免疫系統是一個由生物系統所組成的複雜網絡,負責保護生物體免受疾病侵害。它能夠識別並回應各種病原體,包括病毒、細菌、癌細胞以及寄生蟲等,甚至一些異物如木屑,並能將其與健康的自身組織區分開來。許多生物擁有免疫系統的兩大主要子系統。
先天免疫系統提供了對於廣泛情況的預設反應,而適應性免疫系統則會提供針對每種刺激量身定做的反應。
先天免疫系統是一種較為普遍的防禦機制,能立即展開但不具特針對性;而適應性免疫系統則能藉由學習識別之前遇過的病原,進行更精準的攻擊。因此,當病原體再次襲來時,免疫系統能夠更快地反應。這一過程是疫苗接種的原理所在。
免疫系統藉由分層防禦來保護宿主免受感染。首先是物理屏障,防止病原體如細菌和病毒進入生物體。如果病原體突破這些屏障,先天免疫系統將立即介入,然而其反應並不具特異性。若病原體成功規避先天反應,脊椎動物具備第二道防護——適應性免疫系統。
物理、化學及生物屏障都是保護生物體免受感染的幾個重要障礙。
在身體的開口處,系統會以不同方式保護,例如呼吸道的咳嗽及打噴嚏能夠機械性地將病原體及其他刺激物排出。另一個例子是淚水及尿液的沖刷作用,也能有效地將病原體排出。此外,呼吸和消化道分泌的黏液則可捕捉微生物,阻止其進一步擴散。
當微生物或毒素成功進入生物體後,便會遭遇到先天免疫系統中的細胞及機制。這種先天反應通常是由模式識別受體所觸發,這些受體能識別出與廣泛微生物群組相關的成分。先天免疫的防禦是非特異性的,因此這些系統以一般的方式回應病原體。
先天免疫系統的主要防禦是普遍存在於所有動物中,且在植物中是唯一的防禦系統。
凡是侵入的微生物都會被特化細胞如巨噬細胞、中性粒細胞及樹突細胞所識別並排除。這些細胞的一大特徵是能發出信號,召喚其他免疫細胞到達感染部位。
隨著進化的過程,適應性免疫系統在早期脊椎動物中發展出來,讓免疫反應能夠更強大且具備免疫記憶功能。每個病原體都被其特定的抗原「記住」。適應性免疫反應的特異性使得生成的反應能溝通到具體病原或病原感染細胞。
當身體遭遇相同病原時,記憶細胞便能快速消滅病原,打下強而有力的保護基礎。
在適應性免疫系統中,淋巴細胞是主要的細胞類型,分為B細胞和T細胞,前者參與體液免疫反應,后者則參與細胞介導的免疫反應。每種B細胞與T細胞能夠識別不同的抗原,進行有效的反應。
在面對感染時,發炎是免疫系統最早展現的反應。發炎的症狀包括紅腫、熱感和疼痛,這些都是因為組織內血流增加所導致的。這個過程中,傷害或感染的細胞會釋放前列腺素和細胞激素等化學物質,來引導其他免疫細胞到達感染部位,協助消滅病原體並促進修復受損組織。
發炎反應不僅是消滅病原的前線,更是身體自我修復的重要過程。
最終,免疫系統以其神秘而複雜的網絡,協同各層次的防禦機制,持續地保護著我們的健康與安全。而在這背後,打下堅實基礎的免疫記憶又是如何影響我們對抗疾病的能力呢?