巨噬细胞|人人学懂免疫学:第一期

▉ 导读
免疫(immunity)这个词来源于罗马时代的拉丁文“immunis”,其原意为“免除税收”,后引申为“免于疫患”之意 。免疫学是研究生物体对抗原物质免疫应答性及其方法的科学,更通俗地说,免疫是机体识别“自身”与“非己”抗原,并对自身抗原形成天然免疫耐受,对“非己”抗原产生排斥作用的一种生理功能 。正常情况下这种生理功能对机体是有益的,可产生抗感染、抗肿瘤等维持机体生理平衡和稳定的免疫保护作用;但在一定条件下当免疫功能失调时,也会对机体产生有害的反应和结果,如引发超敏反应、自身免疫病和肿瘤等 。
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图片4:吞噬作用
巨噬细胞已经存在于这个世界上很久了 。事实上,巨噬细胞所使用的摄取技术实际上是阿米巴原虫捕食策略的改进版,而阿米巴原虫已经在地球上生存了大概25亿年了 。那么为什么这种细胞被叫做巨噬细胞(Macrophage)呢?“Macro”的意思是“大”,显然巨噬细胞的体型很庞大;而“phage”来源于希腊语,意思是“吃” 。所以从名字上就可以看出来巨噬细胞细胞是一个名副其实的“大吃货” 。除了可以抵御“侵略者”外,它其实还是一个垃圾收集器,而且几乎什么都吃,一点也不挑食 。免疫学家利用巨噬细胞的这种“好胃口”,给它喂一些铁屑并让它吞食,然后利用一小块磁铁便可以轻松地将巨噬细胞从其他细胞中分离出来 。
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图片5:巨噬细胞
那么巨噬细胞是从哪来的呢?巨噬细胞和身体里的其他血细胞一样,都是起源于在骨髓中的一种具有自我更新能力的细胞—干细胞(Stem cell),干细胞可以形成所有的血细胞 。干细胞自我更新时,即当一个干细胞生长并分裂成为两个子细胞时,遵循“一个给我,一个给你”的原则,也就是说分裂形成的两个子细胞中一个变回干细胞,保留自我更新的能力,而另一个最终会变成成熟的血细胞 。这种不断的自我更新的策略确保了总是会有储存的干细胞,可以不断地产生成熟的血细胞 。
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图片6:干细胞分化示意图
当一个子细胞长大并成熟时,它需要作出一个“影响其一生的决定”,即它将要分化成什么类型的血细胞 。当然,这种选择并不是随机的,而是在严格的控制下做出的,以保证机体内部的各种血细胞都很充足 。例如,一些子细胞会分化成红细胞,它们负责在肺部捕获氧气并将其运送到全身各处 。事实上,我们身体里的“干细胞工厂”每秒要生产200多万个新的红细胞,以替换那些因为正常消耗而损失的细胞 。干细胞的其他后代可能会变成巨噬细胞、中性粒细胞或其他类型的白细胞 。正如白葡萄酒不是白色的一样,这些白细胞也不是白色的,事实上它们是无色的 。免疫学家用了“White”这个词是想表示这些细胞缺乏血红蛋白,因此不是红色的 。
当那些最终会变为巨噬细胞的细胞第一次离开骨髓并进入血液时,它们被称为单核细胞(Monocyte) 。不论什么时候,你的身体里总有大约20亿个这样的细胞循环于血液之中 。这听起来可能有点令人毛骨悚然,但是对于它们的存在你应该感到庆幸,因为如果没有它们,机体便会深陷麻烦之中 。单核细胞在血液中的平均寿命是3天,在这期间它们可以运动至毛细血管处,寻找血管内皮细胞之间的缝隙 。通过在这些卵圆形的内皮细胞之间伸出“伪足”,单核细胞便可以离开血液进入组织,并成熟为巨噬细胞 。一旦进入了组织,大多数巨噬细胞就会到处游荡,收集体内的各种垃圾,等到机体受伤并感染病原体时履行它们的功能 。

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