我們的免疫細胞和免疫系統是如何運作的？

作者：Daniel Murrell, M.D.

 

我們的免疫系統對我們的生存至關重要。如果沒有免疫系統，我們的身體就會容易受到細菌、病毒、寄生蟲等的攻擊。當病原體在我們身體的海洋中漂流時，正是我們的免疫系統使我們保持健康。

免疫系統這個龐大的免疫細胞和組織網絡一直在尋找入侵者，一旦發現敵人，就會發動復雜的攻擊。

 

免疫系統遍布全身，涉及多種類型的細胞、器官、蛋白質和組織。至關重要的是，它可以將我們的組織與外來組織——自我與非自我——區分開來。死細胞和有缺陷的細胞也會被免疫系統識別和清除。

 

如果免疫系統遇到病原體，例如細菌、病毒或寄生蟲，就會產生所謂的免疫反應。稍后，我們將解釋其工作原理，但首先，我們將介紹免疫系統中的一些主要特征。

 

白細胞/白血球

 

一種白細胞（黃色），攻擊炭疽細菌（橙色），底部的白線長 5 微米。

Image credit: Volker Brinkmann

 

白細胞也稱為白血球。它們在血管和與靜脈和動脈平行的淋巴管中在體內循環。

 

白細胞不斷巡邏并尋找病原體。當它們找到目標時，它們開始繁殖并向其他細胞類型發送信號以執行相同的操作。

 

我們的白細胞儲存在身體的不同位置，稱為淋巴器官。這些包括以下內容：

 

• 胸腺 – 肺之間和頸部正下方的腺體。
• 脾臟?–?過濾血液的器官。它位于腹部的左上角。
• 骨髓 – 發現于骨骼的中心，它也產生紅細胞。
• 淋巴結?–?遍布全身的小腺體，由淋巴管相連。

   

有兩種主要類型的白細胞：

 

1. 吞噬細胞

 

這些細胞包圍并吸收病原體并將它們分解，有效地吞噬它們。有幾種類型，包括：

 

• 中性粒細胞——這些是最常見的吞噬細胞類型，往往會攻擊細菌。
• 單核細胞——這些是最大的類型，有多種作用。
• 巨噬細胞——它們巡邏病原體并清除死亡和垂死的細胞。
• 肥大細胞——它們有很多工作，包括幫助愈合傷口和抵御病原體。

 

2. 淋巴細胞

 

淋巴細胞幫助身體記住以前的入侵者，并在他們再次攻擊時識別他們。

 

淋巴細胞在骨髓中開始它們的生命。一些留在骨髓中并發育成 B 淋巴細胞（B 細胞），另一些則進入胸腺并成為 T 淋巴細胞（T 細胞）。這兩種細胞類型具有不同的作用：

 

• B 淋巴細胞——它們產生抗體并幫助提醒 T 淋巴細胞。
• T 淋巴細胞——它們破壞體內受損的細胞并幫助提醒其他白細胞。

 

免疫反應的工作原理

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B 淋巴細胞分泌鎖定抗原的抗體（如圖）。

 

免疫系統需要能夠區分自我和非自我。它通過檢測在所有細胞表面發現的蛋白質來做到這一點。它學會在早期忽略自己的或自身的蛋白質。

 

抗原是可以引發免疫反應的任何物質。

 

在許多情況下，抗原是細菌、真菌、病毒、毒素或異物。但它也可能是我們自己的細胞之一出現故障或死亡。最初，一系列細胞類型共同作用以將抗原識別為入侵者。

 

B淋巴細胞的作用

 

一旦 B 淋巴細胞發現抗原，它們就會開始分泌抗體（抗原是“抗體生成器”的縮寫）。抗體是鎖定特定抗原的特殊蛋白質。

 

每個 B 細胞產生一種特異性抗體。例如，一個人可能會針對引起肺炎的細菌制造抗體，而另一個人可能會識別普通感冒病毒。

 

抗體是稱為免疫球蛋白的一大類化學物質的一部分，它在免疫反應中發揮著許多作用：

 

• 免疫球蛋白 G (IgG) — 標記微生物，以便其他細胞能夠識別和處理它們。
• IgM — 是殺滅細菌的專家。
• IgA —?聚集在液體中，例如眼淚和唾液，在那里它保護進入身體的通道。
• IgE —?防止寄生蟲，也是過敏的罪魁禍首。
• IgD — 與 B 淋巴細胞保持結合，幫助它們啟動免疫反應。

 

抗體鎖定抗原，但不會殺死它，只會將其標記為死亡。殺死是其他細胞的工作，例如吞噬細胞。

 

T淋巴細胞的作用

 

有不同類型的 T 淋巴細胞：

 

輔助 T 細胞（Th 細胞）——它們協調免疫反應。有些與其他細胞交流，有些刺激 B 細胞產生更多抗體。其他的會吸引更多的 T 細胞或吞噬細胞的吞噬細胞。

 

殺傷性 T 細胞（細胞毒性 T 淋巴細胞）——顧名思義，這些 T 細胞攻擊其他細胞。它們對于對抗病毒特別有用。它們通過識別受感染細胞外部的小部分病毒并破壞受感染細胞來發揮作用。

 

免疫/抵抗力

 

您的皮膚是抵御外部病原體的第一道防線。

 

每個人的免疫系統都不同，但一般來說，它會在成年期變得更強，因為此時我們已經接觸到更多的病原體并產生了更多的免疫力。

 

這就是為什么青少年和成年人比兒童更容易少生病的原因。

 

一旦產生抗體，體內就會保留一個副本，這樣如果再次出現相同的抗原，就可以更快地處理它。

 

這就是為什么對于某些疾病，例如水痘，您只會感染一次，因為身體已經儲存了水痘抗體，隨時準備在下次到來時將其摧毀。這稱為免疫。

 

人類有三種免疫類型，稱為先天性、適應性和被動性：

 

先天免疫

 

我們生來就對入侵者有一定程度的免疫力。與許多動物的免疫系統類似，人類免疫系統從第一天起就會攻擊外來入侵者。這種先天免疫包括我們身體的外部屏障——抵御病原體的第一道防線——例如喉嚨和腸道的皮膚和粘膜。

 

這種反應更籠統和非特定。如果病原體設法避開先天免疫系統，適應性或獲得性免疫就會開始發揮作用。

 

適應性（獲得性）免疫

 

這種對病原體的保護隨著我們的生活而發展。當我們接觸疾病或接種疫苗時，我們會建立一個針對不同病原體的抗體庫。這有時被稱為免疫記憶，因為我們的免疫系統會記住以前的敵人。

 

被動免疫

 

這種免疫是從其他來源“借來”的，但不會無限期地持續下去。例如，嬰兒在出生前通過胎盤和出生后在母乳中從母親那里獲得抗體。這種被動免疫可以保護嬰兒在生命的早期免受某些感染。

 

免疫接種

 

免疫將抗原或減弱的病原體引入人體內，使個體不會生病但仍會產生抗體。因為身體保存了抗體的副本，所以如果威脅在以后的生活中再次出現，它就會受到保護。

 

免疫系統疾病

 

由于免疫系統非常復雜，它可能會以多種方式出錯。免疫紊亂的類型分為三類：

 

免疫缺陷

 

當免疫系統的一個或多個部分不起作用時，就會出現這些問題。免疫缺陷可以通過多種方式引起，包括年齡、肥胖和酗酒。在發展中國家，營養不良是一個常見的原因。艾滋病是獲得性免疫缺陷的一個例子。

 

在某些情況下，免疫缺陷可以遺傳，例如，在吞噬細胞功能不正常的慢性肉芽腫病中。

 

自身免疫

 

在自身免疫疾病中，免疫系統錯誤地瞄準健康細胞，而不是外來病原體或有缺陷的細胞。在這種情況下，他們無法區分自我和非自我。

 

自身免疫性疾病包括乳糜瀉、1 型糖尿病、類風濕性關節炎和格雷夫斯病。

 

超敏反應

 

對于超敏反應，免疫系統會以損害健康組織的方式反應過度。一個例子是過敏性休克，其中身體對過敏原的反應如此強烈，以至于可能危及生命。

 

簡而言之

 

免疫系統極其復雜，對我們的生存至關重要。幾種不同的系統和細胞類型在整個身體內完美同步（大部分時間）工作，以抵抗病原體并清除死細胞。