解剖・栄養生理学

解 剖 栄 養 生 理 学 免 疫 系 の 生 理 参 考 書 : 山 本 ら 第 12 章 藤 田 pp124~133 Mader 第 8 章 pp353~360

この 講 義 で 身 に 付 けること リンパ 系 と 免 疫 系 の 違 いを 理 解 する リンパ 系 器 官 の 解 剖 と 役 割 を 理 解 する 非 特 異 的 防 御 と 特 異 的 防 御 が 説 明 できる ようになる 液 性 免 疫 と 細 胞 性 免 疫 の 違 いを 理 解 する 免 疫 が 体 に 与 えるリスクについて 学 ぶ HIVとAIDSの 違 いを 理 解 する

免 疫 とは? 体 は 常 に 外 敵 にさらされている ウィルス バクテリア 熱 放 射 線 紫 外 線 体 内 でおきている 変 化 突 然 変 異 を 起 こした 細 胞 老 廃 細 胞 移 植 した 本 来 他 人 の 臓 器 体 が 認 識 した 外 敵 異 物 から 保 護 防 御 する システム 免 疫 系

地 球 温 暖 化 と 感 染 症 リスク 地 球 規 模 の 気 候 変 化 生 態 系 の 変 容 感 染 症 が 大 流 行 する 可 能 性 (National Geographics, 2008) 日 本 でもデング 熱 などの 媒 介 蚊 の 北 上 が 確 認 済 み( 環 境 省 地 球 環 境 局 2009) Deadly dozen ( 死 に 至 る12 の 病 )1)ライム 病 2) 黄 熱 3)ペスト 4) 鳥 インフルエンザ 5)バベシア 症 6) コレラ 7)エボラ 出 血 熱 8) 腸 内 寄 生 虫 および 外 部 寄 生 虫 9) 赤 潮 10)リフトバ レー 熱 11)アフリカ 睡 眠 病 12) 結 核 http://happysadness.files.wordpress.com/2006/10/gpw-20050430a-fullsize-ebola-virus-cdc-phil-id-1181.jpg http://mahatmabug.com/mosquito.jpg

鳥 インフルエンザ http://influenza.jp/newflu/img/fig_newflu_02_01.gif http://www.who.int/csr/don/map_20090701_1100.png

スペインかぜ 最 初 のインフルエンザ 大 流 行 1918-1920 年 に 流 行 (H1N1 型 ) 当 時 の 全 人 口 の50%が 感 染 4000-5000 万 人 が 死 亡 したとされる( 世 界 の 総 人 口 約 12 億 ) http://www.invmed.info/historyofinfluenza/spanish.html

中 世 ヨーロッパでのペストの 伝 播 14 世 紀 (1300-1400AD)にヨーロッ パで 蔓 延 全 人 口 の3 割 が 死 亡 黒 死 病 ペスト 菌 を 媒 介 する ノミに 感 染 したネズミ によって 広 まったと 考 えられている 検 疫 の 重 要 性 http://upload.wikimedia.org/wikipedia/ja/f/f5/pestilence_spreading_japane.png

リンパ 管 +リンパ 系 器 官 =リンパ 系 ホメオスタシス のための3つの 役 割 1. 余 分 な 体 液 を 回 収 血 流 に 戻 す 2. 乳 び 管 で 吸 収 し たリポタンパク 質 を 血 流 へ 運 搬 3. 免 疫 機 能 http://www2.edu.ipa.go.jp/gz/a-cg/a-900/a-970/a-971.jpg

浅 と 深 リンパ 管 毛 細 管 皮 膚 表 層 CNS 筋 内 膜 や 骨 組 織 にはない リンパ 管 は 弁 を 持 つ 逆 流 を 防 ぐ 胸 管 : 下 半 身 頭 部 左 側 左 腕 と 胸 部 の 一 部 にリンパ 液 を 流 す 右 リンパ 本 幹 : 頭 部 右 側 右 腕 と 胸 部 の 一 部 リンパ 系 http://health.goo.ne.jp/health/img/jintai/jin017.gif

リンパ 液 リンパ 管 を 通 っているのがリンパ 液 血 漿 に 類 似 したアルカリ 性 の 漿 液 性 の 組 織 液 ( 黄 色 ) 心 臓 からの 静 水 圧 により 毛 細 血 管 から 漏 出 された 血 漿 は 細 胞 間 隙 で 細 胞 から 生 じた 老 廃 物 を 含 み 組 織 液 となる 組 織 液 の90~80%は 浸 透 圧 により 毛 細 血 管 と 小 静 脈 に 戻 る 残 りの 組 織 液 (10~20%)が 毛 細 リンパ 管 に 流 入 し てリンパ 液 となる 血 管 より 漏 出 した 血 漿 タンパク 質 と 細 胞 から 排 出 された 高 分 子 物 質 リンパ 球 脂 肪 球 などが 含 まれる

リンパ 液 骨 格 筋 の 動 きで 送 られる 血 液 (5.9L/ 分 )に 対 してリンパ 液 は 循 環 が 遅 い 胸 管 : 100 ml/hr 右 リンパ 本 幹 : 20 ml/hr. 全 体 のリンパ 液 循 環 : 120 ml/hr (2.9 L/day) 体 液 ( 組 織 液 )の 再 吸 収 が 十 分 行 えない 浮 腫 浸 透 圧 の 変 化 過 剰 な 体 液 の 生 産 慢 性 的 な 浮 腫 象 皮 病

リンパ 浮 腫 ( 象 皮 病 ) 慢 性 的 な 肥 大 と 組 織 の 硬 化 特 に 下 肢 や 外 生 殖 器 一 次 性 ( 未 成 熟 なリンパ 管 リンパ 節 )と 二 次 性 ( 他 の 疾 患 による 組 織 の 切 除 や 破 壊 の 結 果 ) 多 くが 二 次 性 フェラリア 虫 による 感 染 でも 起 きる http://www.doh.gov.ph/celf_phil/images/stories/food/elephantiasis.jpg

リンパ 節 はリンパ 球 の 生 産 貯 蔵 皮 質 と 髄 質 - 皮 質 にリンパ 球 髄 質 にマクロ ファージ リンパに 含 まれ る 異 物 はリンパ 節 の 中 のリンパ 洞 を 通 過 する 際 に 洞 のマクロ ファージに 取 り 込 まれ 除 去 される リンパの 浄 化 http://www2.edu.ipa.go.jp/gz/a-cg/a-900/a-950/a-952.jpg

扁 桃 リンパ 小 節 の 集 まり 免 疫 抗 体 が 作 られる 抗 原 抗 体 反 応 が 活 発 化 炎 症 http://www.hat.hi-ho.ne.jp/kboy/nodo-sikumi.jpg 口 蓋 扁 桃 舌 扁 桃 咽 頭 扁 桃 が 呼 吸 器 と 消 化 器 の 感 染 を 防 ぐ 役 割 を 担 っている

脾 臓 は 横 隔 膜 の 直 下 にある 被 膜 と 白 脾 髄 にはリンパ 球 赤 脾 髄 には 赤 血 球 とマクロ ファージ 血 液 の 浄 化 被 膜 は 薄 いの で 破 裂 すること がある 免 疫 力 低 下 http://www.lifespan.org/tmh/services/surgery/mininvasive/images/spleenlarge.jpg

胸 腺 は 加 齢 と 共 に 萎 縮 リンパ 球 がTリン パ 球 へ 成 熟 自 己 に 対 して 強 く 反 応 するリン パ 球 は 除 去 (クローン 選 択 説 ) サイモシンなど 胸 腺 ホルモンを 産 生 Blood-Thymus Barrier ( 血 液 胸 腺 関 門 ) 胸 腺 脾 臓 http://leavingbio.net/endocrine%20system/endocrine%20system_files/image014.jpg

リンパ 球 の 分 化 は 赤 色 骨 髄 で Bリンパ 球 Tリンパ 球 芽 球 化 クローン 拡 大 芽 球 化 クローン 拡 大 形 質 細 胞 メモリーB 細 胞 キラー 細 胞 ヘルパーT 細 胞 サプレッサーT 細 胞 メモリーT 細 胞 T 細 胞 は 胸 腺 内 で 成 熟 する 山 本 ら, P231

免 疫 システムの 概 要 免 疫 自 然 免 疫 ( 非 特 異 的 防 御 ) 1. 障 壁 2. 炎 症 3.NK 細 胞 4. 防 御 たんぱく 質 獲 得 免 疫 ( 特 異 的 防 御 ) 液 性 免 疫 抗 体 B 細 胞 T 細 胞 細 胞 性 免 疫 MHC (クラスⅠ&Ⅱ) T 細 胞 サイトカイン

非 特 異 的 防 御 ( 自 然 免 疫 )と 特 異 的 防 御 ( 獲 得 免 疫 ) 非 特 異 的 防 御 は 免 疫 が 記 憶 されない 2011 年 のノーベル 医 学 生 理 学 賞 ブルース ボイトラー 博 士 とジュール ホフマン 博 士 自 然 免 疫 機 能 の 解 明 ラルフ ステインマン 博 士 樹 状 細 胞 の 発 見 と 獲 得 免 疫 の 研 究 成 果 http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/2011/hoffmann.html# http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/2011/beutler.html http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/2011/steinman.html

4つの 要 因 非 特 異 的 防 御 ( 自 然 免 疫 ) 1. 進 入 に 対 する 物 理 的 障 壁 ( 例 : 皮 膚 粘 膜 涙 腺 ph) 2. 炎 症 反 応 発 赤 や 発 熱 : 組 織 の 破 壊 によって 組 織 内 に 存 在 する 肥 満 細 胞 (マスト 細 胞 )がヒスタミンやキニンを 放 出 毛 細 血 管 の 拡 張 腫 れ:タンパク 質 や 血 漿 が 集 まる 痛 み:キニンや 腫 れが 自 由 神 経 終 末 を 刺 激 好 中 球 や 単 球 が 病 原 体 を 取 り 込 み 破 壊 単 球 : 血 液 から 組 織 に 移 動 マクロファージに 病 原 体 を 取 り 込 むとコロニー 刺 激 因 子 を 放 出 赤 色 骨 髄 での 好 中 球 の 産 生 と 放 出 を 促 進

4つの 要 因 非 特 異 的 防 御 ( 自 然 免 疫 ) 3. NK 細 胞 (Natural Killer 細 胞 ): 直 接 接 触 するこ とで 感 染 した 細 胞 やがん 細 胞 を 殺 傷 すること ができる 4. 防 御 タンパク 質 : 約 20 種 類 のタンパク 質 でで きている 補 体 補 体 系 病 原 体 の 進 入 によって 活 性 化 され 様 々な 免 疫 応 答 を 補 助 する 1. 単 球 や 好 中 球 を 集 める 2. 病 原 体 がマクロファージに 確 実 に 取 り 込 まれるよ う 病 原 体 と 結 合 するなど

特 異 的 防 御 ( 獲 得 免 疫 ) 非 特 異 的 防 御 で 防 ぎきれなかった 場 合 のシステ ム 免 疫 系 を 刺 激 して 免 疫 応 答 を 誘 発 するする 外 来 性 物 質 = 抗 原 外 来 性 細 胞 や 自 己 と 認 識 しなくなった 細 胞 (がん 細 胞 など)の 全 てではなく 一 部 分 を 指 す 抗 原 受 容 体 = 抗 原 を 認 識 する 受 容 体 リンパ 球 の 細 胞 膜 に 存 在 する 各 抗 原 を 認 識 しうる 抗 原 受 容 体 をもつリンパ 球 を 産 生 可 能

特 異 的 防 御 ( 獲 得 免 疫 ) 2 種 類 のリンパ 球 :B 細 胞 とT 細 胞 B 細 胞 は 骨 髄 中 で 成 熟 T 細 胞 は 胸 腺 内 で 成 熟 B 細 胞 とT 細 胞 の 違 い B 細 胞 は 抗 体 を 生 むことが 可 能 な 形 質 細 胞 に 分 化 できる 抗 体 = 抗 原 と 結 合 して 生 物 活 動 を 消 失 低 下 させることが 可 能 T 細 胞 は 抗 原 を 持 つ 細 胞 を 直 接 攻 撃 する 液 性 免 疫 と 細 胞 性 免 疫 に 分 けられる

液 性 免 疫 抗 原 がマクロファージに 結 合 抗 原 提 示 細 胞 (APC)となる T 細 胞 に 抗 原 提 示 して 液 性 免 疫 を 誘 導 ヘルパーT 細 胞 が 分 泌 するサイトカインから の 刺 激 でB 細 胞 が 分 裂 して 形 質 細 胞 となる 形 質 細 胞 が 抗 体 を 産 生 同 時 に 分 裂 した 幾 つかはメモリーB 細 胞 となる 免 疫 を 記 憶 することが 可 能 次 回 の 侵 略 に 対 して 迅 速 に 対 応 できる 感 染 が 落 ち 着 くと 形 質 細 胞 はアポトーシス( 細 胞 死 )を 起 こす

http://www2.edu.ipa.go.jp/gz/a-cg/a-900/a-970/a-974.jpg

抗 体 5 種 類 の 免 疫 グロブリン(Ig) 抗 原 と 抗 体 分 子 で 免 疫 複 合 体 を 形 成 目 印 クラス 存 在 箇 所 機 能 IgG 血 液 中 の 主 要 な 抗 体 病 原 体 に 結 合 IgM 血 液 中 補 体 を 活 性 化 IgA 唾 液 や 母 乳 などの 分 泌 液 上 皮 細 胞 を 守 る IgD IgE 未 感 作 B 細 胞 の 細 胞 膜 上 B 細 胞 上 で 抗 原 受 容 体 として 機 能 血 液 中 の 肥 満 細 胞 や 好 塩 基 球 の 表 面 即 時 型 アレルギー 反 応 Mader, P152

抗 体 (IgG)の 構 造 L 鎖 ( 短 いポリペプ チド)とH 鎖 ( 長 い ポリペプチド) 可 変 領 域 (V 領 域 ) は 組 み 合 わせで 変 わる 定 常 領 域 (C 領 域 ) 抗 原 とはV 領 域 で 結 合 する http://www.brh.co.jp/s_library/j_site/scientistweb/no37/img/zu01.gif

http://www2.edu.ipa.go.jp/gz/a-cg/a-900/a-970/a-973.jpg

細 胞 性 免 疫 T 細 胞 は 自 力 で 抗 原 を 認 識 できない 認 識 シス テムが 必 要 T 細 胞 を 活 性 化 する 細 胞 抗 原 提 示 細 胞 (APC) 抗 原 提 示 細 胞 は 細 胞 膜 中 にMHC( 主 要 組 織 適 合 性 複 合 体 )と 呼 ばれる 糖 タンパク 分 子 を 持 つ ヒトではHLA(Human Leukocyte Antigen) 抗 原 と 呼 ばれる 輸 血 の 際 の 副 作 用 から 発 見 された 白 血 球 の 血 液 型 とても 複 雑 : 一 致 するのは 一 卵 性 双 生 児 くらい クラスⅠとⅡに 分 類 される

細 胞 性 免 疫 クラスⅠは 自 己 と 非 自 己 を 区 別 するためのマーカー 殆 どすべての 有 核 細 胞 が 持 つ A 座 B 座 C 座 があるー 輸 血 の 際 はこの 適 合 が 大 切 ( 適 合 率 は500 人 に1 人 ) 内 因 性 抗 原 を 結 合 : 細 胞 内 でのウィルスの 増 殖 がん 細 胞 クラスⅡはHLA 抗 原 を 感 知 する 外 因 性 抗 原 を 結 合 : 細 胞 外 で 増 殖 するウィルスや 白 血 球 に 感 染 する 菌 に 対 して D 領 域 (DR DQ DP)がある(HLA-DR HLA-DQなど) 他 人 の 臓 器 の 細 胞 は 違 うHLA 抗 原 をもっている 可 能 性 が 高 いため 体 内 では 非 自 己 異 物 と 判 断 される 可 能 性 が 高 い 拒 絶 反 応 が 起 きる( 急 性 拒 絶 反 応 ) 同 じHLA 同 士 では 移 植 が 成 功 する 可 能 性 が 高 い

細 胞 性 免 疫 APCによってT 細 胞 が 活 性 化 分 裂 増 殖 してサイトカインを 放 出 提 示 された 抗 原 と 同 一 の 抗 原 性 を 持 つ 細 胞 を 破 壊 原 因 が 除 去 されるとアポトーシスを 起 こす キラーT 細 胞 ヘルパーT 細 胞 サプレッサーT 細 胞 キラーT 細 胞 : 細 胞 膜 に 孔 を 開 けることができる パーフォリンを 持 ち 細 胞 を 破 壊 する( 細 胞 性 免 疫 ) ヘルパーT 細 胞 :サイトカインを 分 泌 免 疫 機 能 を 推 進 サプレッサーT 細 胞 :サイトカインを 分 泌 して 過 剰 な 免 疫 機 能 を 抑 制 メモリーT 細 胞 次 回 の 感 染 時 に 迅 速 に 反 応

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液 性 免 疫 と 細 胞 性 免 疫 液 性 免 疫 細 胞 性 免 疫 細 胞 外 微 生 物 B 細 胞 ヘルパーT 細 胞 細 胞 内 微 生 物 APC 抗 体 中 和 溶 解 食 細 胞 NK 細 胞 などの 増 殖 サイトカイン 細 胞 の 溶 解 http://arapaho.nsuok.edu/~castillo/notesimages/topic5notesimage4.jpg

能 動 免 疫 と 受 動 免 疫 ( 誘 導 免 疫 ) 人 為 的 に 免 疫 を 得 る 手 法 = 誘 導 免 疫 2 種 類 : 能 動 免 疫 と 受 動 免 疫 能 動 免 疫 病 原 体 に 感 染 することで 自 然 に 得 られる 免 疫 予 防 接 種 ( 病 原 体 もしくは 産 生 する 物 質 を 注 射 する) メモリーB 細 胞 とメモリーT 細 胞 の 機 能 を 活 用 受 動 免 疫 血 清 (すでに 存 在 する 抗 体 を 投 与 する)

予 防 接 種 の 危 険 性 -ポリオワクチン- ポリオ( 急 性 灰 白 髄 炎 )はポリオウィルス によって 起 こる 生 ワクチンもしくは 不 活 化 ワクチン 生 ワクチンではポリオ の 発 生 リスクが 生 じる 日 本 では2012 年 から 国 産 不 活 化 ワクチン を 導 入 9 月 1 日 から 予 防 接 種 開 始 http://img4.blogs.yahoo.co.jp/ybi/1/31/ba/tomorot_215/folder/975809/img_975809_25568857_0?1306825201

サイトカイン サイトカイン= 生 理 現 象 に 関 わる 細 胞 の 増 殖 分 化 活 性 を 調 節 するタンパク 質 性 液 性 因 子 主 な 調 節 細 胞 の 増 殖 成 長 免 疫 関 連 の 細 胞 の 増 殖 分 化 活 性 抗 ウィルス 抗 腫 瘍 作 用 他 にも 造 血 分 化 増 殖 の 抑 制 アポトーシス 誘 起 など 多 岐 にわたる T 細 胞 やマクロファージで 産 生 される

サイトカインとホルモン 似 ている 微 量 で 作 用 する 恒 常 性 の 維 持 に 重 要 ホルモンとサイトカイン 両 方 に 分 類 される 物 もある レプチン エリスロポエチン

サイトカインとホルモンの 違 い 1. ホルモンは 内 分 泌 腺 を 持 つ 臓 器 や 腺 組 織 から 分 泌 サイトカインは 細 胞 からも 分 泌 2. ホルモンは1 種 類 の 内 分 泌 細 胞 が1 種 類 を 産 生 分 泌 サイトカインは1 種 類 の 細 胞 が 複 数 産 生 分 泌 する 3. サイトカインは 複 数 の 細 胞 に 影 響 する 4. サイトカインの 作 用 は 多 様 5. サイトカインの 作 用 は 局 所 に 限 定 される(オートクリンや パラクリン) 6. サイトカインは 全 てタンパク 質 7. サイトカインは 他 の 細 胞 のサイトカイン 分 泌 と 関 与 して いる

免 疫 に 関 与 するサイトカイン インターロイキン: 白 血 球 やマクロファージの 増 殖 分 化 活 性 の 調 整 する(20 種 類 以 上 ある) インターフェロン:α β γなど 抗 ウィルスや 抗 腫 瘍 効 果 など 違 う 性 質 をもつ 一 連 の 群 コロニー 刺 激 因 子 (CSF): 骨 髄 での 白 血 球 の 増 殖 を 促 進 ケモカイン: 白 血 球 やマクロファージの 遊 走 ( 血 管 から 破 壊 されている 組 織 へ 集 まる 現 象 )を 促 し て 炎 症 を 引 き 起 こすサイトカイン 群 腫 瘍 壊 死 因 子 (TNF): 腫 瘍 細 胞 を 障 害 する

アディポサイトカイン 脂 肪 細 胞 から 分 泌 されるサイトカイン 様 々な 種 類 がある TNF-α PAI-1 HB-EGF レプチン アディポネクチン etc レプチンやアディポネクチン レジスチンは 免 疫 系 に 直 接 関 与 していない(ホルモン) 内 臓 肥 満 アディポサイトカインの 分 泌 異 常 インスリン 抵 抗 性 が 高 まると 考 えられている http://www.pathguy.com/lectures/ob_mouse.gif

肥 満 は 炎 症 を 促 す 脂 肪 細 胞 環 境 因 子 胎 生 期 の 発 育 授 乳 食 事 非 活 動 的 生 活 ストレスなど 炎 症 & 酸 化 ストレス 遺 伝 的 因 子 心 疾 患 Musaad and Hayne, 2007, Epidemiol Rev

アレルギー 反 応 過 去 に 免 疫 応 答 を 起 こした 抗 原 が 再 び 体 内 に 入 った 際 に 免 疫 系 が 過 敏 に 働 く 状 態 関 連 する 組 織 に 対 して 障 害 を 引 き 起 こす 花 粉 症 食 物 アレルギー ハウスダスト 薬 物 酷 い 状 態 ではショックを 引 き 起 こし 死 亡 すること もある(アナフィラキシーショック) アナフィラキシーは 即 時 型 アレルギー 反 応

食 物 アレルギーを 持 つ 小 児 学 童 が 増 加 グルテンを 除 去 した 食 品 や 料 理 約 150 万 名 の 食 物 アレルギー 患 者 の 普 及 乳 児 の5 万 10 万 名 給 食 管 理 の 徹 底 幼 児 期 の30 万 名 学 童 以 降 の100 万 名 食 物 アレルギー 斎 藤 博 久 監 修 海 老 澤 元 宏 編 診 断 と 治 療 社 2007 基 本 的 に 全 ての 種 類 で 起 こりうる 小 麦 そば ピーナッツ 卵 大 豆 甲 殻 類 魚 介 類 など http://www.lab.toho-u.ac.jp/med/ohashi/ped/patient/new/images/epipen_002.gif

自 己 免 疫 疾 患 自 身 の 正 常 な 組 織 や 細 胞 に 対 して 免 疫 系 が 攻 撃 をおこなう 疾 患 の 総 称 慢 性 関 節 リウマチ 多 発 性 筋 炎 全 身 性 硬 化 症 自 己 免 疫 溶 血 性 貧 血 正 確 なメカニズムはまだ 解 明 されていない 薬 剤 で 症 状 を 抑 制 することは 可 能

HIVとAIDS ヒト 免 疫 不 全 ウィルス(Human Immunodeficiency Virus: HIV)が 免 疫 細 胞 に 感 染 することにより 免 疫 細 胞 を 破 壊 し 免 疫 不 全 症 を 引 きおこす 後 天 性 免 疫 不 全 症 候 群 (Acquired Immune Deficiency Syndrome: AIDS) 感 染 経 路 : 性 交 渉 血 液 垂 直 感 染 など

HIV 感 染 の 国 際 状 況 http://www.worldhunger.org/articles/04/images/aids_map_adults1.gif

国 内 におけるHIV 感 染 者 /AIDS 患 者 の 推 移 http://www2.ttcn.ne.jp/honkawa/2250.html

国 内 におけるHIV 感 染 者 /AIDS 患 者 の 推 移 ~ 青 少 年 の 現 状 ~ 平 成 21 年 版 青 少 年 白 書 http://www8.cao.go.jp/youth/whitepaper/h21honpenhtml/html/b1_sho1_1.html

HIV/AIDSは 予 防 が 重 要

http://api-net.jfap.or.jp/lot/images/h23_acjapan_poster.jpg