一、非特异性免疫
(一)屏障结构
1.皮肤和黏膜屏障 致密的上皮细胞对病原体的入侵有机械阻排作用,同时能分泌杀菌或抑菌物质杀灭或抑制病原体。例如,皮脂腺分泌的脂肪酸、汗腺分泌的乳酸、泪液及口腔等黏液中的溶菌酶,均有较强的杀菌或抑菌作用,防止病原菌进入机体组织。
2.血脑屏障 由软脑膜、脉络膜、脉络丛的脑毛细血管及其周围的星形胶质细胞组成。血脑屏障具有阻挡病原生物及其有害物质从血液进入脑组织,保护中枢神经系统。婴幼儿的血脑屏障尚未发育成熟,易发生颅内感染。
3.胎盘屏障 由母体子宫内膜的基蜕膜和胎儿绒毛膜组成。它能阻止母体血液中的病原体经胎盘进入胎儿。但母体在妊娠三个月内,胎盘屏障发育尚未完善,感染母体的病毒等容易经胎盘进入胎儿,可导致胎儿畸形、流产或死胎。
(二)吞噬细胞
吞噬细胞包括血液中的单核细胞、组织器官中的巨噬细胞(MФ)和外周血中的中性粒细胞。吞噬细胞的吞噬杀菌过程比较复杂,一般分为三个阶段(见图3-9)。
图3-9 吞噬细胞吞噬杀菌过程
1.接触病原菌阶段 吞噬细胞与病原菌的接触可以是随机相遇,或通过趋化因子的作用而接触。趋化因子主要有补体活化产物,如C3a、C5a、,病原菌菌体的多糖成分,细胞因子如IL-8等。在趋化因子的作用下,吞噬细胞移动到有病原菌之处,从而使吞噬细胞与病原菌接触。
2.吞入病原菌阶段 吞噬细胞一旦接触到病原菌后,伸出伪足将其包裹并吞入胞内,形成吞噬小体。
3.杀菌和消化阶段 吞噬小体与溶酶体融合形成吞噬溶酶体,溶酶体内乳酸、溶菌酶、髓过氧化物酶等杀死细菌,溶酶体内的蛋白酶、脂酶、核酸酶等进一步消化死菌,未消化的残渣排出细胞外。
吞噬作用产生两种结果,一种是完全吞噬,即细菌被吞噬后5~10分钟死亡,1小时内被消化。另一种是不完全吞噬,即吞噬细胞吞噬病原菌后,不能杀死、消化病原菌,病原菌甚至在胞内生长、繁殖,并随吞噬细胞的游走播散到全身,这种现象见于吞噬某些胞内寄生菌,如结核分枝杆菌、麻风分枝杆菌、伤寒沙门菌、布鲁菌等。此外,溶酶体释放的酶对机体组织有损伤作用。
(三)体液中的抗菌物质
正常体液中含有多种杀菌或抑菌物质,如补体、溶菌酶、乙型溶素等。
1.溶菌酶 是一种低分子,不耐热的碱性多肽,广泛存在于血清、唾液、泪液等体液中。它能破坏革兰阳性细菌的细胞壁。
2.乙型溶素 是一种碱性多肽,人血清中含量高,能破坏革兰阳性菌的细胞膜。
3.补体(complement) 存在于人和动物血清与组织液中一组经活化后具有酶活性的蛋白质,包括30多种可溶性蛋白和膜结合蛋白,故被称为补体系统。体内多种组织细胞能合成补体蛋白,其中肝细胞和巨噬细胞是合成补体的主要细胞。补体广泛参与机体抗微生物防御反应和免疫调节,也可介导免疫病理的损伤性反应,是体内具有重要生物学作用的效应系统。
(1)补体的组成:补体系统共有30余种成分,按其生物学功能分为三类:固有成分(C1q、C1r、C1s,C2,C3……C9,B因子,D因子等);调节蛋白(C1抑制物、I因子、H因子等);补体受体(CR1~CR5、C3aR、C2aR、C4aR等)。肥大细胞、嗜碱性细胞上有C3a、C4a、C5a受体,中性粒细胞、巨噬细胞、红细胞上有C3b受体。
(2)补体的激活:补体通常以无活性的酶前体形式存在,只有在某些活化物的作用下,或在某些特定物质的表面上,补体各成分才依次活化,并表现出多种生物学作用。补体的活化可分为三条途径:经典途径、旁路途径、甘露聚糖结合凝集素(MBL)激活途径。三条途径都是一系列连锁反应,具有共同的末端通路,即膜攻击复合物的形成及溶解细胞效应。
1)经典途径:经典途径中的活化剂主要为免疫复合物,即IgG或IgM型抗体与抗原结合后的复合物。若以免疫溶血为模式,从抗原抗体复合物激活C1到红细胞溶解,经典途径可分为三个阶段,即识别阶段、活化阶段、膜攻击阶段(图3-10)。
2)旁路途径:不需要抗原抗体复合物参与,其过程不经C1、C4、C2,直接由附着在细菌脂多糖或其他颗粒成分表面的C3b与B因子结合,再由D因子将结合状态的B因子裂解成Ba和Bb,Ba游离于液相,Bb与C3b结合形成C3bBb复合物,即C3转化酶。旁路途径的激活过程见图3-11。
3)MBL途径:MBL是一种钙依赖性糖蛋白,结构与C1q相似。MBL途径不是抗原抗体复合物激活C1,而是病原菌感染早期的炎症反应所形成的MBL与细菌的甘露糖残基结合,再与丝氨酸蛋白酶结合成MBL相关的丝氨酸蛋白酶(MASP),MASP与活化的C1有同样的活性,可水解C4、C2形成C3转化酶,其后的反应过程与经典途径相同。MBL途径的意义在于它对病原菌感染早期有重要的防御作用。
图3-10 补体活化经典途径示意图
图3-11 补体活化旁路途径示意图
(3)补体的生物学作用
补体具有许多生物学作用,如溶解靶细胞、调理作用、引起炎症反应等见表3-5。
表3-5 补体的生物学功能
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