先天免疫vs适应性免疫
生物体必须不断保护自己免受细菌和病毒病原体等入侵者的伤害。免疫系统通过多种途径提供这种保护,但大致可以分为两种,先天免疫和适应性免疫.在这篇文章中,我们将探讨免疫反应的两个方面,它们是如何产生的,涉及的关键细胞和分子以及它们在保护我们中的作用。
免疫的定义
免疫被定义为有机体保护自己免受任何它不认识的东西伤害的能力,比如病原体或毒素。
免疫系统如何区分自我和非自我?
在人类体内,所有有核细胞都表达独特的表面分子主要组织相容性复合体I类(MHC I类)把他们定义为自我。任何不具有这些“自我标签”的东西都可能被免疫系统识别为外来物和目标。任何触发免疫系统的东西都被称为抗原.
什么是先天免疫?
先天免疫,也被称为遗传或自然免疫,是生物体与生俱来的免疫力。这种类型的免疫力写在基因中,提供终身保护。它被认为是进化上更原始的免疫系统,因此,除了在脊椎动物中发现外,在植物、真菌和昆虫中也以各种形状和形式存在。先天免疫反应是快速作用和非特异性的,这意味着它不会根据它检测到的特定入侵者做出不同的反应。
在人类中,先天免疫系统包括物理和化学屏障,提供第一道防线,化学(体液)和细胞方面作为第二道防线。
- 物理和化学屏障保护身体免受入侵,包括皮肤和睫毛,而这些屏障的物质,如眼泪、粘液、凝血因子和胃酸,有助于阻止和破坏它们。
- 化学防御由能够直接或间接与入侵者相互作用的蛋白质组成,激活反应级联,引起炎症,并招募更多的免疫介质,帮助保护身体。例如补体系统、干扰素和白细胞介素-1。
- 细胞防御识别非自我的事物,采取措施中和或摧毁它们,激活适应性免疫系统。例如吞噬细胞、自然杀伤细胞和肥大细胞。
所采取的道路将取决于威胁是否存在细胞内的,例如病毒,或者细胞外例如细菌。如果宿主mhc - I类分子不存在,入侵者可能会被先天免疫系统识别,就像自然杀伤细胞监视的情况一样。或者,可以识别出许多病原体所共有但在宿主中不存在的分子。这些被称为病原体相关的分子模式或pamp,它们的识别通过吞噬作用或细胞毒性杀伤促进其破坏。
对于细胞内威胁,模式识别受体检测非自身成分,如病毒RNA, DNA或中间产物。这会导致促炎细胞因子的产生,诱导受感染细胞的凋亡或标记它们成为其他先天免疫细胞的破坏目标。
吞噬细胞,如树突状细胞,能够切碎它们吞噬的外来物质并将其呈现在它们的表面,这是激活适应性免疫反应的重要步骤。这为他们赢得了这个名字,抗原呈递细胞.
总的来说,先天免疫系统的主要作用是:
- 使用物理和化学屏障防止外来物质进入。
- 通过体液介质,如补体级联,防止感染的进一步传播。
- 通过吞噬作用(如巨噬细胞或中性粒细胞)或细胞毒方法去除非自体。
- 通过信号细胞因子和抗原呈递激活适应性免疫系统。
先天免疫和适应性免疫的比较
什么是适应性免疫?
生物体并不是天生就具有适应性免疫,也不像先天免疫那样“硬连接”在基因中。在他们的一生中,由于暴露于特定的抗原而获得,无论是通过自然的方式,如感染或感染疫苗接种.因此,它也被称为获得性免疫。适应性免疫反应比先天反应慢得多,在第一次遇到(初级免疫反应)时需要几天甚至几周的时间来发展,但它是特定于现有抗原的,并且可以保留长期的“记忆”,以便在未来再次遇到它时能够更快地做出反应。适应性免疫一定会贯穿生物体的整个生命周期,特别是如果它不定期地再次暴露,尽管它可以。
如果先天免疫系统本身不足以控制外来威胁,则通过信号分子和/或抗原提呈细胞的抗原提呈来激活适应性免疫系统。专业的抗原呈递细胞,如树突细胞,具有主要组织相容性复合体II类(MHC II类)它们表面的分子参与外源肽的呈现,有助于确保适当的免疫激活。适应性反应由细胞介导免疫反应,由T细胞执行体液免疫反应这是由激活的B细胞和抗体.特异性识别抗原表位的T和B细胞的克隆扩增发生。
T细胞具有多种功能,可直接杀死受感染细胞或帮助刺激B细胞产生抗体。naïve B细胞一旦受到刺激,就会分化为记忆细胞和浆细胞。浆细胞在其生命周期的剩余时间内产生和分泌大量抗原特异性抗体,以帮助中和和破坏它们的目标。记忆细胞可以存活几十年,在目标抗原出现时重新激活,产生抗体。因此,对重复暴露的反应可能更快、更强健。
以上对适应性免疫的描述进行了描述主动免疫这是直接接触、感染或接种疫苗的结果。被动免疫这也是一种适应性免疫,但机体不会产生自己的抗体,而是接受外部抗体来帮助保护自己。这可能是由于通过胎盘或母乳从母亲转移到婴儿,或通过注射来抵御特定疾病。
先天免疫vs适应性免疫表
下表总结了两者之间的主要区别先天免疫和适应性免疫.
先天免疫反应 |
适应性免疫反应 |
|
生效 |
立即 |
随着时间的推移(几天到几周) |
响应类型 |
非特异性 |
具体的 |
类型 |
|
|
也作 |
天然免疫;基因免疫 |
后天免疫 |
有效期 |
终身 |
短期的,长期的,终身的 |
哪些细胞参与先天免疫和适应性免疫?
有很多细胞类型及其在免疫中的特定作用如下图所示。在先天免疫反应中,这些细胞包括巨噬细胞、中性粒细胞、嗜酸性粒细胞、嗜碱性粒细胞、肥大细胞和来源于髓系祖细胞的树突状细胞。自然杀伤细胞也是先天免疫系统的一部分,但与先天免疫系统的其他细胞不同,它来源于淋巴干细胞。参与适应性免疫反应的细胞包括分化为记忆细胞和浆细胞的B细胞(或B淋巴细胞)和各种T细胞(或T淋巴细胞),包括T辅助细胞和细胞毒性T细胞(也称为细胞毒性T淋巴细胞,ctl和CD8+ T细胞),它们来源于淋巴干细胞。自然杀伤T细胞和γ - δ T细胞是先天和适应性免疫反应的一部分。
先天和适应性免疫系统的细胞,它们的起源和在免疫反应中的作用。
免疫记忆的作用
免疫记忆被定义为“免疫系统对先前遇到的病原体做出更快速有效反应的能力”,但实际上,它延伸到任何来源的抗原,而不仅仅是病原体。如前所述,我们要感谢记忆B细胞的这种能力。
由于免疫记忆,我们可以接种疫苗预防传染病,避免自然感染。一旦身体产生了抑制病原体所需的抗体,如果将来再次遇到病原体,它就能更快地做到这一点。无论记忆细胞是通过感染形成的,还是通过接种疫苗形成的弱化的、死亡的或抗原亚基形成的,这种情况都会发生。