休み時間の免疫学 まとめ③
細菌とウイルスの違い
細菌 → 周りの「えさ」(ジュース内の糖分など)さえあれば簡単に自分のDNAを複製・増殖させて繁殖することができる。
ウイルス → 中にDNA,RNAが1,2本入ったカプセルのようなもので、細菌のような自己増殖機能は持っていない。
ウイルスの増殖方法
ウイルスはほかの生物の細胞内に入り込みその生物が持っている増殖機構を借りて自らのDNA,RNAを増殖させてしまう。
そのため、体液性免疫のように「抗体を作って好中球に食べてもらう」という方法はとれない。(抗体は細胞内には入っていけないから。)
そこでウイルスなどに対しては、「細胞性免疫による防御」が必要になる。
ウイルスが侵入する細胞は決まっている
ウイルスが侵入できるのは、自分が結合できる特定の蛋白を表面に持つ細胞だけであり、侵入する細胞はウイルスによって決まっている。(カギと鍵穴のイメージ)
例)
ライノウイルス(かぜウイルス) → ICAM-1(上皮細胞の接着因子)
HIV → CD4陽性T細胞
※ICAM-1は気道上皮細胞や血管内皮細胞表面に多く存在するため、かぜウイルスは気道上皮から侵入しやすい。
「このウイルスはトリには感染するがヒトには感染しない」
＝ ヒトの細胞がそのウイルスの侵入口となる表面蛋白を持っていないということ。
ウイルス感染の過程
ウイルスは細胞上の表面蛋白に結合し、細胞内に侵入する。侵入するとウイルス核酸(DNA,RNA)を剝き出しにして、細胞のDNA.RNA複製機構を用いて複製される。
複製されたウイルス核酸はカプセルに包まれるなど再合成されて、隣接した細胞へ結合蛋白を介して侵入していく。
このようにウイルスは侵入可能な細胞の中で次々に増殖(感染)していく。
細胞性免疫
ウイルスを防御する主役は「細胞傷害性T細胞(Tc細胞)」というリンパ球。キラーT細胞とも呼ばれ、CD8ナイーブT細胞がエフェクター細胞に分化したものなので、CD8陽性T細胞とも表現する。
細胞傷害性T声望はウイルス感染した自分の細胞をまるごと破壊してさらなる感染を防ぐ。この流れを「細胞性免疫」という。
細胞性免疫反応によって生じる炎症を「リンパ球性炎症」といい、全身のリンパ節が腫れたり、肉芽腫と呼ばれる組織の炎症変化を伴うこともある。
またT細胞なので１つのTc細胞には1種類の抗原認識受容体(TCR)が存在する。
ウイルス感染の自然免疫①
ウイルスが細胞内に侵入すると、まずはマクロファージや樹状細胞といった監視員が細胞貫通型のTLR3,TLR7,TLR8,TLR9で細胞の核酸(DNA,RNA)を感知し、Ⅰ型インターフェロンのIFN-α,IFN-βを産生する。
また感染した細胞自身もIFN-α,IFN-βを産生する。
インターフェロンはサイトカインの一種で、ウイルスの複製を阻害する。またマクロファージやNK細胞、Tc細胞の殺傷能力を増大させる。
ウイルス感染の自然免疫②
細胞性免疫(Tc細胞)が発動するまでには数日間かかるため「遅延型(過敏)反応」とも呼ぶ。よってTc細胞が発動するまでは①の自然免疫が働く。
NK細胞は自然免疫で働き、ウイルス感染した細胞やがん化した細胞などを破壊しようとする性質を持つ。(MHCクラスⅠを付けていない細胞を破壊する)
NK細胞は監視員が出すサイトカイン(TNF-αやIL-12)によって活性化し、細胞傷害をする。またNK細胞はIFN-γを産生し、マクロファージを活性化させ、それによってますますIFN-α,IFN-βの増産や自らの活性化を促す。
ウイルス感染細胞の抗原提示
ウイルス感染細胞は自分のウイルス感染に気付くと、「こんなやつにやられた」とTc細胞に伝えようとする。
具体的には、感染細胞はウイルスの抗原部分を「MHCクラスⅠ分子」上にのせて抗原提示する。抗原提示を受けることができるのは、そのウイルス抗原に特異的なTCRを持つTc細胞だけである。
MHC分子と抗原提示
体内のほとんどの細胞は自分に特有のMHCという遺伝子部分を持ち、その遺伝子によって決まる分子「MHC分子」を細胞表面に名札のように持つ。
MHCクラスⅠ分子はすべての有核細胞が持ち、CD8T細胞に抗原提示する。
MHCクラスⅡ分子は抗原提示細胞だけが持ち、CD4T細胞に抗原提示する。
Tc細胞の増殖と活性化
ウイルス感染細胞はMHCクラスⅠ分子を用いてTc細胞に抗原提示し、一方ウイルスを取り込んだ抗原提示細胞がMHCクラスⅡ分子を用いてCD4ナイーブT細胞に抗原提示する。
既にウイルスを感知した抗原提示細胞やNK細胞が産生するIFN-γやIL-12によってTh1への分化・増殖が進む。Th1系サイトカインがCD8ナイーブT細胞をTcに分化・増殖させる。
IFN-γはCD4ナイーブT細胞をTh１に分化させる因子でもあるので、相乗的胃細胞性免疫反応を増幅させる。
活性化マクロファージ
細胞性免疫の主役はTc細胞だが、NK細胞やTh１から産生されるIFN-γを浴びたマクロファージである「活性化マクロファージ」も細胞性免疫の助っ人としてはたらく。
活性化マクロファージは、「ランゲルハンス型巨細胞」とも呼ばれる複数のマクロファージが融合した巨大な細胞にもなる。これらは貪食能が強いだけでなく、貪食した細胞を不活かすることができる。
もちろん、マクロファージ本来の仕事である炎症性サイトカイン(IL-1,IL-6,TNF-α),IL-12,IFN-α,IFN-βも産生する。
活性化マクロファージは頑張りすぎると細胞や結合組織が固まり、「肉芽腫」という結節がつくられて、ずっとその炎症の跡が残ることがある。
例としては「結核における乾酪性肉芽腫」や「サルコイドーシス」という疾患でよくみられる。
細胞性免疫or体液性免疫
結核菌のように細胞の中に寄生する菌も存在し、その防御には細胞性免疫が必要となる。
細胞外寄生微生物には「体液性免疫」、細胞内寄生微生物には「細胞性免疫」の防御がメインとなる。また真菌や寄生虫の防御には両方が絡む。
中和抗体
抗原提示細胞がCD4ナイーブT細胞に抗原提示すると、ほとんどはTh１細胞に分化・増殖するが、ある程度はTh2にも分化する。
Th2は抗体産生を促すサイトカインだったが、ウイルス感染でも「抗ウイルス抗体」はつくられる。
「抗体」には体液性免疫での「オプソニン化」のほかにも「中和抗体」としての働きがある。
ウイルスは細胞外に出てくることはあまりないが、「細胞融解型ウイルス」は、感染細胞内での増殖が済むと、感染細胞を破壊していっせいに細胞外に飛び出し組織や血液内に飛び散る。
このようにウイルスが細胞外にいるときに、ウイルスに直接結合して新たなウイルスへの侵入を防ぐための抗体である「中和抗体」が必要となる。中和抗体が結合すると、ウイルスは感染したい細胞に侵入することができなくなる。
休み時間の免疫学 まとめ②
体液性免疫
①で扱った一連の流れが「自然免疫」である。
自然免疫が突破されると、抗体による特異的な防御反応が必要になり、これを「体液性免疫」という。
抗体は菌が繰り返し感染することで作られる量が増幅する。
「繰り返しその抗原の侵入を受けることで免疫反応(抗体産生)が増幅される」ことを「ブースター効果」という。
リンパ球
リンパ球にはB細胞とT細胞がある。
リンパ球は骨髄で生まれ、胸腺、リンパ節、扁桃、脾臓、腸管のパイエル版に多く存在し、これらの器官を「リンパ組織」という。、
リンパ球は各リンパ組織から血管、リンパ管へと絶えず循環している。
この循環をリンパ球の「ホーミング」という。
B細胞
B細胞は最終的に抗体を作る細胞だが、産生された時から表面にIgMという抗体をくっつけている。IgMは、B細胞が抗原を認識する受容体としても働くため、B細胞抗原認識受容体(BCR)とも表現される。
Ig＝イムノグロブリン(抗体という意味)
他にIgG、IgA、IgE、IgDの5つの分類が存在し、細菌に対する体液性免疫ではIgGが最も重要になる。
１つのB細胞は1種類のIgMしか持っていないため、無数の抗原に対応できるようにむすうのしゅるいのB細胞が用意されている。
「B細胞のクローン選択説」
→抗原は、無数のリンパ球のレパートリーのなかから自分に特異的に結合するリンパ球だけを選択し、そのリンパ球を増殖させる。
抗原提示細胞
樹状細胞、マクロファージ、B細胞は、リンパ節においてT細胞に「こんなやつ(抗原)が体に入ってますよー」と教える「抗原提示」の役割を持つ。
この役割を持つ細胞を「抗原提示細胞(APC:Antigen Presenting Cell)」と呼ぶ。
樹状細胞は抗原提示において主役となる。樹状細胞はTLRの刺激やマクロファージからの炎症性サイトカイン(IL-1,IL-6,TNF-α)によって活性化し、専門の仕事場であるリンパ節へ向かっていく。
組織で菌を貪食した樹状細胞。マクロファージは、菌を食べながらリンパ管に入りリンパ節に移動する。
一方、B細胞は特異的に結合できた抗原をIgMとともに細胞内に取り込み、分解しながらリンパ管を通りリンパ節に向かっていく。
菌を細胞内に取り込んだ抗原提示細胞は、抗原部分をもう一度細胞表面のMHCクラスⅡ分子の上に出す。(抗原提示する)
MHC分子は「自分は外敵や侵入者ではなく、もとからいる自分自身の細胞です！」という身分証明になる細胞である。
抗原提示を受けるT細胞
T細胞は表面に「抗原＋MHC分子」を認識、結合する受容体である、抗原認識受容体(TCR：T cell receptor)を持つ。
B細胞と同じく１つのT細胞は1種類のTCRしか持っておらず、無数の種類のT細胞が用意されている。
まだ一度も抗原提示を受けていないT細胞をナイーブT細胞といい、数か月～数年間体内に生存し循環する。
ナイーブT細胞は、抗原提示細胞から抗原提示を受けたり、サイトカインにかけられたりするうちに、種々の機能を持ったT細胞である「エフェクターT細胞」へ分化(成長)していく。
エフェクターT細胞になっても抗原提示は受けることができるし、その仕事はむしろ速くなる。
共刺激
樹状細胞やマクロファージは異物をTLRで認識して貪食を行ると、その刺激で表面に「共刺激分子(補助刺激分子)」を発現させる。
抗原提示細胞とT細胞は互いの共刺激分子を、手を握りるように結合させ抗原提示に必要な「共刺激」として互いに刺激し合あう。
共刺激分子の例として、抗原提示細胞のCD80/CD86やCD40にはそれぞれ、T細胞のCD28,CD40Lが結合する。
抗原提示細胞は抗原提示したことや共刺激分子からの相互作用によって種々のサイトカインを産生する。
エフェクターT細胞へ
「抗原提示」「共刺激」「サイトカイン」の３つの作用によって、ナイーブT細胞はエフェクターT細胞に分化、増殖する。
エフェクターT細胞にはヘルパーT細胞(Th1,Th2,Th17)、制御性T細胞(レギュレトリーT細胞：Treg)、細胞障害性T細胞(Tｃ)などがある。
ヘルパーT細胞の仕事は「抗原提示に反応し種々のサイトカインを産生する」ことで、サイトカインの種類によって免疫細胞の働きを調整している。
T細胞の分化
T細胞は大きく分けて、CD4陽性T細胞とCD8陽性T細胞に分けられる。CD8陽性のナイーブT細胞はすべて細胞障害性T細胞に分化する。
CD4陽性T細胞については、どういうサイトカインの状況下にあるかが分化のカギになる。Th1はIL-12やIFN-γの状況下で、Th2はIL-4の状況下で、Th17はTGF-β,IL-6,IL-23の状況下で、TGF-βのみだとTregに分化する。
ヘルパーT細胞が産生するサイトカイン
Th1は主にIFN-γを産生。TFN-γはマクロファージが産生→CD４ナイーブTをTh1に分化→Th1がさらにマクロファージを産生→マクロファージや好中球を活性化というように、貪食細胞を活性化する流れをつくりだす。またIFN-γはB細胞のIgM→IgGのクラススイッチに必須。
Th2はIL-4,IL-5,IL‐9,IL-13を主に産生。これらはB形質細胞に分化・増殖して抗体を産生するのに必要なサイトカイン。ただしTh2系のサイトカインばかりだとB細胞のクラススイッチはIgEばかりに行ってしまい、アレルギーを引き起こすため、Th1系も必要になる。
Th17はIL-17を主に産生。IL-17は炎症を引き起こす局所の上皮細胞、繊維芽細胞、血管内皮細胞に作用。これらの細胞はIL-17の刺激を受けると、好中球やマクロファージを呼び寄せるケモカイン(IL-8)や、やってきた貪食細胞を活性化・増殖させるサイトカインを産生する。活性化された貪食細胞はIgGでオプソニン化された細菌を積極的に貪食する。
IgG産生のゴール
最終的に抗体を産生するのはB細胞が分化した形質細胞である。B細胞が活性化し、形質細胞に分化するためには3つの条件が必要で、
①B細胞上のTLRやIgMによる抗原認識と提示②T細胞からの共刺激(特にCD40)③Th1,Th2からのサイトカイン
である。ナイーブ T細胞→エフェクターT細胞の条件ととても似ている。
「B細胞表面のIgM」→「形質細胞がIgGを産生」というように、B細胞が形質細胞に分化する過程で、抗体のクラスがMからほかのクラスに変わることを抗体のクラススイッチという。
休み時間の免疫学 まとめ①
保菌と感染症
・保菌
菌が体内に存在していてもそれが正常であったり病気として発症していない状態であること。
・感染症
微生物の体内への侵入・増殖によって病気として何らかの症状が出ること。
炎症
膿とは、細菌を貪食した多数の好中球が残骸となってできたもの。
①発赤②腫脹③疼痛④発熱 の4つの状態になることを「炎症」といい、膿が出るような炎症のことを化膿性炎症という。
TLR
皮下組織には、マクロファージ、樹状細胞、マスト細胞(肥満細胞)が外敵への監視員として存在する。
これらの細胞はTLR(Toll like receptor)とよばれる、相手がどんな奴かある程度わかる感知器を持っている。ある特定の分子と結合するものを受容体(鍵穴)、結合する相手をリガンド(鍵)と呼ぶ。
異物が侵入すると上記の細胞のTLRに、外敵(細菌)の成分がリガンドとして結合する。
TLR4はグラム陰性菌の細胞壁成分であるLPS(リポ多糖)を認識する。
TLR2はグラム陽性菌のもつリポテイコ酸、細菌が共通にもつ細胞壁のペプチドグリカンを認識する。
連絡物質
TLRによって異物の侵入を認識すると、周囲に「敵が来た」という情報を伝えるための連絡物質をつくり始める。
・炎症性サイトカイン
IL-1(インターロイキン)、IL-6、TNF-αなど。これらは主にマクロファージ、樹状細胞、マスト細胞から分泌され、血管の内皮細胞に浴びせると血管内控を拡張して血液の流れを変え、好中球やほかの免疫細胞が組織に出ていきやすいように反応する。
・ケモカイン
IL-8(別名CXCL8)など。白血球を呼び寄せる(遊走させる)物質で、外敵を認識したマクロファージやマスト細胞が放出する。
・脂質メディエーター
プロスタグランジン(PG)、ロイコトリエン(LT)、PAF(血小板活性因子)など。外敵を認識したマクロファージやマスト細胞は、その刺激により細胞膜を構成するリン脂質から種々の脂質メディエーターを産生する。炎症性サイトカインと同様、血管内皮細胞に働き血管の拡張や血管の透過性を亢進する。
貪食作用
連絡物質によって集められたマクロファージや好中球は、異物に対して非特異的(相手が誰でも無差別に)に貪食を行う。
ただし、非特異的な段階ではまだその貪食能は弱い。
抗体
非特異的な貪食を突破した外敵に対して抗体が特異的に(相手がはっきりと決めて)結合する。抗体は、「異物(抗原)に結合して好中球などの貪食細胞が食べやすいようにする」という役目を持ち、この仕事のことを「オプソニン化」という。
医学部部活の実情 ~ここがクソだよ医学部部活①~ そもそも医学部部活は必要ない！？
私は現在国立医学部在籍中の者です。
日々医学部の部活について不満が募っており、その実態(クソさ)を文章化してみたくなったためブログにまとめさせていただきます。
前提として
・以下の文章は全て私の主観であること
・全ての医学部において当てはまる話ではないこと
をご了承の上、読んでいただけると幸いです。
~ここがクソだよ医学部部活①~
そもそも存在意義がわからない
まず医学部における部活の扱いについて整理しておくと
・サークルは基本的に存在せず、部活のみ存在
・9割の人間はなにかしらの部活に所属していて、入部は自由だが部活に入っていないのはおかしいというような風潮がある
・一部文化系の部活もあるが、ほとんどが運動系
・総合大学では他学部もいるサークルや部活に入る人も少数いるが、授業日程などからなかなか馴染むことは難しい。
などがあげられます。
すなわち、
競技に真剣に取り組みたい気持ちはないが同調圧力からなにかしらの部活に入らざるを得ず、嫌々部活に所属しているという人も多くいる
ことが想像できるのではないでしょうか。
また一般的な大学の「部活」の存在は、
・その競技でプロなど高みを目指している人にとって欠かせない場である
・就活の際に「部活」に打ち込んでいたことはプラスに働く
などの内情を含んでいるといえます。
ここで 「あれ？」 と思っていただけると嬉しいのですが、
医学生でその競技のプロになろうと思っている人はまずいません。
また、医者になる医学生にとって「部活」が就職に役立つことはありません。
(部活OB医師からよくしてもらえるということはあると思います。)
そして母数の少ない医学生だけの部活ですから、
一般的な大学の部活より圧倒的に弱いことも医学部部活の特徴です。
東医体(東日本医学生体育大会)、西医体などと言われる医学生だけの大会もあり、この大会を目標に一年間頑張る部活が多いです。
え、医学生だけの大会かっこいい！なんて思う方もいるかもしれませんが
ようするに
「医学生以外も混じってくるととても歯が立たないから、医学生だけで内輪ノリ運動会を楽しもう！」
っていう位置づけの大会だと思ってもらえればいいと思います。
ただでさえ一般的な大学生より自由な時間が限られている中、
このような内輪ノリの部活ごっこに参加せざるを得ない人が多いのが医学部部活の現状だと思っています。
医学部部活についてまとめると
・嫌々所属している人が大半な集団である
・一般的な大学生に比べて部活に所属するメリットは少ない
・競技に打ち込みたい人が所属するには弱すぎる
よって
医学部部活はそもそも存在意義が希薄すぎる！
と言えるのではないでしょうか。
②以降は気が向いたら書きます。
