來源:胖貓的生命科學(xué)
免疫系統(tǒng)有復(fù)雜的作用和功能。整個(gè)免疫系統(tǒng)的運(yùn)行和日常代謝、更新,有許多機(jī)制和原理跟人類社會(huì)的生活有著“異曲同工之妙”!
今天這篇的邏輯,可能從一個(gè)簡單的角度切入免疫學(xué)!
看透了可以幫大家把免疫的邏輯快速融會(huì)貫通,迅速拿捏生物醫(yī)藥中免疫相關(guān)的機(jī)制!
01 起源和分化
按現(xiàn)在被通常接受的觀點(diǎn),人類起源于非洲的同一個(gè)祖先,隨時(shí)間的推移,和群體的遷移,最終分化成不同的人種和譜系。
對(duì)應(yīng)的,構(gòu)成免疫系統(tǒng)的免疫細(xì)胞細(xì)胞,也起源于共同的祖先:多能造血干細(xì)胞(HSC);
造血干細(xì)胞通過分化和遷移,最終會(huì)分化成不同的細(xì)胞系,包括紅細(xì)胞、白細(xì)胞和血小板等。這和人類的起源和進(jìn)化非常的相似了!
在這其中,統(tǒng)稱為白細(xì)胞(包括中性粒細(xì)胞、嗜堿性粒細(xì)胞、嗜酸性粒細(xì)胞、淋巴細(xì)胞、單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞)的細(xì)胞構(gòu)成了免疫系統(tǒng)的細(xì)胞成分。
這些不同細(xì)胞構(gòu)成免疫系統(tǒng),類似于不同的公民構(gòu)成一個(gè)社會(huì)系統(tǒng)。
在這個(gè)系統(tǒng)中,它們相互依賴或獨(dú)立地共存、合作和互動(dòng),很多行為和人類的監(jiān)視、維持和保家衛(wèi)國等動(dòng)作相似。
同時(shí),系統(tǒng)又可以分為先天性和適應(yīng)性免疫。
先天免疫系統(tǒng)是人體的第一道防線,除了物理屏障外,還包括效應(yīng)細(xì)胞、抗菌肽、可溶性介質(zhì)和細(xì)胞受體,它們就類似一個(gè)國家的邊防士兵。
而適應(yīng)性免疫系統(tǒng)則是分工明確的不同工種的軍隊(duì),好似人類社會(huì)的陸?找约疤胤N部隊(duì)等。
02住房和交通
免疫細(xì)胞起源于骨髓,但隨后會(huì)遷移到血液中,并最終在特殊組織,如胸腺、淋巴結(jié)、粘膜和脾臟中駐留。
這些駐留免疫細(xì)胞的組織就類似人類的一個(gè)個(gè)居民區(qū)!
一旦有需要,免疫細(xì)胞會(huì)迅速被召集,運(yùn)行到需要的部位,這就需要快速的、遍布全身的“交通網(wǎng)絡(luò)”來運(yùn)輸免疫細(xì)胞。
免疫細(xì)胞通過淋巴節(jié)遍布人體各處,可以確保所有身體系統(tǒng)的安全、保障和健康,防止感染危害,并持續(xù)監(jiān)測異常細(xì)胞和細(xì)胞生長。
各個(gè)淋巴結(jié)又通過特殊的運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)——淋巴系統(tǒng)——相互連接。
淋巴系統(tǒng)由復(fù)雜的血管網(wǎng)絡(luò)組成,這些血管形成免疫細(xì)胞在整個(gè)身體中運(yùn)輸?shù)耐緩。確保安全快速的抗原和免疫細(xì)胞運(yùn)輸,強(qiáng)力的支持免疫作用和反應(yīng)的發(fā)生。
03語言和溝通
作為一個(gè)復(fù)雜的組織,免疫系統(tǒng)也需要通過特定的溝通手段來連接所有細(xì)胞系統(tǒng),并策劃細(xì)胞免疫相互作用的復(fù)雜操作。
免疫細(xì)胞通過細(xì)胞因子的蛋白質(zhì)來進(jìn)行通信,完成上述的溝通,這一點(diǎn)類似于人類通過語言單詞來完成相互間的表達(dá)溝通。
細(xì)胞因子作為化學(xué)信使,與單詞相似,通過與靶細(xì)胞的受體結(jié)合來發(fā)揮其作用。
靶細(xì)胞的受體將消息解碼并隨后通過涉及調(diào)節(jié)蛋白和分子復(fù)合物的多層途徑傳輸?shù)郊?xì)胞核。
這些復(fù)雜相互作用的最終結(jié)果是對(duì)隨后的細(xì)胞通信和作用所需的新蛋白質(zhì)或信使(細(xì)胞因子)的編碼。
04記憶
與人類似,免疫系統(tǒng)也具有強(qiáng)大的記憶功能。
即,免疫系統(tǒng)具備保留有先前遇到的入侵抗原的信息的能力。
免疫系統(tǒng)以前遇到的傳染性抗原,異常細(xì)胞,信號(hào)或刺激的信息由其記憶系統(tǒng)存儲(chǔ)。
這種作方式與警察保留的案犯案底類似,一旦有案子發(fā)生,先查看有案底人員,做出快速反應(yīng)。
所以,免疫系統(tǒng)在第二次遇到相同或相似的威脅時(shí),她的回應(yīng)更迅速,有效。
05教育體系
免疫系統(tǒng)的免疫細(xì)胞最初均處于“幼稚”階段,經(jīng)過刺激、成熟后才能成為成熟的功能細(xì)胞。
這類似于人類的專業(yè)技術(shù)學(xué)校,學(xué)習(xí)好了之后,持證上崗!
免疫系統(tǒng)中T細(xì)胞的教育機(jī)構(gòu)是胸腺,B細(xì)胞的教育機(jī)構(gòu)是生發(fā)中心。
在胸腺發(fā)育階段,T細(xì)胞受體與胸腺表達(dá)的抗原結(jié)合,學(xué)會(huì)識(shí)別自我抗原。
如果T細(xì)胞與自我抗原異常結(jié)合或者親和力較低,都會(huì)被清除,這些過程分別稱為正選擇和負(fù)面選擇。
而B細(xì)胞在生發(fā)中心的教育和成熟則需要B細(xì)胞和T細(xì)胞之間的協(xié)作。
T和B細(xì)胞之間的協(xié)作由T細(xì)胞通過一個(gè)復(fù)雜的過程進(jìn)行編排,該過程從APC(例如樹突狀細(xì)胞)和B細(xì)胞識(shí)別的刺激信號(hào)開始。
然后通過一系列共刺激/抑制細(xì)胞受體相互作用將其呈現(xiàn)給T細(xì)胞,最終導(dǎo)致效應(yīng)B細(xì)胞(漿細(xì)胞)的產(chǎn)生。漿細(xì)胞(效應(yīng)B細(xì)胞)產(chǎn)生抗體,包括免疫球蛋白IgA,IgE和IgG。
當(dāng)然,T細(xì)胞和B細(xì)胞的合作效應(yīng),這也體現(xiàn)了人類社會(huì)中團(tuán)隊(duì)作戰(zhàn)和合作共贏的哲學(xué)邏輯。
06平衡和折中
因?yàn)槿说亩鄻有约捌鋫(gè)性的差異,某些情況可能導(dǎo)致沖突或戰(zhàn)斗,但寬容和諒解在沖突的結(jié)束中起到了重要的作用。
以免局部沖突進(jìn)一步擴(kuò)大!
而對(duì)于免疫反應(yīng),當(dāng)免疫反應(yīng)抗擊病原時(shí),也可視為人類社會(huì)中的沖突。在某些情況下,需要沖突結(jié)束的解決方案。
如果免疫反應(yīng)不被及時(shí)制止,則反應(yīng)的范圍可能擴(kuò)大,傷害到其它健康組織。
而免疫系統(tǒng)中則存在著免疫平衡和耐受的生物學(xué)機(jī)制,避免上述傷害的發(fā)生。
07總結(jié)
免疫系統(tǒng)作為一個(gè)復(fù)雜的組織運(yùn)作,由器官、細(xì)胞、受體和蛋白質(zhì)等不同層面的組織組成。
這些器官、細(xì)胞、受體和蛋白質(zhì)構(gòu)建了復(fù)雜的反應(yīng)網(wǎng)絡(luò),這讓免疫學(xué)的學(xué)習(xí)異常的困難。
要理解和記憶的名詞很多,很多反應(yīng)也得弄明白!
更重要的是,現(xiàn)代生物醫(yī)藥的最底層邏輯架構(gòu)就是免疫學(xué),很多專業(yè)的和非專業(yè)的小伙伴都說學(xué)免疫學(xué)非常吃力
今天這篇提供一個(gè)邏輯視角。從人類社會(huì)的維度去理解免疫學(xué),把免疫學(xué)涉及的細(xì)胞、因子等名詞,轉(zhuǎn)化成人類社會(huì)的角色去理解!
相信,讀了這篇的讀者老爺,很快就能把免疫學(xué)搞的通透明白!