞抗体(ICA抗体)等。这些异常的自身抗体可以损伤人体胰岛分泌胰岛素的B细胞,使之不能正常分泌胰岛素。
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