免疫とは

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いまやウイルスの脅威に再認識される日々です。

過去から人類は感染症との闘いの歴史でした。

それに打ち勝つために我々は免疫というものを備えています。免疫とはいわば外的からの攻撃や異物の侵入を排除する機能をいいます。

免疫には大きく自然免疫と獲得免疫に分かれます。簡単にいうと自然免疫は侵入してきた異物なんでもやっつけてしまい、獲得免疫とは一度侵入した異物を認識して特異的に排除することをいいます。

血液の成分

免疫のお話をする前に我々の血液の組成を説明したいと思います。

血液には血球成分と血漿成分とに分かれます。血球は細胞成分で、血漿成分はそれ以外の液体の成分を言います。血球成分には酸素を運ぶ赤血球、免疫を担当する白血球、凝固(出血を止める)を担当する血小板などがあります。

血球成分

赤血球

赤血球は直径約7.5μm、厚さ約1~2μmの円盤状で細胞核やミトコンドリアを持ちません。膜は弾性に優れて容易に変形できるため、毛細血管など細いところも通りやすいです。赤血球は、水やヘモグロビン(タンパク質)、脂質といった物質から構成されています。赤血球を生成する上で、体内で合成することのできない鉄、ビタミンB12、および葉酸が重要な栄養素とされる。骨髄で生成され、古くなると脾臓で分解され排出されます。その間の寿命は約120日間。血液1mm2に成人男子で約500万個、成人女子で約450万個、幼児で約690万個。役割は肺で取り込まれた酸素と二酸化炭素の運搬です。その構造は表面の赤血球膜と内部の細胞質に分けられ、赤血球細胞膜を通して酸素と二酸化炭素が交換されます。細胞質のヘモグロビンと酵素の働きで酸素と二酸化炭素は輸送です。

白血球

顆粒球(好中球、好酸球、好塩基球)、リンパ球(T細胞、B細胞、NK細胞)、単球に分類され細胞核を持つ集合体です。単球は血管から組織に入りマクロファージ(大食細胞)に変わります。顆粒球の寿命は約2~14日、リンパ球は数十年もの寿命を持つ場合がある。役割は、病原体やガン細胞を直接、あるいは抗体を作って間接的に攻撃し体を守る働き殺菌、免疫作用を持ちます。血液1mm2に成人で平均7,500個。

好中球 細菌の捕食、殺菌

好酸球 寄生虫を攻撃、アレルギー反応を引き起こしたり抑制したりする

好塩基球 アレルギー反応に関係しています。

リンパ球 抗体を作り、腫瘍細胞やウイルスに感染した細胞を攻撃します

単球 細菌などの異物を捕食。リンパ球に抗体の特徴を伝える。

   マクロファージは単球が分化したもの。

血漿

血漿成分の約90%が水分、約7%が蛋白質、脂肪、糖、無機塩類、その他の成分で構成されています。蛋白質(アルブミン、フィブリノーゲン、免疫グロブリン)・脂質糖類(グルコース)・無機塩類(カルシウム、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、鉄、銅、リン等)で構成されています。役割は、細胞へ無機質の栄養素、血漿タンパク質(浸透圧や緩衝作用調整)のほかにも、アミノ酸やホルモン・ビタミン類を運び、二酸化炭素、尿素、アンモニアなどの老廃物を肺や腎臓に運ぶ働きをしています。ほかに出血が起きたときに、血小板や赤血球と一緒に頑丈な血栓を作って傷口をふさぎます。また、いろいろな抗体が含まれ、病原体の排除に重要な働きをしています。

自然免疫

自然免疫とは、受容体を介して、侵入してきた病原体や異常になった自己の細胞をいち早く感知し、それを排除する仕組みです。簡単にいうとなんでもかんでも体内に入った異物をいち早く排除するといった意味合いがあります。生体防御の最前線に位置している仕組みともいえます。ひとつの分子が、多種類の異物、病原体の分子に反応することができますが、特定の病原体に繰り返し感染しても、自然免疫能が増強することはありません。ここで活躍している免疫担当細胞は、主に好中球やマクロファージ(単球が分化したもの)、樹状細胞といった食細胞です。のちに述べる獲得免疫とは異物を認識して特異的に排除する意味合いがあります。

マクロファージ

病原体を排除する基本的な方法は大きく分けて二つあります。

1)抗菌分子が、直接病原体に作用し、穴をあける、融解するなどして病原体を処理する。
2)食細胞(マクロファージ)が、病原体を貪食、処理する。

病原体を直接攻撃する分子には抗菌ペプチド、リゾチーム、レクチン、補体といった分子があります。 レクチン、補体などは、病原体に結合することにより、食細胞の貪食作用を促進させる作用も持っています。こうして、病原体が貪食されやすくなった状態のことを「病原体がオプソニン化された」と表現します。

自然免疫系では、特定のグループの病原体に共通した分子や構造を認識する「パターン認識受容体」を介して、病原体の侵入を感知します。パターン認識受容体には複数の種類があり、病原体を感知した後、貪食を促すタイプ、細胞内シグナル伝達を起動させるタイプがあります。細胞内シグナル伝達の結果、サイトカインなどの発現が誘導され、自然免疫系の活性化や適応免疫系との連携が生じます。

獲得免疫

獲得免疫とは、感染した病原体を特異的に見分け、それを記憶することで、同じ病原体に出会った時に効果的に病原体を排除できる仕組みです。適応免疫とも呼ばれます。自然免疫に比べると、応答までにかかる時間は長く、数日かかります。ここで活躍している免疫担当細胞は、主にT細胞(細胞障害性T細胞(細胞傷害性T細胞(CTL、またはキラーT細胞)とは、抗原を認識すると活性化し、同じ病原体に感染した細胞を攻撃・排除するT細胞です。)、ヘルパーT細胞(ヘルパーT細胞とは、抗原を認識すると活性化し、同じ病原体を攻撃できる抗体を産生する B細胞を選択的に活性化するT細胞です。 )など)やB細胞といったリンパ球です。

獲得免疫の主な特徴は、大きく分けると以下の通りです。

1) 特異性と多様性:病原体は無数に存在しますが、生体はそれら全てに対してそれぞれに特異的に反応できる分子を持ちます。どのような病原体、異物にも反応できますが、自分自身(自己)には反応しません。これを自己寛容といいます。
2) 免疫記憶:一度感染した病原体を記憶し、再び同じ病原体に遭遇した際には感染・発症を防ぎ、あるいは発症しても軽度で済むことができる迅速で効果的な免疫応答が発揮されます。

自然免疫において、末梢組織内に存在する樹状細胞は、病原体を貪食して取りこみ、それらをペプチドに分解します。そして、リンパ節や脾臓に移動して、獲得免疫で働くT細胞に、抗原ペプチドを提示します(抗原提示)。樹状細胞から提示された抗原に対して反応することのできるT細胞のうち、ヘルパーT細胞は、自然免疫で病原体を貪食する食細胞に対して、その免疫反応を増強させるようにも働きかけています。

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