动物的免疫和内分泌系统医学PPT

第十一章动物的免疫系统和激素,1,第一节 免疫系统,动物的淋巴系统和免疫器官,血液、组织液与淋巴液淋巴循环 组织液渗入毛细淋巴管；淋巴液通过毛细淋巴液、淋巴管、胸导管和右淋巴管，注入左右颈静脉。淋巴器官 胸腺、淋巴结、脾、扁桃体。,2,免疫器官,中枢免疫器官,骨髓哺乳类 胸腺,法氏囊（腔上囊） 鸟类 胸腺,B细胞和T细胞的发育,3,周围免疫器官,周围免疫器官是免疫细胞定居、增殖及发生免疫应答的重要部位；是机体免疫系统的重要组成部分，担负着机体局部免疫功能。 包括淋巴结、脾脏和其他淋巴组织（扁桃体、阑尾、淋巴结、弥散淋巴组织等）。,扁桃体,脾脏,胸腺,右淋巴管和胸导管,阑尾,肠道集合淋巴结,淋巴结,淋巴管,腺样淋巴结,毛细血管,淋巴管,组织液,组织细胞,淋巴结,免疫细胞聚集处,淋巴液,组织液进入淋巴管,免疫反应主要场所,4,造血干细胞、淋巴细胞、单核吞噬细胞、粒细胞和肥大细胞等在内的参与免疫应答或与免疫应答有关的细胞，统称免疫细胞。,免疫细胞,淋巴细胞在免疫应答过程中起核心作用，它具有特异识别抗原、介导特异性免疫应答的功能。,造血干细胞的分化,5,免疫细胞的种类,单核吞噬细胞: 包括血液中的单核细胞和组织中固定、游走的巨噬细胞。单核细胞一旦进入组织，分化为巨噬细胞。粒细胞：嗜中性粒细胞具有高度移动性和吞噬功能；嗜酸性粒细胞具有抗过敏和抗寄生虫感染的功能；嗜碱性粒细胞和肥大细胞当抗原与其表面的IgE受体结合时导致脱颗粒，释放多种介质，在I型过敏反应炎症的形成中起重要作用。,6,淋巴细胞： B淋巴细胞发生于类囊器官，被抗原致敏后分化为浆细胞，产生相应抗体，分成B1、B2两种亚群。B1细胞为T细胞非依赖性细胞，B2为T细胞依赖性细胞。 T淋巴细胞发生于胸腺，需经抗原致敏后才能成为成熟的效应细胞；有多种亚群。NK细胞（natural killer cell）：无需致敏即具有杀伤力。,浆细胞,活化的T淋巴细胞,未活化的淋巴细胞,7,非特异性免疫,非特异性免疫又叫做先天性免疫或天然免疫，是人类在长期进化过程中逐渐建立起来的一种天然防御功能。 特点是人人生来就有，不针对某一种特定的病原体，而是对多种病原体都有一定的防御作用。,第一道防线（物理障碍）：皮肤、口腔、鼻腔、消化道和呼吸道的黏膜及其分泌物。第二道防线：吞噬作用、抗菌蛋白、炎症反应和温度反应。,8,吞噬作用,白细胞（嗜中性粒细胞和巨噬细胞）: 将细菌包入细胞质，形成吞噬体，随后由溶酶体杀死和分解细菌。自然杀伤细胞 （NK）：杀死受病毒等感染的细胞。,自然杀伤细胞,9,补体（complement）: 补体是存在于正常人和动物血清和体液中的一组与免疫反应有关的、具有酶活性的蛋白质分子，由约20种不同蛋白质组成。补体在发生免疫反应后或在抗原直接刺激下，陆续被激活，形成一个破膜复合体。破膜复合体附在靶细胞膜上，使靶细胞膜破裂死亡。,抗菌蛋白,补体分子破坏细菌的图解,10,炎症反应,脓： 侵入的细菌使受伤组织释放组织胺和前列腺素，引起侵入部分的血管舒张，血流增加；这部分毛细血管对蛋白质的通透性也增加，蛋白质渗出，引起局部肿胀；毛细血管渗透性增加，也引起吞噬细胞穿过血管壁，进入受损伤的组织部位，吞噬入侵细菌。,11,温度反应,巨噬细胞与入侵微生物相遇，释放白细胞介素1，白细胞介素1和一种细菌外毒素致热原随血液循环到脑的下丘脑部位，升高温度调节点，导致发热。发热刺激机体的吞噬作用，同时减少血液中铁的含量，使细菌无法生存。,12,特异性免疫,特异性免疫反应： 由于入侵物含有一种或几种特异性化学物质（蛋白质、大分子多糖、粘多糖等）引起体内产生针对这些物质的反应。抗原（antigen）: 引起机体产生特异性免疫的物质。 免疫应答：免疫反应过程。特异性免疫反应类型：细胞免疫（cellular immunity）体液免疫（humoral immunity）,13,14,免疫应答,免疫应答的3个阶段：感应阶段：淋巴细胞识别抗原、活化反应阶段：淋巴细胞增殖、分化效应阶段：产生免疫物质、消除抗原,抗原进入肌体后，体内抗原特异性淋巴细胞识别抗原（抗原递呈），淋巴细胞发生活化、增殖和分化，产生免疫物质，破坏抗原、清除抗原的整个过程。,15,免疫应答的特点 特异性 记忆性 放大性,免疫应答的特异性和记忆,16,体液免疫反应,由B细胞介导的免疫应答。体液免疫的抗原多为相对分子量在10000以上的蛋白质和多糖大分子。病毒颗粒和细菌表面都带有不同的抗原，所以能引起体液免疫。 B细胞活化的两种类型：胸腺依赖性抗原（TDAg）：含有T细胞表位（抗原决定簇）、需要T细胞参与才能诱导免疫应答的抗原。天然抗原的绝大多数都是TD-Ag。胸腺非依赖性抗原（TIAg）：只含B细胞表位、可直接激活B细胞的抗原。TIAg只能诱导IgM类抗体，而且不能产生再次应答效应。,17,B细胞产生浆细胞和记忆细胞,B细胞表面的受体分子与遇到的抗原决定子结合，B细胞被活化，并长大和分裂形成有同样免疫能力的细胞群，又继续分化为浆细胞群和记忆细胞群。,体液免疫的机制和过程,APC: 抗原提呈细胞, 如巨噬细胞,18,B细胞活化,浆细胞产生抗体,每秒钟每1个浆细胞能产生2000个抗体，但寿命很短。抗体离开浆细胞后，随血液、淋巴流到身体各部分，发挥消灭抗原的作用。 抗体是游离在血液、淋巴液等体液中的一类特殊的球蛋白。,19,记忆细胞与二次免疫反应,记忆细胞寿命长，对抗原十分敏感（本身也分泌抗体），能记住入侵的抗原。并且在同样抗原第二次入侵时，记忆细胞比没有记忆的B细胞更快地作出反应能很快地分裂产生新的浆细胞和记忆细胞，浆细胞再产生抗体以消灭抗原，这就是二次免疫反应。二次免疫反应不但比初次反应快，也比初次反应强。,20,抗体的结构与功能,将具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白统称为免疫球蛋白（Ig）。 Ig的基本结构是由二硫键连接的4条肽链（2条轻链和2条重链）构成。,21,5种类型Ig：IgG、IgD、IgE、IgM、IgA,22,抗体基因的重组(轻链),23,抗体主要的功能结合抗原（各类Ig）-沉淀和凝集结合细胞表面的Fc受体（IgG和IgE）- NK细胞的激活激活补体（ IgG和IgM ）-补体反应分泌到粘膜表面及分泌液中（SIgA）穿过胎盘（IgG）,24,沉淀和凝集,抗原与抗体结合形成沉淀，然后巨噬细胞和粒细胞吞噬沉淀和凝集的细胞团，从而清除抗原分子。,25,NK细胞的激活,NK细胞的表面有抗体Fc的受体，当抗体与抗原结合后， NK细胞的Fc受体和抗原表面的抗体结合，而使K细胞和抗原结合，继而将抗原杀死。 除了NK细胞外，巨噬细胞以及中性和嗜酸性粒细胞也同样可被抗体激活，杀死抗原。,26,激活补体反应,27,细胞免疫反应,细胞介导的免疫应答（仿starr）,细胞免疫是由T细胞介导的免疫应答。细胞免疫不产生游离的抗体。只有胸腺依赖性抗原(TDAg)方可引起细胞免疫应答。 主要作用是 抗细胞内寄生虫、微生物的感染。 抗肿瘤。 参与型变态反应。,28,免疫细胞的表面蛋白质,机体自我识别 组织相容性（受体对供体移植的器官的接受程度）、组织相容性抗原（引起排斥反应的抗原，包括多种复杂的抗原系统。凡能引起快而强的排斥反应者称为主要组织相容性抗原系统，引起慢而弱的排斥反应者称为次要组织相容性抗原系统。）、主要组织相容性复合体（MHC，编码主要组织相性抗原的基因群)。MHC-：引起移植排斥应答，在Tc细胞（胞毒T细胞）识别抗原及 Tc细胞杀伤靶细胞中起作用。细胞自身标识表面受体：B淋巴细胞抗原受体（BCR） T细胞抗原受体（TCR）表面抗原：目前国际上以分化簇（CD）命名。,29,细胞免疫的机制和过程,T细胞具有以下两个特点：T细胞能识别不同于自身的MHC（主要组织相容性抗原）。T细胞不能识别入侵的病毒等抗原。但当病毒入侵细胞时，细胞表面出现了来自病毒的小分子蛋白质抗原，并与细胞表面的MHC结合成复合物时，T细胞才能识别，并对细胞进行攻击。,30,T细胞的种类,胞毒T细胞（cytotoxic T cells)，其作用是消灭抗原。 助T细胞(helper T cells)，其作用是对各种免疫细胞，包括胞毒T细胞和抑T细胞，以及体液免疫的B细胞都有“帮助”作用，但它并不直接消灭抗原。抑T细胞(suppressor T cells)，其作用是抑制淋巴细胞（B、T细胞）的活动，但它只能在助T细胞的刺激下才发挥作用。当外来抗原消灭殆尽时，抑T细胞才发挥作用而使战斗结束，从而终止免疫反应。,31,胞毒T细胞识别病毒抗原而杀死被病毒感染的细胞的过程,32,助T细胞的作用过程,33,免疫反应小结,34,免疫性疾病,HIV 艾滋病，获得性免疫缺陷综合征。,HIV 攻击助T细胞,35,自身免疫病风湿性心脏病：由链球菌感染产生的抗体，不仅作用于链球菌本身，还可作用于心瓣膜。 红斑狼疮：攻击自身细胞的组蛋白和DNA。类风湿性关节炎：攻击软骨和关节。,类风湿性关节炎,36,过敏 花粉、青霉素、食物、重金属。,37,组织胺,免疫应用,先天免疫（非特异性免疫）和获得性免疫（特异性免疫）人工自动免疫：通过注射疫苗、菌苗、类毒素获得。人工被动免疫：通过注射抗体免疫物质获得，如抗毒素、丙种球蛋白、抗菌血清。疫苗种类：活疫苗、死疫苗 亚单位疫苗：病原菌的部分成分。 DNA疫苗肿瘤与疫苗：子宫颈癌（乳头瘤病毒）、肝癌（乙肝病毒）。,38,动物免疫系统的进化,非特异性免疫（无脊椎动物）特异性免疫（脊椎动物）。免疫功能的种系：细胞免疫体液免疫。免疫球蛋白： 单一 多种（低等脊椎动物） （哺乳动物）,IgM,IgGIgAIgM,IgGIgAIgMIgDIgE,39,无脊椎动物的免疫系统,单细胞生物：吞噬作用。腔肠动物和海绵动物：初级变形细胞。软体动物、环节动物及节肢动物：血液中有白细胞及体腔细胞(coelomocyte)。某些棘皮动物及尾索动物：淋巴样的细胞，具有对同种组织的移植排斥现象。无脊椎动物中未发现免疫球蛋白分子，没有明显相当于淋巴组织的器官。无脊椎动物的免疫应答有非特异性吞噬和原始的细胞介导免疫应答（海绵动物、腔肠动物及棘皮动物）。对抗小体（antisome）：凝集素等体液因子，增强吞噬作用。,40,脊椎动物的免疫系统,几乎所有脊椎动物都存在功能上相当于T、B淋巴细胞的特异性免疫记忆和免疫球蛋白。七鳃鳗：具有较原始的胸腺和脾，出现IgM。鱼类：胸腺、头肾、脾，存在IgM。两栖类：多种T淋巴细胞功能，至少存在IgM、 IgG。爬行类：多种的免疫球蛋白和淋巴组织。鸟类：具备中枢性免疫器官（胸腺、腔上囊），外周淋巴组织出现生发中心（淋巴母细胞中心）。哺乳类：具有结构和功能最复杂的免疫系统。,41,第二节 内分泌系统,内分泌腺是指分泌物不经管道而直接进入血液循环的分泌腺体。动物的激素由内分泌腺分泌。但动物激素并不都是由专门的内分泌腺产生，有些激素也可由分散的细胞产生。如：前列腺素。激素(hormones)是特定细胞合成的能使生物体发生一定反应（生长、生活、生殖等各种生命活动）的有机分子，又称化学信使。,内分泌腺,外分泌腺,42,无脊椎动物的内分泌系统,大多数无脊椎动物的内分泌器官常常与神经系统合在一起，构成神经内分泌反射弧，是神经内分泌器官。,水螅：神经分泌物影响生长、无性生殖和再生。涡虫：脑内神经分泌物促进生长、抑制性腺发育。蚯蚓：脑神经节分泌的神经分泌激素促进性腺发育。蚂蟥：脑神经节和食道下神经节分泌（类）肾上腺素。甲壳动物：眼柄的X器官分泌高血糖素、蜕皮抑制激素、性腺发育抑制激素、大颚器官抑制激素等多肽激素；Y器官分泌蜕皮激素等甾类激素；还有促雄性腺、围心腔腺、卵巢等。,43,昆虫激素,外激素 信息素是昆虫外分泌腺向周围环境分泌的化学物质，而由同一种的其他个体的触角、口器等处的化学感受器所接收，对这些个体产生特殊的影响，这类物质又称外激素。 这类信息素有信号信息素（激发信息素）、聚合信息素等。,44,昆虫生长、蜕皮和生殖的相关激素,昆虫具有20多种已知的激素。昆虫的生长发育主要是以下3种激素的协调作用：促前胸腺激素，又称脑激素（活化激素）。蜕皮激素：由昆虫的蜕皮腺或前胸腺分泌，它引起昆虫的蜕皮。保幼激素：由咽侧体分泌，它具有保持幼体性状的作用。,前胸腺,45,昆虫变态发育的激素控制,BH：脑激素JH：保幼激素MH：蜕皮激素,咽侧体,心侧体,前胸腺,脑神经分泌细胞,气管,46,脊椎动物的内分泌系统,脊椎动物（如人）的内分泌系统包括多种腺体和组织，其中有的内分泌细胞比较集中，形成内分泌腺，如垂体、甲状腺、甲状旁腺、肾上腺和性腺；有的比较分散，如胃、肠中的内分泌细胞；有的是兼有内分泌的作用，如下丘脑的神经细胞、胎盘组织等。,人的内分泌腺,47,下丘脑与垂体,垂体是脊椎动物的主要内分泌腺，它不仅有独立的作用，而且还分泌几种激素分别支配性腺、肾上腺皮质和甲状腺的活动。垂体的活动又受到下丘脑的调节，下丘脑通过对垂体活动的调节来影响其他内分泌腺。 下丘脑与垂体的机能联系是神经系统与内分泌系统联系的重要环节。,重要的内分泌腺及其调节,48,下丘脑-腺垂体系统：神经、体液性联系，指下丘脑促垂体区的肽能神经元通过所分泌的肽类神经激素，经垂体门脉系统转运到腺垂体，调节相应的腺垂体激素的分泌。下丘脑-神经垂体系统：直接神经联系，下丘脑视上核和室旁核的神经内分泌细胞所分泌的肽类神经激素可以通过轴浆流动方式，经轴突直接到达神经垂体，并贮存于此。,49,腺垂体激素,50,抗利尿激素：在下丘脑视上核的神经细胞中合成，可减少尿的排出量而影响动物水平衡。催产素：在下丘脑的室旁核中合成，可使子宫肌肉产生强有力的收缩，能引起泌乳，并促进乳汁从乳腺中射出。,神经垂体激素,51,甲状腺,人的甲状腺分为两叶，紧贴在气管上端甲状软骨的两旁。甲状腺由立方上皮围成的腺泡所构成，腺泡腔内含有胶质的分泌物。,人的甲状腺,甲状腺的结构,52,甲状腺分泌的激素,滤泡细胞：分泌甲状腺素(T4)、三碘甲腺原氨酸(T3)。滤泡旁细胞：分泌降钙素。,甲状腺素（T4）和三碘甲腺原氨酸（T3）的作用：酪氨酸的碘化衍生物，提高糖类代谢和氧化磷酸化中多种酶的活性。降钙素的作用：使血液中钙的浓度降低，防止骨骼中钙过多而逸入血液。与甲状旁腺素的作用相反。,53,甲状腺机能的调节,甲状腺、垂体前叶和下丘脑的负反馈调控机制,垂体前叶(腺垂体),下丘脑,促甲状腺素释放激素,促甲状腺激素,甲状腺激素,甲状腺,54,分泌甲状旁腺素，甲状旁腺素是一种直链多肽，作用与降钙素相反，血钙水平的降低会刺激甲状旁腺细胞释放甲状旁腺素，促进骨钙溶解，促进小肠对钙的吸收和肾小管对钙离子的重吸收，减少磷酸根在肾小管中的重吸收，使血钙上升、血磷下降。,甲状旁腺,55,肾上腺(adrenal gland),一对附着在肾脏上端的内分泌腺。每一肾上腺由两个彼此无关的部分组成，即外面的皮质和中央的髓质。,56,肾上腺素和去甲肾上腺素：引起动物或人体兴奋激动。,髓质(medulla),皮质(cortex),皮质激素类：作用于糖代谢：使蛋白质和氨基酸转化为葡萄糖，使肝脏将氨基酸转化为糖原，并使血糖含量增多。盐皮质激素：作用于电解质和水平衡：促进肾小管对钠离子的重吸收，抑制对钾离子的重吸收，也促进对氯离子和水的重吸收。性激素类：包括雄激素和雌激素。,分泌很多甾类激素。,57,胰脏中有一些特殊的细胞群，不和胰液管相通，其分泌的激素靠血液带走，这些细胞群就称为胰岛。胰岛细胞组成及功能：细胞：分泌胰高血糖素；细胞：分泌胰岛素；细胞：分泌生长素 ；,胰腺,58,提高各种细胞，特别是肌细胞和脂肪细胞吸收葡萄糖和氧化葡萄糖的能力，并将其转化为糖原或脂肪的能力。也能提高肝细胞中葡萄糖激酶的含量和细胞合成糖原的能力。胰岛素也能促进细胞合成蛋白质的能力。,胰岛素的主要作用,胰高血糖素的作用,主要作用于肝脏，使其中的糖原分解，提高血液中葡萄糖的含量。胰高血糖素也能刺激脂肪组织中的脂肪水解。,59,胰岛,性腺：睾丸与卵巢,分泌激素刺激或调节生殖系统和副性征的发育，以及动物交配受精的行为。睾丸中的间隙细胞在腺垂体分泌的黄体生成素(LH)作用下合成和分泌雄激素，雄激素中最主要的成分是睾酮。卵巢分泌雌激素、孕激素以及少量的雄激素。卵巢的活动直接受腺垂体和下丘脑的调节，并有反馈机制。,60,受体在靶细胞内部的激素 脂溶性的固醇类激素，如肾上腺皮质激素、雌激素、雄激素、甲状腺素等。这类激素都是比较小的分子，都能穿过细胞膜而进入细胞质中，它们的受体是靶细胞内的一些蛋白质分子。最终调节基因的表达。,激素作用的机制,61,受体在靶细胞膜表面的激素,水溶性激素都属于此类，包括多肽激素，如胰岛素、生长激素、胰高血糖素，以及小分子的肾上腺素等。激素不能穿过细胞膜，而只在细胞表面与受体结合，结合的结果使细胞内产生cAMP。由cAMP再引起一系列反应而实现激素的作用。cAMP是第二信使。,62,水溶性激素的作用机制,63,另一类受体以IP3和DG作为第二信使 :PIP2 （二磷酸磷脂酰肌醇） IP3+DGIP3（1,4,5三磷酸肌醇）内质网释放Ca2+ 与钙调蛋白结合酶或蛋白特定功能。 DG（甘油二酯）激活特异蛋白激酶C（PKC） 蛋白磷酸化一系列细胞效应。,IP3/Ca2第二信使系统,磷脂酶 PLC,64,要点,免疫器官的组成。免疫应答的特点。抗体的主要功能。脊椎动物免疫系统的演化。昆虫变态发育的激素调控。下丘脑与垂体的激素调控关系。血糖的激素调控。激素的作用机制。概念：淋巴循环、免疫细胞、非特异性免疫、特异性免疫、抗原、抗体、免疫应答、细胞免疫、体液免疫、主要组织相容性复合体（MHC）、疫苗、菌苗、亚单位疫苗、内分泌腺、激素。,65,