体液性免疫 · ImmuneLab

体液性免疫:リンパ節に入り、樹状細胞が抗原を取り込んで提示し、ヘルパー T 細胞が B 細胞に結合し、B 細胞が形質細胞と記憶細胞に分裂・分化し、Y 字形の抗体がウイルスを凝集させる様子を見る。ヘルパー T 細胞やサイトカインを取り除くとどうなるかも試せる。タイムライン上でワクチン接種・再感染・変異株感染を行い、一次応答と二次応答の抗体曲線をリアルタイムで描く。皮膚断面の三つの防御とアレルギーも収録。

教科:生物 · 対象:高校 · 学習内容:三つの防御、体液性免疫のしくみ、二次応答とワクチン、アレルギー

章の内容

からだの三つの防御

病原体が病気を起こすには、まず三つの防御を突破しなければならない。第一は皮膚と粘膜、第二は体液中の殺菌物質(リゾチームなど)と食細胞だ。この二つは誰にでも生まれつき備わり、特定の病原体を狙わないので非特異的免疫という。

第三の防御は免疫器官と免疫細胞(主にリンパ球)からなり、特定の病原体だけを狙う特異的免疫で、働くまでに数日かかる。

右側で侵入経路を選び、どれかの防御をオフにして、病原体がどうなるか見てみよう。

体液性免疫のしくみ

病原体が体液に入ると、B 細胞が活性化されるには二つのシグナルが必要だ:一つは病原体が B 細胞に直接接触すること、もう一つはヘルパー T 細胞表面の特定の分子が変化して B 細胞に結合することだ。ヘルパー T 細胞は先に抗原提示細胞(樹状細胞・B 細胞・マクロファージ)から抗原の提示を受ける。

B 細胞はサイトカインに促されて分裂・分化し、大部分は形質細胞になって抗体をつくり分泌し、一部は記憶 B 細胞になる。抗体は病原体に結合してその増殖や人の細胞への付着を抑え、さらに沈殿をつくって、ほかの免疫細胞に取り込まれ消化される。

下のボタンで一歩ずつ進めるか、「自動再生」を押そう。右側でヘルパー T 細胞やサイトカインを取り除き、何が欠けるとどうなるか見てみよう。

二次応答とワクチン

記憶 B 細胞は数年から数十年生きる。同じ抗原が再び入ると、記憶細胞がすばやく増殖・分化し、大量の形質細胞と抗体をつくる——二次応答は一次応答より速く、強いので、病原体は増える前に退治されることが多い。

ワクチンはふつう、不活化または弱毒化した病原体(またはその成分)で、病気は起こさないが、体に抗体と記憶細胞をつくらせる。2〜3 回接種するワクチンがあるのは、二次応答で効果を高めるためだ。

タイムラインは自動で進む:まずワクチンを接種し、しばらくしてから病原体に感染させて曲線を比べよう。次に変異株も試そう。

免疫の異常:アレルギー

免疫の働きが強すぎても弱すぎても病気になる。アレルギーは、すでに免疫ができている体が同じ抗原に再び出会ったときに起こる組織の損傷や機能の乱れだ:アレルゲンが初めて入ったときにできた抗体がマスト細胞の表面に付着し、再び入ったアレルゲンがそれに結合すると、マスト細胞がヒスタミンを放出して、毛細血管が拡張し透過性が高まる。

自己免疫疾患は、免疫系が自分の成分を異物とみなして攻撃する病気で、リウマチ性心疾患や全身性エリテマトーデスなどがある。免疫不全症は免疫の働きが不足または欠けている病気で、エイズがその例だ——HIV は主にヘルパー T 細胞を攻撃する。

確認テスト

4 つの課題をふり返り、下の選択問題に答えよう。

ほかの実験

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