医学课件人類的防禦系統

第 十一章 人類的防禦系統 11-1 什麼是病原體？ 11-2 什麼是非專一性防禦系統 ？ 11-3 什麼是專一性防禦系統 ？ 11-4 防禦系統失常有什麼現象 ？ 探討活動 抗原抗體反應 回總目錄 什麼是病原體？ 病毒的構造、增殖與病害 細菌的構造、增殖與病害 病毒的構造、增殖與病害 1. 病原體： 2. (1) 定義：凡是能使生物體罹患 疾病 的微生物稱為病原體 3. (2) 包括：病毒、細菌、真菌和 一些 原生生物、寄生蟲等 病毒的構造、增殖與病害 2. 病毒： (1)人體有 80% 的疾病是由 病毒 引起 (2)大小： 以 nm (奈米 ) 為測量病毒大小的長度單位 1nm (奈米 ) =1m (毫微米 ) =10-9m (米 ) 病毒大小約 十數百 毫微米 A.小兒麻痺病毒直徑僅有 12nm B.菸草鑲嵌病毒直徑可達 280nm 病毒的構造、增殖與病害 (3)無細胞構造： 外殼：蛋白質 基本構造 中心： DNA或 RNA 有的外圍尚有套膜 A.例如流行性感冒病毒和愛滋病毒 B.套膜成分為蛋白質和脂質 (4)專一性絕對寄生： 專一性：有特定的寄主細胞 絕對寄生：因為缺乏完整 系，所以 只能在活細胞內表現生命現象 病毒的構造、增殖與病害 3. DNA病毒： 4. (1)腺病毒：外殼為球形多面體，有 突 出的纖維，纖維頂端為顆粒醣蛋白 5. (2)噬菌體：又稱細菌病毒 6. (3) 疹病毒：具有套膜 7. (4)DNA病毒的增殖：以 疹病毒為 例 DNA病毒構造模式 DNA病毒（ 疹病毒）的增殖過程 病毒的構造、增殖與病害 4. RNA病毒： 5. (1)菸草鑲嵌病毒（ TMV）： 外殼的蛋白 質 顆粒呈螺旋狀排列 6. (2)流行性感冒病毒：具有套膜，套膜上 有脂 質和醣蛋白構成的釘狀突出 7. (3)人類免疫缺乏病毒（ HIV）： 具有套膜 ， 套膜上有脂質和醣蛋白構成的釘狀突出 8. (4)RNA病毒的增殖：以 HIV為例 RNA病毒（ HIV） 的增殖過程 資料來源： Audesirk, T. and G. Audesirk. 1999. Biology. Prentice Hall, p.354, Fig.E19-1(a) 病毒的構造、增殖與病害 5. 病毒使寄主罹病的原因： (1)增殖時消耗寄主細胞內的物質 (2)抑制寄主細胞的基因表現 (3)破壞寄主細胞膜的構造 (4)破壞寄主細胞溶體、造成寄主細胞死亡 病毒的構造、增殖與病害 6. 病毒對人體產生的病癥： 7. (1)全身性疾病： 8. 麻疹、水痘、黃熱病、登革熱、腸胃炎、 AIDS 9. (2)器官性疾病： 10. 神經系統的疾病：小兒麻痺病毒、狂犬 病毒、 柯薩奇病毒 11. 呼吸道的疾病：流行性感冒病毒 12. 局部皮膚疾病： 疹病毒 13. 肝臟疾病：肝炎病毒 14. 腦部疾病：日本腦炎病毒 病毒的構造、增殖與病害 7. 病毒對人體產生的病癥： (1)某些癌症的發生乃由病毒所誘發，這類病毒 稱為腫瘤病毒 (2)腫瘤病毒與所誘發的人類癌症： 與 DNA病毒有關的人類癌症，例如：子宮 頸癌、鼻咽癌、肝癌 等 與 RNA病毒有關的人類癌症，例如：成人 T細胞白血症等 細菌的構造、增殖與病害 1. 細菌的構造： 2. (1)為原核生物，無核亦無膜質胞器 3. 有一條雙股 DNA的染色體，有 的尚有 質體 4. 不具有粒線體，在細胞膜合成 ATP 5. 細胞質內有核糖體，在此合成蛋 白質 細菌的構造、增殖與病害 (2)鞭毛與線毛： 細菌的鞭毛： A.起自細胞膜 B.成分為蛋白質 C.是細菌的運動構造 細菌的線毛： A.成分亦為蛋白質 B.正交配型的細菌才會產生線毛 C.有的線毛可形成接合管 細菌的構造、增殖與病害 (3)質體： 細菌染色體以外的一小段游離的 DNA大 小約只有染色體的 質體亦帶 有基因 ，但 不影響 細菌的正常 生理 細菌分裂時，能隨染色體一起複製亦可 獨立複製 常用來做基因轉殖技術所需的 載體 細菌的構造、增殖與病害 (4)細胞壁的化學組成和結構不同，經革蘭氏染 色法染色後，可呈現不同的顏色 革蘭氏陽性菌 ： A.細胞壁由 聚醣組成，易受水解或溶菌 所分解 B.革蘭氏染色法染色後呈紫色 C.例如：金黃葡萄球菌、肺炎鏈球菌、炭 疽桿菌 細菌的構造、增殖與病害 革蘭氏陰性菌 ： A.細胞壁較厚，由 聚醣外加一層 質膜 所 構成，可防酵素分解 B.革蘭氏染色法染色後呈紅色 C.例如：大腸桿菌、鼠疫桿菌、霍亂弧菌 細菌的構造、增殖與病害 (5)細菌的莢膜： 位於細胞壁外 某些細菌才有 成分： 多醣 A.具有保護作用：可避免被寄主的白 血球破壞。例如：肺炎雙球菌 B.與細菌致病力有關，例如：有莢膜 的肺炎球菌才會引起肺炎 細菌的構造、增殖與病害 (6)內孢子： 若干種類會形成 休眠 的內孢子 不是生殖方式 可度過環境不良時期 2. 細菌的增殖： 二分法的無性分裂生殖 細菌的分裂過程 細菌的構造、增殖與病害 3. 細菌使寄主罹病的原因： 4. (1)分泌外毒素： 5. 成分為 蛋白質 6. 毒性很 強 ，易受溫度影響，易誘 發免 疫反應 7. 來源：革蘭氏陽性菌所分泌 8. 包括：神經毒素：例如肉毒桿菌 9. 腸毒素：例如霍亂弧菌 10. 溶血素：例如猩紅熱 細菌的構造、增殖與病害 (2)釋出內毒素： 成分： 脂多醣 來源：革蘭氏陰性菌的細胞壁成分 毒素 較弱 ，較不受溫度影響，亦不 易引發免疫反應 (3)分泌酵素：例如 凝固 ：使寄主血液不流通 血纖維蛋白溶 ：引起寄主內部出血 膠原 ：破壞寄主的膠原蛋白 細菌的構造、增殖與病害 4. 病原體的傳播途徑： 5. (1)直接傳播： 6. 傳染病原體直接接觸人體而傳 染 7. 包括： 8. A.皮膜和皮膜直接接觸 9. B.飛沫傳染：經由打噴嚏、咳嗽 傳染 細菌的構造、增殖與病害 (2)間接傳播： 媒介傳播 A.經由受病原體污染的無生命物體所傳播 B.例如：水和食物、注射器材 蟲媒傳播 A.病原體經由昆蟲傳播至人體內 B.例如：白線斑蚊傳播登革熱病毒 動物傳播 A.病原體以動物為寄主，再由動物傳染給人類 B.例如：狂犬病毒 什麼是非專一性防禦系統？ 皮膚和黏膜的防禦作用 吞噬作用 發炎反應 皮膚和黏膜的防禦作用 1. 非專一性防禦系統：可防止病原體的入侵 或摧毀病原體，無特定對象 2. (1)包括： 3. A.皮膚與黏膜的防禦作用（皮膜 屏障） 4. B.吞噬細胞的防禦作用 5. C.發炎反應的防禦作用 皮膚和黏膜的防禦作用 皮膚 pH值 3 5不利病原體生存 2. 皮膚、黏膜的防禦作用： 3. (1)皮膚外層角質化，可防病原體 侵入 4. (2)皮膚汗腺 5. 皮膚皮脂 6. (3)汗液含溶體素細菌的細胞壁 溶解 7. (4)呼吸道皮膜： 8. A.黏液包裹微生物 9. B.纖毛擺動排出痰 皮膚和黏膜的防禦作用 (5)胃黏膜（胃腺）分泌的胃液含有鹽 酸，可殺菌 (6)生殖道黏膜亦可分泌酸性物質以抑 制病原體的生長、繁殖 (7)皮膜表面的共生微生物可與外來病 菌競爭，使其難以大量繁殖 吞噬作用 1. 定義：由吞噬細胞或巨噬細胞吞噬及分 解病原體、癌細胞 2. 吞噬細胞： 3. (1)由多種具吞噬能力的白血球所組成 4. (2)可藉變形蟲運動穿過微血管至組織 間 隙進行吞噬作用，再利用溶體內的酵 素將吞噬入胞內的病原體分解 5. (3)亦可攻擊癌細胞 吞噬作用 3. 巨噬細胞： 4. (1)由某些吞噬細胞體積增大 3 5倍而形成 5. (2)功能： 6. 吞噬作用 7. 分泌多種物質調節發炎反應 8. 活化淋巴球以進行專一性免疫反應 9. (3)游離的巨噬細胞：可隨血液循環至感染 處 10. (4)固定的巨噬細胞：大多固定分布在腦、 肺、 11. 肝和淋巴結等部位 吞噬作用 4. 補體： 5. (1)是血液中一系列的小分子蛋白質（由 肝 臟 製造） 6. (2)補體含有穿孔素，可使細菌的細胞膜產 生 破洞，細菌因水分大量灌入而死亡 7. (3)協助吞噬細胞進行吞噬作用： 8. 與補體結合的細菌易被吞噬細胞 所吞噬 補體的行動 發炎反應 1. 發炎產生紅、腫、熱、痛四大症狀： 受 傷 的 組 織 細 胞 舒緩 痛覺受器 大腦產生痛覺 微血管血流量增加 紅、熱症狀 微血管通透性增加 腫的症狀 釋放 剌激 感覺 神經 組織胺 發炎反應 2. 發炎部位進行旺盛的吞噬作用： 3. (1)組織胺增加微血管通透性，吸引更多白 血 球進入發炎的組織部位 4. (2)嗜中性球最先進入發炎部位、數量也最 多 5. (3)巨噬細胞 釋出 生長因子 紅骨髓 更多白血球 2. (4)發炎部位戰死的白血球、細菌和組織液 形 成膿 血液 製造 發炎反應 資料來源： Mader, S. S. 1994. Biology. McGraw-Hill, p.759, Fig.40.4 發炎反應 3. 嚴重的發炎反應會引起發燒、全身倦怠的症狀 (1)因為大量活化的 白血球 分泌 發炎介質 (2)發燒可增加吞噬細胞的活動力 (3)發燒可增加干擾素的產生： 干擾素是一種醣蛋白 干擾素是由受病毒感染的細胞所製造 干擾素可干擾 RNA病毒的複製 干擾素對病毒的作用無專一性 什麼是專一性防禦系統？ 淋巴球與淋巴器官 抗體免疫 細胞免疫 淋巴球與淋巴器官 1. 專一性防禦系統： 2. (1)以淋巴球為主體所引起的免疫反應 3. (2)又稱後天性免疫反應，有特定的對 象 2. 淋巴球源自紅骨髓的幹細胞： 3. (1)B細胞在 骨髓 中發育成熟 4. (2)T細胞則到 胸腺 繼續分化和成熟 淋巴球與淋巴器官 淋巴球與淋巴器官 3. 人體的淋巴器官： 4. (1)初級淋巴器官： 5. 淋巴球生成、發育 之處 6. 包括：紅骨髓、胸 腺 7. 紅骨髓： 8. A.含有幹細胞 9. B.嬰孩的多數骨髓 10. C.成人的扁平骨髓 淋巴球與淋巴器官 胸腺： A.位於氣管外緣 B.分成內外兩葉 C.幼年較大，成年後漸縮小 D.分泌胸腺素 T淋巴球成熟 淋巴球與淋巴器官 (2)次級淋巴器官： 淋巴結： A.由 結締組織 構成的囊狀構造 B.內有許多小結，結內充滿淋巴球和巨噬細胞 C.沿淋巴管分布全身，但 不均勻 扁桃腺： A.位於咽腔與喉部之間，由成群的淋巴小結組成 B.能抵抗、摧毀由口、鼻進入的病原體，藉以保 護呼吸器官 淋巴球與淋巴器官 脾臟： A.是人體內最大的淋巴器官 B.位於 腹腔的左上方 ，呈扁圓形、暗紅色 C.構造似淋巴結，只是結內充滿血液而非淋巴 白髓（由淋巴球和巨噬細胞組成） D.內含 紅髓（由紅血球、淋巴球和巨噬細胞組成） E.可濾清血液（將病原體和衰老的紅血球去除） F.脾臟尚能貯血，因為血管柔軟有彈性，能擴張 人體淋巴器官 資料來源： Mader, S. S. 1994. Biology. McGraw-Hill, p.221, Fig.13.1 抗體免疫 1. 抗體免疫又稱體液免疫 2. (1)由 B細胞主導 3. (2)抗體多數存在血液中 2. B細胞如何產生專一性的抗體？ 3. (1)B細胞膜表面的抗原受體和抗原結合 4. (2)B細胞產生基因重組，並大量增殖 5. (3)大部份 B細胞轉變為漿細胞，製造可與 該 特定抗原分子結合的抗體分子，少部分轉 變為記憶細胞，下次再遇相同抗原，可快 速產生大量抗體 抗體免疫 抗體免疫 3. 抗原： 4. (1)凡可激發淋巴球特別反應的外來 分 子，皆可稱為抗原 5. (2)可以是病原體的一部分，也可以 是 花粉、塵 或藥物、昆蟲毒液 . 種類非常繁多 6. (3)通常是蛋白質分子 抗體免疫 4. 抗體如何與抗原 分子結合？ 5. (1)抗體的構造 抗體的構造 抗體免疫 (2)抗體的可變區 與抗原結合 抗體的產生 抗體免疫 抗體的作用 抗體免疫 5. 抗體如何進行防禦作用？ 6. (1)圍困游離抗原、細菌和病 毒 7. (2)激活補體 抗體免疫 細胞免疫 1. 由 T細胞主導的免疫反應 2. 過程： 3. (1)巨噬細胞將抗原（病原體 的 膜蛋白殘骸）呈現給 T細胞 4. (2)使 T細胞產生專一性受體 細胞免疫 (3)T細胞被激活，可增大、增殖和分化成 多種 T細胞 細胞毒性 T細胞：負責細胞免疫 記憶 T細胞：維持免疫力 輔助 T細胞：分泌細胞激素促進其他 免疫細胞參與免疫反應。 抑制性 T細胞：若抗原已消失，抑制 性 T細胞發出訊息終止免疫反應 細胞免疫 T細胞的形成過程 細胞免疫 3. 細胞毒性 T細胞的胞殺作用： 4. 細胞毒性 T細胞膜上的受體與帶有 特定抗原的細胞結合 5. 分泌穿孔素（蛋白質）破壞帶 有 特定抗原細胞的細胞膜 6. 水分湧入使細胞脹破、死亡 細胞免疫 防禦系統失常有什麼現象？ 過敏反應 自體免疫疾病 免疫缺乏症 器官移植的排斥作用 過敏反應 1. 是個體對某些抗原過度的免疫反應： 2. (1)引起過敏反應的抗原稱為過敏 原 3. (2)由 B細胞主導 ，屬抗體免疫 過敏反應 (3)過程：外來的某種抗原刺激 B細胞轉變為漿 細胞 漿細胞製造並釋出大量抗體（主要為 IgE） 抗體附著在皮下或黏膜等處的 肥大細胞 （ mast cell） 外來物的該種抗原再次侵入，並與肥大細 胞上的抗體結合 肥大細胞釋放 組織胺 和其他引起發炎反應 的物質 過敏症狀 過敏反應 資料來源： (B)Starr, C. 1994. Biology. Wadsworth Publishing Co., p.447 (B)王聖予等編譯， 1996 ，免疫學，藝軒圖書出版 社， p.22.11, Fig22.18 過敏反應 2. 常見的過敏反應： 3. (1)局部過敏反應： 4. 蕁麻疹： 5. 皮膚紅腫、出疹、癢、痛等症 狀 過敏性哮喘： 6. 肺內小支氣管平滑肌收縮、呼 吸困難 過敏性鼻炎 7. 過敏性結膜炎 過敏反應 (2)全身性過敏反應： 注射抗生素（盤尼西林） 虎頭蜂叮咬 可能造成血漿大量流失而死亡 自體免疫疾病 1. 定義：免疫系統自我辨識功能失常而引起 的疾病 2. 依自我免疫系統攻擊的範圍可分為 3. (1)器官專一性自體免疫 4. (2)器官非專一性自體免疫 3. 較常見的自體免疫疾病： 4. (1)橋本氏甲狀腺炎： 5. 患者產生對抗自己甲狀腺的抗 體，使 甲狀腺受到破壞 6. 屬於器官專一性自體免疫 自體免疫疾病 (2)重症肌無力： 患者產生抗體去破壞肌肉接受乙醯膽 鹼的受體，使肌肉無法接受來自運動 神經的訊息而漸漸失去收縮的能力 最後會因呼吸肌肉無法收縮而死亡 屬於器官專一性自體免疫 免疫缺乏症 1. 先天遺傳的免疫缺乏症：重症綜合型免疫缺乏 症（ SCID） 2. (1)原因：患者的基因有缺陷 無法合成腺 脫 胺 （ ADA） 3. 體內積聚過量的腺 4. 淋巴球功能受損 5. 患者通常在嬰孩時期即因無免疫力 而死亡 6. (2)治療方法： 7. 定期注射 ADA 8. 基因療法 免疫缺乏症 2. 後天獲得的免疫缺乏症（ AIDS）， 俗稱 愛滋病 3. (1)原因：感染人類免疫缺乏病毒（ HIV） 4. HIV會直接侵犯帶有 CD4膜蛋 白 的免 疫細胞，例如 T細胞和巨噬細 胞 5. 造成免疫系統功能喪失 免疫缺乏症 (2)治療方法：雞尾酒療法 DNA合成抑制劑 反轉錄 抑制劑 蛋白質合成抑制劑 只能阻止 HIV增殖 免疫缺乏症 (3)類風溼性關節炎： 患者因抗原抗體反應物積聚在關節部位 關節發炎、僵硬、腫大和疼痛 手指變形呈鵝頸狀、手臂上出現結節 屬於器官專一性自體免疫 免疫缺乏症 (4)全身性紅斑狼瘡（ SLE）： 患者對自己的細胞組成物（例如： DNA、 蛋白質）產生抗體 可能導致全身廣泛性的發炎症狀 臉部出現蝴蝶斑 屬於器官非專一性自體免疫 器官移植的排斥作用 1. 為什麼排斥？ 2. 接受者的 基因型未包含 捐贈者的基因 型，則發生排 斥 器官移植的排斥作用 2. 排斥作用中的免疫反應： 3. (1)T細