第四讲人类健康与重大疾病Convertor

第四讲人体健康与重大疾病预防人体免疫与防御系统主要致病因素和病原体几种重大疾病简介及其预防保持身体健康，提高生命质量授课内容：人作为万物之灵，是生物长期进化和人类文明发展的结果。我们热爱生命，关注健康，因为人体健康是最珍贵的财富。疾病对健康的危害是当今人类社会面临的最重大的问题和挑战之一。保持身体健康，提高生命质量不仅仅是医生的职责，也是我们每一个人的职责。第一节人体免疫与防御系统一、非特异性防御及淋巴系统授课内容：人是哺乳动物（属脊椎动物门）中结构、功能和行为最复杂、最高级的类群。人体是高度组织化的复杂生命形式，在神经和体液的调节下执行感觉、运动、血液循环、呼吸、消化、排泄和生殖等各种功能。器官是由多种组织构成的特定形态结构，每一种器官完成与其形态特征相适应的生理功能。在功能上相关联的一些器官联合在一起，分工合作完成某种生命必需的功能，这种比器官更高层次的结构单元称为系统或器官系统。在长期的进化过程中，哺乳动物特别是人体对病原性微生物的侵害形成了特殊的防御机制，这种抵制疾病的机制称为免疫，相应的防御系统就是免疫系统。人体对病原体侵害的防御共设置了三道防线。皮肤、口腔、鼻腔、消化管与呼吸道中的黏膜及其分泌物等构成了第一道防线（非特异性防御）。吞噬作用、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（非特异性防御）。1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。2巨噬细胞、中性粒细胞和自然杀伤细胞是3种具有非特异性防御作用的白细胞。3在人体非特异性防御系统中还有一类抗菌蛋白或抗病毒蛋白，可以直接攻击细菌和病毒，阻碍其复制。如干扰素。4炎症反应授课内容：我们生活的环境中存在着大量的细菌、病毒等病原性微生物和其他病原性物质，其中有的微生物入侵到人体后会破坏体内细胞与组织的结构，使之构成的器官或器官系统失去正常的功能，从而产生疾病。在长期的进化过程中，哺乳动物特别是人体对病原性微生物的侵害形成了特殊的防御机制，人体的免疫系统对于防御疾病、维护机体的健康具有十分重要的作用，也是人体中最重要的一种对抗各致病因素引起机体损伤的防御机能。人体对病原体侵害的防御共设置了三道防线。皮肤、口腔、鼻腔、消化管与呼吸道中的黏膜及其分泌物等构成了第一道防线。人体的皮肤能阻止大多数细菌和病毒进入体内，皮肤腺体分泌的脂质物质和汗液中的酸性物质也能够抑制多种微生物的生长。另外，汗液、泪液和唾液都具有破坏细菌细胞壁中蛋白酶的作用。与外部环境相通的消化管和呼吸道对病原体入侵也具有各自的防御机制。鼻孔里的细毛起过滤空气的作用，呼吸道中的黏液可吸附进入鼻腔的细菌和脏物并将之排出体外。胃中的胃酸和消化酶等可消灭随食物咽下的多种细菌。部分侵入到组织或细胞内的病原体还会受到人体内特殊免疫细胞与化学成分的抵御和攻击，吞噬作用、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。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、脾和扁桃体等器官共同组成。授课内容：人体的淋巴系统。淋巴管内的淋巴液周流全身，由于淋巴液是透明的，因此不像血管和血液那样易于观察。淋巴液的成分与各组织细胞间的组织液及血浆的成分基本相同，淋巴毛细管末端是封闭的，组织液通过毛细淋巴管壁渗入到淋巴管成为淋巴液，淋巴管中的淋巴液向心流动，在静脉中与血液混合后进入心脏。淋巴液中有大量的淋巴细胞，它们具有重要的免疫功能。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。巨噬细胞、中性粒细胞和自然杀伤细胞是3种具有非特异性防御作用的白细胞。巨噬细胞由单核细胞（一种吞噬性白细胞）特化而来，细胞内富含溶酶体，可吞噬入侵的细菌和病毒，单个巨噬细胞可以通过其伸展出的伪足捕捉细菌。中性粒细胞可吞噬受感染组织中的细菌和病毒，还可以释放出杀死细菌的其他化学物质。中性粒细胞本身寿命较短。自然杀伤细胞也是具非特异性防御作用的淋巴细胞，它们并不直接攻击入侵的微生物，而是通过增加质膜的通透性来杀死受到病毒感染的细胞。巨噬细胞可以通过其伸展出的伪足捕捉细菌。授课内容：巨噬细胞由单核细胞（一种吞噬性白细胞）特化而来，细胞内富含溶酶体，可吞噬入侵的细菌和病毒，单个巨噬细胞可以通过其伸展出的伪足捕捉细菌和病毒（图11-3）。干扰素的作用机制示意图授课内容：在人体非特异性防御系统中还有一类结构特殊的抗菌蛋白或抗病毒蛋白，这些蛋白可以直接攻击细菌和病毒，阻碍其复制。例如，由受病毒感染的细胞协同其他细胞共同产生的干扰素就是这样一类抗病毒蛋白。当一个正常细胞受到病毒侵染时，可诱导细胞核中干扰素基因的表达，从而产生干扰素以活化相邻细胞表达抗病毒蛋白，这种抗病毒蛋白可阻止病毒在该细胞中的复制和增殖（图11-4）。研究发现，这种抗病毒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。炎症反应也是一种非特异性防御现象。炎症反应的结果使受伤组织减弱或消除了细菌的感染，同时吞噬攻击细菌后的白细胞也与细菌同归于尽。授课内容：炎症反应也是一种非特异性防御现象。人体任何组织受到损伤时，不论是由于病原体的入侵还是由于体表受到的机械性损伤，甚至是蚊虫的叮咬，都会引起炎症反应。如果你仔细观察自己被蚊虫叮咬后的皮肤，便可看到炎症反应的外在迹象：被叮咬区域变得红肿。当我们的手指不小心被刀划破时，受伤的皮下组织暴露于空气中很快受到了细菌的感染，这时炎症反应便会出现。首先，破损细胞立即释放组胺等化学示警信号，引起邻近血管扩张并增加了血管的渗透性，使流向伤口的血液增多。同时，更多的白细胞进入到伤口，对已经侵入的细菌进行吞噬性攻击。由于细胞的增加和血管的挤压、血液与组织液的增加和流动，造成了伤口局部区域的红肿、发热等症状（图11-5）。炎症反应的结果使受伤组织减弱或消除了细菌的感染，同时吞噬攻击细菌后的白细胞也与细菌同归于尽。伤口化的脓就是炎症反应时死亡的白细胞和毛细血管流出液的混合物。在更强烈的炎症反应中，白细胞遭遇入侵微生物时会释放出一种调节性化学分子白细胞介素-1，白细胞介素-1经过血液输送到大脑，与细菌内毒素共同作用刺激下丘脑中神经元，导致体温上升到正常（37℃）以上，即出现了发热现象。体温升高（发热）可刺激白细胞的吞噬作用，还可以增加肝和脾中铁的浓度以降低血液中铁的浓度，由于细菌的生长和繁殖需要大量的铁，血液中铁浓度的降低可以抑制细菌的生长。但是，发热对机体也有伤害作用，高热超过40.6℃往往会危及生命。二、特异性防御与抗原识别人体除了具有非特异性防御疾病的第一和第二道防线外，还具有特异性免疫的第三道防线。1796年，英国乡村医生Jenner发现，牛奶厂的女工们常和患牛痘的乳牛接触，手上被感染便出现了牛痘脓泡，但在天花流行和爆发时她们都没有受到天花感染。Jenner做了一项大胆的实验，他用针尖蘸上感染了牛痘的女工手上的痘脓，划到一个小孩的皮肤上。2个月后，他又给这个孩子接种天花的病原体，结果这个小孩没有被天花感染。Jenner对伦敦的市民实施接种牛痘的免疫预防疗法，结果伦敦市民的天花发病率下降了70%多。19世纪后期，Pasteur的实验研究证实，弱化的病原体失去致病能力的同时可以使寄主获得免疫即抵抗这种病原体的能力。据此理论，Pasteur成功地治疗了禽霍乱和狂犬病。授课内容：18世纪末，欧洲流行天花，危及许多人的生命。1796年，英国一位叫做Jenner的乡村医生发现，牛奶厂的女工们经常和患牛痘的乳牛接触，手上被感染，便出现了牛痘脓泡，但在天花流行和爆发时她们都没有受到天花感染。因此，Jenner做了一项大胆的实验，它用针尖蘸上感染了牛痘的女工手上的痘脓，划到一个小孩的皮肤上。2个月后，他又给这个孩子接种天花的病原体，结果这个小孩没有被天花感染。接种牛痘使这个小孩获得了对天花的免疫能力。于是，Jenner开始对伦敦的市民实施接种牛痘的免疫预防疗法，结果伦敦市民的天花发病率下降了70%多。到19世纪后期，著名的法国科学家Pasteur的实验研究证实，弱化的病原体（细菌或病毒）失去致病能力的同时可以使寄主获得免疫即抵抗这种病原体的能力。据此理论，Pasteur成功地治疗了禽霍乱和狂犬病这两种致命的疾病。早期的免疫研究初步揭示了病原体进入人体后会引起相应的免疫应答，即特异性免疫。可以引起人或动物体内免疫应答的特殊外来物质称为抗原。抗原大多数是蛋白质，一些复杂的多糖分子和外来的细胞或组织器官也会引起人体对它们产生排斥性的免疫应答。人体和其他哺乳动物对不同的抗原具有特殊的识别能力，并能立即作出相应的反应，释放出许多直接攻击入侵抗原的白细胞，或者通过另一类细胞制造出相应的具有识别抗原功能的防御性蛋白质，我们把这些特异性的蛋白质称为抗体。人体中既有依靠B细胞产生抗体实现的免疫（体液免疫），也有针对病原体产生出一种称为T细胞的淋巴细胞直接对病原体进行攻击的免疫方式（细胞免疫）。B细胞和T细胞是两类不同的淋巴细胞，都产生于造血干细胞。未成熟的淋巴细胞在骨髓中分化成为B细胞，在胸腺中分化成为T细胞。授课内容：牛痘和弱化的病原体进入人体后会引起相应的免疫应答，可以引起人或动物体内免疫应答的特殊外来物质都称为抗原。细菌表面通常带有抗原分子，细菌分泌的毒素（蛋白质）也具有抗原性。病毒外壳本身就是抗原。另外，一些外来的细胞或组织器官也会引起人体对它们产生排斥性的免疫应答。例如：人对花粉过敏是免疫应答现象；外科手术中的器官或组织移植会引起排斥反应等。人体和其他哺乳动物对不同的抗原具有特殊的识别能力，并能立即作出相应的反应，释放出许多直接攻击入侵抗原的白细胞，或者通过另一类细胞制造出相应的具有识别抗原功能的防御性蛋白质，我们把这些特异性的蛋白质称为抗体。人体的免疫系统具有特殊的记忆力，即免疫系统能记住入侵的抗原，当同样的抗原第二次入侵时，免疫系统能够更快更强烈地作出反应。人体中除了体液免疫外，还能针对病原体产生出一种称为T细胞的淋巴细胞直接对病原体进行攻击，依赖于B细胞的体液免疫和依赖于T细胞的细胞免疫两者之间具有密切的关联并相互影响。影响抗原免疫原性的因素抗原本身异物性化学结构（复杂性）分子量分子构象物理状态宿主方面遗传、年龄、性别、健康医学上重要的抗原细菌病毒异种（体）蛋白质植物：花粉动物：牛奶、海鲜ABO血型抗原药物、化学制品半抗原：本身无抗原性，与载体蛋白结合后才具有抗原性的物质。吗啡就是一种半抗原，和蛋白质结合才有抗原性，能刺激细胞产生对吗啡特异的抗体，临床上以此来判断人血中有无吗啡，是否吸毒。B细胞和T细胞的来源和分化授课内容：依赖于B细胞的体液免疫和依赖于T细胞的细胞免疫两者之间具有密切的关联并相互影响。B细胞和T细胞是两类不同的淋巴细胞。淋巴系统中的淋巴细胞与其他血细胞一样，产生于造血干细胞，一些未成熟的免疫淋巴细胞在骨髓中可以分化成为特殊的B细胞；另一部分未成熟的淋巴细胞随着血液从骨髓流入胸腺，在胸腺中分化成为T细胞（图11-6）。B细胞和T细胞最终经血液流向淋巴结和其他淋巴器官。因此，人体的非特异性免疫和特异性免疫功能都来自淋巴系统，淋巴系统可以启动双重防线，其中能够识别抗原性病原体的特异性防线对于维护人体健康具有特别重要的作用。特异性免疫是如何识别抗原性病原体和启动免疫应答反应的？当一种病毒或细菌突破了非特异性防御的第一和第二道防线，巨噬细胞便会立即启动免疫应答反应。首先巨噬细胞对它所遇到的所有细胞表面都进行识别性检查。大多数哺乳动物和人类有核细胞的表面都具有一些组织相容性复合体（MHC）糖蛋白，MHC种类极多，构象千变万化，每个人的MHC也各不相同。当入侵人体细胞的外源病毒、细菌被巨噬细胞吞噬后被分解或消化，病原体的一些抗原分子可穿过细胞膜与细胞表面的MHC分子嵌合，形成抗原呈递细胞（APC），进一步激活了细胞毒性T细胞，最终杀死被病毒和细菌感染的细胞。人体中的MHC蛋白有两种类型：MHC-I和MHC-Ⅱ型。细胞毒素T细胞利用CD8辅助受体与MHC-I型嵌合抗原相互作用，辅助性T细胞利用其CD4受体与MHC-Ⅱ型嵌合抗原相互作用。授课内容：当一种