私たちの免疫システムはどのように病原体を特定できますか？(SQ-27)
私たちの環境には数十億の病原性微生物が生息しています。細菌、真菌、ウイルスおよび寄生虫は容赦なく私たちの体に進入して感染を試みます。侵入しない理由はありません！私たちの体はそれらが成長し倍増するためのとても過ごしやすい環境を提供するだけではなく、それらはまた、また、毒素を解放し、一般的な風邪から麻疹、赤痢、結核、水痘、マラリア、その他の重大な事態に至るまでの感染症を引き起こします。幸いなことに、非常に精巧で力強い私たちの体のアンチウィルスソフトウェアである免疫システムによって守られています。
私たちの免疫システムは、継続的に微生物の侵入から体を保護するために連携して機能し、特定し、侵入されるとその病原体を破壊する、細胞、組織および器官の複雑なネットワークです。そしてさらに、侵入者を覚えているので、同じ病原体が攻撃するとそれに対する免疫を体に作るので、次回攻撃時に早く対応できます。
私たちの免疫システムはどのようにこのすばらしい偉業を成し遂げるのでしょうか？免疫システムの働きは完全には明らかではなく、多くの謎が残されている研究の温床です。しかし、簡単な説明として、免疫システムは病原体の侵入および感染症や病気から私たちを守るために、複数のメカニズムを採用しているということが言えます。これを理解するために、免疫システムの両腕である、自然免疫と適応免疫の概念を簡単に考えてみましょう。
自然免疫と適応免疫システム
免疫システムの一部の成分であるマクロファージと呼ばれる白血球は、細菌を見つけるためにいつもパトロールしていて、細菌が体内に侵入するとすぐに破壊します。このプロセスは、私たちに先天性または先天性免疫と呼ばれる自然免疫を与えます。しかしこの最初の防衛線が破られた場合はどうなるでしょうか？これが適応または適応免疫と呼ばれる、貯蔵庫からの強力なTリンパ球とBリンパ球よる免疫反応です。詳細を確認してみましょう。
自然免疫システムは、常に警戒モードで破壊の準備ができている細胞やタンパク質で構成されており、無差別に躊躇無く病原菌を取り込みます。この戦闘で使用さえる主な武器は皮膚、起動のような物理的な障壁で、続いて、貪食白血球、樹状細胞、そして敵を見つけて破壊するための多様な異なるタンパク質であるナチュラルキラー細胞です。私たちの自然免疫は体内に抗原が到着して数時間内に活動する、病原体に対する非特定的な攻撃をします。外来抗原の科学的性質はこれを動作させる担当です。しかしこのメカニズムが十分な病原体を含まない場合があります。そこで私たちは適応免疫システムの範囲に入ります。
適応免疫システムは、原体を取り除くために、さらに専門性の高い免疫細胞を採用しています。適応免疫の構成要素は、通常は沈黙しているが、活性化された場合、他の免疫細胞を活性化し、微生物を中和するために特殊なタンパク質を放出することによって猛烈な攻撃を開始します。適応免疫はまた、免疫記憶を作成する際に重要な役割を果たしています。それは前に遭遇し、戦ってきた病原体を覚えて免疫システムを可能にします。この記憶は、免疫系がはるかに迅速に対応することを可能にし、次回はより効率的に攻撃します。
これは素晴らしい方法のように聞こえます。私たちの免疫システムは特定し、認識し、外部からのエージェントを破壊します。同時にこの素晴らしい機械はまた、自身の細胞を攻撃しない方法を知っています。私たちの体内には良い細菌と悪い細菌の両方が存在することを考えると、私たちの免疫システムはどのように外部から侵入した病原菌を認識するのでしょうか？私たちの免疫システムは体内の自身の細胞と有害な外部からの微生物をどのように区別するのでしょうか？何が私たちの免疫システムが自身の体の細胞を認識することを可能にするのでしょうか？そしてどのようにすべてが動作するのでしょうか？
私たちの免疫システムがどのように外部侵入者を認識するか？
その謎は、ほとんどすべての生きている細胞やウイルスの細胞表面上に存在する抗原と呼ばれるタンパク質と糖分です。これらの化学物質はすべての生物に固有のものです。例えば、細菌やウイルス上のタンパク質は、私たちの体内の細胞上のタンパク質と異なります。また、確かに私たちの体の細胞は表面タンパク質を持っていますが、科学者たちは、私たちの免疫システムは子宮の中で自身の分子、細胞タンパク質および糖分にさらされていると示唆しています。その結果、私たちの免疫システムは非常に早い段階からこれらのプロテインを「自身」であると自覚し、害がないと無視するために、自己免疫疾患と呼ばれる不幸で理解不能な自身の細胞や組織を攻撃する失敗を引き起こしません。
抗原：抗原は、抗体を生成するために免疫システムを動作させる物質です。単語を分割した場合、抗原は、文字通り、抗体生成器を意味します。
抗体：B細胞と呼ばれる特殊な白血球は、抗体と呼ばれるY形のタンパク質を産生します。これらのタンパク質は、特定の抗原に対して化学的に適合することができますし、それに付着し、いくつかの方法で病原体を中和するのに役立ちます。
BおよびT細胞：病原体を特定、撃退、記憶
抗原と抗体の話をするとき、BおよびT細胞という2つのリンパ球タイプに言及しなければいけません。これらの高度な専門的白血球細胞は特定の細菌から防御するためにオーダーメイドされています。
- 各リンパ細胞は表面上に受容体を持っており、外部タンパク質マーカーまたは抗原を認識するのに役立ちます。
- これらの受容体は高度に進化し、各受容体はそれぞれ特定の抗原にのみ一致することができます。例えば、ある細菌が私たちの体に感染したとき、その特定の抗原に一致する受容体を持つTおよびB細胞のみが活性化されます。
- これらの選択されたTおよびB細胞はすばやく再生産し、感染と戦うための強力な軍隊を作ります。
- 一部のTおよびB細胞は侵入者を覚えるために割り当てられます。
各リンパ球細胞の受容体が特定の1つの抗原タイプにのみ合う場合、これは処理処理をしているのでしょうか？私たちは免疫システムを理由なく、自然の素晴らしい発明であると呼びません。私たちの免疫システムは、ほぼすべての可能性のある抗原の形状に合う、異なるリンパ球細胞を生成することができます。
T細胞の機能
T細胞は骨髄に由来し、それらが成熟胸腺に遊走します。 T細胞には2つのタイプがあります。ヘルパーT細胞およびキラーT細胞です。キラーT細胞は、ウイルスや細菌に感染した細胞を破壊することに特化しながら、ヘルパーT細胞の主な機能は、キラーT細胞およびB細胞を活性化するタンパク質を放出することです。キラーT細胞も癌細胞を死滅させる能力を有します。
B細胞の機能
外来微生物が体内に侵入すると、B細胞は、それを認識し、その表面上の抗原の存在に特異的に結合します。形質細胞によって産生されるタンパク質は、さらにB細胞を活動させ、B細胞は、すぐにプラズマ細胞とB記憶細胞のの二つの新しいタイプに分かれます。形質細胞は循環し、一致した抗原を追求しそれに結合するY字型の抗体を作ります。その特定の抗原に出会い、結合することで、形質細胞は急速に複製し、プロセス中の抗体の多くのコピーを作成します。抗体は細菌の活動を停止させ、他の免疫細胞を促進する環境を作成し、病原体を食べます。戦いを助けるために他の免疫細胞を活性化するタンパク質を放出することができます。また、抗体は、病原体の毒素を中和し、新しい細胞に感染する無駄なウイルスをレンダリングします。
一部のBおよびT細胞は記憶細胞として残ります。これは同じ病原体（抗原）が進入した際に、免疫システムがすばやく行動し、それらを退治するのに役立ちます。この場合、免疫システムは感染症や炎症などの兆候をあなたが経験する前に、これらの病原体を一掃することができます。
言うまでもなく、私たちの免疫システムは、様々な免疫細胞を使用して、非常に複雑な環境で動作します。これらの細胞が活性化されたとき、戦略的変換を受け、信号を送り、戦うために仲間の免疫細胞に強力を求め、感染部位にマクロファージ、ナチュラルキラー細胞および他のタンパク質を動員し、病原体の複製を阻害します。さらに、抗ウイルスタンパク質を活性化し、近辺の細胞が感染することから守り、感染の拡大を防ぎます。この極めて精巧かつ自発的な通信ネットワークは、私たちは安全で健康に保つために、多くの既知および未知の方法で動作します。
翻訳者: 千葉将臣
参考：
- The Immune System - in More Detail. Nobelprize.org
- How does the immune system work? U.S National Library of medicine. PubMed Health. 2013
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