为了对抗疾病,人体建立了完整而复杂的防御系统。主要有三个作用,一是保护人体免受病毒、细菌、支原体等病原微生物的侵害;二是及时清除代谢后的废物,清理人体与病原微生物战争后的战场,消灭变异的人体细胞;三是修复受损的器官组织,恢复其正常功能。人体的防御系统包括三个层次,即物理屏障、非特异性免疫系统和特异性免疫系统。这些防御系统是根据系统级别组成的。病原体越过第一道屏障后,立即面临第二道屏障。这种多层次的体系,使得人类每天在成千上万种致病菌的攻击下得以生存。
人体的长城——皮肤和黏膜。皮肤和粘膜形成最外面的天然屏障。人体只有通过口腔、鼻腔、尿道、肛门四关与外界进行交流,才能完成能量代谢。正是因为这些通商口岸的存在,才给病原微生物提供了入侵的途径。皮肤由多层扁平细胞组成,这些细胞可以阻止病原体的通过。只有皮肤受损,病原体才能入侵。皮肤里很多层扁平细胞都是死细胞,是没有新陈代谢的胶质。由于病毒只能通过活细胞侵入人体并到达相应的靶细胞,因此流感、麻疹、水痘等病毒无法通过完整的皮肤传播。皮肤的汗腺可以分泌乳酸使汗液呈酸性,不利于细菌的生长。皮脂腺分泌的脂肪酸可以杀死细菌和真菌。
虽然黏膜只有单层柱状细胞,机械屏障效果不如皮肤,但黏膜中的武器很多。呼吸道表面被上皮细胞覆盖,上皮细胞不仅具有纤毛结构,还分泌粘液。一个健康人的呼吸道表面每天可以产生大约100毫升的粘液。这些粘液不仅有利于纤毛的运动,还能粘附病原微生物,阻碍其进入细胞。上皮细胞的纤毛有一个主动摆动的动作,按一定的方向摆动,使粘液和粘液中的病原体向咽喉移动,通过咳嗽和吞咽排出体外。在一些气道的粘液中游动着一些可移动的力量(吞噬细胞和白细胞),可以随时吃掉病原体或限制病原体的传播。鼻腔前部有鼻毛,鼻毛交织成一张大网,可以装下大部分灰尘和较大的细菌;鼻腔后部的纤毛和粘液可以粘住大部分病菌,打喷嚏、擤鼻涕就可以把病菌扫出来。
消化道也是一道难以跨越的屏障。只有最具耐药性的病原体才能通过消化道感染。病原体遇到的第一道屏障是口腔。口腔唾液中含有一种溶菌酶,可以高效分解细菌。唾液中还含有分泌型白细胞蛋白酶抑制剂,可以杀死病毒,甚至对艾滋病病毒有很好的灭活作用。吞咽还可以缩短病原体在口腔中的停留时间,使病原体没有足够的繁殖时间。病原体通过唾液作用于它之后,就会受到胃酸的攻击。胃酸几乎可以杀死食物中的大部分微生物。胃里也有很多蛋白酶。这些酶在胃酸的作用下,降解食物中的蛋白质,当然还有病原微生物的蛋白质的活性最好。十二指肠内有大量胰腺排出的消化酶和肝脏排出的胆盐,能溶解病原体的蛋白质外壳和脂质,迅速杀死这些病原微生物。此外,定居在肠道内的数万亿有益菌早已瓜分了它们的领地,可以与致病菌抗衡,让被抓到的致病菌无处容身。肠道和尿道通过有规律的排泄,迅速排出有害细菌和物质。
人体的野战军——天然免疫系统人体接触到的病原微生物是难以估计的天文数字。我们不能天真地依靠长城来阻止病原体的入侵。这种物理屏障的主要作用是最大限度地减少病原体的入侵。病原体很狡猾,不会被高大的城墙吓到。病原体会通过各种途径侵入人体。请不要责怪,病原体也是为了生存。如果它们不感染人类或其他动物,它们就无法生存,更不用说繁殖,这将导致家族的灭亡。病原体与人类共存,会长期与人类斗智斗勇。没有它们,人类会孤独,会被打败,会因为抑郁而灭亡。除了皮肤黏膜的屏障,人体还有免疫系统,包括天然免疫和获得性免疫。它是人体对抗病原微生物的防御系统,由免疫器官、免疫细胞和免疫分子组成。
免疫器官包括:骨髓、胸腺、脾脏、淋巴结、扁桃体、小肠淋巴结、阑尾等。免疫细胞包括淋巴细胞、单核吞噬细胞、中性粒细胞、嗜碱性粒细胞、嗜酸性粒细胞、肥大细胞、血小板等。免疫分子包括:补体、免疫球蛋白、细胞因子等。自然免疫系统由两个服务组成,一个是吞噬细胞系统,另一个是免疫球蛋白系统。当病原体侵入人体时,首先冲上去的是巨噬细胞。在和平时期,巨噬细胞的主要功能是在组织周围巡航,收集体内的垃圾,如死亡的细胞碎片,因为每天都有大量的细胞因人体新陈代谢而死亡。一旦病原微生物越过第一道屏障,巨噬细胞就会毫不留情地将其吞噬,但巨噬细胞相当于一个移动的哨子。在大多数情况下,它们只能处理少量的病原体,并在通知敌人方面发挥更重要的作用。敌情严重时,会迅速向总部报告,调动野战部队,即白细胞(包括中性粒细胞和单核细胞在内的幼吞噬细胞)。所以我们生病的时候,医生才会给我们做白细胞检查。如果是细菌感染,白细胞会升高。所以很多人认为白细胞是坏的,是个坏东西,它会致病。这其实是结果,不是原因。白细胞是人体内对抗细菌的勇士,英勇对敌,直至死亡。在抗敌过程中,白细胞中溶酶体释放的多种水解酶也能破坏邻近的正常组织和细胞,对人体造成免疫病理损伤。这是消极的一面,后面会讲到如何弥补这个缺陷。
血液中的中性粒细胞和单核细胞以及组织器官中的巨噬细胞构成单核吞噬细胞系统。当病原体穿透皮肤或粘膜,到达内部组织时,吞噬细胞首先从毛细血管中逃逸,聚集在病原体所在的部位。在大多数情况下,病原体被吞食和杀死。如果没有被杀死,它会通过淋巴管到达附近的淋巴结,淋巴结中的吞噬细胞会进一步破坏它们。淋巴结的这种过滤功能在人体免疫防御中起着重要的作用。一般只有毒力强、数量多的病原体才能侵入血流等器官而不被完全阻断。但血液、肝脏、脾脏或骨髓中的吞噬细胞会继续吞噬和杀死病原体。细菌被吞噬细胞吞噬,形成吞噬细胞;溶酶体和吞噬细胞融合形成吞噬溶酶体;溶酶体中的多种杀菌物质和水解酶杀死并消化细菌;残渣从电池中排出。路高一尺,魔高一丈。一些狡猾的致病菌也只是利用人体的吞噬系统来进行不可告人的秘密。虽然它们也能被吞噬细胞吞噬,但不能被杀死。这是不完全吞噬,如结核杆菌、布鲁氏菌、伤寒杆菌、军团菌。完全吞噬可以保护吞噬细胞中的这些细菌免受人体体液中的特异性抗体、非特异性抗菌物质或抗菌药物的侵害。有些细菌还可以在吞噬细胞中生长繁殖,进而导致吞噬细胞死亡。一些吞噬细胞可通过淋巴或血流扩散到人体其他部位,引起大面积病变。
免疫球蛋白是人体天然免疫中非常重要的一部分,可分为三类,即免疫球蛋白GIgG、免疫球蛋白A(IgA)和免疫球蛋白M(IgM)。人血清免疫球蛋白IgG是免疫反应中最重要的抗体,它仅以单体形式存在。是抗感染的主力。能促进单核巨噬细胞的吞噬作用,中和细菌毒素的毒性并与病毒抗原结合,使病毒失去感染人体细胞的能力。IgG在体内合成晚于IgM,出生后第三个月开始合成,3-5岁时接近成人水平。它是唯一能通过胎盘的免疫球蛋白,是孩子出生6个月内最重要的免疫球蛋白。有两种类型的IgA:血清型IgA和分泌型IgA。血清型IgA可以调节细胞吞噬作用。分泌型IgA(SIgA)是机体黏膜防御系统的主要成分,覆盖在鼻、咽、气管、肠和膀胱黏膜的表面。能抑制微生物对呼吸道上皮的附着,减缓病毒繁殖。它是粘膜的重要屏障,对某些病毒、细菌和一般抗原具有抗体活性,是阻止病原体入侵机体的第一道防线。当外源抗原进入呼吸道或消化道后,局部免疫系统受到刺激后,可以在没有中枢免疫系统参与的情况下进行免疫应答,产生分泌性抗体,即SIgA。呼吸道分泌物中SigA的含量直接影响呼吸道黏膜对病原体的抵抗力。IgM是抗原刺激诱导体液免疫反应中产生的第一种免疫球蛋白,主要分布于血清中。是一种高性能的抗生物抗体,其杀菌、溶菌、吞噬、凝集作用比IgG高500-1000倍。IgM在机体早期防御中起着重要作用。
二、免疫粘附:补体可以浓缩小分子病原体,有利于吞噬细胞的吞噬和清除。三、趋化性:补体在激活过程中可以释放信号,使白细胞向病原体所在位置集中,从而杀死病原微生物。
人体获得性免疫系统的特种兵。获得性免疫是人体在出生后的生命过程中,接触到病原体及其毒性代谢产物而产生的一系列免疫防御功能。这种免疫功能是出生后形成的,只作用于接触过的病原体,所以也叫获得性免疫或特异性免疫。获得性免疫不能遗传给后代。获得性免疫包括体液免疫和细胞免疫。体液免疫是特异性抗体起主要作用的免疫反应。因为抗体存在于人体的血液、淋巴液、组织液、分泌液等体液中,所以称为体液免疫。当人体淋巴细胞中的B细胞暴露于某些病原体及其代谢产物时,一般会在巨噬细胞和辅助性T细胞的配合下分化增殖为浆细胞。随着病原体种类、进入途径和免疫反应过程的不同,浆细胞可以合成和分泌具有不同理化性质和生物学功能的免疫球蛋白抗体。抗体的主要作用是调节病原体,增强吞噬细胞的吞噬作用,中和细菌外毒素或病毒。细胞免疫是以淋巴细胞中的T细胞为核心的免疫反应。当T细胞与一些病原体接触时,通常在巨噬细胞的参与下,T细胞分化增殖为细胞毒性T细胞,杀死入侵的病原体,尤其是生活在细胞中的病原体。
国防系统阅兵骨髓:国防大本营骨髓是白细胞的生产基地。为了保证白细胞的战斗力,每秒钟都会有几千万个老化的血细胞死亡,同时还会产生同样数量的血细胞。这种快速的新陈代谢是保证人体健康的主要机制。同时骨髓里还有大量的后备力量,也就是黄骨髓。人体在紧急情况下,也可以加入生产大军。胸腺:国防训练基地的骨髓只能提供士兵。要把士兵训练成各个兵种,就要进一步完善胸腺,胸腺是T细胞的加工和训练场所。t细胞由胸腺中的淋巴干细胞分化而来,是数量最多、功能最复杂的淋巴细胞。可分为细胞毒性T细胞、辅助性T细胞和抑制性T细胞。它们的正常功能对人类抵抗疾病非常重要。细胞毒性T细胞:破坏受感染的细胞。这些细胞的功能就像一个“杀手”,因为它们可以杀死产生特殊抗原反应的靶细胞。我们称之为自然杀伤细胞。t辅助细胞:在免疫反应中发挥中间作用:它们可以激活其他类型的免疫细胞。t细胞调节或“辅助”其他淋巴细胞的功能。T细胞的调节/抑制:负责调节机体的免疫反应,抵抗病原微生物,同时防止免疫反应对机体的过渡损害。
扁桃体和淋巴结:人类战斗的主战场
淋巴结是一个拥有数十亿白细胞的小战场。当病原体侵入皮肤或黏膜后,很容易进入毛细淋巴管,回流到淋巴结。当淋巴缓慢流过淋巴结时,巨噬细胞可以清除异物,如细菌,可达99%,但病毒往往很低。清除率往往与病毒抗原的性质、毒力、数量和免疫状态密切相关。当人体被感染后,外来入侵者和免疫细胞聚集在这里,淋巴结就会肿大。所以我们感冒的时候经常会看到扁桃体甚至颈部淋巴结肿大。肿大的淋巴结是一个好迹象,表明你的身体受到了感染,你的免疫系统正在努力工作。当病原体进入淋巴结时,巨噬细胞和树突状细胞可以捕获和加工抗原,抗原可以转化相应特异性受体的淋巴细胞。激活T淋巴细胞系统,调动机体体液免疫系统参与战斗。
助手:阑尾人出生后不久,淋巴组织就开始在阑尾内堆积,20岁左右达到高峰。阑尾可以起到淋巴器官的作用,促进B淋巴细胞的成熟和免疫球蛋白A抗体的产生。阑尾有助于局部免疫的同时,盲肠也有助于控制抗体的过度免疫反应。阑尾的功能虽然没有其他淋巴系统那么重要,但在局部还是有一定作用的。
人体实战练习“如果人体皮肤局部发炎,组织中的吞噬细胞会吞噬病原体,并通过树突状细胞将信息发送到更高的指挥部求助。一旦野战部队(性粒细胞、巨噬细胞、淋巴细胞等。)周围的伤口收到了战斗信号,它们立刻从慵懒的状态进入了准备状态,逆着信号的方向跑去。巨噬细胞和中性粒细胞通常最先到达现场。中性粒细胞是人体野战军中数量最多的,占一半以上,而且是第一个参战的。它们的战斗方式一般是和细菌同归于尽。事实上,皮肤化脓性感染的脓液主要由中性粒细胞的尸体组成。巨噬细胞不仅吞噬入侵的敌人,还处理战后垃圾。更重要的是,巨噬细胞吞噬敌人后,需要查明敌人的身份,肢解敌人的尸体,将能显示敌人身份的碎片挂在自己的表面,形成标记抗原。让指挥部识别敌人,准备相应的特种部队,数量。为了应对未来这类敌人的入侵。在中枢指挥下,辅助T细胞在骨髓中诞生,然后送到胸腺进行训练。训练的主要内容是识别人体的各种敌人和异物。辅助T细胞可以识别大约100万种不同的抗原信息。这些受训者在胸腺里接受测试。失败的人会被淘汰,被杀死。百里挑一才能成为合格的指挥官。
巨噬细胞已经向总部报告了表明敌人身份的抗原,辅助T细胞会对这些残骸的信息进行分析,找出被巨噬细胞杀死的敌人是不是,是什么样的敌人,它的性质是什么。然后发布全国紧急动员令,动员全国军队,所有士兵和战士停止休假,进入战备状态。他对巨噬细胞、粒细胞、自然杀伤细胞)、B细胞等免疫细胞发出了战争指令。人体内所有的免疫细胞都从平时的静止状态变成了热血沸腾(激活状态),兴高采烈的奔赴前线。
细胞毒性T细胞与辅助性T细胞一起在胸腺中培养。他们是人体的警察。他们的任务是时刻密切监视人类王国的所有成员。如果任何一个细胞感染了病毒或细菌,细胞毒性T细胞就会检测到它们,在它们身上投下一个叫做穿孔蛋白的炸弹,在被感染的细胞上打一个大洞,让这些细胞的活物质流出来,一个一个处决它们!细胞毒性T细胞仍然由辅助性T细胞领导,当辅助性T细胞命令它们时,它们会加倍努力杀死敌人。
人体免疫系统最强大的武器在于B细胞产生的抗体。抗体是人体对付入侵者的特殊力量,是一种极其高效的一对一关系。从敌人入侵到最终产生针对入侵敌人的抗体,大约需要一周的时间。这些抗体产生后,这支特种部队就会充斥战场,寻找与自己相匹配的敌人,有些抗体可以中和敌人的毒素;还有的跳到敌人身上,死死抱住,让敌人动弹不得,这样免疫细胞就很容易被破坏;其他的可以铺设成战场隔离带,让所有敌人无法进入健康组织。这些抗体是由B细胞和辅助T细胞在统一指挥下产生的。辅助性T细胞从巨噬细胞那里得到了敌人的信息,开始用自己的智慧识别敌人。认清敌人的性质后,他们开始从数百万个B细胞中挑选出一个B细胞,并下达指令,让这个B细胞立即进入战时状态,这样全身的淋巴结就会增生变大,他们就会全力以赴生产武器。战争结束,总部不喜欢军国主义的人,因为战争不仅消耗大量的能量,而且对人体造成极大的伤害。司令部安排胸腺中训练的抑制性T细胞和辅助性T细胞一起接管指挥,抑制性T细胞接替辅助性T细胞成为最高统帅,向全国下达停战令,大量裁减军队,停止军事生产,恢复肿大的淋巴结。
战后,一些经历过这场战争的老兵被总部留用。它们是记忆B细胞、记忆细胞毒性细胞等。一旦又有同类外敌入侵,这些经历过同样经历的老军人会迅速反应,重新激活。因为这些军人经验丰富,属于国家的财富,待遇好,所以会长寿,也就是我们说的终身免疫。比如,记忆B细胞如果再次遇到与以往战争中同类的敌人,可以在没有总部命令的情况下,迅速激活并重新进入战争状态,大量产生高效抗体,消灭敌人。这种反应不再是一系列的过程,比如通过巨噬细胞向辅助性T细胞报告军情,辅助性T细胞识别敌人,然后下达战争命令。记忆反应可以在短时间内在人体内迅速组织起一支由经验丰富的部队组成的防御力量,而且不用一周。它会在短时间内杀死外敌。"
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