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24.1: 면역 체계는 무엇인가?
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Biology

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What is the Immune System?
 
전사물

24.1: What is the Immune System?

24.1: 면역 체계는 무엇인가?

Overview

The immune system comprises diverse biological structures and processes that protect the body from disease. These processes can be classified into innate and adaptive immunity. To work effectively, the immune system needs to detect pathogens by distinguishing the body’s own structures from foreign elements. If this determination fails, autoimmune diseases occur in which the immune system reacts against the body’s own tissue.

The Innate Immune System Acts Fast and Non-specifically

The innate immune system is the first line of defense against infection. It comprises physical barriers and a variety of cells that act quickly and non-specifically against elements that are foreign to the host (i.e., non-self). Examples of physical barriers in mammals are skin, the lining of the gastrointestinal tract, and secretions, such as mucus or saliva. Once an invader overcomes physical barriers, cells of the inflammatory response are recruited to the entry site: mast cells release a plethora of chemicals that attract other cells of the innate immune system and activates the adaptive immune system. Phagocytic cells, such as neutrophils and macrophages, ingest and destroy pathogens. Natural killer cells, a special type of white blood cell, destroy virus-infected cells. Together, cells of the innate immune system eradicate the invader or hinder its spread, and activate the adaptive immune system.

Pattern Recognition Receptors Enable Organisms to Distinguish Self from Non-self

How can an organism distinguish its own tissue (self) from a foreign element or invader (non-self)? This ability is conferred by pattern recognition receptors (PRRs). These receptors recognize microbe-associated molecular patterns (MAMPs) that are unique to bacteria, viruses, parasites, or fungi. Examples are parts of the bacterial outer membrane or double-stranded RNA of viruses. MAMPs are not specific to a distinct species or pathogen variant but represent a hallmark of a broad class of pathogens (i.e., gram-negative bacteria or fungi). The innate immune system, therefore, acts non-specifically against pathogens.

The Adaptive Immune System Is Highly Specific

Vertebrates evolved the adaptive immune system, which stores a “memory” of a previous attack and can subsequently mount a stronger response against specific pathogens. While the innate immune system employs a broad range of cell types, the adaptive immune system relies on two kinds of white blood cells to target pathogens: B cells and T cells. While T cells are part of the cell-mediated immunity, B cells constitute the humoral branch of adaptive immunity.

B cells can directly destroy a foreign particle or differentiate into plasma cells that release antibodies. Antibodies then target the invader for destruction by other cells. T cells perform several functions, depending on their surface receptor composition and chemical arsenal. All T cells carry surface receptors that are each specific to a single antigen. After encountering the antigen, T cells can stimulate other parts of the immune system or actively destroy infected or cancerous cells. Some B and T cells remain available long after the infection has been cleared and, upon repeated exposure to the same foreign element, mount a stronger and faster immune response.

While the innate immune system acts within minutes to hours of a threat or infection, the adaptive immune system responds over days. Only the adaptive immune system “learns” (i.e., adapts) within the lifetime of an organism.

Autoimmune Diseases

Autoimmune diseases occur when the immune system does not function properly. Autoimmune diseases, generally, develop when the immune system is unable to differentiate the body’s healthy tissue from a foreign element. Typically, one of three pathological effects arises from an autoimmune disease: damage or destruction of tissues, altered organ growth, or altered organ function.

One example of such an autoimmune disease is Type 1 diabetes mellitus (T1DM). During the onset of T1DM, usually in children through early adulthood, immune cells produce antibodies that attack the insulin-producing cells of the pancreas, so-called β cells. The result is the destruction of β cells and subsequently the inability to regulate the blood sugar level. T1DM currently cannot be cured, but insulin treatment, a special diet and exercise help patients manage the disease. It is essential to diagnose the disease early and start management before all insulin-producing cells are destroyed.

개요

면역 계통은 질병에서 바디를 보호하는 각종 생물학 구조 및 프로세스를 포함합니다. 이러한 프로세스는 선천적이고 적응성 면역으로 분류될 수 있습니다. 효과적으로 작동하려면, 면역 계통은 이물질에서 바디의 자신의 구조물을 구별하여 병원균을 검출할 필요가 있습니다. 이 결정이 실패하면 면역 계통이 신체의 조직에 반응하는 자가 면역 질환이 발생합니다.

타고난 면역 체계는 빠르고 비구체적으로 작용합니다.

타고난 면역 계통은 감염에 대하여 방어의 첫번째 선입니다. 그것은 물리적 장벽과 호스트에 외국 요소에 대해 신속하고 비 구체적으로 작용하는 다양한 세포를 포함한다 (즉, 비 자기). 포유류의 물리적 장벽의 예는 피부, 위장관의 안대기, 점액 이나 타액과 같은 분비물입니다. 침략자가 물리적 장벽을 극복하면 염증 성 반응의 세포가 진입 부위에 모집됩니다 : 돛대 세포는 타고난 면역 계통의 다른 세포를 유치하고 적응 면역 체계를 활성화시키는 과다한 화학 물질을 방출합니다. 호중구 및 대식세포와 같은 식세포는 병원균을 섭취하고 파괴합니다. 백혈구의 특별한 모형인 자연 적인 킬러 세포는 바이러스에 감염된 세포를 파괴합니다. 함께, 타고난 면역 계통의 세포는 침략을 근절하거나 그것의 퍼짐을 방해하고, 적응성 면역 계통을 활성화합니다.

패턴 인식 수용체는 유기체가 자기를 비 자기로부터 구별할 수 있게 합니다.

유기체는 어떻게 자신의 조직 (자기)을 외국 원소 또는 침략자 (비 자기)와 구별 할 수 있습니까? 이 능력은 패턴 인식 수용체 (PRR)에 의해 수여된다. 이 수용체는 박테리아, 바이러스, 기생충, 또는 곰팡이에 고유한 미생물 관련 분자 패턴 (MAMPs)을 인식합니다. 예는 바이러스의 세균성 외부 막 또는 이중 좌초 RNA의 일부입니다. 의원은 뚜렷한 종 또는 병원체 이체에 특정하지 않습니다 그러나 병원체의 넓은 클래스의 특징을 나타냅니다 (즉, 그람 음성 박테리아 또는 곰팡이). 따라서 선천성 면역 체계는 병원균에 대해 구체적으로 작용합니다.

적응형 면역 계통은 매우 특이합니다

척추 동물은 이전 공격의 "메모리"를 저장하고 이후에 특정 병원체에 대한 강한 반응을 탑재 할 수있는 적응 면역 체계를 진화. 선천적인 면역 계통은 세포 모형의 넓은 범위를 채택하는 동안, 적응면역 계통은 병원체를 표적으로 백혈구의 2개의 종류에 의지합니다: B 세포 및 T 세포. T 세포는 세포 매개 면역의 일부이지만, B 세포는 적응 성 면역의 유머 분기를 구성한다.

B 세포는 이물질을 직접 파괴하거나 항체를 방출하는 혈장 세포로 분화할 수 있다. 항체는 그 때 그밖 세포에 의하여 파괴를 위한 침략자 표적으로 합니다. T 세포는 표면 수용체 조성 및 화학 무기고에 따라 여러 기능을 수행합니다. 모든 T 세포는 각각 단일 항원에 특정되는 표면 수용체를 운반한다. 항원발생 후, T세포는 면역계통의 다른 부분을 자극하거나 감염또는 암세포를 적극적으로 파괴할 수 있다. 일부 B 및 T 세포는 감염이 지워진 후에 오래 유효하게 남아 있고, 동일 이물질에 반복되는 노출에, 강하고 더 빠른 면역 반응을 탑재합니다.

타고난 면역 계통은 위협 또는 감염의 분에서 시간 안에 작동하는 동안, 적응면역 계통은 일 동안 반응합니다. 오직 적응형 면역 계통만이 유기체의 수명 내에 "배운다"(즉, 적응).

자가 면역 질환

자가 면역 질환은 면역 계통이 제대로 작동하지 않을 때 발생합니다. 자가 면역 질환은 일반적으로 면역 계통이 신체의 건강한 조직을 이물질과 구별할 수 없을 때 발생합니다. 전형적으로, 3개의 병리학적인 효력의 한개는 조직의 손상 또는 파괴, 변경한 기관 성장, 또는 변경한 기관 기능에서 생깁니다.

이러한 자가 면역 질환의 한 가지 예는 타입-1 당뇨병 멜리톤 (T1DM)입니다. T1DM의 개시 도중, 일반적으로 초기 성년을 통해 아이들에서, 면역 세포는 췌장의 인슐린 생성 세포, 소위 β 세포를 공격하는 항체를 생성합니다. 그 결과 β 세포의 파괴와 그 이후에 혈당 수준을 조절할 수 없다. T1DM은 현재 치료할 수 없지만, 인슐린 치료, 특별한 식이 요법 및 운동은 환자가 질병을 관리하는 데 도움이됩니다. 모든 인슐린 생성 세포가 파괴되기 전에 질병을 조기에 진단하고 관리를 시작하는 것이 필수적입니다.


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