第一章免疫系统的司令部——中枢免疫器官
想要保家卫国,一定要军事实力强大;我们想要健康,一定要免疫力好。
人体是个小宇宙,出生自带的原装配置非常精妙,免疫系统就是这样。免疫系统分为中枢免疫器官(司令部和大本营)和周围免疫器官(各大军区),每个器官都有不同的分工。
骨髓就是各类血细胞(包括免疫细胞)的发源地,也就是人体免疫系统的司令部。更重要的是,它是我们军队的大本营,能够源源不断地产生新生的免疫士兵,维持机体的免疫平衡。
骨髓中有一大佬,就是造血干细胞,具有高度自我更新和多能分化潜力,属于造血组织中的原始造血细胞(免疫细胞老祖宗),各类血细胞和免疫细胞均由其分化而来,故又称为多能造血干细胞(pluripotential hematopoietic stem cell,PHSC)。PHSC分化为髓样干细胞(红系为主的细胞,机体的公检法等机构)和淋巴样干细胞(军队势力的始祖)。髓样干细胞最终分化成熟为粒细胞、单核细胞、红细胞和血小板等。淋巴样干细胞大部分在骨髓内发育成B祖细胞和T祖细胞。T祖细胞经血流进入胸腺分化为成熟T细胞(陆军部队)。另一部分淋巴样干细胞在骨髓发育成NK细胞(警察部队)。树突状细胞(侦察部队)分别来自髓样干细胞和淋巴样干细胞。
B祖细胞在骨髓继续分化为前B细胞、未成熟B细胞和成熟B细胞(从新兵到老兵的过程)。成熟B细胞(火箭军部队)随血液循环迁移并定居于周围免疫器官,开启守卫机体的工作职能。B细胞在外周免疫器官受抗原刺激后活化、分化成记忆B细胞,经血液循环和淋巴循环返回骨髓,再次用相同抗原刺激骨髓中的记忆B细胞,可持久地产生大量抗体(靶向导弹),主要是IgG(长程火力),其次是IgA(短程火力),并释放至血液循环,起到保家卫国的威慑作用。
淋巴细胞中的主要战斗力细胞,是陆军老大哥T淋巴细胞,它是在胸腺组织内长大的。胸腺是T细胞的新兵训练营,位于胸腔纵隔上部、胸骨后方,是T细胞分化、发育、成熟(从幼稚新兵到成熟新兵的过程)的场所。
我们最需要记住的非常重要的一点,就是胸腺的大小和结构随年龄不同而有明显差异。人出生时胸腺重10~15克,出生后两年内迅速增大,至青春期达30~40克。所以,人在年轻时免疫力最好。青春期以后胸腺开始缓慢退化,老年期胸腺明显缩小,胸腺组织大部分被脂肪组织所取代,从而直接导致胸腺功能衰退,因此成熟淋巴细胞能力下降,导致细胞免疫功能下降,故老年人群容易发生感染和罹患癌症等疾病。因此,人在青春期时免疫力最好,之后则免疫力下降的趋势就出现了。
从下图可以看出,从20岁青春期开始,随着年龄的增长,CD4+ T细胞、CD8+ T细胞及CD19+ B细胞逐渐降低。
不同年龄CD4+、CD8+、CD19的变化
引自:Garcia Verdecia, et al. Immunosenescence and gender: a study in healthy Cubans. Immunity& Ageing 2013, 10: 16
从骨髓迁移来的T祖细胞,潜行至胸腺大本营内,在胸腺爱己防他的军事文化的熏陶下,经过T细胞抗原受体(TCR)形成(特异性识别标志,类似和尚头上的戒疤)、阴性选择(价值观一致,听话的)和阳性选择(价值观不同,对抗的)三个过程(培训非常严格),90%以上的胸腺细胞发生凋亡(淘汰率较高),只有对自身抗原反应阴性(即形成自身免疫耐受,价值观一致的)的胸腺细胞发育为成熟T细胞(合格的新兵)。
因此,胸腺也是形成T细胞“自我”和“非我”识别的主要地方。由于在胸腺发育的成熟T细胞从未接受过抗原刺激,故又称之为初始T细胞(有点幼稚,战斗经验为零)。初始T细胞经血液循环,定居于周围免疫器官(上岗工作了)。
骨髓功能缺陷时,不仅会严重损害机体的造血功能,而且可导致严重的细胞免疫和体液免疫功能缺陷。如大剂量放射线照射可使机体的造血功能和免疫功能同时受到抑制或丧失,这时只有植入正常骨髓才能重建造血和免疫功能。将免疫功能正常个体的造血干细胞或淋巴样干细胞移植给免疫缺陷个体,可使后者的造血及免疫功能全部或部分得到恢复,用于治疗免疫缺陷病和白血病。
骨髓是我们造血和免疫的大本营,我们要爱护它。有了强大的大本营,我们前方就会有源源不断的免疫士兵在战斗,而且永远有后续保障,这样健康才会有保障。