免疫系统是一个由生物系统所组成的复杂网络,负责保护生物体免受疾病侵害。它能够识别并回应各种病原体,包括病毒、细菌、癌细胞以及寄生虫等,甚至一些异物如木屑,并能将其与健康的自身组织区分开来。许多生物拥有免疫系统的两大主要子系统。
先天免疫系统提供了对于广泛情况的预设反应,而适应性免疫系统则会提供针对每种刺激量身定做的反应。
先天免疫系统是一种较为普遍的防御机制,能立即展开但不具特针对性;而适应性免疫系统则能藉由学习识别之前遇过的病原,进行更精准的攻击。因此,当病原体再次袭来时,免疫系统能够更快地反应。这一过程是疫苗接种的原理所在。
免疫系统藉由分层防御来保护宿主免受感染。首先是物理屏障,防止病原体如细菌和病毒进入生物体。如果病原体突破这些屏障,先天免疫系统将立即介入,然而其反应并不具特异性。若病原体成功规避先天反应,脊椎动物具备第二道防护——适应性免疫系统。
物理、化学及生物屏障都是保护生物体免受感染的几个重要障碍。
在身体的开口处,系统会以不同方式保护,例如呼吸道的咳嗽及打喷嚏能够机械性地将病原体及其他刺激物排出。另一个例子是泪水及尿液的冲刷作用,也能有效地将病原体排出。此外,呼吸和消化道分泌的黏液则可捕捉微生物,阻止其进一步扩散。
当微生物或毒素成功进入生物体后,便会遭遇到先天免疫系统中的细胞及机制。这种先天反应通常是由模式识别受体所触发,这些受体能识别出与广泛微生物群组相关的成分。先天免疫的防御是非特异性的,因此这些系统以一般的方式回应病原体。
先天免疫系统的主要防御是普遍存在于所有动物中,且在植物中是唯一的防御系统。
凡是侵入的微生物都会被特化细胞如巨噬细胞、中性粒细胞及树突细胞所识别并排除。这些细胞的一大特征是能发出信号,召唤其他免疫细胞到达感染部位。
随着进化的过程,适应性免疫系统在早期脊椎动物中发展出来,让免疫反应能够更强大且具备免疫记忆功能。每个病原体都被其特定的抗原「记住」。适应性免疫反应的特异性使得生成的反应能沟通到具体病原或病原感染细胞。
当身体遭遇相同病原时,记忆细胞便能快速消灭病原,打下强而有力的保护基础。
在适应性免疫系统中,淋巴细胞是主要的细胞类型,分为B细胞和T细胞,前者参与体液免疫反应,后者则参与细胞介导的免疫反应。每种B细胞与T细胞能够识别不同的抗原,进行有效的反应。
在面对感染时,发炎是免疫系统最早展现的反应。发炎的症状包括红肿、热感和疼痛,这些都是因为组织内血流增加所导致的。这个过程中,伤害或感染的细胞会释放前列腺素和细胞激素等化学物质,来引导其他免疫细胞到达感染部位,协助消灭病原体并促进修复受损组织。
发炎反应不仅是消灭病原的前线,更是身体自我修复的重要过程。
最终,免疫系统以其神秘而复杂的网络,协同各层次的防御机制,持续地保护着我们的健康与安全。而在这背后,打下坚实基础的免疫记忆又是如何影响我们对抗疾病的能力呢?