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第八章 免疫系统(4学时) 基本内容:淋巴细胞、淋巴组织、淋巴器官(淋巴结、脾)的结构和功能及有关概念. 免疫系统( immune system) 主要由免疫器官(胸腺、骨髓、淋巴结、脾、腔上囊、扁桃体等)、免疫组织、免疫细胞(淋巴细胞、浆细胞、抗原提呈细胞、粒细胞、肥大细胞和巨噬细胞)、免疫活性分子(补体、细胞因子等)组成,是机体保护自身的重要防御性结构。其免疫功能主要有三方面:①识别和清除侵入体内的抗原(如病原微生物、异体细胞或大分子物质);②免疫监视:清除机体自身改变性质的细胞(如病毒感染细胞和肿瘤细胞等)。③免疫稳定:识别和清除体内衰老死亡的细胞,维持内环境稳定。.
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第八章 免疫系统(4学时) 基本内容:淋巴细胞、淋巴组织、淋巴器官(淋巴结、脾)的结构和功能及有关概念 免疫系统(immune system)主要由免疫器官(胸腺、骨髓、淋巴结、脾、腔上囊、扁桃体等)、免疫组织、免疫细胞(淋巴细胞、浆细胞、抗原提呈细胞、粒细胞、肥大细胞和巨噬细胞)、免疫活性分子(补体、细胞因子等)组成,是机体保护自身的重要防御性结构。其免疫功能主要有三方面:①识别和清除侵入体内的抗原(如病原微生物、异体细胞或大分子物质);②免疫监视:清除机体自身改变性质的细胞(如病毒感染细胞和肿瘤细胞等)。③免疫稳定:识别和清除体内衰老死亡的细胞,维持内环境稳定。 分布在消化道、呼吸道固有层和黏膜下层的免疫组织构成病原菌入侵动物体的第一道防线;位于淋巴通路或血循通路上的淋巴器官分别构成动物体的第二道防线(淋巴结)和第三道防线(脾)。
一、免疫细胞 :是指参加免疫应答或与免疫应答有关的细胞,主要是淋巴细胞、浆细胞和抗原呈递细胞。 1、淋巴细胞的主要类群 各种淋巴细胞的形态相似,不易区分,只有免疫细胞化学方法才能予以鉴别。根据其来源、形态结构、表面标志和功能等不同,一般将其分为三类。 1.1 胸腺依赖淋巴细胞(thymus dependent lymphocyte):简称T细胞(TC),在胸腺内发育分化成熟,细胞表面有特异性抗原受体,占外周血淋巴细胞或淋巴结淋巴细胞的70%,占脾淋巴细胞的35%~40%,T细胞体积小、胞核大而圆,胞质少。有三个主要亚群:
免疫系统 胸腺依赖淋巴细胞 / T细胞 ①辅助性T细胞(Th): 65% 、 表面有CD4抗原、分泌多种淋巴因子、辅助免疫应答 ②抑制性T细胞(Ts):10% 、CD8抗原、分泌抑制因子、减弱免疫应答 ③细胞毒性T细胞(Tc): 20~30%、 CD8抗原、能识别特异抗原,增殖成效应细胞,能特异性杀伤靶细胞
免疫系统 T细胞免疫
免疫系统 1.2 囊依赖性淋巴细胞(bursa dependent lymphocyte,骨髓依赖淋巴细胞bone marrow dependent lymphocyte):简称B细胞(BC),在骨髓或鸟类腔上囊内发育分化成熟,占外周血淋巴细胞的10%~15% ,淋巴结淋巴细胞的25%,脾淋巴细胞的40%~50%,B细胞较大,表面有较多微绒毛,B细胞的表面标志为许多膜抗体,BC受抗原刺激后增殖分化成大量浆细胞,分泌抗体进入组织液,抗体和抗原结合后可以中和毒素、抑制细菌或靶细胞的代谢、溶解靶细胞,从而加速了巨噬细胞清除相应的抗原,通过抗体进入体液而执行免疫功能,这种通过抗体介导的免疫方式为体液免疫应答。
免疫系统 1.2 B细胞 bone marrow dependent lymphocyte B细胞较T细胞大 表面标志:主要有许多膜抗体 B细胞 浆细胞 抗体 功能:体液免疫应答
免疫系统 B细胞体液免疫
免疫系统 B细胞和巨噬细胞处理抗原的关系 Th细胞 巨噬细胞 抗原 淋巴因子 抗体 B细胞 浆细胞增殖 抗体和抗原结合 记忆性B细胞
1.3杀伤淋巴细胞:简称K细胞,在骨髓内发育分化成熟,数量较少,占外周血淋巴细胞的5%—7%,K细胞较大,细胞表面无特异性抗原受体,但常有FC受体,K细胞能与带有抗体的靶细胞结合,K细胞可借助FC受体与抗体的FC端结合进而杀伤靶细胞。K细胞主要攻击比微生物大的靶细胞,对肿瘤细胞也有杀伤作用。1.3杀伤淋巴细胞:简称K细胞,在骨髓内发育分化成熟,数量较少,占外周血淋巴细胞的5%—7%,K细胞较大,细胞表面无特异性抗原受体,但常有FC受体,K细胞能与带有抗体的靶细胞结合,K细胞可借助FC受体与抗体的FC端结合进而杀伤靶细胞。K细胞主要攻击比微生物大的靶细胞,对肿瘤细胞也有杀伤作用。 1.4 .自然杀伤淋巴细胞(NK):在骨髓内发育分化成熟,占外周血淋巴细胞的2%~5%,NK细胞体积较大,表面有微绒毛,胞质较多,含有大小不等的颗粒(溶酶体),又叫大颗粒淋巴细胞(LGL),它不需抗体存在,也不需要抗原提呈细胞的中介即能杀伤某些肿瘤细胞和受病毒感染的细胞,在防止肿瘤发生上起重要作用。
免疫系统 1.3大颗粒淋巴细胞 LGL large granular lymphocyte 膜上标志:GM1 / CD8;常有Fc 受体 杀伤细胞 - K 细胞 可借 Fc 受体与抗体结合引导杀伤靶细胞 自然杀伤细胞 - NK 细胞 直接杀伤肿瘤细胞
免疫系统 2、抗原呈递细胞antigen presenting cell 概念:进入机体的抗原物质要经过适当处理才能被淋巴细胞识别,能对外来抗原物进行处理以供淋巴细胞识别的细胞称为抗原呈递细胞。 能处理抗原,将抗原肽提呈给T细胞,并激发后者活化、增殖的一类免疫细胞, 起免疫应答的重要辅助作用。包括:巨噬细胞; 树突状细胞;血液DC;间质DC;郎格汉斯细胞;面纱细胞;交错突细胞
免疫系统 2、抗原呈递细胞antigen presenting cell 巨噬细胞 分布最广 交错突细胞 脾、淋巴结 滤泡树突细胞 淋巴小结 郎格汉斯细胞 表皮深层 微皱褶细胞 小肠上皮
免疫系统 巨噬细胞呈递抗原
二、淋巴组织 淋巴组织(lymphoid tissue,LT)亦称免疫组织,含有大量淋巴细胞的组织。依其结构、功能和发生可分为两种: 1、中枢淋巴组织 中枢淋巴组织是以上皮性网状细胞为支架,不含网状纤维,网眼中充满了淋巴细胞及巨噬细胞。上皮性网状细胞能分泌激素,构成诱导淋巴细胞分裂分化的微环境。淋巴干细胞可在此分裂分化成各种具有不同特异性的淋巴细胞(处女型LC)。中枢淋巴组织发生早,动物出生前即发育较完备,并开始向周围淋巴组织输送淋巴细胞。中枢淋巴组织分布于中枢淋巴器官,如胸腺和腔上囊。 2、周围淋巴组织 周围淋巴组织由网状细胞和网状纤维为支架,网眼内充有许多淋巴细胞和巨噬细胞等。其有三种形态 :
免疫系统 2.1 弥散淋巴组织 diffuse lymphoid tissue • 以网状细胞和 网状纤维为支架,网眼中含大量淋巴细胞及浆细胞、巨噬细胞和肥大细胞 • 无明显界限,结构弥散 • 高内皮的毛细血管后微静脉
免疫系统 毛细血管后微静脉 淋巴细胞(正在穿越内皮) 内皮
免疫系统 弥散淋巴组织
免疫系统 毛细血管后微静脉
免疫系统 2.2 淋巴小结lymphoid organ • 由B细胞密集而成 • 呈圆、椭圆形小体,边界清楚,淋巴小结中央染色较浅,细胞分裂相多见,称为生发中心。
免疫系统 帽 生发中心 淋巴小结 暗区 弥散淋巴组织
免疫系统 淋巴小结
免疫系统 生发中心
弥散淋巴组织 淋巴小结 细胞成分 T、B细胞 B 细胞为主 弥散边界不清 含毛细血管后微静脉 圆/椭圆形小体 边界清,有生发中心 结构特点
免疫系统 2.3淋巴索:淋巴细胞呈索状结构,如淋巴结的髓索,脾的脾索等,淋巴索可相互连接成网状,索内主要含有B细胞。 淋巴组织除分布在免疫器官外,还分布于消化道、呼吸道、泌尿生殖道的固有膜和粘膜下层等处,组成黏膜相关淋巴组织,是免疫系统的重要组成部分,参与构成机体第一道防线,抵抗外来细菌、异物的侵袭。黏膜相关淋巴组织包括回肠集合淋巴小结、弥散淋巴组织,肠上皮细胞间的淋巴细胞等,气管黏膜固有层的孤立淋巴小结、弥散淋巴组织等。
免疫系统 三、淋巴器官 lymphoid organ 淋巴结脾 胸腺
免疫系统 淋巴器官 Lymphoid organ 以淋巴组织为主构成的器官。分两类: ①中枢淋巴器官:包括胸腺和骨髓,为淋巴细胞早期分化场所。发育早,能向周围淋巴器官输送淋巴细胞。不受抗原刺激的影响。 ②周围淋巴器官:包括淋巴结、脾等,是免疫应答的主要场所,发育晚,接受中枢淋巴器官输送的淋巴细胞。 受抗原刺激的影响。
免疫系统 1、胸腺 thymus 组织结构 间质:被膜和小叶间隔 实质(胸腺小叶) 皮质 髓质
免疫系统 胸腺小体 被膜皮质 髓质 胸腺组织结构 H - E 高倍
免疫系统 (1)皮质 cortex 上皮细胞为支架 + 大量胸腺细胞 + 少量巨噬细胞 ①胸腺上皮细胞 :分两种 位于被膜下及胸腺细胞间,细胞星形、有突起,细胞间以桥粒连接。可分泌胸腺素和胸腺生成素等。 • 被膜下上皮细胞(哺育细胞) 扁平状、有基膜、桥粒、突起、有些胞质含胸腺细胞; 可分泌激素 • 星形上皮细胞(上皮性网状细胞) 多边形、多分支状突起、以桥粒连接成网;不分泌激素,但能诱导胸腺细胞发育分化。
被膜下上皮细胞 被膜 胸腺细胞 皮质 星形上皮细胞 巨噬细胞 髓质上皮细胞 髓质 胸腺小体上皮细胞 交错突细胞 胸腺内细胞分布模式图
免疫系统 ②胸腺细胞 thymocyte • 即T细胞的前身,密集于皮质内,量多。 • 由淋巴干细胞迁入胸腺,增殖后体积较小,变成熟。 胸腺细胞 皮质中密集,量多。为早期T细胞,95%凋亡; 5%成熟分化为初始T细胞,有免疫应答潜能。
免疫系统 (2)髓质 大量上皮细胞 +(成熟)胸腺细胞 + 少量交错突细胞 +巨噬细胞 + 胸腺小体 ①髓质上皮细胞 球/多边形、胞体较大,细胞间以桥粒相连;分泌胸腺激素 ②胸腺小体上皮细胞 扁/半月形,构成胸腺小体
被膜下上皮细胞 被膜 哺育细胞 胸腺细胞 皮质 星形上皮细胞 巨噬细胞 髓质上皮细胞 髓质 胸腺小体上皮细胞 交错突细胞 胸腺内细胞分布模式图
免疫系统 胸腺小体 —— 重要结构标志 位置:散在分布髓质 形态 :大、由数层上皮细胞呈同心圆包绕;外周的较幼稚、核明显;中心的已角质化、嗜酸性、或破碎呈均质透明 功能:未明
免疫系统 胸腺小体
免疫系统 胸腺小体
免疫系统 胸腺小体
免疫系统 上皮细胞 胸腺细胞 胸 腺 小 体
免疫系统 (3)血 ——胸腺屏障 概念:在皮质的毛细血管极其周围结构具有屏障作用,使血液内的大分子不易进入皮质 结构:1)、连续性毛细血管 2)、内皮基膜 3)、血管周隙(含巨噬细胞) 4)、上皮基膜 5)、上皮细胞
免疫系统 (3) 血 —— 胸腺屏障 淋巴细胞 上皮网状细胞 内皮基膜 上皮基膜 内皮细胞 巨噬细胞
免疫系统 1.3胸腺的功能 (1)分泌激素:由胸腺上皮细胞分泌胸腺素、胸腺生成素、胸腺肽等,构成胸腺内淋巴细胞发育的微环境,可促进淋巴干细胞在此分裂分化成处女型T细胞。 (2)培育和选择初始T细胞:胸腺内形成的淋巴细胞大部分被巨噬细胞吞噬,只有小部分能发育成为处女型TC,并穿过皮髓质交界处的毛细血管后微V进入血循环,迁移到周围淋巴器官或周围淋巴组织中,当遇到相应抗原刺激时,处女型TC方可进一步分化。
2、骨髓(bone marrow)是体内最大的造血器官,胚胎和幼年动物的骨髓为红骨髓,随着年龄的增长,脂肪组织添塞红骨髓为黄骨髓,黄骨髓含有少量的幼稚血细胞,仍有造血潜能,当机体需要时转变为红骨髓。 红骨髓是哺乳动物培育B淋巴细胞的中枢免疫器官,淋巴干细胞在骨髓微环境中经各个发育阶段,最后成熟为处女型B细胞,经血循迁移到周围淋巴器官和淋巴组织。 3、腔上囊(cloacal bursa)又称法氏囊(bursa of Fabricius) 结构与消化道相似,分为黏膜、黏膜下层、肌层和浆膜,黏膜固有层内含有许多淋巴小结样结构,称为腔上囊小结,简称囊小结,有些部位的黏膜上皮与囊小结直接相连,这种上皮具有摄取和转运抗原的能力。 腔上囊是鸟类特有的B细胞的中枢免疫器官,但近年发现在腔上囊的背侧有一片弥散淋巴组织,主要含有T细胞,属胸腺依赖区,因此,腔上囊还可能有周围免疫器官的功能。
免疫系统 4、淋 巴 结
免疫系统 淋巴结组织结构 (疏松结缔组织含血管、神经、输入/输出淋巴管) • 被膜和小梁 • 实质 • 浅层皮质 淋巴小结、弥散淋巴组织 皮质 • 副皮质区 (深层皮质单位) • 皮质淋巴窦 被膜下窦小梁周窦 髓索 髓质 髓窦
免疫系统 被膜下窦 小 梁 皮质淋巴小结 深皮质 小结间皮质 输入淋巴管 髓质 皮质淋巴窦 髓 窦 淋巴结结构模式图