【高校生物の物語】免疫の仕組み

免疫は、疫を免れると書きますが、「疫」は検疫といった言葉でも使われるように感染症という意味なので、感染症にかからないようにする体の仕組みのことです。この免疫の基本的な仕組みについてこの記事で紹介します。

この記事の内容

免疫は白血球が担当している

血液中にいろいろな細胞があるという話は血液成分とその役割【血液の基本】で紹介しました。

白血球はさらに大きく好中球・好酸球・好塩基球に分かれ、これらはいずれも免疫に関係しています。また、好中球はさらに骨髄球とリンパ球に分かれ、さらにリンパ球はヘルパーT細胞やキラーT細胞、B細胞などがあります。大型の白血球であるマクロファージも免疫に重要な役割をします。

免疫は平たくいうと白血球が担当していますが、その中は細かく専門化した細胞が体を守っているということです。

これまで免疫という言葉を使っていましたが、これには大きく分けて２種類の方法、自然免疫と獲得免疫があります。

自然免疫は常に体内を監視して侵入者に対していち早く攻撃を行うシステムで、2つ目の「獲得免疫」は自然免疫だけでは駆除できなかった場合に発動する強い破壊力を持つシステムです。

このように、体内に侵入した異物に対して、まず「自然免疫」が攻撃し、それでダメな場合に獲得免疫も使うという2段構えのシステムになっています。

最初に攻撃を仕掛ける自然免疫を担当するのは、「マクロファージ」「顆粒球」「NK細胞」です。

「好中球」「好酸球」「好塩基球」や「マクロファージ」は、比較的大きな病原菌を飲み込んで細胞内で溶かしてしまうことで相手を殺しています。これらとは単独行動できるのが「NK細胞」で、敵に素早く反応できます。

これらの免疫細胞が常に体内をパトロールしてくれているので、あまり感染症に関わらずにすんでいるのです。

一連の自然免疫システムの総司令官は「樹状細胞」(じゅじょうさいぼう) で、この細胞は病原体を飲み込むのは同じですが、自然免疫だけでは撃退できない場合には敵の情報を獲得免疫系のヘルパーT細胞に伝えます。

獲得免疫を担っているのは、Tリンパ球 (T細胞) やB細胞 (Bリンパ球) といった「リンパ球」です。

まずT細胞の1つである「ヘルパーT細胞」は敵の情報を樹状細胞から受け取り (抗原提示)、連絡をもらったヘルパーT細胞はB細胞に対して刺激を与えます。すると、B細胞が分裂増殖して、さらに形質細胞という細胞に分化します。この形質細胞がその病原体専用の攻撃兵器である抗体を作り出します。

抗体はY字型の構造をしていて、その先端部は可変部と呼ばれ、名前の通りターゲットにする相手の情報次第で変わる部分です。抗体は攻撃力が高いので、決まった相手 (特定の病原体) としか反応しないようにしているのです。

https://en.wikipedia.org/wiki/Antibody

この抗体が病原体 (抗原)と反応し（抗原抗体反応）、病原体の働きを不活性化したり、病原体の膜に穴を開けて殺すしたり、マクロファージなどによる飲み込み (貪食) の目印になったりします。

B細胞から形質細胞に分化してしまったものは、寿命が短くてすぐ死んでしまうのですが、一部のB細胞は形質細胞にならずそのままB細胞にとどまります。これらは寿命が長く、記憶B細胞と呼ばれています。

もし同じ種類の病原体がもういちど侵入した場合は、この記憶B細胞から反応が再開されることになるので、１回目よりも早く、かつ大量の抗体をつくり出すことができます。そのため２回目は症状が出る前に異物を処理できるのです。１回はしかにかかると、もうかからなくなるのはこのためです。

この仕組みをうまく活用したのが予防接種で、病原菌を弱毒化したりしたものを (ワクチン) をあらかじめ注射して免疫記憶をつくらせておくことでその感染症にならないようにしているのです。

ここまで抗体を使う方法を見てきました。この方法は血漿という液体の中で働くので液性免疫といいます。

獲得免疫には、もう1つ細胞性免疫という方法があります。ヘルパーT細胞はB細胞だけでなく、キラーT細胞も刺激しています。

キラーT細胞はヘルパーT細胞からの情報をもとにパトロールして病原菌を見つけ、直接相手を殺します (キラー killerはここに由来します)。

最後に今回の内容をまとめます。

今日も【生命医学をハックする】 (@biomedicalhacks) をお読みいただきありがとうございました。