免疫システム
免疫システムとは?
免疫とは、生体に不必要で有害な異物(抗原)を無害化し生体から排除するシステムのことを言い、その中心を 担うのは白血球です。この免疫システムでは自己と非自己(異物=抗原)を見分けることができ、細菌、 ウイルス、花粉などの体外からの侵入者とともに「ガン細胞」なども非自己として認識され、排除されます。 「免疫」が正常に機能している場合、生体は多くの疾病を回避することができます。しかし、「免疫システム」が 正常に作動しない場合、つまり免疫力が低下している場合は感染症や発ガンなどのリスクが上昇し、免疫が 過剰に反応した場合はアレルギーやリウマチなどの危険が増加します。
※このホームページでは「異物」と「抗原」「非自己」はほとんど同じ意味で使用しております。
自然免疫と獲得免疫
免疫は各種免疫担当細胞(白血球など)や生体成分が連携を取り合い異物の排除にあたります。その免疫の中には、 生まれたときから持っている自然免疫(非特異免疫)と、生後に様々な異物に曝されることによってその異物に 対する排除能力を獲得しその情報を記憶する獲得免疫(特異免疫)があります。自然免疫では、体内に侵入した 異物を見つけ次第食べていく貪食細胞(マクロファージや好中球など)や直接異物を殺傷する能力を持つ NK細胞が中心となります。
獲得免疫では抗原に対する抗体が作成され、その情報が記憶されます。したがって、2度目以降はその 記憶をもとに、同じ異物が体内に侵入したとき抗体や様々な免疫担当細胞が連携を取り即座に排除することが 可能になります。水疱瘡やはしかに1度かかると2度とかからないのは、その疾患の情報が記憶されていて、ウイルスが 侵入した時にすぐ排除しているからです。予防接種では獲得免疫を利用し、弱毒化または無害化したウィルスをワクチンとしてあらかじめ投与し 免疫を獲得させることによって、病気を予防しています。/p>
細胞性免疫と液性免疫
獲得免疫には細胞性免疫と液性免疫の2種類があり、それぞれが密接に連携して機能しています。
細胞性免疫とは免疫担当細胞が直接異物と戦い排除する免疫であり、この場合、免疫担当細胞は自己細胞と 非自己細胞を見極める事が可能です。司令塔はT細胞であり、T細胞が非自己細胞を認識しNK細胞やキラーT細胞に 連絡し排除するよう指示をします。その際、ウイルスやガンに冒された自己細胞も非自己細胞(異常細胞) として認識し排除するため、ウイルス感染や癌細胞の除去に重要な役割を果たしています。
液性免疫では体液に含まれる免疫成分(主に抗体)が活躍して異物を排除するシステムです。B細胞が 各異物に特異的な抗体を作り血液中・リンパ液中へ放出します。その抗体が異物と出会うと、異物に結合し、 失活させたり他の免疫担当細胞を呼び寄せたりして異物を排除します。したがって、液性免疫は細胞外の異物に 対して効果的に働きます。
抗原と抗体
抗原とは免疫反応を引き起こさせる物質(異物)のことであり、細菌やウイルスをはじめとし自己のガン化した 細胞やウイルス感染した細胞、移植細胞も抗原となりえます。
抗体はイムノグロブリン(Ig)とも呼ばれ、B細胞が抗原(異物)のために放出するタンパク質です。抗体が 抗原に結合する事で抗原の動きを封じたり、免疫担当細胞が抗原を見つけやすくしたり、他の免疫系を活性化 したりする作用をもち液性免疫の中心的役割を果たします。
主な免疫担当細胞とその特徴
貪食作用 | 抗原提示能力 | 抗体産生能力 | ||||
白血球 | 単球 | マクロファージ | ◎ | ◎ | × | |
樹状細胞 | ◎ | ◎ | × | |||
顆粒球 | 好中球 | ◎ | × | × | ||
好酸球 | ○ | × | × | |||
好塩基球 | × | × | × | |||
リンパ球 | B細胞 | × | × | ◎ | ||
T細胞 | ヘルパーT細胞 | × | × | × | ||
サプレッサーT細胞 | × | × | × | |||
キラーT細胞 | × | × | × | |||
NK細胞 | × | × | × |
単球
単球は組織に移行しマクロファージや樹状細胞などへ分化します。これらの細胞には細菌、異物細胞、 損傷した細胞、死んだ細胞などの異物を細胞内に取り込み消化する「貪食作用」があります。マクロファージや 樹状細胞に貪食された異物(抗原)は細胞内の酵素で消化され断片化されます。これらの細胞には抗原の断片を 細胞の表面に提示し、他の免疫担当細胞に抗原の存在とその形を伝える「抗原提示能力」があるため 「抗原提示細胞」と呼ばれる事があります。
顆粒球
好中球
好中球にも貪食作用があり、抗体の結合した異物を認識し貪食します。貪食された細菌や異常細胞は、好中球が 包含する顆粒の中の酵素・活性酸素により消化されます。また、顆粒中の酵素・活性酸素を細胞外の細菌や 異常細胞にも放出し殺傷することが可能です。異物や他の免疫担当細胞などからの信号により、問題部位へ 移動する走化性を持っています。
好酸球
好酸球も貪食作用を持ち、包含する顆粒中の酵素により異物細胞を消化しますが、その作用は強くはありません。 主な役割は寄生虫に取り付き動きを封じ、特殊なタンパク質を寄生虫に放出し殺すことにあります。また、 アレルギー反応に際して肥満細胞から放出される因子により引き寄せられ、アレルギー性炎症に関与しています。
好塩基球
好塩基球には貪食作用はありません。細胞表面に抗体を結合していて、細胞内にヒスタミン・ロイコトリエンなどの物質を含む顆粒を持っています。抗原が好塩基球の表面の抗体に結合すると、好塩基球はくしゃみ、鼻水などの原因のヒスタミン等を放出しアレルギーを引き起こすことが知られています。
リンパ球
B細胞
B細胞は細胞膜の表面に抗体を結合しており、細胞表面の抗体に抗原が結合すると抗体を沢山産生することが可能な細胞へと分化します。B細胞は抗原に特異的な抗体を体液中に放出し、その抗体は抗原に結合し抗原の動きを封じたり、他の免疫担当細胞が抗原を見つけやすくする目印の役割を果たします。また、この抗体産生はT細胞からの指令により 助長されます。B細胞は抗原に対する情報を記憶し、次に抗原が侵入した時はより早く抗体産生できるよう待機します。
T細胞
T細胞には大きく分けてヘルパーT細胞・サプレッサーT細胞・キラーT細胞があります。T細胞は胸腺で成熟する際、自己と非自己を見分ける能力を身につけ、さらに自己に反応するT細胞は排除されます。ヘルパーT細胞は抗原提示細胞(マクロファージや樹状細胞など)が提示した抗原を認識し、B細胞に抗体を作るよう指示を出したり、キラーT細胞やNK細胞を活性化させる物質(サイトカイン)を放出する司令塔のような細胞です。サプレッサーT細胞は免疫反応を終結させる役割を持ち、免疫のバランスを保っています。キラーT細胞は異常細胞を認識し結合、異状細胞の膜に穴を開け内部に酵素を注入し殺傷する能力を持っています。
NK細胞
ナチュラルキラー、「生まれながらの(ナチュラル)殺し屋(キラー)」という意味です。その名の通り、生まれながらに持っている「侵入者やウイルスが感染した細胞、ガン化した細胞を自ら見つけ排除する」という能力により自然免疫の主軸を担っています。NK細胞は常に生体内をパトロールしガン細胞などを見つけると、パーフォーリンという細胞膜を溶かす物質を放出し殺します。正常細胞と異常細胞を見分け、ウイルス感染細胞やガン細胞を素早く排除する免疫の最前線を担当しています。
自己細胞と非自己細胞の見分け方
人の細胞のほとんど(全ての有核細胞と血小板)には自己であることを示すマークが付いています。このマークは自己の細胞内で作られたタンパク質であり、細胞表面に提示されています。このマークを認識した免疫担当細胞はその細胞を自己と認め、攻撃をしません。癌細胞やウイルスに冒された細胞はこのマークが欠如していたり、細胞内で産生された異常なタンパクがこのマークの代わりに細胞表面に提示されるため、免疫担当細胞は「非自己」と認め異常細胞を排除します。