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【工作細胞推廣/文長】文科生也能懂的高中免疫學(一:先天免疫)

作者:艾璐│工作細胞│2018-09-13 23:55:46│巴幣:21│人氣:1076
前言

  在場外沉太快了,所以還是放小屋裡吧。
  在「工作細胞」這部作品動畫化之前就有在看,一開始只覺得這科普方式挺有趣,但也沒特別覺得免疫學好玩。如今看了動畫,不知為何一腳踩進B細胞的深坑,然後就莫名其妙的對免疫學產生了興趣。這整個八月我幾乎一直沉浸在搜尋資料和蹂躪B細胞當中,眼看我大學最後一個暑假(大概)就快結束了,突發奇想,就乾脆把自己做的筆記化為完整的段落,希望能夠透過對免疫學的介紹,推廣工作細胞這部作品。
  以下將以一個高職畢業現為外語系的臭文科生也能懂的方式,輔以「工作細胞」帶給我的熱情,來簡單介紹現實中人體的免疫反應過程。我上網查了很多資料、看了許多youtube影片的解釋、甚至買了比較簡易入門的書來讀,雖無法很深入的講解各個專有名詞,但求對免疫學可能有興趣卻又無從下手的人能夠有初步的認識。
  當然,我只是個臭文科宅,如果以下敘述有任何錯誤,還請各位大大不吝給出指正或是補充(皆會註明各位大名)。希望能夠透過各位大大的幫助,來完善這個「文科生也能懂的高中免疫學」。
  最後,以下的知識可能會對工作細胞漫畫上的劇情有點小雷,如果不希望因為自己長了知識卻被雷到的人,還請盡速離開!
  那麼,以下正文開始。


先天免疫與後天免疫:免疫反應的三道防線

  我們身處的環境,被成千上億個微生物包圍著:它們在我們剛尻槍完的滑鼠上、在剛被我們舔完的內褲上、在我們的皮膚上、甚至在我們每一次吸進來的空氣裡。這其中包含了不少會對我們身體造成危害的微生物,例如細菌。它們總是想方設法對人體展開侵略,但為什麼我們依然能活得好好的?
  這都要歸功於我們人體內有著強大的免疫系統,建構出一套複雜的SOP對抗這些外敵。而我們今天就是要來介紹人體這套SOP到底是如何運作的。
 
  人體的免疫反應總共有三道防線:第一道防線和第二道防線為「先天免疫」,而第三道防線則為「後天免疫」。簡單來說,「先天免疫」就是人一出生就有的免疫能力,能夠「無差別的」殲滅外來抗原;而「後天免疫」則是需要靠特定細胞針對「特定的」外來抗原,進行目標性的攻擊。
 
  那麼以下,就先來介紹構成「先天免疫」的第一道防線第二道防線吧。


先天免疫的防線
本單元後附有「先天免疫懶人包」

一、            第一道防線:
  人體最基本的防線,將絕大多數的細菌阻隔在外。其中包含皮膚、分泌液、黏膜、汗腺、淚液以及益生菌等等。在免疫反應第一道防線中,又可被分為三種防禦:「物理性防禦」、「化學性防禦」以及「生物性防禦」。以下將一一進行介紹。
 
1)物理性防禦:
  物理性防禦中包含「皮膜組織」和「黏毛」。
  所謂「皮膜組織」,又被稱為「上皮組織」。型態非常多樣,且大部分覆蓋於我們的身體表面(即皮膚)、體腔、以及管道。這種組織就是角質化的屏蔽,基本上只要沒有受傷,組織沒有裂縫,就不會有細菌進入。
  所以那種很愛一直摳傷口的人根本就是破壞自己的大門,不然就是存心想練蠱。(對,就是我。)
  另一方面,「黏毛」存在於我們的鼻腔或是呼吸道中,可以捕捉外來的細菌,形成鼻涕或痰將其排出。
2)化學性防禦:
  牽涉使用到特定的PH值、或是特定的酶來殺死細菌的,就在此類。其中包括汗腺、胃液以及淚液。
  對的,我們都知道胃液可是酸鹼值低於3的強酸,大部分的細菌和病毒無法在這種強酸環境下生存,是很好的殺菌液。不過還是有例外的。有些細菌不怕這種酸性環境,例如:胃幽門桿菌。這種細菌可以將胃中極少量的尿素分解成氨(氨為鹼性),中和部分胃酸的酸度以利生存(李宜霖胃腸肝膽科,2017)。通常這種細菌一旦進駐,就會在接下來漫長的時間中與宿主的免疫系統抗衡,漸漸導致一些慢性胃炎等的疾病。對這種菌的詳解以及預防有興趣的人,可以參考這個網站:李宜霖胃腸肝膽科
  然後,有關淚液也可以殺菌的部分,其實是因為我們的淚液當中存在所謂的「溶菌酶」。這種酶可以破壞細菌的細胞壁,進而殺死它們。除了淚液之外,鼻涕還有唾液都存在溶菌酶。順帶一提,海龜或是鱷魚淚液的溶菌酶的殺菌效率更好。
3)生物性防禦:
  也就是我們體內的細菌了。
  我們人體當中除了自身細胞之外,也存在著大量外來的細菌,兩者比例大約是1:1。也就是說,我們人體內也額外住著大約30兆的外來種。
  這些細菌又可以被細分為三種族群:對人體有幫助的「益生菌」(約20%)、平時不好不壞,但看狀況變壞的「條件致病菌」(約70%)、以及會對人體造成危害的「致病菌」(約10%)。
  先說說我們常聽到的「益生菌」,包含乳酸菌、雙歧桿菌、布拉氏酵母菌等等……這種菌可以幫助我們消化食物、並且從我們不能消化的食物中分解出熱量、甚至還可以刺激腸道細胞再生……總而言之,是人體非常歡迎的一種菌。
(工作細胞漫畫中的乳酸菌。度的,我寵物。)
  再來,就是佔壓倒性數量的「條件致病菌」。條件致病菌平時對我們不會帶來危害,也不會帶來什麼特別的好處,就是一直蝸居於體內過著它們的生活。不過正因為這種菌大量佔據我們體內,阻隔了其他壞菌趁隙侵入的機會,所以在保護人體上也算是一大功臣。然而!條件致病菌可是ㄊㄇ會看風向的菌。它們會追隨益生菌和致病菌中數量較多的一方。也就是說,如果哪天致病菌的數量比益生菌還要多的時候,這種菌就會跟著它們一起作壞。這也就是為什麼益生菌多才健康。
(工作細胞中的條件致病菌。啊斯!)
  以上所提的兩種菌就是在生物性防禦中為人體起作用的菌。
  至於最後的「致病菌」,雖然對人體是有害的,但因為數量普遍被壓抑著,平時是很難對人體造成危害。有些人會問:「為什麼我們體內的免疫系統不將這種隱憂趕盡殺絕呢?」有一說是它們的存在是免疫系統演習對象。有研究顯示,人體的免疫系統會放掉一些危害,這讓相同的危害爆發時,免疫系統可以進行有效的反應。
  如果對這些菌群在人體內的活動有興趣的話,可以看看這個影片(請開CC中文字幕):
  以上就是先天免疫中的第一道防線的介紹。接下來我們將往先天免疫的第二道防線看下去。

二、            第二道防線:
  當細菌或是病毒等病原體突破了第一道防線的阻隔(可能是因為受傷),成功侵襲人體之後,我們體內的免疫細胞們就會開始起反應。
 
1)      發炎反應:
  最先啟動的就是「發炎反應」。存在於受傷組織附近的肥大細胞會釋放出「組織胺」。這東西如果有看到工作細胞動畫第五話的人應該不陌生。  
  簡而言之,組織胺能夠引發微血管通透性增加,使血流量變大,心搏加速。正因如此,我們傷口部位才會發紅發腫又發熱。而如此腫脹的地方自然也會壓迫到組織,所以我們也會感到痛癢。
  此外,也因為組織胺的釋放,讓血纖維蛋白Fibrin,就是血小板第二話用的那個粉色毯狀物,凝血用)也跑到了發炎組織去。雖然說它們能夠幫助凝血,但如果發炎反應過於嚴重的話,血纖維蛋白會硬化。SARS當時如此致命,即是因為肺部劇烈的發炎反應,使肺纖維硬化,最終無法呼吸致死。
(工作細胞中的肥大細胞。黑絲注目。)
(血小板與血纖維蛋白)
 
2)      吞噬作用
  上面我們提到組織胺能夠使血管通透性提升,這就讓體內的白血球更容易趕往事發現場,攻擊敵人。當然,白血球們的攻擊方式不是帥氣的拿著小刀或揮著大槌,而是把敵人吞下去殺死,就成了我們所說的「吞噬作用」。以下我們請白血球1146號先生示範:
(豪ㄘ。)
   不過真實的狀況是這樣就是了:
   有一點要補充的是,我們這裡所說的「白血球」其實只是個總稱。白血球又可以被細分為許多種:嗜中性球、嗜酸性球、嗜鹼性球、單核球、巨噬細胞、樹突狀細胞、T淋巴球以及B淋巴球都在此類。在第二道防線作戰中除了淋巴球以外其他種白血球皆有出動的可能,不過在對抗抗原時大多以嗜中性球和巨噬細胞為主(嗜鹼性球跟嗜酸性球無吞噬作用,因為它們並不司職殺菌)。
   喔對了,血液裡面流動著的單核球,要離開血管前往發炎組織戰鬥時,會變身成巨噬細胞。詳情請見工作細胞動畫第10話。
(我看到變身畫面時的表情)
 
3)      補體反應
  「補體」就是一系列的蛋白質,由肝臟製造出來後,流淌於血清、組織液和細胞膜表面。補體的活化途徑有三種:經典途徑、凝集素途徑、以及替代途徑;其中經典途徑即是被IgG抗體和IgM抗體活化(抗體的部分會在之後作介紹)。當補體被活化之後,可以對抗源產生下列反應:
  ‧調理作用:附在病原身上,幫助白血球進行吞噬(加料的概念)
  ‧趨化作用:吸引巨噬細胞和嗜中性球過來。
  ‧凝集作用:凝結病原體。
  ‧產生MAC(穿膜複合體,Membrane Attack Complex):可以在細菌表面挖洞,讓細菌的細胞質流失而死。
 
4)      產生干擾素
  即便前三種提及的反應可以對病原造成強大的打擊,但細胞仍難逃被病原感染的命運。當人體細胞被感染時,它們會釋放出「干擾素」。「干擾素」是一種細胞之間訊息溝通的物質,其作用如下:
  ‧進行自我調理:當病原感染細胞之後,通常會進行RNA的轉錄,讓細胞變成病原自我複製的殭屍工廠。而當細胞釋放出干擾素之後,可以抑制病原的RNA轉錄以及DNA的複製,減少新病原的生產。
  ‧吸引白血球:細胞釋放干擾素之後,會吸引白血球過來殺死被感染的自己。
  
  有夠偉大。
 
5)      NK細胞(自然殺手細胞)
  除了前述四種反應以外,還有另一種細胞會在第二道防線挺身而出。它便是NK細胞大姊。
  NK細胞也是一種淋巴球,但跟T細胞和B細胞不同的是,NK細胞不需要任何指令便可自行對受感染的細胞進行攻擊。NK細胞像個獨行俠一樣在全身進行巡邏,它們會主動接觸陌生的細胞,一旦發現該細胞釋出了不該釋出的激素、或是沒釋出該釋出的片段,NK細胞就會認定該細胞為敵人並殺之。
  由於NK細胞和白血球一樣「非我即殺」的特性,便被歸類在先天免疫的一環中。
  另外,也因為NK細胞在辨識外敵的效率很好,所以同時殲滅體內癌細胞的重要角色。我們知道一般細胞出狀況時會釋放出干擾素,讓免疫細胞來殺死自己;但很多時候細胞也很怕死,所以它們可能就不會釋放干擾素、或甚至藏起一些有問題的表面片段,這就讓免疫細胞們以為這個細胞是同伴,不把它殺掉。唯獨只有NK細胞能夠辨識出這個有問題的細胞,將其解決。
  所以,笑口常開,口吐蓮花,保你NK姊姊一生平安。
(工作細胞中的NK細胞。大笑完之後就活化的樣子。)
 
  以上就是先天免疫中第二道防線的介紹。到這邊為止就是先天免疫的範圍,我知道一定會有人貼打這麼多誰看的完.jpg,所以下面有附懶人包。
 
先天免疫總結
‧先天免疫是身體本身就有的免疫反應,這些反應不會針對單一病原使用單一抗體或單一攻擊手段,而是直接判別該細胞是否為同族。若不是,則一律殺掉。
‧第一道防線:物理性的防禦(皮膜組織、黏毛)、化學性的防禦(汗腺、胃液、淚液)、生物性的防禦(益生菌)。
‧第二道防線:發炎反應(組織胺)、吞噬作用(白血球:好ㄘ)、補體反應(很猛ㄛ)、干擾素(殺了我快點)、NK細胞。

  那麼如果我們的先天免疫無法應付外敵的時候,就會啟動後天免疫。之後將進入後天免疫的介紹。
引用網址:https://home.gamer.com.tw/TrackBack.php?sn=4129079
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留言共 6 篇留言

NEKO貓
看完長知識 推![e17]

09-15 14:57

艾璐
XD有幫上忙就好><09-16 11:41
肉包K
難怪壓力大與長期悶悶不樂會死得早...(望向BLACK)

09-16 12:32

艾璐
真的呢...壓力大以及長期悶悶不樂,最先衝擊到的就是我們的NK大姊。這種高效率的殺敵細胞一旦不活化了,就很容易讓敵人有機可趁09-16 13:15
雨天
不算長啦~一個字一個字慢慢看= ̄ω ̄=
另,補體反應有點不清楚猛在哪方面?感覺像是偵查兵+盜墓的(✿◕‿◕✿)

09-16 12:35

艾璐
謝謝你的耐心><
我想說因為補體不只可以輔助還可以攻擊XD算是蠻全方位的一種反應
所以覺得挺強的XD(文組妄想)09-16 13:16
雨天
到7-11買個優酪乳居然看到瓶子上面標示:經動物實驗結果證實,有助於促進第一型T輔助細胞活性。
以前都沒看在眼裡,感覺好像發現新大陸似的。(ノ*・ω・)ノ

09-16 15:01

艾璐
哇可惡優酪乳居然有這標示!?(怒買來喝)
順帶一提補充,我們體內的輔助T細胞有分兩種型:第一型輔助T細胞會刺激B細胞分泌IgG抗體、而第二型輔助T細胞會刺激B細胞分泌IgE抗體
這兩種輔助T細胞平時就是互相平衡牽制,但如果第二型輔助T細胞太過強盛,太刺激B細胞分泌IgE抗體的話,就很容易會引起過敏現象;這就是為什麼這個優酪乳會促進第一型輔助T細胞,因為第一型輔助T細胞刺激的IgG抗體不會讓我們產生過敏反應XD

(所以估計動畫中的這個輔助T細胞是第二型的XD)09-16 15:42
雨天
原來如此,就是天秤兩端平衡降低過敏反應來著。( •̀ ω •́ )✧

09-16 16:38

艾璐
對的XD私心希望未來在工作細胞裡面也有可能出現第一型輔助T細胞(掩面09-16 18:24
雨天
好想要工作細胞的line貼圖,剛才正找著發現都沒有╯︿╰

09-16 20:30

艾璐
也許這季結束後就會有了吧XDD
畢竟這部蠻紅的,製作組不會放過這個商機XD09-18 20:49
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