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第23章 人体内的河流——血液(3)

免疫是有机体识别、破坏和排除一切抗原性异构物质的一种功能。异构物质来源于身体外部的,叫外源性异物,如致病的细菌和病毒等;来源于机体本身的,叫内源性异物,如衰老了的或者变性了的自身细胞以及由自身细胞发生突变而形成的肿瘤细胞等。总的来说,不管外源性异物还是内源性异物,通常都称为抗原。抗原一般是大分子物质,能刺激机体发生免疫反应。免疫反应的作用一是清除侵入机体的微生物、异体细胞(自身以外的细胞)及大分子物质,对机体起保护作用;二是监视和清除机体受病毒及其他致突变因子作用而产生的突变细胞,使机体得以自身稳定,所以一般业说免疫反应对机体有利。然而,在一定条件下也会对机体不利,例如变态反应及发生自身免疫性疾病等。

白细胞按形态特点分为五类,即中性粒细胞、嗜酸粒细胞、嗜碱粒细胞、淋巴细胞和单核细胞。从白细胞在免疫反应中所起的作用这个角度来看,主要可归纳为四类:一是吞噬免疫类;二是细胞免疫类;三是抗体免疫类;四是过敏反应类。

中性粒细胞和单核细胞屑第一类,它们都是具有吞噬能力的细胞,在血流中存留不久便穿出血管,广泛分布在全身各个脏器和爷处的结缔组织里,可以说无处不到,而且不再返回血流,一直在结缔组织中施展吞噬才能,与病菌做面对面的斗争,直到献.出生命。中性粒细胞直径较小,吞噬异物的能力不如单核细胞,称之为小噬细胞;单核细胞与中性粒细胞不同,游出血管后在结缔组织中继续发育成为直径约凹微米的大型细胞,吞噬能力比中性粒细胞强,所以又叫巨噬细胞。巨噬细胞除了吞噬一般的异物外,还能参与其他更复杂的免疫过程。

淋巴细胞中的T淋巴细胞属第二类,它是细胞免疫的主干细胞。当它与不具有自身抗原的细胞(或称靶细胞)接触后,T细胞能直接杀伤靶细胞使靶细胞崩解,或者由它产生淋巴因子,扩大杀伤能力,增强免疫效应。

淋巴细胞中的B淋巴细胞属第三类,它是实现抗体免疫的核心细胞。当它与抗原物质接触受到刺激后,可引起本身细胞的分裂和增殖,并通过一系列转化过程产生抗体,抗体可以抑制微生物的增殖和代谢,还可以增强巨噬细胞的吞噬能力,增强免疫反应。

B淋巴细胞和T淋巴细胞与吞噬细胞不同,它们离开血流进入结缔组织以后,特别是接触过抗原的那些淋巴细胞,可以再次返回血流,随血流从一处迁移到另一处,这样周而复始地循环,可以把从某处受到的抗原刺激信号扩散到全身,从而扩大免疫效应。

嗜碱和嗜酸粒细胞属第四类。它们在对过敏原,特别是在对寄生虫抗原引起过敏反应及抗过敏反应中起着重要作用。

上面所谈到的是白细胞的防御功能和免疫反应的正效应。但是,有时机体发生的免疫反应不是保护性的,而是不同形式的免疫病理损伤过程,甚至可以导致疾病的发生,比如常说的过敏反应、自身免疫性疾病等,就属于这种情况。

白细胞的吞噬免疫

白细胞的吞噬免疫是由中性粒细胞和单核细胞利用它们具有的吞噬本领,把入侵体内的病菌或异物清除掉的一种免疫功能,其结果是控制了病菌的扩散,避免了正常组织遭受病菌感染。这种免疫功能是在生物进化过程中形成的,个体出生时就有,而且对各种病菌的侵袭都能产生一定的抵御,常称之为天然免疫。

白细胞吞噬及清除病菌靠的是什么?简单地说,靠的是先天具有的下列特性:(1)它们能脱离血流游出血管,定居在结缔组织中从事搜捕异物的活动;(2)它们对病菌所产生的化学物质能做出定向移动,也即有趋化性;(3)能伸出伪足将异物包围、捕获并吞人细胞;(4)胞质中含有杀菌物质和分解异物的多种酶。每当我们身体某处受细菌感染时,这些性能就会充分表现出来。

以下列举急性炎症时血细胞成分的变动和吞噬细胞的行为,来说明吞噬免疫在抗感染中的功能。

在炎症期,血液成分发生的最明显变化是白细胞总数的急剧增加,可从每立方毫米中含数千个猛增到万个甚至数万人。猛增的白细胞是从骨髓里释放出来的,而且随着炎症的发展,白细胞还会不断从骨髓释放并补充到血液中去。这时,中性粒细胞占了白细胞总数的肋%。~90%。中性粒细胞好像战斗中的突击队,它们穿出血管奔向炎症区与病菌作战。待炎症逐渐减轻转向恢复期时,血液中的中性粒细胞随之减少,而单核细胞增多,由单核细胞负责清除已经死亡的细胞和破碎了的组织残骸。中性粒细胞和单核细胞这样地协同作战,直至病菌消除,组织恢复正常。

从中性粒细胞与细菌作战的过程中,看得出它是不惜牺牲自己的。当炎症初起时,在细菌本身或者在细菌产生的毒素的作用下,引起邻近组织毛细血管扩张、渗透性增强,导致血浆由血管渗出并造成局部组织充血、水肿而产生某些化学,物质。这时,中性粒细胞凭借它具有的很强趋化性,成群结队地穿出血管进入结缔组织,做着像变形虫移行时那样的变形运动,以每分钟40微米左右的速度一步一步地朝着炎症区集聚,与病菌展开搏斗。每个中性粒细胞虽然只能吞噬5~10个细菌,但是它们数多势众的连续作战,常以战胜细菌也以自身伤亡的结局而告终。

中性粒细胞接触细菌后,先是由胞质发出伪足将细菌包围,然后才将它们吞入细胞内。这时,中性粒细胞的生物氧化过程增强,产生了大量的过氧化氢。过氧化氢连同胞质中的碘化物,受中性粒细胞颗粒中释放出来的髓过氧化物酶的作用,产生了杀菌能力很强的游离碘和活性卤化物将细菌杀死,继而又从颗粒中释放出各种蛋白水解酶将杀死的细菌分解消化,大量中性粒细胞也随之死亡。死亡的细菌和中性粒细胞以及坏死组织共同形成脓液,死亡的中性粒细胞则是其中的脓细胞。这些脓液如果是在皮肤下面,或者是靠近体内腔隙附近,可经体表或腔隙排出;如果是在深层组织,则而经过“吸收”后才恢复正常。在“吸收”过程中,由单核细胞演变来的巨噬细胞将起重要作用。

巨噬细胞也就是血管外的单核细胞。原来,单核细胞和中性粒细胞一样,在血液中只停留1~2天便穿出血管进入结缔组织。不过,它在结缔组织内还要继续发育成熟后才成为巨噬细胞。

巨噬细胞也有趋化作用。在炎症恢复期,它受炎症区淋巴细胞释放的化学物质吸引而在炎症处停留下来,进行吞噬作用。巨噬细胞的细胞质内含有的过氧化氢酶可促使细胞产生过氧化氢等杀菌力很强的物质,而且巨噬细胞还可借细胞质内的溶酶体和吞噬素杀死病菌。但是,有些病菌如结核菌被吞人细胞后,有时并没有被杀死而在细胞内成为细胞内病原体,这种含有病原体的巨噬细胞就要靠淋巴细胞的协助才能把这种病原体杀死。此外,巨噬细胞吞噬异物时,并不是将吞噬的物质全部分解掉,而是将一小部分留在细胞膜上作为外来抗原,然后把这种外来抗原介绍给淋巴细胞,引起淋巴细胞的免疫反应,使机体获得更广泛的免疫。具有把抗原介绍给淋巴细胞的这种细胞称为抗原提呈细胞,巨噬细胞便是其中最主要的一种。

实现吞噬免疫的白细胞,只是血液中的过路客,它们出生在骨髓,而战斗和牺牲在结缔组织,在机体抵抗病菌感染中起着终日监视和不断消除的防御作用。

淋巴细胞与免疫

淋巴细胞是无粒白细胞,从形态上看,血液中的所有淋巴细胞均相似,只有直径大小的区别。若是用免疫学方法来鉴.别,可发现淋巴细胞是不同功能、不同分化阶段的混合细胞群体。这个群体至少有四类功能不同的细胞,即(1)T淋巴细胞,占血液中淋巴细胞总数的75%左右;(2)B淋巴细胞,占血液中淋巴细胞总数的10%~15%;(3)K细胞,占血液中淋巴细胞总数的5%~7%;(4)NK细胞;占血液中淋巴细胞总数的5%左右。

虽然20世纪60年代才发现淋巴细胞并非单一的细胞群体,但这个发现无论从理论上还是从实践上,都大大推动了免疫学的发展。科学研究证明,淋巴细胞是构成免疫系统的核心细胞,它不仅随血液和淋巴液周游全身,把全身的免疫系统串连成一个整体,而且遍布全身的淋巴细胞通过许多种方式,直接或间接地杀伤致病微生物、清除异体细胞和突变了的自身细胞,在最广范围最大程度上保护了机体免受抗原侵袭。

人体在出生以前,便已经接受了个体遗传下来的自然免疫机能(如白细胞的吞噬免疫等),但在出生以后,光靠先天的天然免疫机能是难以逃脱来自生活环境中那些种类繁多、千变万化的抗原物质伤害的。要战胜这些抗原物质的侵袭,人体还要依靠后天获得的免疫力。

人出生后获得的免疫力分为自动免疫和被动免疫。自动免疫指机体本身受抗原刺激所产生的免疫力,获得这种免疫力有两种方式:一种是人体经自然感染(如得传染病或隐性感染)而获得,称自然自动免疫;另一种是经人工预防接种抗原(如注射疫苗或口服疫苗)而获得,称人工自动免疫。自动免疫产生较慢,一般在传染或注射抗原后1~4周才产生,但维持时间长,可达半年或数年,自然自动免疫甚至可以保持终身。被动免疫指的不是由自己产生,而是由体外的免疫物质(已接触抗原的致敏淋巴细胞、淋巴细胞产生的抗体及淋巴因子等)被动地输人人体而获得的免疫力。输入方式有两种:一种是母体产:生的抗体通过胎盘或乳汁传给胎儿或新生儿,致使新生儿在出生后几个月内町以不发生某些传染病(如麻疹、白喉等),此称为自然被动免疫;另一种是给机体注射免疫血清、胎盘球蛋白、转移因子(一种淋巴因子)等,可使机体立即获得免疫力,此称为人工被动免疫。但人工:被动免疫只能维持2~3周即行消失,一般用于治疗或应急预防。

后天获得的免疫力具有特异性,例如患过天花的人,就产生了对天花病毒的抵抗力,不会发生天花再感染,对其他病原微生物则没有免疫力;进行过伤寒疫苗预防注射的人,在一定时间内对伤寒杆菌有免疫力,而对痢疾杆菌无抵抗力。因此,后天获得的免疫,又称特异性免疫。

淋巴细胞对抗原的反应叫做免疫应答。免疫应答的过程包括淋巴细胞对抗原物质的识别、反应、效应等三个阶段,最终导致淋巴细胞产生抗体或淋巴因子,借此清除抗原。

抗原是怎样引起和如何进行免疫应答的?这是一个应该说明的问题。引起免疫应答的大多数抗原是外源性抗原,如微生物、植物花粉、药物、环境污染物等。它们一般是大分子物质,分子量越大,抗原性就越强,免疫应答也就越加显着。从化学成分看,它们通常都是分子量在1万以上的天然蛋白质、核蛋白及糖蛋白等。这些抗原物质经过皮肤、消化道或呼吸道进入人体后,一般都侵入附近的淋巴组织,随后又通过淋巴管被输送到淋巴结,淋巴结则是进行免疫应答的地方。例如,脚部皮肤被细菌感染时,病菌可沿附近的淋巴管到达腹股沟部的淋巴结,在那里发生免疫应答引起淋巴结肿大。如果抗原进入血液并随血流到达脾脏,脾脏也是进行免疫应答的器官。抗原进入淋巴结或者进入脾脏,只要与淋巴细胞接触,它们的“非己”面貌就可以被识别出来。

据报导,抗原进入人体以前,体内已经存在着与抗原相对应的各种免疫细胞,而且每一种免疫细胞上都具有针对某种抗原的受体。那么,淋巴细胞怎样识别抗原?识别后将产生什么结果呢?

正常情况下,机体内的免疫细胞能识别100万到1亿种不同类别的抗原,相应地身体内也有100;万到1亿种免疫细胞克隆。所谓克隆,就是指由单一祖细胞通过无性繁殖所得到的细胞系,因为由此获得的细胞在形态结构上都是一模一样,所以同一细胞克隆也都具有相同的受体,都有识别某一相同的抗原的能力。

当淋巴细胞初次受某抗原刺激后,可使细胞的体积增大、细胞核内的物质合成加快和细胞反复分裂增殖,从而具有相应抗原受体的淋巴细胞数目大量增加。其中,有的变为寿命较短的效应细胞,还有一部分细胞转入静息状态,成为体积小而寿命长的记忆细胞。当同种抗原再次侵入机体时,只需很少量的抗原,便会迅速唤起记忆细胞转变为效应细胞。有的效应细胞产生淋巴因子,参与细胞免疫;有的效应细胞产生抗体,参与抗体免疫。

T淋巴细胞与细胞免疫

T淋巴细胞简称T细胞,在免疫应答中所起的作用是主导细胞免疫。它由胸腺产生,然后进入血液循环。在外周血液中,约70%的淋巴细胞是7细胞。另外,在脾脏、淋巴结和全身各处的淋巴组织中,也有大量的T细胞分布。

T细胞有三个亚群:一是辅助性T细胞,它能协助T细胞和B细胞识别抗原;二是抑制性T细胞,它能抑制免疫应答,调节免疫应答的强弱;三是杀伤T细胞,它是直接参与细胞免疫应答的效应细胞。通常提到的T细胞指的是杀伤T细胞。

杀伤T细胞可以直接杀伤带有抗原的靶细胞,如病毒感染细胞、突变了的自身细胞、异体细胞等,也就是说,它可杀灭细胞内病毒、抵抗肿瘤及排斥异体移值物,以此维持机体自身稳定。