解剖学的、生理学的障壁と細菌

皮膚と粘膜は防御の第一線です

皮膚と粘膜は、病原体の体内への侵入に対する防御の第一線です。皮膚は最も外側のバリアであり、細菌や寄生虫に対して特に耐性があります。皮膚の最外層である角質層は、真皮への細菌の侵入を防ぐ強力な細胞間結合により、細菌が侵入できません。真皮は低酸素環境にあり、細菌の増殖には好ましくありません。真皮細胞には、細菌の細胞壁などの外来タンパク質を破壊するプロテアーゼも豊富に含まれています。皮膚の腺は抗菌作用のある汗と皮脂を生成し、細菌の付着を防ぐ疎水性バリアも提供します。鼻や口の粘膜は細菌の透過性が非常に高いのです。これは胃腸管にも当てはまります。胃腸管は表面積が大きいため、細菌が蠕動運動によって活発に輸送されるという事実により、透過性の高い管腔障壁となっています。したがって、腸上皮細胞には、大きな高分子や有害な細菌の通過を防ぐ密着結合が備わっています。腸上皮の密着結合は自律神経系によって調節されており、これにより横隔膜、腹筋、蠕動運動が収縮することにより、摂取後の細菌の反射的な排除も引き起こされます。

第二の関門としての呼吸器および消化管

呼吸器と消化管は、人体を病原体から守るための次の障壁です。気道には、ほこり、細菌、ウイルスを捕捉できる繊毛粘膜の内層があります。粘膜内層の粘液は大きな病原体を捕らえ、蠕動運動の助けを借りて排出されます。腸内細菌は胃の酸性 pH によってほとんど死滅します。胃プロテアーゼも細菌の細胞壁を破壊し、細菌を殺します。塩酸 (HCl) は細菌の増殖を抑制します。腸マクロファージは消化管の主要な免疫細胞ですが、腸上皮細胞には病原体関連分子パターン (PAMP) を認識し、炎症誘発性サイトカインの放出を引き起こすToll様受容体が備わっています。胃腸反射も免疫反応を刺激する役割を果たします。胃結腸反射は食後に蠕動運動を誘発し、これにより胃腸管から血液中への高分子および細菌抗原の通過が増加します。

体液性免疫

体液性免疫は病原体に対する防御の第一線です。これは、B 細胞によって産生される抗体によって媒介されます。 B 細胞は、B 細胞受容体を介して表面上の病原体関連分子パターン (PAMP) を認識すると活性化されます。最も重要な PAMP は、細菌のリポ多糖 (LPS)、細菌のペプチドグリカン、およびウイルスの核酸です。 B 細胞は自然免疫応答中に活性化されますが、T 細胞は適応応答中に活性化されます。 B 細胞は、休止期 B 細胞または形質細胞のいずれかです。形質細胞は不活性型の抗体を産生し、B 細胞が破壊されると活性化されます。免疫グロブリンは、IgA (免疫グロブリン A)、IgG (免疫グロブリン G)、IgM (免疫グロブリン M)、IgD (免疫グロブリン D)、および IgE (免疫グロブリン E) の 5 つの異なるクラスで構成されます。免疫グロブリンは、粘膜液、血液、免疫組織、リンパ組織に存在します。それらは病原体を中和し、オプソニン化して凝集を誘導することにより、病原体から体を守ります。免疫グロブリンは、感染のリスクが高い移植においても重要です。補体タンパク質も体液性免疫の一部です。これらは、抗体および PAMP の存在下で古典経路によって活性化されます。補体系は、相互作用して免疫カスケードを形成する 30 を超えるタンパク質で構成されています。補体系の主な機能は、細菌やウイルスなどの病原体を排除することです。

細胞性免疫 T細胞、マクロファージ、樹状細胞

T 細胞は適応免疫反応にとって重要です。これらは、病原体関連分子パターン (PAMP) と自己抗原を認識します。マクロファージは重要な免疫細胞の種類です。彼らの認識能力は幅広いですが、応答能力は限られています。これらは、細菌の LPS やペプチドグリカン、ウイルスタンパク質、核酸、メラニンなどの病原体関連分子パターン (PAMP) を通じて病原体を認識します。マクロファージは CD4+ T 細胞によって活性化され、炎症誘発性サイトカインを分泌する M1 (古典的) マクロファージ、または抗炎症性サイトカインを分泌する M2 (代替) マクロファージに分化します。

結論

人体は病原体にとって恵まれた環境であり、効率的な免疫システムによって保護されています。いくつかの解剖学的および生理学的障壁が、有害な環境を作り出します。 微生物と病原体。防御の第一線は皮膚と粘膜であり、病原体を捕らえて追い出します。呼吸器と胃腸管は次の関門であり、免疫グロブリンと補体タンパク質によって保護されています。最後に、T 細胞、マクロファージ、樹状細胞は、病原体を直接殺す主要な細胞性免疫細胞です。