小编最近仔细阅读了一本书,书名是《战斗细胞:人体免疫系统奇妙之旅》(海南出版社2022年10月出版的),该书是德国科学家菲利普·德特玛(Philipp Dettmer)撰写的一本书,作者是一名信息设计师。在32岁被确诊癌症并接受了一系列手术和化疗后,他逐渐痴迷于研究免疫学,目前已成为一名科学传播者和免疫研究爱好者。
译者李超群,英国利兹大学应用翻译专业硕士,译有《饮食的迷思》《显微镜下的室友》等。
在书中,作者以亲切易懂的语言、切入场景确切的比喻,生活化的语言描绘出免疫细胞世界的模样、运行的方式、如何使我们生病或保护健康,帮助读者轻松理解复杂的免疫相关知识。
免疫系统本来是对普通人比较陌生的领域,专业名词也多,但是作者通过生动的比喻帮我们克服了概念上的障碍,例如,他将普通体细胞比作“平民”,免疫细胞则是“各种专门士兵”——肠道有益菌是可爱小兔子、抗体是小龙虾等。看书的过程就好像在看影视剧一样。就算你从未接触过医学知识,也丝毫不影响阅读和理解。
回顾我们以往的科普文章,虽然前期选定主题,查阅大量研究文献和资料,再整理撰写花费时间很多,但是没有将科普文章写得如《战斗细胞》一书一样让不同知识面的客户都可以轻而易举读懂和受益。
在此有机会阅读此书并分享书中部分关于免疫系统和肠道黏膜和肠道菌群的内容,帮助读者增进对人体免疫系统的了解,从而更好地守护自身健康。
01
看看作者如何介绍免疫系统
前序:在我们生活的环境中有着不计其数的病原体,不仅有病毒,还有细菌、寄生虫等等。人类几乎每时每刻都在和环境中的危险因素接触、斗争,只不过,我们常常感知不到这个“斗争”的过程。
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免疫系统的构成:一支精密完备的“老牌”军队
用作者的话说,要回答什么是人类的免疫系统,还真有点不容易,但既然叫做“系统”,也就表明它不是一个单独的东西,而是一整套完整的体系。
作者把人类免疫系统比作是“一套军队系统”,说它“是由成百上千的营地和征兵处组成的遍布全身的复杂网络”,这说的就是免疫网络,是免疫系统的“基础设施”。
而所谓的“营地”,其实就是指免疫系统中专门的免疫器官,比如骨髓、胸腺、盲肠、扁桃体等等,这些免疫器官有些也是免疫细胞的诞生地;此外还有淋巴结。另外,免疫细胞内部还会释放出各种免疫活性物质,或者称为“细胞因子”,例如常见的有抗体、补体、免疫球蛋白等等,它们也是整个免疫系统重要的组成部分。
按照不同的免疫功能,免疫系统由两大王国组成,即先天性免疫(或说非特异性免疫),以及后天的适应性免疫(或说特异性免疫)。从名称就可以看出,两者的区别在于,先天性免疫是我们一出生就具有的,或者说不是针对特定的、单一的病原体的。
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免疫系统是如何来的,你了解其艰难的进化历程吗?
➤ 初代生命的进化与互相攻击:35亿年前,泥坑中的奇迹诞生
要是你因为每天早起上学,工作,路上堵车就觉得生活不顺,那原始的单细胞生命可以给你好好上一课。
35亿年前,地球还是一片蛮荒之地,在某个神奇的泥坑里,生命诞生了,而免疫系统要也随之出现了。我们不知道这些初代生命做过什么,又怎么活下来,但知道它们很快就开始了互相攻击。
➤ 生命的合作进化:从单细胞到多细胞
它们必须想办法把周围的化学物质转化为能为己用的东西,同时获取生成必需的能量,而其中几种细胞就盯上了“捷径”。
能偷别人干的,干嘛要自己干呢?
有几种办法实现了这一目标,比如:
可以整个同事其他细胞,或是在别的细胞上打洞并从其内部吸食营养......不过这样做颇有风险,成功了能饱餐一顿,失败了则会惨遭反噬,特别是在对手更大,更强的情况下。
风险更小的办法是潜入对手细胞内部并在此安家:分享宿主的粮食,享受它的呵护。这个办法相当成功,当然对宿主来说就很可怕了。
既然擅长“吸血”成了有效的生存技能,那么保护自己不被“吸”就成了演化上的必需。接下来的29亿年里,微生物凭借相似的招数,互相竞争厮杀。
假如有个时光机,能回到过去的微观世界一睹此类战争的宏大场面,你多半会失望,除了潮湿的石头上有一些纤薄的细胞膜之外,什么都没有。
在最初的几十亿年里,地球是个相当乏味的地方,直到生命形式的出现和飞越。
我们现在并不特别清楚,到底是什么让单打独斗的细胞开始向着密切合作并有专门分工的庞大细胞群发展的。
➤ 多细胞生物的兴起与免疫系统的重要性
大约在5亿4100万年前,多细胞动物出现了爆发性增长,体型变得肉眼可见,多样性也以极快的速度大大增加。
这当然就给刚演化出来的古代微生物们提出了一个问题:几十亿年来,生活在微型世界中的它们,无论进入任何生态系统,都要为其中的空间和资源争斗,而对这些细菌及其他微小生物来说,还有比多细胞动物更好的生态系统吗?这个系统里,从头到脚都是免费的营养!所以从一开始,多细胞生命就面临着细胞入侵者和机体寄生者的威胁。
只有能应付这种威胁的多细胞生物才能存活下来并有机会演化得越来越复杂。可惜,经过数亿年的时间,细胞和组织都没有得到好好的保存,我们看不到免疫系统的化石遗迹。但通过科技的魔法,我们可以看到生命树的各个分叉,并观察现存动物,研究它们的免疫系统。如果有些免疫特征,为生命树上差距越大的物种共同拥有,那么一般而言,这些特征也就越久远。
那么重要的问题就变成了:
➤ 免疫系统会在哪里产生区别,不同动物的免疫系统有哪些共性?
几乎所有当今的生物都有某种形式的内部防御机制,而生物越复杂,免疫系统也越复杂。选取相差悬殊的动物,比较它们的防御机制,我们就可以了解很多免疫系统的历史。
从最微小的层面来说,细菌也有抵御病毒的方法,它们不可能乖乖就范。而在动物世界中,海绵这种已经存在了5亿多年的最古老、最简单的动物,就拥有可能是最原始的动物免疫反应:“体液免疫”(“体液/humor”一词来自古希腊语,这里可不是“幽默”)。
体液免疫主要通过游离在细胞外体液中的微小蛋白来实现功能,杀伤、歼灭不该出现的外来微生物。这类防御非常有用,也非常成功,几乎所有现存的动物,包括我们人类,都有体液免疫。它没有被演化淘汰,而是变得举足轻重。原则上说,体液免疫在5亿年里都没怎么变。
但体液免疫只是个开端。多细胞动物的优势之一是就发展出了专业的防御细胞,相应的免疫就叫“细胞[介导]免疫”。
这种新型的免疫一开始就大获成功。连在蠕虫和昆虫的小小身体里,我们都发现了专门的免疫细胞卫士,它们能在小虫体内自由巡行,与入侵者正面交锋。
沿着演化之树,越是向枝头探寻,免疫系统就变得越是精妙。而在最早的脊椎动物身上,我们就已经看到了重大的创新:出现了专门的免疫器官暨细胞的“训练场”,以及最为强大的免疫原理之一——能够识别特定的敌人,并快速制造大量的针对性武器实现精准打击,还要牢牢记住它们!
即使是最原始的脊椎动物,比如样子诡异的无颌鱼,体内也有同样的免疫机制。
图源:dashangu
在数亿年的岁月里,这些防御机制变得越发复杂和精密。不过,简而言之,上面都是基本的免疫原理,它们有着出色的防御效果,所以或许在5亿年前的某些生物体内就已经存在了。因此,虽然你我的免疫系统很复杂、很强大,但其底层机制在动物界却很普遍,它擅长调动多种多样的特化细胞。
因此,从演化上来看,动物很可能没用多久其起源可以追溯回几亿年前。演化之手无须一次次地重新发明免疫系统——它发现了一套了不起的系统,并将其不断完善。
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人类免疫系统不断演化的硕果
好,话题终于要回到人类,回到你我身上了。我们都在享受着数亿年来免疫系统不断演进的丰硕果实。不过,免疫系统并不只是存在于你的体内,它就是你本身。“免疫”只是对守护自身并维系生命的所有生物机制的一种表达方式。所以讨论免疫系统就是在讨论人本身。
免疫系统也不是一个单独的东西。它像一套军队系统,是由成百上千的营地和征兵处组成的遍布全身的复杂网络。它们和心血管系统一样,分布广泛,无处不在,由像高速路网一样的管道网连接起来。另外,人体还有专门的免疫器官,位于胸腔内,大小和鸡翅差不多,会随着人的衰老而逐渐退化。
基于免疫器官和免疫“基础设施”,有几百亿免疫细胞在免疫路网和血流中巡逻,可以随时应召和敌人作战。此外,人体外部组织表面也有几十上百亿的免疫细胞形成的屏障,准备抵挡入侵。
这还只是积极防御,还有1018数量级的蛋白质武器组成的防御系统,它们就像能自动组装、四处散布的地雷。免疫系统中还有专门的“大学”,供细胞学习如何识别敌人及怎样作战。这所大学有着世界上最大的生物学图书馆,可以教你识别一生中可能碰到的所有敌人并记住它们。
在最核心的意义上,免疫系统就是区分自身和异物的工具
无论对方是否恶意,并不重要,只要不是被授予自由通行证的贵宾,免疫系统都会发动攻击与歼灭,因为这些被视为潜在的威胁。对免疫系统来说,为任何“他者”冒险都不值得。没有它们的此种忠诚,我们可能活不了几天。可惜,免疫系统如果忠诚不足或忠诚过头,也会造成困扰甚至引发严重后果致人死亡,后面我们会谈到这些情况。
免疫系统的首要目标——维持稳态
虽然说区分自身和异物是免疫功能的核心,但并不是它的目标。免疫系统的首要目标是维持“稳态”,即维持体内全部细胞及物质的平衡。免疫系统真是投入了最大的努力保持平衡,也在尽心安抚自己免于反应过激,这一点我们怎么强调也不为过。
你也可以理解成,它在追求和平,追求让生存变得愉悦和轻松的稳定秩序,也就是我们所说的“健康”。健康是轻松自由地生活的基础,拥有健康,我们才能从心所欲,不受病痛的阻挡。
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健康的宝贵只有在失去它时才最有体会
只有当我们失去健康时,才会真正意识到它的宝贵。健康其实是一个抽象的概念,因为它描述的并不是一种实质的存在,而是没有病痛、不受限制的状态,不是“有”而是“无”。拥有健康的时候,你觉得一切正常,感觉良好。而一旦健康离你而去,哪怕只有几天,都很难忽视人的脆弱和生命的稍纵即逝。疾病是生命中不可避免的事情。对于美好生活而言,没有什么比健康的身体更重要。
对免疫系统来说,健康就是稳态
尽管这场守护健康的战争终会不可避免地输掉,变成徒劳,但我们仍在努力夺取多一些时间,哪怕只是几个小时。总体而言,生而为人是幸福的,我们都希望自己可以活得久一点。
但维持健康殊非易事,因为我们每天都会遇到上亿的细菌和病毒,它们巴不得占领你的身体,就像几十亿年前那些单细胞生物之间发生的战争那样。
对微生物来说,你就是一套有待征服的生态系统。这片广袤无垠的土地资源丰富,适合繁殖,充满了机遇,是理想的栖居之地。当然,等我们最终离开这个世界时,它们还是会胜利的;没有了免疫系统的保护,大量疯狂的微生物组成的军团会大大加速尸体的分解过程。
预防癌症是免疫系统的头等大事之一
要担心的还不止这一大堆想要入侵的微生物,还包括可能误入歧途的身体本身,就是癌症。事实上,在你读这几页书的时候,身体里可能就有早期癌细胞正在被免疫系统悄无声息地清除掉。
免疫系统也可能出错——自身免疫性疾病、过敏
旨在保护你的免疫系统也可能出错,可能堕落。免疫系统一旦受了蒙骗,可能就会助长疾病的蔓延,或是保护癌细胞不被发现。免疫系统也可能失衡或受损,从而糊涂地攻击自身。它会把“我”误判为“他”,实实在在地攻击起它本该保护的那些身体细胞,导致一系列自身免疫性疾病,而病人不得不长期服用可能伴有严重副作用的免疫抑制药物。
过敏反应是指免疫系统对无害的物质产生了过激反应。“过敏性休克”就是一种严重的过敏反应,它凸显了免疫系统有多强大,一旦出错又多么可怕:疾病未必会马上置人于死地,而免疫系统带来的过敏性休克却能在几分钟内夺人性命。
免疫系统在帮助你的同时也会带给你痛苦
生病时的很多糟糕症状都是被激活的免疫系统引发的后果——对某些疾病来说,最严重的损伤甚至死亡都是免疫系统对入侵事件的失控反应造成的。比如,COVID-19导致的许多死亡病例都是免疫过激的结果。
伤害的累积是严重疾病的基础
免疫系统发挥防御功能的同时造成的损害会不断累积,于是今天有人认为,免疫系统的正常运转正是一些致命疾病的发展基础。因此,尽管拥有能对外界威胁做出快速有力反应的免疫系统对健康很是关键。
但同时保证它不会失控和搞破坏也很重要。就和人类社会一样,如果你的身体不得不打仗,那它至少想要快速地结束战争,赢得干净利落,而不想经历长期的被占领或冲突,那只会耗尽资源,毁坏基础设施。
02
肠道和黏膜与免疫系统有什么关系?
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黏膜——沼泽之国
人不管怎样生存和行动,都离不开世界本身及世上的一切。温馨私密的城堡,偏僻的森林木屋,遥远的社交距离,都无法让你免于和世界打交道,哪怕你是最叛逆的网瘾少年-最起码你需要稳定的食物来源,因此总要和外界有最基本的互动。
人体面临着同样的问题,因为细胞需要氧气和营养来维持生存和运转,并排出代谢产生的有害废物。就是说,资源要从外面进来,废物要从里面出去。因此,人体不可能是封闭的系统,内部总要有和外界直接接触的地方。
绝大部分病原体入侵都发生在这些内外交界之处
而这样的地方也就是人体的薄弱环节,从这里,不速之客能偷偷入侵血肉大陆。事实上,绝大部分的病原体入侵都发生在这些内外交界之处,包括从口腔一直到肛门的消化道,还有通向和外界进行交换的“洞穴系统”的多分支管道。
开头我们就说过,人体的肺和呼吸道、口腔和肠道,以及生殖道,其实是身体的外部,只是被卷到了里面。按理说,这些“管道”里铺的东西应该叫“内皮”,可惜,正确的名字是黏膜。为了听起来更酷一些,我们就叫它“沼泽之国”。
沼泽之国要解决的一大难题,方便营养进来、废物出去,同时又要让病原体难以逾越
这意味着,沼泽之国的免疫系统要和身体其他地方的不一样。肠道黏膜人体大部分都是无菌的,没有微生物,没有异物,而沼泽之国却在持续接触着各种“异物”:有待吸收的食物碎块,由此通过的可消化物质,可以自由进入并在肠道安居的有益菌,还有从空气中吸入的各种颗粒物,如污染物、灰尘等等。
这样一来,当然会有数不清的不速之客想要偷偷潜入,越过防线。其中一些是不小心闯入的无辜过客,另一些则是专门攻击人体的危险病原体。
这使得这些部位的免疫系统有着格外艰巨的职责,要维持平衡更是难上加难——因为沼泽之国的免疫系统要有一定的宽容度。
与此相反,身体多数部位的免疫系统对异物是毫不留情的。划伤之后,细菌侵入软组织,免疫系统就会发动猛烈的还击。皮下或者肌肉组织是容不得细菌的,会不惜一切代价把它们消灭掉。而这在黏膜附近就不可能了。
黏膜处的免疫系统小心处事
黏膜处的免疫系统不能像其他部位一样有攻击性,否则这些负责气体和营养交换的部位会遭到严重破坏,从而影响正常生活甚至造成死亡(许多患有自身免疫性疾病或过敏的人,就会遇到这种情况,不过我们后面再详细讲)。黏膜的免疫系统必须小心行事,被激活后要尽量把免疫反应限制在最必要的范围内。但同时,黏膜又是身体最薄弱的地方,免疫系统必须要能发挥保护作用,不能太过散漫,非常棘手。
针对入侵的第一项反制措施,就是把黏膜变成不适合危险微生物生存的死亡之地。为此,黏膜动用了一系列不同的防御系统。
如果说皮肤像广袤的荒漠,又像一道无法逾越的边境长城,黏膜就像一大片沼泽地,遍布着陷阱和巡逻的卫兵队伍。黏膜比皮肤容易入侵,但这也并不轻松。那么黏膜究竟是什么,又是怎样保护你的呢?
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黏液——水凝胶
沼泽之国动用的第一道防线就是它本身的黏液层。黏液是细胞分泌的黏滑的物质,有点像水凝胶。你可能知道鼻涕,鼻子里面黏糊糊的东西,感冒时会流很多,看起来有点恶心。实际上黏液遍布身体里的各个地方:口腔、肠道、呼吸系统(包括肺部)、眼睑内侧等等。
与外界进行物质交换的通道表面上都有黏液。持续生产黏液的是杯状细胞,它们的样子很好玩,但我们主要讲免疫系统,就不过多介绍它们了。你可以把它们想象成被踩扁的怪虫子,不停地吐出黏液,形成了黏液层。
湿滑的黏液发挥着几方面的作用
它是一道阻止外敌入侵的物理屏障
假设你在满是污泥的泳池里游泳,还要潜到池底,而污泥有近百米深。黏液不仅是一层黏糊糊的屏障,还和皮肤荒漠一样充满了陷阱:有盐,有可以溶解微生物外部结构的酶,还有一些特殊的物质能耗尽细菌赖以为生的关键营养,从而饿死细菌。
大多数部位的黏液富含杀伤力强大的IgA抗体
所以黏液层本身就不是宜居之地。而且,黏液层不仅能为你抵御外敌,还能让你免受自身的伤害。你是否想过,胃里有那么多胃酸,你为什么没事?因为胃黏膜就是一层屏障,能保护胃壁细胞,令其不与胃酸接触。
黏液可以移动
黏膜表面是一层名为“上皮细胞”的特殊细胞,你可以把它们看成“内皮的皮肤细胞”。它的细胞膜上覆盖着形如发丝的纤毛,这种微小的细胞器聚在一起,连成大片的网。上皮细胞位于黏膜的最外层,就像“身体里的皮肤”,表面只有一层黏液。
有些地方黏液和身体内部之间只隔着薄薄的一层,一个上皮细胞的厚度。上皮可没有皮肤那么奢侈,能让好几百个细胞一层层摞在一起。也正因为这样,上皮细胞可不好对付。它们尽管不是真正的免疫细胞,但也发挥着重要的防御作用:它们特别擅长激活免疫系统,以及释放特殊的细胞因子以请求支援。它们就像民兵组织,虽不能与敌军旗鼓相当,但在身体遭遇入侵时,是非常有用的补充性防御力量。
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上皮细胞——守护者
上皮细胞的任务之一,就是借助细胞膜上的纤毛让黏液流动
有些微生物会借助纤毛移动,而上皮细胞则是摆动纤毛让表面的黏液一起有节律地流动。摆动的方向取决于上皮细胞的位置。呼吸道、鼻腔、肺里的黏液,要么从口鼻排出体外,要么绕个弯被吞进胃里。
我们在一生中会吞下相当多的黏液,虽然听起来可能有点恶心,但这种机制很是有用。毕竟,胃里充满了强酸性的胃液,绝大部分病原体都无法幸存。而肠道上皮细胞纤毛运动的方向也很清楚:从胃向肛门——吃进来的东西都从这里要排出去。
沼泽之国——合作联盟
不过黏膜形成的沼泽之国不是单一国家,而更像彼此迥然不同的多个国家,为了共同目标而结成的合作联盟。
比如在荒漠之国皮肤的情况中,脚底和腰部的皮肤厚度就有很大差异。相应的,肺部黏膜和肠道黏膜有着完全不同的功能,而女性生殖道黏膜的功能又大不一样。根据不同部位黏膜特化情况的不同,相应的免疫系统也各有特点。
在讲病毒之前,我们先看看肠道这个神奇的国度,看看它是怎么和足足几十万亿细对免疫系统来说,肠道是个非常特别的地方,因为在这里,免疫系统要应对许多复杂的挑战,才能保持身体健康和正常运转。
我们还是来把肠道想象成贯穿人体的长管道,它把一点“体外”裹进了“体内”。在这些“外”表面,即肠道黏膜上,生活着1000多种细菌,数量多达三四十万亿,还有几千种病毒,它们共同组成了“肠道微生物群”(绝大多数肠道病毒攻击的是肠道细菌而非人体)。
关于免疫系统和肠道微生物组各自的功能及其相互作用,我们还很缺乏了解。许多疾病和失调都跟两者间的失衡有关,不过要完全理解两者间的各种关系,还需要大量的研究。未来几年,我们很可能会有重大突破。
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免疫系统和微生物的持久战与和平共存历程
在本章中,我们会探讨免疫系统是怎样和如此众多的微生物和平共存的。
首先,肠道免疫系统是一个半封闭系统,它会试图和身体其他部位免疫系统保持一定的界线。
肠道黏膜遇到的最大挑战,就是它的防线一直在被攻破。对肠道来说,外界的侵扰永不停歇,肠道免疫系统要持续响应,分辨敌友,这和身体其他任何地方都不一样。肠道是个繁忙的地方,除了生活着组成肠道微生物组的几十万亿有机体之外,还有吃进来的所有东西。
食物消化
食物的旅程始于口腔。食物要被消化吸收,变成身体和细胞养分,第一步就是被牙齿磨碎,并被唾液浸润、炮制。唾液中含有一些可以分解食物的化学物质,从你吃第一口开始,整个消化过程就拉开了序幕。
从进食到把废物排出体外,吸收营养的时间是有限的,所以越早开始越好。嚼碎的食物接着会被吞下去,在胃酸之海里停留片刻。胃酸不仅可以帮助消化,分解结实的肉类和植物纤维,它还能淹没并杀死大量微生物,从而大大减轻免疫系统的负担。
经过胃部后,食物就到了肠道。肠道长约3—7米,是最长的一段消化道。90%以上人体所需的营养都是在肠道吸收的。这里生活着大量人体必需的细菌伙伴,它们进一步分解食物,便于身体吸收营养。但这些可不是随便什么细菌。
几百万年以前,人类祖先和某些微生物群做了个小约定:
肠道细菌——租客;生成的营养物质——租金
人允许它们住在温暖的肠道里,并提供源源不断的食物;作为交换,这些微生物负责分解人类自己无法分解的碳水化合物,并生成人体自身不能合成的维生素。
肠道细菌:亦友亦敌
这些细菌就叫“[偏利]共生细菌”,“共生”(commensal)一词来自拉丁文,意为“同在一张桌前”。就和生活在皮肤表面的那些细菌“部落”一样,肠道的共生细菌也是我们的朋友。这些细菌只要不危害人体健康,免疫系统就不会攻击它们,这就是双方守约定的最理想情况。
为了维持秩序与和平,肠道细菌也像皮肤表面的细菌那样,生活在肠道黏膜的表面之上。只要肠道细菌不越线,不侵入上皮层,双方就相安无事。当然,事情不会这么简单。
细菌可不是人类真正的朋友,它们不知道什么约定,也不会去遵守任何东西。而肠道面积辽阔,细菌多得惊人,时刻都有一些共生细菌侵入肠道内壁。这就不太妙了。要是这些细菌进入血流,即进入真正的“体内”,会带来可怕的后果,甚至危及生命。而黏膜的一大目标就是防止这种情况。
肠道黏膜有三层
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先是黏液层,内含大量抗体、防御素(前面讲皮肤时提过,它们就像微型针头,能杀死微生物)和其他一些能杀伤或杀灭细菌的蛋白质。肠道的黏液层很薄,且要有一定的通透性,好让食物中的营养物质通过,要是第一层保护太厚,你可能就要饿死了。
2
黏液层之下是肠道上皮细胞,它们是人体内外之间的真正屏障。和肺部相似,肠道的上皮层也只有一个细胞那么厚。为了更好地起保护人体内部的作用,肠道上皮细胞彼此连接得非常紧密,被特殊的蛋白紧紧粘在一起,就像真正的墙一样牢固。免疫系统严密监控着这里的情况,对于一切企图黏附到上皮细胞上的微生物,它都会毫不客气。
3
共生细菌突破防护墙的情况每时每刻都在发生,所以上皮细胞下面还有第三层,“固有层”,这里是肠道免疫系统的大本营。
在紧贴着黏膜表面的固有层之内,有特殊的巨噬细胞、B细胞和树突状细胞随时待命,等着收拾那些不速之客。
免疫系统会极力避免引发炎症
因为炎症会让肠道产生大量多余的液体,造成腹泻。腹泻不仅会使大便呈水样,还会损伤负责从食物中吸收营养的、敏感纤薄的上皮层,并迅速导致重度脱水。
很多人不知道,腹泻现在仍是重要的死因,每年约有50万儿童因此死去。所以,从几百万年前,人类这一物种登上演化的舞台开始,人体和人体免疫系统就明白要谨慎对待肠道炎症。
守卫肠道的巨噬细胞有两个特点:
一、很擅长吞噬细菌;
二、不会释放召集中性粒细胞进而引发炎症的细胞因子。
这里的巨噬细胞更像是无声的杀手,不慌不忙地吃掉越界的细菌,不会大呼小叫。
编辑
肠道的树突状细胞也很特别
大量树突状细胞直接待在上皮细胞下面,将长触手从上皮细胞之间挤过去,直接伸入肠道黏液。这样,它们就能对不安分的调皮鬼,即想侵入体内的细菌,不断进行采样。
这里就埋藏着免疫学中的一大未解之谜,将来解开谜题的人定能获得诺贝尔奖:
树突状细胞怎么知道它采样的细菌是危险的病原体,还是无害的共生细菌?
目前我们还不知道答案;我们知道的是,采样是共生细菌时,树突状细胞会让肠道免疫系统保持冷静,不要为这些细菌携带的抗原而烦恼。
肠道还有特殊的B细胞,只生成大量的IgA
这些抗体特别适合在黏液中工作,简直就是为肠道的环境而设的:
- IgA可以穿过上皮细胞的屏障,大量进入黏膜层;
- 它们也不会激活补体系统,不会引发炎症;
这两点对肠道来说都很重要。
IgA还有别的长处:
它们有四只钳子,伸向两个相反的方向,这让它很擅长抓住两种不同的细菌,并把它们粘在一起。于是,大量IgA可以把无法反抗的细菌黏成大团,这些菌团会成为粪便的一部分,被排出体外。毕竟,粪便有三成多都是细菌,其中相当多的细菌是被IgA粘在一起的(让人担心的是,其中约一半的细菌在被排出时仍然是活菌)。
探索肠道免疫系统的守护之路
肠道免疫系统默默地守护着你,确保内部和外界的细菌不会作乱。有了这些机制和特殊细胞,免疫系统就保证了肠道黏液不会被野心太大的共生细菌所侵扰,同时自己也不会因过激而损伤身体,如此看来,肠道免疫系统可真是一支维和部队。
但要是有真正的敌人入侵,比如有致病菌经受住了胃酸的洗礼,存活到了肠道,这些机制就成了可怕的漏洞。此时,为了尽快捕获敌人,肠道有一种名为“派尔集合淋巴结”的特殊淋巴结,它们直接长在肠道上。
会有“微皱褶细胞”直接伸入肠壁,对免疫系统可能感兴趣的对象进行采样,某种意义上它们有点像电梯,装上乘客后会直接把它们送进派尔集合淋巴结,让适应性免疫细胞能检查肠道的各种情况。这样一来,肠道就相当于拥有了超快速的免疫筛查,可以持续地密切监测肠道的细菌组成。
本文选取了《战斗细胞:人体免疫系统奇妙之旅》该书中,与肠道免疫相关的几个章节作为分享,希望大家能更轻松地了解关于肠道免疫相关的知识,进一步引发对肠道免疫的思考和探索。让我们共同努力,推动肠道免疫健康知识的普及与实践,走向更健康美好的生活。
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