免疫系统及其功能
机体的免疫系统主要由非特异性免疫系统和特异性免疫系统组成。红细胞和细胞因子也构成免疫系统不可缺少的成份。
1.非特异性免疫是机体对多种抗原物质而非针对某一特定抗原物质的生理性免疫应答。非特异性免疫系统主要包括:免疫屏障、吞噬细胞、正常体液和组织中的抗微生物物质等。
(1)免疫屏障,主要包括皮肤粘膜,血脑屏障和胎盘屏障等,是防御异物侵入体内的天然屏障。
(2)吞噬细胞,主要包括:单核细胞及各种游走和固定的巨噬细胞和中性粒细胞。作用:对抗传染因子和外来异物,吞噬作用是实现这一过程的主要方式。吞噬过程包括:趋化、识别和吞入。
趋化作用是指吞噬细胞向有趋化因子部位定向移动的功能,趋化因子包括:补体激活过程中产生的C3a、C5a、C567,细菌产物和淋巴细胞产生的趋化因子,肥大细胞和嗜碱性粒细胞所释放的过敏性嗜酸性粒细胞趋化因子,调理素。
识别处理、传递抗原作用,抗原第一次进入体内,巨噬细胞可以把较小的抗原浓缩以增加对免疫活性细胞的刺激,把量大的抗原降解一部分,防止产生免疫耐受。
吞噬消化作用,细胞或其它异物颗粒可被吞噬细胞吞入胞内,并释放溶酶体酶使之溶解,溶解后的细胞残渣排出胞外;当抗原抗体形成广泛的免疫复合物时,吞噬细胞无法吞噬,便向其释放溶酶体酶进行胞外消化,同时造成邻近的组织损伤。
(3)正常体液和组织中的抗微生物物质,主要包括补体系统,溶菌酶和干扰素。
补体系统,是人和脊椎动物正常新鲜血清和组织液中的一组具有酶原活性的糖蛋白,约占血清球蛋白总量的10%,分别由C1~C9以及C1的三个亚单位C1q、C1r、C1s共11种成份组成。体内有两种激活补体的途径,即传统和替代激活途径。
传统途径:由抗原抗体复合物,集聚的免疫球蛋白(IgG、IgM),抗体覆盖的红细胞等激活物质从C1开始顺序激活补体各成份。其意义有两层:①破坏外来细胞包括细菌和移植组织;②可使宿主自身组织遭到免疫性攻击。
替代途径:由植物多糖、细菌内毒素、蛇毒、备解素、胰蛋白酶凝集的免疫球蛋白、麻醉药等抗原物质,不经过C1而直接激活C3来完成后面系列的补体成份。其意义在于不等到特异免疫应答展开就能活化补体进行防御反应。
补体活化后,可促进吞噬和引起某些微生物的裂解,还可使肥大细胞释放组胺等引起血管通透性增高,产生炎症反应,有利于杀菌因素和吞噬细胞集中至炎症局部将免疫复合物清除,但在特定条件下也可致组织损伤。
溶菌酶存在于唾液、泪液、尿液等分泌物中,具有杀菌功能。
干扰素是组织培养或动物机体的细胞在病毒或其它干扰素诱导剂作用下所产生的能抑制病毒增殖的一类物质,有广泛的抗菌毒谱。
2.特异性免疫又称为获得性免疫,主要特点是免疫具有针对性,即机体受到某一病原体或抗原刺激后,通过机体的特异性免疫应答产生的免疫力。特异性免疫系统由免疫器官(包括胸腺、骨髓、淋巴结和脾脏)和免疫活性细胞组成,其免疫作用又分为体液免疫和细胞免疫两方面。
(1)体液免疫:是指抗体参与的特异性免疫,抗体是β细胞在受到抗原刺激(直接或间接)后与β细胞表面的相应抗原受体结合,形成β母细胞进行增殖,最后成熟为浆细胞而合成和分泌的。目前发现的抗体主要由五大类免疫球蛋白组成:即IgG、IgA、IgM、IgD和IgE。IgG是人体内含量最多的抗体,主要作用为抑制和中和多种细菌与病毒,并能固定补体杀伤细菌;IgA主要以分泌型为主,主要参与泪道、口腔、气管、胃肠及生殖泌尿系统的防御;IgM主要存在于血液中,是机体发育中最先合成的抗体、冷凝素、类风湿因子、病毒、补体结合抗体等均为IgM,主要作用为固定补体,参与溶菌、溶血和中和病毒;IgD的功能还不清楚。IgE主要在呼吸道及肠道淋巴结合成,然后进入外分泌液及血中,主要参与速发型变态反应。
(2)细胞免疫:是指T细胞在受到抗原或有丝分裂刺激后,分化、增殖转化为致敏淋巴细胞所表现的特异性免疫应答,这种免疫应答不能通过血清传递,只能通过致敏淋巴细胞传递。T细胞存在着不同的功能亚群如:①细胞毒性T细胞(TL),它只杀伤表面带有特异性抗原和相应组织相溶性复合体的靶细胞;②辅助性T细胞(TH)有辅助β细胞及其它免疫细胞的功能;③抑制性T细胞(Ts)有抑制β细胞及其它免疫细胞的功能;④效应T细胞(TE)有释放淋巴因子的功能;⑤放大T细胞(TA)可作用于TH及Ts,以扩大其免疫功能作用;⑥记忆T细胞(Tm)有记忆特异性抗原刺激的作用;⑦迟发性超敏反应T细胞(TD)。特异性细胞免疫的主要作用在于:①抗感染,主要针对细胞内寄生的病原微生物,以细胞-细胞方式播散的病毒和某些真菌;②免疫监视作用,被肿瘤抗原致敏的T细胞通过特异的杀伤作用和释放各种淋巴因子杀伤肿瘤细胞;③移植和排斥反应,排斥同种异体器官移植者;④参与Ⅳ型变态反应和自身免疫病的形成;⑤辅助T细胞和抑制T细胞还参与体液免疫调节。
红细胞免疫:红细胞免疫与许多疾病的发生和病理过程有关,它是以位于红细胞表面的Ⅰ型补体受体(LR1)为基础,主要依靠红细胞免疫粘附(RCIA)来实现其免疫功能,体内循环免疫复合物主要依靠红细胞清除。红细胞还可通过免疫粘附发挥免疫调控作用。红细胞免疫功能主要有:①调理补体,红细胞的CRI与C3b结合后能加速C3转化酶的衰变,缓解补体的致炎作用;②红细胞膜上的过氧化酶能杀伤粘附的细菌;③增加NK,LAK细胞的活性;④诱导T细胞增殖,表达IL(白介素)-2受体,加强释放IL-2,IFN-r等细胞因子。
细胞因子:是由免疫细胞分泌的能在很大程度上替代免疫细胞功能,并在免疫细胞间起调节作用的可容性活性因子,体内血细胞因子水平以及细胞因子的产生能力在很大程度上反映了机体细胞免疫功能状态。而且它们在神经-内分泌-免疫网络系统的相互作用方面以及免疫系统的发育和免疫应答过程中的信号传递方面都起着十分重要的作用。
麻醉、手术对免疫功能的影响
1.对非特异性免疫功能的抑制作用麻醉手术期间对非特异性免疫功能的抑制作用主要包括对免疫屏障的功能和结构完整性,吞噬细胞的数量和活性以及正常体液和组织中抗微生物物质的含量的影响。研究证实阿托品和高浓度氧的应用可使气管粘膜纤毛摆动受抑制,动静脉穿刺,气管插管以及手术可使皮肤粘膜的完整性破坏。早期报告认为长期接触NO、三氯乙烯、氯仿、氟烷可使骨髓细胞发育停止,外周白细胞减少,而且氟烷、乙醚对吞噬作用和吞噬细胞的移动都有直接抑制作用。麻醉、手术、严重创伤、缺氧等应激反应存在或并存有病毒感染,抗生素和局部利多卡因浸润对吞噬作用及吞噬细胞的趋化性均可产生显著的抑制作用。糖皮质激素的应用可抑制中性粒细胞的代谢和细胞免疫功能,同时使皮肤变薄消弱了皮肤的防御功能。近期研究发现严重创伤,体外循环术后血清补体各种成份均有不同程度下降,而补体激活产物C3a、C5a等水平则明显升高,血中备解素含量下降,调理功能严重扰乱,特别是对大肠杆菌和绿脓杆菌调理作用明显下降。麻醉对补体系统的影响则研究甚少,有文献报道连续胸段硬膜外麻醉下补体C3、C4含量较麻醉前水平下降。
2.对特异性免疫功能的影响麻醉、手术对机体特异性免疫功能的各方面(包括细胞免疫、体液免疫、红细胞免疫等)均有影响。吸入全麻(包括氟烷、安氟醚、异氟醚)可使淋巴细胞转化率、IgG、IgA、IC、C3和C1a显著降低。近期有研究证明七氟醚吸入麻醉后T细胞总数显著减少,其中主要以辅助性或诱导性T细胞下降为主,静脉麻醉药中治疗量的硫喷妥钠、吗啡以及大剂量或长期使用乙咪酯、氯胺酮、异丙酚可抑制淋巴细胞的转化功能(包括淋巴细胞的转化指数、IL-2R表达及诱生IL-2能力)显著下降。有研究发现椎管内麻醉后淋巴细胞转化率、IgG、IgA、IgM和C3显著降低,而且对机体的红细胞免疫功能有明显抑制作用,包括红细胞C3b受体花环率(RC3bRR)、促肿瘤红细胞花环率(ETER)和协同肿瘤红细胞花环率(ATER)均明显低于麻醉前。新近研究证明,严重创伤大手术和体外循环术后均可显著抑制机体特异性免疫功能,增加术后感染发生率,甚至造成多器官功能衰竭。另外四环素、氨基甙类抗生素的使用也可抑制细胞免疫功能,大量输血可产生抗个体基因型抗体抑制机体的非特异性和特异性免疫功能。
总之,麻醉、手术对免疫功能都有影响,其作用机制主要与:①手术创伤和麻醉药
