5第十一章动物的免疫系统和激素

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细胞吞噬入侵的微生物; 抗微生物的蛋白杀灭致病原; 炎症反应; 温度反应。
细胞吞噬入侵的微生物
受伤部位会吸引白细胞向其运动, 白细胞中的嗜中性粒细胞和单核细 胞(穿过血管壁进入受损害的组织 后,发育变成巨噬细胞)都有较强 的吞噬作用。它们将细菌包入细胞 质,形成吞噬体,然后由细胞中的 溶酶体杀死和分解细菌。 自然杀伤细胞 (natural killer cell, NK细胞 ) 是具有天然杀伤能力的 淋巴细胞,不直接对入侵的微生物 起作用,而是杀死受感染的机体组 织细胞,特别是病毒感染的细胞。 能直接杀死肿瘤细胞。
淋巴细胞在 免疫应答过程中 起核心作用,它 具有特异识别抗 原、介导特异性 免疫反应的功能。
图11-7 造血干细 胞的分化
免疫细胞的种类
单核吞噬细胞
包括血液中的单核细胞和组织中固定和游走的巨噬细胞。 单核细胞源于骨髓造血干细胞,成熟后释放入血液,占血 液中白细胞的3%~8%。 血液中的单核细胞移向全身各组织,即分化为各种组织中的 巨噬细胞。
1.3 人体的特异性免疫
特异性免疫反应(specific immune defenses):
当细菌、病毒等微生物或其他有机大分子(突破了 第一道和第二道防线),侵入体内后,由于入侵物含有一 种或几种特异性化学物质,引起体内产生针对这些特异物 质的免疫反应,即为特异性免疫反应。 抗原(antigen): 可以使机体产生特异性免疫反应的物质,如蛋白质、 大分子多糖等,即为抗原。
1.1.1 无脊椎动物的免疫系统
单细胞生物:具有吞噬细菌等小颗粒异物的能力。 腔肠动物和海绵动物:具有变形细胞,能吞噬大颗粒异物。 软体动物、环节动物及节肢动物:血液中有白细胞及腔胞。 某些棘皮类及被囊类:开始出现像淋巴样的细胞,具有对同 种组织移植排斥现象。 任何无脊椎动物中未发现免疫球蛋白分子,也没有明显 相当于淋巴组织的器官。
1.6 免疫反应(应答)
免疫反应(应答) 的特点:
特异性
回忆性
放大性
图11-9 免疫应答的特异性和记忆
免疫反应也称为特异性免疫反应。有两种类型:
B淋巴细胞介导为主的免疫反应——体液免疫
T淋巴细胞介导为主的免疫反应——细胞免疫
1.6.1 体液免疫反应
指B淋巴细胞在抗原刺激下活化、 增殖、分化为浆细胞、产生抗体 所发生的特异性免疫效应的过程。
第一道防线是由皮肤和黏膜构成的,他们不仅能够阻挡病原体侵
入人体(机械作用),而且它们的分泌物(如呼吸道粘膜分泌的粘 液,胃粘膜分泌的胃酸等)具杀死入侵的细菌的作用。
第二道防线是体液中的杀菌物质和吞噬细胞,如抗菌蛋白杀灭致
病原;吞噬细胞吞噬入侵的微生物等。
第三道防线主要由免疫器官(胸腺、淋巴结和脾脏等) 和免疫细胞(淋巴细胞)组成
免疫细胞的表面蛋白质
在研究移植排斥反应时,把受者对供者移植的组织或器官的 接受程度称为组织相容性 。 决定组织相容性的抗原称为组织相容性抗原。每种生物群体中 存在很多种组织相容性抗原,统称为组织相容性系统。其中能引 起主要排斥作用的抗原称为主要组织相容性系统(MHS)。 编码 MHS 的基因群称为主要组织相容性复合体(MHC) 。 小鼠的MHC称为 H-2,人类的MHC称为 HLA复合体。 HLA复合体编码产生的组织相容性分子,有3类: MHC- Ⅰ 、 MHC- wenku.baidu.com、 MHC- Ⅲ。
中枢免疫器官
1.4 免疫器官
是免疫细胞发生、分化和成熟的场所。 骨髓(bone marrow) 法式囊(bursa) 哺乳类 鸟类 (也称腔上囊) 胸腺(thymus) 胸腺(thymus)
周围免疫器官
周围免疫器官是成熟 的T、B淋巴细胞定居、增 殖及发生免疫反应的重要 部位。是机体免疫系统的 重要组成部分,担负着机 体局部免疫功能。
他们系统地用 弱毒疫菌接种, 来 预防羊炭疽病,鸡 霍乱,狂犬病等传 染病。
巴斯德(1822-1895)
• 免疫的研究从人体及家畜、家禽疾病防治方面开始, 现在已大大的扩展了。 • 现代免疫学从传统的抗感染免疫(免除瘟疫)概念 中解放出来,进而发展为生物机体对“自己”和 “非已”的识别,藉以维持机体稳定性的生物学概 念。
淋巴细胞
1、B淋巴细胞:发生于骨髓及腔上囊(鸟类);被抗原致 敏后分化为浆细胞,产生相应抗体;有B1、B2两种亚群。 2、 T淋巴细胞:发生于胸腺,需经抗原致敏后才能成为成 熟的效应细胞,分几种亚群:胞毒T细胞(Tc)、抑制性T 细胞(Ts)、辅助性T细胞(Th)
淋巴细胞
3、杀伤细胞(简称K细胞):其主要特点是细胞表面具有 IgG的Fc受体,当靶细胞与相应的IgG结合,K细胞可与结合 在靶细胞上的IgG的Fc结合,从而使自身活化,释放细胞毒 素,裂解靶细胞。这种作用称为抗体依赖性细胞介导的细 胞毒作用(ADCC) 。 4、 NK细胞(natural killer cell):无需经抗原致敏即具有 杀伤力的细胞。
包括淋巴结、脾脏、 扁桃体、阑尾和其他淋巴 组织(肠道集合淋巴结及 消化道、呼吸道 、泌尿生 殖道粘膜下许多淋巴结和 弥散的淋巴组织等)。
Thoracic Lymphatic
扁桃体 淋巴结
胸腺
胸导管
脾脏
阑尾
骨髓
图11-6 人的免疫系统
淋巴管
1.5 免疫细胞
凡参与免疫反应或与免疫反应有关的细胞统称免疫细胞。 包括淋巴细胞、单核吞噬细胞、粒细胞和肥大细胞等。
• 目前,对免疫学的研究已经达到了细胞水平和分子 水平。免疫学在自身不断发展的同时,也不断与其 他相关学科与先进技术相结合,发展出了如分子免 疫学、细胞免疫学、免疫组学等大量的新的前沿分 支科学。对于生物学与医学的发展以及人类的生产 生活都产生了深远的影响。
1.1 动物免疫系统的进化
动物完善的防御系统是在长期的生存竞争中 逐渐发展起来的。 从无脊椎动物到脊椎动物,由低等到高等的 进化过程当中,动物的免疫系统逐渐趋于完善。
哺乳类:具有结构和功能最复杂的最完善的免疫系统。
几乎所有脊椎动物都存在功能上相当于T、B淋巴细胞 的特异性免疫记忆和免疫球蛋白。
脊椎动物与无脊椎动物免疫系统的区别
表 11-1 脊椎动物与无脊椎动物免疫系统的区别
1.2 人体的非特异性免疫
人体的第一道防线,即皮肤和粘膜是非常有 效的,但当体表受伤出现裂口时,细菌等微生物 就会进入体内,此时人体的第二道防线,开始发 挥作用,并对任何入侵的微生物都有反应,没有 特异性,称为非特异性免疫。 最显著的非特异性免疫有4个方面:
1.1.2 脊椎动物的免疫系统
圆口类(八目鳗):具有较原始的胸腺和脾,可生成淋巴 细胞,出现IgM型的大分子抗 体,还能建立免疫的记忆; 鱼类:存在T、B细胞样淋巴细胞,具备细胞免疫、体液免 疫和局部粘膜免疫功能; 两栖类:有多种T淋巴细胞功能,免疫球蛋白出现多种类型, 至少存在IgM、 IgG; 爬行类:具多样的免疫球蛋白和淋巴组织。但相当于B细胞 的起源还未肯定; 鸟类:具备中枢性免疫器官,胸腺和腔上囊(能产生T淋巴 细胞和B淋巴细胞),外周淋巴组织开始出现生发中心;
细胞自身标识
除机体自我识别外,细胞 也有细胞自身标识。T淋巴细胞和B淋巴细胞均为小淋巴细胞, 从形态上难于区别,但其细胞膜上的表面标志不同,表面标志包括表面抗原受体和表面抗原。
B淋巴细胞抗原受体(BCR)
T淋巴细胞抗原受体(TCR) B细胞和T细胞识别抗原性异物的功能就是通过其膜表面抗原受体而完成的。 表面抗原:指淋巴细胞膜上的抗原性物质。目前国际上以分化簇(CD)命名。大多数是各种结 构的糖蛋白。
破损细胞释放组织胺
炎症局部出现红、肿、热、痛
白细胞吞噬细菌
温度反应
• 白细胞遭遇入侵微生物时,可释放白细胞介素-1, 与 细菌外毒素共同刺激下丘脑神经元,升高正常的温度调 节点,导致体温升高。 • 体温升高能刺激白细胞的吞噬作用,也可使血液中的铁 浓度降低,抑制细菌生长。 可见,发热也是一种自身的防御作用,一般不到39 ℃不要吃退烧药。但体温升高对机体也有伤害作用,超 过40.6℃往往会危及生命。
粒细胞
主要分布于外周血液中,其胞浆中含有特殊染色颗粒。据姬姆萨染色后 胞浆中颗粒的染色性,分为: 嗜中性粒细胞:具有高度移动性和吞噬功能; 嗜酸性粒细胞:在抗过敏(I型过敏反应) 和抗寄生虫感染中发挥重要作用; 嗜碱性粒细胞和肥大细胞:细胞表面有IgE Fc受体,能与IgE结合。在I型过 敏反应炎症的形成中起重要作用。
第十一章 动物的免疫系统和激素
一、动物的免疫系统
什么是免疫?
免疫是指机体识别和排除抗原性异物,保护 机体不受外来侵害的特性。 这是人体的一种生理功能,人体依靠这种功 能识别“自己”和“非己”成分,从而破坏和排 斥进入人体的抗原物质,或人体本身所产生的损 伤细胞和肿瘤细胞等,以达到维持人体健康的目 的。
人体共有三道防线
第一道防线是由皮肤和黏膜构成的. 第二道防线是体液中的杀菌物质和吞噬细胞。 第三道防线主要由免疫器官(胸腺、淋巴结和脾脏等)和免疫细
胞(淋巴细胞)组成
前两道防线是人类在进化过程中逐渐建立起来的天然防御功能, 特点是人生来就有,不针对某一种特定的病原体,对多种病原体都 有防御作用,因此叫做非特异性免疫(又称先天性免疫)。 第三道防线是人体在出生以后逐渐建立起来的后天防御功能, 特点是出生后才产生的,只针对某一特定的病原体或异物起作用, 因而叫做特异性免疫(又称后天性免疫)。
免疫研究的发展
据记载,我国宋朝(11世纪)就接种“人痘”
预防天花。
詹纳(1749-1823)
英国医生 Jenner 在 1796 年首创接种牛痘预防天花。
1978 年世界卫生组织宣布,人类消灭了天花。
1870s ,巴斯德和 柯赫发现多次传代 后的弱化的细菌虽 然不能致病,却能 使寄主免疫。
图11-3 自然杀伤细胞
抗微生物的蛋白杀灭致病原
抗微生物的蛋白又称补体(complement),是存在于人体血 清中的一组非特异性血清蛋白(约20种) ,主要是β及γ 球蛋白,它们是一类酶原,能被任何抗原和抗体的复合物所激 活.在抗原和抗体反应中有补充抗体的作用,补体名称也由此 而来。由于其包括多种成分,故称为补体系统。 当血液中的补体与入侵的细菌或真菌细胞壁相遇时,补体蛋 白质聚集形成膜攻击复合体插入到细胞膜外层,形成穿孔, 导致细胞膨胀破裂。
图11-4 补体分子破坏细菌的图解
炎症反应
机体对感染局部的非特异性反应就是炎症反应。
侵入的细菌使受伤组织释放组织胺和前列腺素,引起侵 入部分的血管舒张,血流增加;且对蛋白质的通透性也增加, 蛋白质渗出到组织间隙,引起感染局部体液增多而肿胀;毛 细血管的渗透性的增加,更引起吞噬细胞穿过血管壁,进入 到受损伤的组织部位,吞噬入侵细菌。
MHC-Ⅰ(Ⅰ类抗原):在人体中分布广泛,所有有核细胞膜 表面都有,以淋巴细胞表面密度最大。是引起移植排斥反应的 主要抗原。 MHC-Ⅱ (Ⅱ类抗原) :主要定位于巨噬细胞、B细胞、其他 抗原递呈细胞、活化的T淋巴细胞等免疫细胞的表面。与免疫 调节有关。免疫细胞间的相互作用受 MHC-Ⅱ制约。 免疫的对象是外物,如细菌、病毒、其他动物的细胞组织 等。免疫系统遇到这些外物时,坚决消灭之,对自身的细胞则 “不予侵犯”,这是免疫的自身耐受性。免疫系统必须具有这 样的特性,否则就要发生自身免疫的疾病,如风湿性关节炎、 肾小管肾炎等。免疫的自身耐受性就决定于MHC。 在胚胎时期,当淋巴细胞走向成熟时,那些带有能和自身 细胞MHC结合的受体淋巴细胞全部被消灭,剩下的都是不能和自 身MHC结合的,因而双方相安无事,这就是免疫的自身耐受性。
免疫应答: 抗原进入机体刺激免疫细胞活化、增殖、分化, 产生免疫物质发挥免疫效应,将抗原破坏、清除的整 个过程叫免疫应答。 特异性免疫反应类型: 细胞免疫(cellular immunity) 体液免疫(humoral immunity)
特异性免疫反应是出生后经主动或被动免疫方式而获 得的,故也称获得性免疫(后天性免疫)。 特异性免疫反应是人体的第三道防线,由免疫器官和 免疫细胞共同参与。
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