(共39张PPT)
新型冠状病毒与人体的第一、二、三道防线
新型冠状病毒是以前从未在人体中发现的冠状病毒新毒株,即SARS CoV 2。该病毒为单链RNA病毒,由蛋白质和RNA组成。病毒不能独立生存,必须寄生在活的宿主细胞中才能增殖。新型冠状病毒要进入人体增殖,面临的第一关就是怎样进入人体。保卫人体的第一道防线是皮肤和黏膜。正常情况下,当我们的皮肤、黏膜发现有病毒入侵时,致密的皮肤和黏膜组织可以直接阻挡病毒的入侵。皮肤和黏膜的分泌物如黏液等,含有很多杀菌、抑菌的物质,可以阻挡或杀死入侵的病毒。当机体的自身免疫力下降或皮肤有伤口等情况下,病毒就有可能突破人体的第一道防线,进入人体内。
当病毒侵入人体时,吞噬细胞会集中到病毒入侵的部位,将病毒包围、吞噬和消灭,同时体液中的杀菌物质,如溶菌酶也会发挥杀菌的作用。当人体的免疫力低下时,病毒能突破人体第二道防线。当病毒突破了机体的前两道防线,就会触发人体的第三道防线,产生特异性免疫。
躲过了特异性免疫攻击的病毒以自身RNA为模板,以宿主细胞中的氨基酸等为原料,合成病毒的蛋白质外壳。新型冠状病毒的RNA还包含一小段RNA复制酶的信息,宿主细胞的核糖体会以此为模板,合成大量RNA复制酶,复制出大量新的病毒RNA。只有当这两个事件都完成之后,新的病毒外壳和新的病毒RNA才能组装成新的冠状病毒。新型冠状病毒突破机体防御,进而攻击肺部组织,造成肺炎。
新冠肺炎的病原体是新冠病毒,是一种新出现的病毒。接触新冠病毒后,有人患重病,甚至因此失去生命;也有人患轻症,能够自愈;还有人仅是无症状感染者,甚至并未被病毒感染。不同人患病程度出现巨大差异,这是什么原因呢?
结合所学免疫学知识解释:为什么新冠肺炎出现了全球性的大流行?如何预防新冠肺炎?
未接触过新冠病毒,缺乏对
其免疫力,易被感染和传播。
控制传染源、切断传播途径、
保护易感人群等。
新冠肺炎的预防
第2节 特异性免疫
流感病毒的结构
流感症状
免疫自稳
免疫监视
免疫系统的三道防线是统一的整体,他们共同实现 、 、
三大基本功能。
免疫防御
问题探讨
该同学们的说法有一定的道理,感冒的病程一般为一周
左右。这是因为人体免疫系统首先要识别外来入侵的细菌或病毒,然后要做出反应直至最后清除病原体,这些过程都需要一定的时间。
“快去医院看看吧”
天气突然降温,某同学不停地打喷嚏,初步判断是感冒。身边的好朋友都劝她赶快去医院,但她坚持不去,说:“反正我不去医院、吃不吃药都得一周左右才能好”
讨论:
1.这位同学说的有没有道理?为什么?
人体在各个系统的协调配合下具有一定的维持稳态的能力,普通的感冒在大多数情况下会自愈,可通过多休息、多喝水等方式提高免疫力,或者服用治疗感冒的非处方药等方法进行治疗。但是,感冒的原因有多种,并发症也多种多样,不能一概而论。对于流行性感冒,如果不及时治疗,有可能会引起严重的并发症。
2.你认为感冒时都要去医院就诊吗?说出你的理由。
周围环境中的病原体,大多数被健康的皮肤所阻挡;进入呼吸道的大多数病原体也被黏膜清扫出来。
但是,总有一些漏网之鱼;某种流感病毒进入体液。接下来人体的防御部队会如何应战?
皮肤上的细菌
病原体进入机体后,在体内时刻巡逻的、具有吞噬作用的细胞会主动吞噬它们,这种激烈的保卫战时刻都在进行着:
这些免疫细胞是如何识别己方和敌方的呢?
T 细胞
T
淋
巴
细
胞
单核细胞
(1)人体所有细胞的细胞膜上都有一种叫做主要组织
相容性复合体(MHC)的分子标志,是一种特异的
糖蛋白分子。
免疫细胞都认识这些自身的身份标签。
(4)病毒、细菌和其他的致病因子在它们的表面也带有表明它们特殊身份的分子标志(抗原决定簇,主要是一些蛋白质)。当病原体侵入人体后,会引起机体免疫系统针对其分子标志的特异性免疫应答。
1、分子标签
人体中的MHC蛋白主要有两种:
①MHCⅠ类分子存在于所有具核体细胞的膜表面,可以反应一般细胞内的一些状况。例如,当细胞受到病毒感染时,可以将相关信息传递到细胞表面供细胞毒性T细胞进行识别。
②MHCⅡ类分子仅表达于抗原呈递细胞的表面。
(3)除了同卵双胞胎,没有两个人有相同的MHC。B细胞表面有B细胞识别受体(BCR),T细胞表面有T细胞受体(TCR)
(2)同一个体的细胞的分子标签相同。
2、抗原:
可以引起机体产生特异性免疫应答的物质。一般是进入人体的异物,如病原体, 寄生虫, 花粉, 异型红细胞,异体组织,异种动物的血清等异物,此外人体自身衰老的、死亡的、癌变的细胞也可以成为抗原。
汉水丑生侯伟作品
汉水丑生侯伟作品
抗原呈递细胞:
化学本质:大多数抗原是蛋白质,它既可以游离,也可以存在于细菌、病毒等病原微生物以及细胞上,能刺激机体产生免疫反应。
抗原的性质:
1)异物性 2)大分子性10000bp 3)特异性
“自己”
“非己”
3、抗体
机体产生的能与相应抗原发生特异性结合的蛋白质(球蛋白)
一种抗体只能与一种抗原结合
主要分布于血清中,也分布于组织液及外分泌液中,如乳汁中。
随 和 达到身体的各个部位。
血液循环
淋巴循环
抗原呈递细胞对抗原的处理
免疫系统的三道防线
淋巴细胞
(特异性免疫)
第三道防线
皮肤
黏膜
溶菌酶
吞噬细胞
第一道防线
第二道防线
特异性免疫是后天获得的、针对特定病原体发生的免疫应答,有针对性地清除抗原,并且还能产生记忆,长期保持对某种抗原的免疫能力。
为了研究方便,人为地将特异性免疫的“作战”方式分为:体液免疫和细胞免疫两种。
当病原体突破了前两道防线,第三道防线的“部队”就会紧急动员起来,产生——————。第三道防线的“作战部队”主要是——————。
特异性免疫
众多的淋巴细胞
二、特异性免疫
(一)体液免疫
病原体(如流感病毒)
B细胞
抗原呈递细胞
B细胞
辅助性T细胞
辅助性T细胞
抗原呈递细胞
记忆B细胞
浆细胞
抗体
细胞因子
①一些病原体可以和B细胞接触,这为激活B细胞提供了第一个信号。
②一些病原体被树突状细胞、B细胞等抗原呈递细胞摄取。
③抗原呈递细胞将抗原处理后呈递在细胞表面,然后传递给辅助性T细胞。
④辅助性T细胞表面的特定分子发生变化并于B细胞结合,这是激活B细胞的第二个信号;辅助性T细胞开始分裂、分化,并分泌细胞因子。
⑤B细胞受到两个信号的刺激后开始分裂、分化,大部分分化为浆细胞,小部分分化为记忆B细胞。细胞因子能促进B细胞的分裂、分化过程。
⑥浆细胞产生和分泌大量抗体,抗体可以随体液在全身循环并与这种病原体结合。抗体与病原体的结合可以抑制病原体的增殖或对人体细胞的黏附。
1·体液免疫的过程《教材》P72
二、体液免疫—主要靠抗体“作战”的方式
病原体
一些病原体和B细胞接触
(如流感病毒)
一些病原体被树突状细胞、B细胞等抗原呈递细胞摄取
B细胞
抗原呈递细胞
为激活B细胞提供了第一个信号
抗原呈递细胞将抗原处理后呈递在细胞表面,然后传递给辅助性T细胞
④辅助性T细胞表面的特定分子发生变化并与B细胞结合,这是激活B细胞的第二个信号。
1
2
体液免疫的过程
辅助性T细胞开始分裂、分化,并分泌细胞因子。
3
辅助性T细胞
4
B细胞
辅助性T细胞
抗原呈递细胞
5
6
病原体
(如流感病毒)
1
2
3
辅助性T细胞
4
B细胞
辅助性T细胞
抗原呈递细胞
B细胞
⑤B细胞受到两个信号的刺激后开始分裂、分化,大部分分化为浆细胞,小部分分化为记忆B细胞;细胞因子能够促进B细胞的分裂、分化过程;
记忆B细胞
浆细胞
⑥浆细胞产生和分泌大量抗体,其可随体液在全身循环并与这种病原体结合,抑制病原体的增殖或对人体细胞的黏附;
抗体
细胞因子
抗体与病原体结合后发生进一步的变化:
如形成沉淀等,进而被其他免疫细胞吞噬消化。
⑥
抗体
抗原
+
抗体与病菌结合,抑制其繁殖或对宿主细胞的黏附
抗体与病毒结合,使其失去侵染和破坏宿主细胞的能力
抗体与抗原结合,使其形成沉淀或细胞集团,进而被吞噬细胞吞噬消化
汉水丑生侯伟作品
这些抗体这么紧紧附着在病毒身上,就好象是给巨噬细胞指路,告诉巨噬细胞:病毒在这儿呢,快过来吃它
浆细胞新产生的这种抗体,能紧紧的嵌在感冒病毒的这种化学钥匙上面,让它没法插进锁里。这样一来,病毒的化学钥匙就不再能打开细胞的城门,于是病毒就没法进入我们的细胞。
病原体
摄取
抗原呈递细胞
辅助性T细胞
B细胞
记忆B细胞
浆细胞
抗体
病原体
抑制病原体的增殖或对人体细胞的黏附,进一步形成沉淀等,进而被其他免疫细胞吞噬消化
一些病原体直接接触
分裂分化
并分泌
细胞因子
分裂分化
促进
结合
产生分泌
处理呈递传递
变化结合
体液免疫过程模式图
(第一个信号)
第二个信号
B细胞的活化
B细胞分裂分化
抗体合成分泌消灭病原体
不能识别病原体的细胞:
浆细胞
非特异性识别病原体的细胞:
树突状细胞
能产生抗体的细胞:
浆细胞
能增殖分化的细胞:
B细胞、辅助性T细胞、记忆B细胞
能特异性识别抗原的细胞:
B细胞、辅助性T细胞、记忆B细胞
病原体(如流感病毒)
B细胞
抗原呈递细胞
B细胞
抗原呈递细胞
辅助性T细胞
辅助性T细胞
细胞因子
记忆B细胞 浆细胞
抗体
②
①
③
⑤
④
⑥
① B细胞要进行分裂分化(活化)需要有什么条件?
(1)两个信号的刺激:一些病原体可以和B细胞接触,这为激活B细胞提供了第一个信号。辅助性T细胞表面的特定分子发生变化并与B细胞结合,这是激活B细胞的第二个信号。
(2)需要细胞因子的作用(辅助性T细胞分泌的细胞因子的促进)
思考·讨论
③ 抗原呈递细胞起什么作用?
抗原处理:抗原呈递细胞把外源性抗原降解加工处理成抗原多肽片段,再以抗原肽-MHC复合物的形式表达于细胞表面。
抗原呈递:抗原肽-MHC复合物被辅助性T细胞受体识别,引起T细胞活化。
④ 细胞因子的作用是什么?
⑤ 抗体起什么作用?有何意义?抗体是否可直接导致抗原死亡?
⑥ 哪个细胞一直没有接触过抗原?
⑦ 记忆细胞有什么功能?
促进B细胞的增殖分化
抑制病原体繁殖或对人体细胞的黏附
浆细胞不能识别抗原
记忆B细胞的作用:
可以在抗原消失后存活几年甚至几十年,当再接触这种抗原时,记忆B细胞能迅速增殖分化,产生新的浆细胞和记忆B细胞,分化后,浆细胞快速产生大量抗体。
二次免疫
二次免疫特点:
二次免疫相对初次免疫而言,反应更____、更_____,产生的抗体数量更____。能在抗原入侵但尚未患病之前将他们消灭,从而使患病程度降低。
快
强烈
多
免疫系统是如何对付它们的呢?
病毒只有入侵细胞才能够繁殖,而有一些致病菌如结核分枝杆菌、麻风分枝杆菌等,也是寄生在宿主细胞内的,由于抗体只存在于体液中,不能进入宿主细胞内。一旦病原体进入细胞,抗体对它们就无能为力了。
三、细胞免疫
靶细胞 细胞毒性T细胞
靶细胞:被病原体(如病毒)感染的宿主细胞。
④细胞免疫中细胞毒性T细胞从哪些细胞分化而来?
⑤ 活化后的细胞毒性T细胞的作用是什么?
⑥细胞免疫中记忆T细胞有什么作用?
识别并裂解被同样病原体感染的靶细胞
细胞毒性T细胞和记忆T细胞
如果再次遇到相同的抗原,记忆T细胞会立即分化为细胞毒性T细胞,迅速、高效地产生免疫反应。
靶细胞 细胞毒性T细胞
细胞因子
记忆T细胞
细胞毒性T细胞
细胞毒性T细胞 靶细胞
巨噬细胞
①
②
④
③
细胞毒性T细胞和记忆T细胞
⑦细胞免疫中能识别抗原的有哪些细胞或物质?
三、细胞免疫
增殖 分化
细胞免疫的基本过程
识别、接触、裂解
增殖 分化
靶细胞
抗原呈递细胞(识别、处理、呈递)
辅助性T细胞(识别)
细胞毒性T细胞
细胞毒性T细胞
记忆T细胞
靶细胞
病原体暴露出来
抗体可与之结合;或被其他细胞吞噬
增殖 分化
二次免疫
识别
二次免疫
细胞因子
(被激活)
三、细胞免疫
抗原
特异性免疫的方式
体液免疫:
细胞免疫:
抗体
体液
细胞内部
T细胞
四、体液免疫与细胞免疫的协调配合
1. 神经系统、内分泌系统和免疫系统通过信息分子构成一个复杂网络(如右图),这些信号分子的作用方式都是直接与受体(蛋白质)特异性结合。
2. 神经系统可以通过神经释放神经递质影响免疫反应,免疫系统通过释放细胞因子等途径影响神经系统的修复、生长发育及生理功能等。
3. 生长激素有增强免疫功能的作用;
糖皮质激素有抑制免疫功能的作用。
神经—体液—免疫调节网络
四、体液免疫和细胞免疫的协调配合
1. 浆细胞不具有分裂、分化能力。
2. B细胞、细胞毒性T细胞和记忆细胞都能进行分裂、分化。
3. 分裂、分化过程中细胞的遗传物质并未发生改变,细胞分化只是发生了基因的选择性表达。
4. 浆细胞没有识别功能;吞噬细胞(树突状细胞、巨噬细胞)能识别抗原,但没有特异性识别功能;其他淋巴细胞都有特异性识别功能。
5. 细胞毒性T细胞与靶细胞接触,体现了细胞膜的信息交流功能。
6. 靶细胞的裂解死亡属于细胞凋亡。
7. 既在体液免疫中发挥作用又在细胞免疫中发挥作用的淋巴细胞是抗原呈递细胞、辅助性T细胞。
8. 既在非特异性免疫又在特异性免疫中发挥作用的免疫细胞是吞噬细胞(树突状细胞、巨噬细胞)。
课堂巩固:
调节 方式 信息分子 来源 靶细胞或 作用部位 化学本质
神经 调节 神经 递质 突触前 膜释放 突触 后膜 有机物、
无机物
体液 调节 激素 内分泌 细胞 靶细胞 蛋白质和多肽类、氨基酸衍生物类、固醇类
免疫 调节 抗体 浆细胞 抗原 蛋白质
细胞 因子 主要为辅 助性T细胞 B细胞、细胞毒性T细胞等 蛋白质
课堂巩固:
C
P75
P75:一、3填图
浆细胞
B细胞
记忆B细胞
细胞毒性T细胞
细胞毒性T细胞
记忆T细胞
辅助性T细胞
辅助性T细胞也可形成相应的记忆细胞
辅助性T细胞形成的记忆T细胞也可分裂、分化后形成新辅助性T细胞,并分泌细胞因子发挥作用
二、拓展应用
1. 在某种哺乳动物体内注射m抗原和n抗原后,机体内产生的抗体水平的变化情况如右图所示。请据图回答下列问题。
(1)在第28天注射m抗原和n抗原之后,机体针对它们产生的抗m抗体和抗n抗体的浓度为什么会有如此大的差异?
【答案】28天前已经注射过m抗原,因此,此次注射m抗原引起的免疫反应属于二次免疫、而对n抗原的免疫反应则属于初次免疫。二次免疫相对初次免疫而言,反应更加迅速、高效,产生的抗体浓度差异也就更大。
二、拓展应用
1. 在某种哺乳动物体内注射m抗原和n抗原后,机体内产生的抗体水平的变化情况如右图所示。请据图回答下列问题。
(2) 如果在第56天时再同时注射m抗原和n 抗原,请你预测抗m抗体和抗n抗体的产生情况, 并在曲线图上画出来。
P75 练习与应用:二次免疫具有何种特点?二次免疫的原理是什么?
改写: 在某哺乳动物体内注射m抗原和n抗原后,机体内产生的抗体水平的变化情况如图所示。思考如下问题:
(1)第一次和第二次注射m抗原后,分别多久之后达到抗体浓度的最高峰?峰值抗体浓度有什么差别?
第一次注射后约14天达到峰值,浓度约101。
第二次注射后约7天即达到峰值,浓度约104。
(3)结合特异性免疫的过程分析,二次免疫应答机理是什么?尝试写出其发生过程。
记忆B或记忆T细胞受到刺激后增殖、分化,分别形成新的浆细胞和细胞毒性T细胞,进而发挥免疫功能。
(2)为什么第0天注射m抗原对第28天注射n抗原产生抗n抗体没有明显的促进作用?
二次免疫具有“特异性”记忆的特点。
(4)为什么二次免疫更快、更强?
记忆细胞直接增殖、分化。
识别同一抗原的记忆细胞数量比初次免疫过程中的B或细胞毒性T细胞数量更多。
2.某媒体报道,“据专家推测,今年冬天北京不会有大规模流感暴发,因为没有发现流感病毒发生大的变异。”在报道的这个推理中,缺少了一些环节,请你根据本节所学内容,将推理过程补充完整。
【提示】这一推理过程缺失的部分主要是特异性免疫及二次免疫的部分环节,推理的完整性是科学思维重要的表现形式。
这一推理过程是∶流感病毒进人机体后,引发特异性的免疫反应;当流惑病毒被消灭之后,机体会形成免疫记忆。如果流感病毒没有发生大的变异,当这些流感病毒再次进人机体时,记忆细胞会迅速增殖、分化,机体会通过更强烈的特异性免疫反应在流感病毒造成流感症状之前将其清除,因此不会有大规模流感暴发。
体液免疫与细胞免疫的关系 P74
结合图4-6和图4-7,讨论以下问题。
思考·讨论
?
1.体液免疫和细胞免疫分别是如何体现针对某种病原体的特异性的?
体液免疫是靠两个信号保证针对某种病原体的特异性的,即病原体与B细胞接触形成的第一信号及辅助性T细胞传递的第二信号。细胞免疫依靠细胞毒性T细胞识别宿主细胞表面分子的特异性变化,保证针对某种病原体的特异性。
体液免疫与细胞免疫的关系 P74
结合图4-6和图4-7,讨论以下问题。
思考·讨论
?
2.有人说,辅助性T细胞在免疫调节过程中起着关键的调控作用。你认同这一观点吗?请说出你的理由。
一般认为,辅助性T细胞在免疫调节过程中起着关键的调控作用。在体液免疫中,辅助性T细胞能够传递信息,激活B细胞,并保证浆细胞的特异性。同时,辅助性T细胞释放的细胞因子能促进B细胞和细胞毒性T细胞的增殖、分化。通过辅助性T细胞,体液免疫和细胞免疫协调配合,共同维持机体稳态。
体液免疫与细胞免疫的关系 P74
结合图4-6和图4-7,讨论以下问题。
思考·讨论
?
3.体液免疫和细胞免疫之间的联系体现在什么地方?
体液免疫和细胞免疫之间的联系主要体现在两个方面。⑴辅助性T细胞的介导作用能够使两者密切配合。⑵两者相互配合清除病原体:体液免疫产生抗体,能消灭细胞外液中的病原体;而消灭侵入细胞内的病原体,要靠细胞免疫将靶细胞裂解,使病原体失去藏身之所,此时体液免疫就又能发挥作用了。
能产生毒素的病原体引起体液免疫(例如外毒素);
结核杆菌、麻风杆菌等胞内寄生菌先细胞免疫后体液免疫;
病毒先体液免疫阻止其扩散,后细胞免疫释放出病原体,再体液免疫将其清除。
体液免疫基本过程
抗原直接刺激B细胞B细胞活化的第一信号
辅助T细胞与B细胞表面结合成为B细胞活化的第二信号