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免疫系(Immune system)は、病原性の生物による感染を防ぐ生体の機構である。細胞・臓器・組織の各レベルから成る複雑な系で、それらが精緻で動的な相互の連携を保っている。免疫系は簡単に言えば探知と順応の連鎖であり、系全体として非常に効果的に機能するものとなっている。

◆ 概要

免疫系は先天性免疫(自然免疫、基本免疫)と後天性免疫(獲得免疫、適応免疫)とに大別される。先天性免疫系は、細菌やウイルスの侵入を阻む障壁を作り維持する事によって、生体を感染から守る。病原体がこの障壁を突破して体内に侵入した場合に備え、先天性免疫系はそれを感知・排除する特別な細胞を持っている。これにより、病原体が体内で増殖して宿主に深刻な害を及ぼす前に対処する事ができる。

病原体が先天性免疫の追捕を逃れると、生体は後天性免疫による防御を行う。後天性免疫系は病原体を認識して攻撃するが、この機構は同一(あるいは非常に似通った)の病原体に遭遇する度に強化される仕組みになっている。

◆ 生体表面での防御

病原体に曝露された生体は、幾つかの障壁によって感染から守られる。機械的、化学的、生物学的な障壁である。

皮膚は機械的な障壁であり、多くの場合、感染に対する防御の第一線を担う。皮膚は上皮、外層、真皮から構成され、ほとんどの感染因子を物理的に遮断する。また気管においては、咳やくしゃみの上昇気流によって繊毛が動き、生物やその他の刺激物を気道から排除している。唾液や涙、尿なども病原体の機械的な排除に寄与する。また、呼吸器や消化器から分泌される粘液は、微生物などをここで捕捉する事により、病原体が生体の奥深くに侵入する事を防いでいる。皮膚は、ケラチンを豊富に含む細胞がきっちり密に並んで構成されている。これが水を弾き、皮膚を弱酸性に保つため、皮膚はバクテリアの増殖を抑える化学的障壁としても働く。

唾液や涙、母乳などに含まれる酵素には抗菌作用がある。他にも、弱酸性の膣分泌液や、スペルミンや亜鉛を含む精液も化学的な障壁となる。分泌液としては胃液が極端な低pHを示すとともに消化酵素を含んでおり、病原体に対する強力な化学的防御となっている。

腸内では、共生している腸内細菌が生物学的障壁として機能する。養分と空間をめぐって病原体と競合的に増殖し、病原体が発症可能な個体数になる確率を減らすのである。細菌性の感染症に対してはしばしば抗生物質が用いられるが、これは病原体となる細菌と正常な腸内細菌の両方に無差別に作用する。その為、抗生物質の経口投与によって腸内細菌が減少し、(抗生物質が効かない)真菌の異常繁殖に伴う真菌症(酵母感染など)が引き起こされる場合がある。

◆ 先天性免疫

病原体が生体表面での防御を突破すると、続いて生体内の先天性免疫系と対峙する事になる。これは体液的・化学的・細胞的な障壁による宿主の保護機構である。先天性免疫系による防御は病原体に対して非特異的、つまり様々な病原体に対して別個に応答するのではなく常に汎用的な方法で対処するがゆえに、効力を発動するまでの時間が短く、いわば常に臨戦態勢にある。反面、先天性免疫系には後天性免疫系のような免疫記憶が無く、従って長期にわたって生体を保護する仕組みではない。先天性免疫系は進化的に古い防御方法であると考えられており、植物・菌類・昆虫・多細胞生物(哺乳類などの高等脊椎動物を除く)においては主要な防御システムである。

◇液性・化学バリア

 炎症

赤みや腫れで特徴付けられる炎症は病原体や刺激に対する最初の免疫応答の一つである。炎症はサイトカインと呼ばれる特化した化学伝達物質などの化学的因子によって促進される。損傷細胞から放出されるサイトカインの種類には白血球間の情報伝達に関与するインターロイキンが含まれる。つまり抗ウイルス効果を持つインターロイキン、化学走性を促すケモカイン、更に成長因子や細胞傷害因子が放出される。これらサイトカインや他の化学物質が感染拡大に対する物理的バリアを築き、病原体除去の後にはあらゆる損傷組織の修復を促すのである。

 補体系

補体系は病原体を除去或は他の細胞によって破壊されるよう指標を付けるための抗体能力を補助(補う)する生化学的カスケード(連鎖)である。補体系は病原体表面をオプソニン化(或はコーティング)することで、病原体が他の細胞に破壊されるよう札(タグ,tag)を付け、炎症細胞の回復を誘発し、中和された抗原抗体複合体の残骸を除去する。補体の活性化によりしばしば感染細胞の原形質破壊が起こり、それによる感染細胞の細胞溶解、病原体の死を引き起こす。多くの補体タンパク質はタンパク質分解的切断によって活性化されるとプロテアーゼ(タンパク質分解酵素)に成る。

補体カスケードの活動は哺乳類より進化的古い植物や魚類、一部の無脊椎動物など多くの種に於いて見られる。

◇先天系の細胞バリア

全ての白い血球細胞は正式には白血球である。白血球はどの器官や組織とも排他的に関連せず、独立した単細胞生命のように活動する。生得的白血球にはマスト細胞、好酸球、好塩基球、ナチュラルキラー細胞、食細胞(マクロファージ,好中球樹,枝状細胞)や感染誘引可能性病原体を識別する機能がある。病原体は直接殺傷か貪食破壊によって排除される。生得的細胞は更に適応的免疫系に於いては重要なメディエーターであり、抗原提示として知られる過程を通すことでそれを活性化することが出来る。

◆特異・適応免疫

◇リンパ球

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