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24.1: 什么是免疫系统?
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24.1: 什么是免疫系统?

概观

免疫系统包括各种生物结构和过程,保护身体免受疾病。这些过程可分为先天免疫和适应性免疫。为了有效地工作,免疫系统需要通过区分身体自身的结构和外来元素来检测病原体。如果这种决定失败,就会发生自身免疫性疾病,其中免疫系统会对身体自身的组织产生反应。“

先天免疫系统动作迅速且无特异性

先天免疫系统是抵御感染的第一道防线。它由物理屏障和各种细胞组成,这些细胞对宿主(即非自身)外来的元素迅速而非特异性地起作用。哺乳动物身体屏障的例子有皮肤、胃肠道内壁和分泌物,如粘液或唾液。一旦入侵者克服物理屏障,炎症反应的细胞就会被 吸收到进入部位:肥大细胞释放出大量的化学物质,吸引先天免疫系统的其他细胞,并激活适应性免疫系统。吞噬细胞,如中性粒细胞和巨噬细胞,摄取并消灭病原体。自然杀伤细胞是一种特殊类型的白细胞,可以破坏病毒感染的细胞。先天免疫系统的细胞一起消灭或阻碍入侵者的传播,并激活适应性免疫系统。

模式识别受体使生物体能够区分自我和非自我

一个有机体如何区分它自己的组织(自我)和外来元素或侵略者(非自我)?这种能力是由模式识别受体(PRRs)赋予的。这些受体识别细菌、病毒、寄生虫或真菌特有的微生物相关分子模式(MAMP)。例如细菌外膜的一部分或病毒的双链RNA。MAMPs并不特定于一个不同的物种或病原体变体,而是代表一个广泛的病原体类别(即革兰氏阴性细菌或真菌)的特征。因此,先天免疫系统对病原体起非特异性作用。

适应性免疫系统具有高度的特异性

脊椎动物进化出一种适应性免疫系统,它能储存先前攻击的“记忆”,并随后对特定病原体产生更强的反应。当先天免疫系统使用广泛的细胞类型时,适应性免疫系统依赖于两种白细胞来靶向病原体:B细胞和T细胞。T细胞是细胞免疫的一部分,而B细胞则是适应性免疫的体液分支。

B细胞可以直接破坏外来颗粒或分化为释放抗体的浆细胞。抗体然后以入侵者为目标,让其他细胞破坏。T细胞根据其表面受体组成和化学物质库,具有多种功能。所有的T细胞都携带表面受体,每一种受体都对单一抗原有特异性。在遇到抗原后,T细胞可以刺激免疫系统的其他部分,或主动破坏受感染或癌变的细胞。一些B细胞和T细胞在感染清除后很长时间内仍然有效,并且在反复暴露于同一外来元素后,产生更强更快的免疫反应。

当先天免疫系统在受到威胁或感染的几分钟到几小时内起作用时,适应性免疫系统会在几天内做出反应。只有适应性免疫系统才能在有机体的生命周期内学习(即适应)。

自身免疫性疾病

当免疫系统功能不正常时,就会发生自身免疫性疾病。通常,当免疫系统无法将人体健康组织与外来元素区分开来时,就会发生自身免疫性疾病。通常,三种病理效应中的一种由自身免疫性疾病引起:组织损伤或破坏、器官生长改变或器官功能改变。

这种自身免疫性疾病的一个例子是1型糖尿病(T1DM)。在T1DM发病期间,通常是在儿童到成年早期,免疫细胞产生抗体攻击胰腺的胰岛素生成细胞,即所谓的β细胞。其结果是β细胞被破坏,继而无法调节血糖水平。T1DM目前无法治愈,但胰岛素治疗、特殊饮食和运动有助于患者控制病情。在所有产生胰岛素的细胞被破坏之前,及早诊断并开始治疗是非常重要的。


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