生体防御

免疫と医療

予防接種

無毒化した細菌・ウィルスや、弱毒化した病原体や毒素を体内に注入することを予防接種と呼ぶ。無毒化・弱毒化した抗原はワクチンと呼ばれ、これを元に免疫記憶細胞を形成させ、2次応答によって感染を防いでいる。日本では予防接種法により、無料で接種することができる(インフルエンザ等の任意接種を除く)。

予防接種

http://idsc.nih.go.jp/

予防接種の種類

インフルエンザウィルスや、日本脳炎はしか結核などが予防接種として有名である。インフルエンザは自身の表面のタンパク質(抗原)を変化させるので、毎年予防接種をしなければならない。また、鳥のみに感染していたインフルエンザが変異を起こし、人間に感染するようにもなり猛威をふるっている。

インフルエンザウィルス

ウィルスの表面には2種類の突起(タンパク質)がある。インフルエンザはこのタンパク質に突然変異が起こりやすく、毎年微妙に構造が変化するため、毎年予防接種を受けなければならない。

インフルエンザ

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はしか(麻疹ウイルス)

麻疹ウイルスによる急性熱性発疹性のウイルス感染症をはしか(麻疹)と呼ぶ。高熱と全身の発疹が特徴的であり、脳炎との合併症状を引き起こすこともある。

はしか

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日本脳炎ウィルス

日本脳炎は、日本脳炎ウィルスに感染した豚の血液を蚊を介して、日本脳炎ウィルスが人体に侵入することによって感染する。20%が死亡、50%が後遺症が残るなど、重大な病気である。

日本脳炎

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結核菌

日本では主に肺結核が8割を占める。結核菌が胚の内部で増えて、様々な炎症が起こり、胚か破壊されていき、呼吸する力が低下し、呼吸困難に陥って死亡することもある。

結核

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血清療法

抗原をウマなどの動物に注射して抗体を産生させ、血清を患者に接種して病原菌などを取り除く治療法を血清療法と呼ぶ。血清とは血液の血球や凝固因子などを取り除いたもので、免疫グロブリン(抗体)などのみが含まれている。蛇の毒や、破傷風ジフテリアの治療方法である。

血清療法

http://challengers.terumo.co.jp/

破傷風の血清療法を確立したのは北里柴三郎である。

破傷風

土壌中に棲息する破傷風菌 が、傷口から体内に侵入することで感染を起こす。破傷風菌は芽胞として自然界の土壌中に遍く常在しており、多くは自分で気づかない程度の小さな切り傷から感染している。ワクチンによる抗体レベルが十分でない限り、誰もが感染し、発症する可能性はある。

破傷風菌

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破傷風菌は神経毒を分泌し、脳や脊髄の運動抑制ニューロンに作用し、筋肉麻痺、強直性痙攣を引き起こす。あまりに強い痙攣なため、最悪の場合、激烈な全身性の痙攣発作や、脊椎骨折などを伴いながら死に至る。

破傷風

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ジフテリア

ジフテリア菌感染によって発症する上気道の粘膜感染症である。喉の痛み、犬がほえるような咳、筋力低下、激しい嘔吐などが起こり、気道が腫れ上がって、窒息死することもある。

ジフテリア

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拒絶反応

拒絶反応とは

移植された細胞を非自己とみなしてキラーT細胞などが攻撃する反応を拒絶反応と呼ぶ。細胞表面にある主要組織適合抗原(MHC)が適合しなければ移植することはできない。通常、MHCが完全に一致することは確率的に難しいので、免疫抑制剤を投与して移植臓器への攻撃を抑える処置がされる。

MHCとは全脊椎動物における主要組織適合抗原の名称であり、個別の生物種ごとに名前が付けられている。ヒトの場合はMHCのことをHLA(humena leucocyte antigen)と呼ぶ。

HLAと拒絶反応

HLAが完全に同じでなくても移植することはできる。しかし、強い拒絶反応を防ぐためにヘルパーT細胞の増殖を抑える免疫抑制剤が使われる。

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免疫を抑制するわけであるから、人体は危険に晒されることになる。また、骨髄移植では血液全てが入れ替わるため、HLAの一致が絶対条件となっている。

副作用や危険性のない免疫抑制剤は存在しない。大部分のものは非選択的に作用するため、免疫系は感染や悪性新生物の拡大をうまく抑えることが出来なくなる。高血圧、異脂肪血症高血糖、消化性潰瘍、肝臓や腎臓の機能障害などの副作用もある。免疫抑制剤は他の薬剤の代謝や作用に影響することもある。
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MHCの違いと好きな異性のタイプ

MHCの遺伝的違いが好きな異性のタイプにも関連付けられるのではとの意見もある。が、本当の所はまだ分かっていない。

MHC遺伝子が遠い人の匂いほど、好ましく感じる
実験はこのような手順で行われました。男性には、香辛料の強い食事や香水などの使用を避けて、週末の2日間、同じ木綿のTシャツを着て過ごしてもらいます。その後、使用済みのTシャツは、実験室に集められ、被験者の女性たちにTシャツの匂いを嗅いでもらい、好感度のある順番に並べさせました。その結果、女性たちは、MHC(Major Histocompatibility Complex)という免疫をつかさどる遺伝子の値が、遠い男性のTシャツほど、好ましい匂いと回答していたそうです。

出典2/3 彼氏の「におい」にフェチな女性が多い理由 [西郷理恵子の恋愛コラム] All About

免疫記憶と拒絶反応

移植の際にも免疫記憶細胞が形成される。一度移植して失敗したものは、次に移植する際には1回目よりも早くに拒絶反応が起こる。

生体防御 -自然免疫・獲得免疫-

免疫とは

体内に侵入した異物を非自己と認識し、排除するシステムを免疫という。免疫には自然免疫獲得免疫の2種類がある。

免疫

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自然免疫

樹状細胞、マクロファージ、好中球食作用や、NK細胞による感染した細胞を破壊するシステムを自然免疫と呼ぶ。自然免疫は、組織的な免疫というよりも、偶然出会った異物を食べて破壊するという防衛システムである。病原菌だけではなく、死んだ細胞や異物などの微粒子も細胞内に取り込んで分解する。好中球は殺菌物質を分泌することもある。

獲得免疫

侵入した異物の情報を樹状細胞とマクロファージが認識して、情報に基づく非自己排除のシステムを獲得免疫と呼ぶ。獲得免疫には体液性免疫細胞性免疫がある。

免疫 自然免疫
獲得免疫 体液性免疫
細胞性免疫

体液性免疫

獲得免疫を引き起こす物質は抗原と呼ばれており、細菌やウィルスの物質、異種タンパク質、がん細胞の表面物質などが例として挙げられる。体液性免疫は次の仕組みで起こる。

①抗原提示

抗原は樹状細胞(下画像左)によって分解され、抗原情報をヘルパーT細胞に提示する(抗原提示)。

体液性免疫

②B細胞の活性化

ヘルパーT細胞は活性化して増殖し、同じ抗原を認識したB細胞を活性化させる。B細胞は抗体産生細胞に分化して抗体産生を始める。

体液性免疫

 

③抗体による抗原の無毒化と食作用

作られた抗体は抗原と特異的な反応(抗原抗体反応)をし、凝集して抗原を無毒化する。抗原はマクロファージや好中球の食作用によって排除される。

マクロファージ
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抗体

抗体は免疫グロブリンと呼ばれるY字型のタンパク質でできている。可変部定常部に分かれており、可変部が抗原に結合する。

koutai
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B細胞は可変部の遺伝子を自ら組み替えて様々な種類の抗体を作りだしている。このシステムを解明した利根川進はノーベル賞を受賞している。

tonegawa
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免疫記憶

抗原刺激によって分化したB細胞とヘルパーT細胞の一部は免疫記憶細胞として体内で残り続ける。そして、同じ抗原が入ってきた際にただちに抗体を産生するようになる。この急速で強い免疫反応を2次応答と呼んでいる。同じ病気に2度と罹らないのはこのシステムのおかげである。

血液型と体液性免疫

血液型の違うヒトの血液を輸血すると、血液同士がかたまりになる。この現象を赤血球の凝集反応と呼ぶ。凝集原(抗原)凝集素(抗体)の働きによって起こる抗原抗体反応である。ヒトの血液型は赤血球表面にある多糖類によって決定されており、これが凝集原(A、B、AとB両方、なし(O型))となる。凝集素にはαとβの2種類がある。凝集素αと凝集原A、凝集素βと凝集原Bが組み合わさった時に凝集反応が起こる。

細胞性免疫

抗体を使わずにマクロファージやキラーT細胞を活性化させて抗原を排除するシステムを細胞性免疫という。次の仕組みで細胞性免疫が起こる。

①抗原提示

樹状細胞はヘルパーT細胞に抗原提示し、ヘルパーT細胞は活性化され増殖する。

抗原提示

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②キラーTの活性化

ヘルパーT細胞は同じ抗原を認識したキラーT細胞を活性化させる。活性化されたキラーT細胞は、病原体が感染した細胞を排除する。

キラーT

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③マクロファージの集合

また、活性化されたヘルパーT細胞はマクロファージの集合を促し、食作用によって抗原を排除する。ヘルパーT細胞やキラーT細胞はその後免疫記憶細胞として残り続けるため、細胞性免疫においても2次応答が起こる。

マクロファージ

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生体防御 -白血球の種類-

生体防御

非自己から自己を守る働きを生体防御と呼ぶ。最も単純なものは皮膚(下画像)や上皮などによる異物の侵入を防ぐことである。ウィルスなどは生きている細胞にしか感染することができない。つまり、皮膚は死細胞の集まりであるため、ウィルスは皮膚からは侵入できないということである。

hyouhi

細菌やウィルスなどの非自己を排除するシステムを免疫と呼び、白血球がその役割を担っている。免疫には胸腺(下画像)、ひ臓リンパ管リンパ節などの器官が関与しており、白血球などの細胞が多く存在している。白血球には次のような種類がある。

胸腺

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顆粒白血球

食作用を行う白血球である。体内に分解酵素を多く含んでいる顆粒を持つ。好中球が一番多い。下流白血球は白血球のうちで,細胞質中に多くの顆粒を含むものである。。色素に対する染色性から,好中性球・好酸性球・好塩基性球に分けられている。

kouchuukyuu
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樹状細胞

食作用を持ち、樹上の形状をした細胞である。

jujou
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取り込んだ非自己(抗原)をヘルパーT細胞に提示する(抗原提示)。

抗原提示
http://www.slideshare.net/

マクロファージ

食作用を持ち、ヘルパーT細胞に抗原提示を行う。

makurofaji
http://www.fmu.ac.jp/

リンパ球

リンパ球は細胞質が少なく、大きな核を持つ。ヘルパーT細胞、キラーT細胞、B細胞、NK(ナチュラルキラー)細胞の種類がある。

ヘルパーT細胞

ヘルパーT細胞はB細胞とキラーT細胞を活性化させる。T細胞は胸腺(Thymus )で成熟する。

キラーT細胞

キラーT細胞は非自己と認識された細胞(がん細胞など)を破壊する。

killer
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B細胞

B細胞は抗体を産生する。B細胞は骨髄(bone marrow)で生成され、成熟する。

bsaibo
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NK細胞

病原体などに感染した細胞を攻撃し、排除する。細胞を殺すのには、T細胞とは異なり事前に抗原提示を受ける必要がない。

NK
http://turnmeon.hatenablog.com/