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人体免疫系统62页精品课件

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人体的防御体系 生命科学学院 主要内容 一、人体内的两道防线 二、免疫器官和免疫细胞 三、特异性免疫的机理 四、免疫学的应用 五、免疫系统的疾病 人体防御3道防线 Ø1、皮肤、口腔、鼻腔、消化道与呼吸道中的黏膜及其 分泌物等构成了第一道防线。 Ø2、吞噬细胞、NK细胞、抗菌蛋白和炎症反应等构成了 人体抵御病原体入侵的第二道防线。 第1和第2防线属于固有性免疫 (非特异性免疫 --T细胞) Ø3、淋巴细胞和抗体属于第三道防线。是获得性免疫( 特异性免疫: B细胞) 一、人体内的两道防线 面对病原物的入侵,人体内出现了 两类免疫反应,亦可称为两道防线 。 (1、细胞免疫; 2、体液免疫) 获得性免疫固有性免疫 人体内的“异己”来自两个方面: (1) 外来的入侵者:侵入身体的各种致 病菌,包括:细菌、真菌、还有致病 的病毒,原生动物,低等生物等等。 (2)“变坏了的”自身细胞。 病毒入侵 物理因子 细胞死亡、癌变 需要 化学因子 清除 (1)探针带来 细菌入侵 (2)吞噬细胞 赶赴“现场” (3)消灭入侵, 恢复健康 细胞免疫 英国医生 Jenner 在 1796 年首创接种牛痘预防 天花。 1870 ,巴斯德和柯赫系统地用弱毒疫菌接种, 预 防羊炭疽病,鸡霍乱,狂犬病等传染病。  据记载,我国在宋朝就接种 “人痘”预防天 花。 1978 年世界卫生组织宣布,人类消灭了天花。 体液免疫 体液免疫反应的特点:识别自身和外物, 专一性和记忆性。 二、免疫器官和免疫细胞 免疫系统 免疫器官 免疫细胞 免疫系统:由淋巴器官和淋巴组织构成。 免疫器官:是淋巴器官;免疫活性细胞在免疫器官内 产生、成熟、运行、贮存和免疫应答。 免疫细胞:负责免疫功能的细胞,主要是以 B-细胞和 T-细胞为主的免疫活性细胞。 注意:细胞免疫和免疫细胞的区别:依靠T细胞的免疫方式称为细胞免疫,它对应于 体液免疫;免疫细胞是指参加免疫的所有白细胞。 1、免疫器官 人体免疫器官包括以下2大部分: 中枢淋巴器官: 骨髓: 淋巴干细胞产生:淋巴T细胞、淋巴B细胞、NK细胞。 胸腺:来自骨髓的淋巴T-细胞在此成熟, 形成TH细胞 和Tc细胞 。 外周淋巴器官: 脾脏:贮存淋巴细胞的场所。 扁桃体、淋巴结和淋巴管:构成淋巴细胞贮存运输系统。 淋巴B细胞在抗原刺激下,分化为浆细胞,产生抗体。 白血细胞的分类 Ø又称白细胞,白血球:4000-10000/ml Ø有粒白细胞——3种(嗜酸、嗜减、中性) Ø无粒白细胞——2种(单核细胞,淋巴细胞 ) 巨噬细胞 B-细胞 T-细胞 吞噬细胞(打扫战场) 免疫先锋 造血干细胞 骨髓 髓样干细胞 淋巴干细胞 T-细胞、B-细胞、NK细胞 、树突状细胞 单核细胞、巨噬细胞、粒细胞(群 )、血小板、红细胞 分别取出 淋巴细胞 肝细胞 其他细胞 正常小鼠 注射淋巴细胞 注射肝细胞 注射其他细胞 恢复特异性 免疫反应 未恢复 未恢复 亚致死剂量 杀死骨髓细胞 放射照射 验证淋巴细胞负责特异性免疫反应的试验 B-细胞 T-细胞 来源 骨髓 骨髓 成熟 骨髓 胸腺 寿命 几天至十几天 几年 占白细胞 20% 80% 功能 体液免疫(抗体) 细胞免疫 B-细胞和T-细胞的共同特点: (1)特异地识别抗原;都产生记忆细胞。 (2)在抗原刺激,活化,分化,增殖; (3)发挥特异的免疫应答效应, 产生抗体 产生因子 直接攻击“变坏”细胞。 非特异性防御及淋巴系统 Ø 这些特殊的免疫细胞与化学成分一般都是淋巴系统 的组成部分。 Ø 人体的淋巴系统 是各种免疫细胞 协同作用的网状 系统,它们由淋 巴管、淋巴结和 包括胸腺、骨髓 、脾脏和扁桃体 等器官共同组成 。 非特异性防御及淋巴系统 l在人体及哺乳动物中最重要的一类非特 异性防御细胞是白细胞。它们既可存在 于血管中,又可分布于组织液中。 Ø巨噬细胞、中性粒细胞和自然杀伤细胞 (NK细胞)是3种具有非特异性防御作 用的白细胞。 体内第1道防线:细胞免疫 免疫细胞包括各种淋巴细胞,如单核细胞 ,巨噬细胞和粒细胞(吞噬细胞)等一切 与免疫有关的细胞。 人体淋巴细胞的总数约 2 x 1010 个。 其中最主要的参与免疫应答的细胞叫免 疫活性细胞: B-细胞和T-细胞。 此外,还有K-细胞,NK -细胞,N -细胞,D -细胞等,也是免疫活性细 胞。 T-细胞又可区分为: Tc --细胞毒 T 细胞(直接作用) TH --协助 T 细胞(刺激信号放大作用) Ts -- 抑制 T 细胞(反应结束信号作用) 细胞免疫 Ø 细胞介导的免 疫应答可以防 御病毒感染和 癌症,杀死并 消灭被感染的 体细胞,同时 也消灭了其中 的病毒等病原 体。 Ø T细胞介导的 细胞免疫过程 T 细胞及细胞介导的免疫应答 1 2 3 4 巨噬细胞 T-细胞在细胞免疫中起作用 Tc ——胞毒 T 细胞直接参与杀伤靶细胞。 杀伤机理:分泌穿孔素,使得细胞解体 (1)直接使靶细胞裂解 (2)诱导靶细胞进入凋亡程序 体内体内第第2 2道防线道防线::体液免疫 (特异性免疫)特异性免疫) Ø 种牛痘或患天花、麻疹等 疾病痊愈以后,人体内一 种称为B细胞的淋巴细胞 产生出游离于体液中的抗 体蛋白,依靠B细胞的免 疫方式称为体液免疫。 B细胞和T细胞的分化 Ø 当细菌和病毒等病 原体入侵到我们的 血液、淋巴或组织 液中时,由B细胞介 导的体液免疫起着 关键的作用。 B细胞及体液介导的免疫应答 Ø 细胞被抗原活化, 克隆出更多的浆细 胞和记忆细胞。 Ø B细胞与抗原结合后 的分化发育还需要巨 噬细胞和T细胞的参 与。 三、特异性免疫的机理 1、免疫细胞负责特异性免疫 特异性免疫针对不同抗原给出不同反 应。外来的蛋白质或多糖大分子,分 子量在 10000 以上,可以作为抗原引 起特异性免疫反应。 特异性免疫是发生在哪一类细胞中? 抗体的结构与作用机理 B-细胞分泌抗体,在体液免疫 中起作用;抗体是由四条肽链组成 的蛋白质分子。 轻链 可变区 重链 可变区,补体结合区(Fc) n B细胞及体液介导的免疫应答 Ø 在体液免疫中,抗体是攻击病原体的分子级武器, 它是一种γ-球蛋白( Ig),或称为免疫球蛋白。 Ø 免疫球蛋白的基本结构:“Y”型的四链分子 Ø 按照抗体的结构与功 能的差别,它们被分 成IgM, IgG, IgD, IgA, IgE等5类 编码抗体 L 链可变区的基因,有三组基因: V 基因 有 400 种拷贝 J 基因 有5 种拷贝 C 基因 有 2 种拷贝 这样,L 链可变区的编码基因可能有的组合 方式 40 0 x 5 x 2=4 x 103 种 编码 H 链可变区的基因,有四种基因: V 基因 有 400 种拷贝 J 基因 有 5 种拷贝 D 基因 有10 种拷贝 C 基因 有 8 种拷贝 这样,H 链可变区的编码基因可能有的组合 方式: 400 x 5 x 10 x 8=1.6 x 105 种 L 和 H 合在一起,可能出现的组合方式: 4 x 103 x 1.6 x 105=6.4 x 108种再加上个 体可能发生的突变,各种组合总数可达: 109-1010种 这样天文数字的可能的抗体结构,足以应付 各种抗原结构。 抗体与抗原形成特异结合,再通过下 列反应消灭抗原。 中和反应:抗体结合抗原以便吞噬细 胞吞噬。 聚集反应:抗体是双价的,可以使抗 原聚集,以便吞噬。 沉淀反应:抗体结合后,使可溶性抗 原大分子沉淀,以便吞噬。 活化补体:抗体结合在细菌细胞表面 , Fc 结合并活化一系列补体, 活化了的补体分子在细菌的细胞膜上 打个洞,使后者裂解死(补体是存在于 血液中的一组蛋白质,参与免疫反应 ,过程复杂。) 补体的作用: 非特异性防御 l 人体非特异性防御系统中抗菌蛋白可以直接攻击细 菌和病毒,阻碍其复制。 Ø 例:干扰素的作用机理 研究发现,这种抗菌蛋白的短期免疫作用对于抵御引起流感和 普通感冒的病毒比较有效。 第2次感染 单克隆生产技术 细胞免疫与体液免疫的相互配合 在抗原刺激下,免疫细胞从静息状态的 淋巴细胞活化起来。 免疫细胞的活化,不仅需要抗原刺激, 还需要其他免疫细胞帮助。 TH 分泌 IL-2,分别作用于 Tc-细胞和 B-细胞 。 巨噬细胞起抗原呈递细胞(APC)作用,并分泌 IL-1。 进入 细胞免疫 启动 体液免疫 巨噬细胞 助T细胞 免疫细胞间的作用 巨噬细胞启动的免疫应答启动的免疫应答 Ø 当一种病毒或细菌突破了非特异性防御由呼吸道进入人体后 ,巨噬细胞便会立即启动免疫应答。 Ø 免疫系统的T细胞通过细胞表面MHC蛋白的进行自我与非我 的识别。T细胞识别不同于自身的MHC。不同个体细胞具有 特定的MHC (同卵双胞胎除外) . Ø 巨噬细胞的MHC分子与抗原嵌合,该细胞(抗原呈递细胞) 将加工过的抗原提交给T细胞,进一步激活细胞毒性T细胞, 最终杀死被病毒和细菌感染的细胞。 巨噬细胞变为呈递细胞 关于克隆选择学说 (1)特异性免疫的两个特点—— 专一性 记忆性 (2)记忆性的来源是因为激活后的免 疫细胞中一部分变成记忆细胞。 免疫细胞上的抗体类型为什么如此丰富?为何有专一性和记 忆性?克隆选择学说是怎样解释的? (3)免疫细胞何以会对付千变万化的抗原? 回答—— 免疫细胞表面有特异结合抗原的受体。 免疫细胞表面对付千变万化抗原的各种受体 从何而来? 有两种可能的回答: 或者:身体内储有千千万万种各带不同受 体的免疫细胞,每种抗原刺激从中选择活 化一种——克隆选择说。(如商场购物) 或者:身体内只有一种或数种免疫细胞, 不同抗原诱导产生出千变万化的受体来— —诱导说/订做说。 各方面证据支持克隆选择说 实验结果支持克隆选择学说 对免疫球蛋白(抗体)编码基因的分 子遗传学研究也支持克隆选择学说。 正常小鼠 取出淋巴 细胞 用A抗原 诱导处理 亚致死剂量杀 死骨髓细胞 放射照射 无免疫反应 有免疫反应 注射A抗原 注射其他抗原 注射 +A抗原 证明克隆选择学说的实验 抗原和抗体反应 含多种抗体 四、免疫学的实际应用 1、人工免疫和生物制品 通过注射、口服等方法使人体摄入抗原类 或抗体类物质,使人体增强对外来入侵的 免疫能力,称为人工免疫。 用大规模工业化手段生产用于 人工免疫的各种生物来源的制剂, 统称生物制品。生物制品主要用于 传染性疾病的预防、治疗和诊断。 (1)人工自动免疫生物制品——促使人体 产生特异免疫能力 注射抗原,使人体“主动地”产生特异抗 体。 (2)人工被动免疫生物制品——向人体 提供特异的或非特异的免疫能力。 注射含抗体成份的抗血清,使人体“被动 地”获得特异的或非特异的抵抗能力。 卡介苗——经过处理,变成弱 毒或无毒的活的结核杆菌。 白百破疫苗,伤寒疫苗——经 过处理的死菌体。 (白喉、百日咳、破伤风) 抗狂犬病毒血清 抗乙肝病毒血清 抗破伤风毒素血清 胎盘球蛋白 血浆-球蛋白 2、免疫技术用于疾病治疗 (1)一些抗血清已用于狂犬病、乙肝 、破伤风的预防和治疗。 (2)器官移植要求免疫抑制 环胞菌素作为良好的免疫抑制剂,已 广泛用于器官移植。(土壤真菌) (3)癌症的免疫治疗 人体免疫系统为什么不能阻止癌细胞 增长形成肿瘤? 免疫活性细胞能否在治疗癌症发挥威 力发挥威力? 黑色素瘤病人的肺部 X-光片子。 取出癌块,从中分离 T-细胞。 培养增值后,将T -细胞再注回病人 体内。 两个月后,疗效显 示出来。 治疗前 治疗后 3、免疫技术用作研究手段 (1)亲和层析:利用 抗原 / 抗体专一 性结合原理,从各种杂蛋白中分 离目的蛋白。 (2)酶联免疫吸附法(ELISA): 专一性检测微量的蛋白质(10-9克)。 专一性强,灵敏度高。 (3)单克隆抗体 随着在研究上应用日 益广泛,对抗体的数量和质量(专一性 )要求越来越高。 数量多——传统的实验动物马、 兔等免疫不方便。 质量高——大动物免疫难以做到 单克隆。 用细胞融合技术获得单克隆抗体综 合了两方面优势: 淋巴细胞肿瘤——能不断增值,但 没有产生专一抗体能力。 从脾脏得到淋巴细胞——能产生专 一抗体,但不能不断增值。 Ø 单克隆是指所有制备抗体的 细胞都是同一个细胞的拷贝 ,因此其产生的抗体完全相 同。 Ø 单克隆抗体是大规模细胞培 养的产物,而不是直接来自 于动物血清。 n 单克隆抗体 Ø 制备单克隆抗体的过程涉及 到细胞培养、细胞融合等多 种步骤。 五、免疫系统的疾病 (1)过敏 过敏反应表现:打喷嚏,哮喘,风疹等。 过敏源:花粉,青霉素,草莓,牡蛎,菌 类(食物中某些蛋白质),地毯灰尘,蜂毒 (蜜蜂刺蛰)。 组胺的释放引起一系列过敏反应 (2)自身免疫疾病 正常情况下,人体的免疫系统不会攻 击自身细胞和组织。由于某些尚未清 楚的原因,免疫活性细胞攻击自身组 织,出现自身免疫疾病。 自身免疫疾病包括: 红斑狼疮 风湿性关节炎;风湿性心脏病——酿脓链 球菌表面的抗原决定子,与心脏瓣膜上结构 相似,菌诱导产生的抗体,不仅与细菌结合 ,也攻击心脏瓣膜。 依赖胰岛素的糖尿病综合症 硬化病 肌无力症 等等。 (3)免疫功能低下或缺失——免疫缺乏病 可由多种原因引起。 严重综合型免疫缺失症( SCID ),因为编 码腺嘌呤脱氨酶(ADA)的基因缺陷造成。 已开始应用基因治疗,但是危险,喧宾夺主 ,攻击受体细胞。 (4)艾滋病(AIDS) 获得性免疫缺失综合症(acquired immune deficiency syndrome, AIDS)现在认为由HIV (human immunodeficiency virus)病毒引起。1983年发现HIV-1, 1985年发现HIV-2。HIV-1致病力强,攻击CD4+TH淋巴细 胞。 艾滋病灾难 Ø这些是最新的描写非洲艾滋病灾难的照片 ,在那里每十个成年人就有一位艾滋病病 毒(HIV-1)感染者, 该病在南部非洲发病 率更高,例如在津巴布韦和博茨瓦纳每四 名成人中就有一位是HIV病毒携带者。如果 不加强教育,使更多的人了解和预防艾滋 病,可能非洲的今天就是我们的明天。 禽流感比非典更可怕 ØH1型禽流感在1918年的欧洲大暴发,感染 数千万人,数十万人死亡。 Ø1968年亚洲出现了禽流感。 ØH5N1型禽流感最早于1997年出现在香港; 2004年H5N1 型禽流感袭击东南亚,上亿只 家禽被宰杀,死亡人数45人。 Ø目前, H5N1 型禽流感出现了8个变型。 ØH5N1型禽流感对人类的威胁越来越大。 对人类最大威胁的不是高级生物,而是最原始的生命形式 。
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