ชีววิทยาเรื่องระบบภูมิคุ้มกัน Immune system ศึกษาเนื้อหาอื่นๆได้ที่ facebook SUK KEE BIO

1. TOPICS
ระบบภูมิค้ ุมกัน
Immune system

2. 4. IMMUNE SYSTEM
ร่ างกายเรามีกลไกปองกันการรุ กลาทาลายจากสิ่งแปลกปลอม 2 แบบ คือ
้ ้
1. Nonspecific defense mechanisms กลไกการทาลายสิ่งแปลกปลอมแบบไม่ จาเพาะ
1.1 First line of defense เป็ นกลไกการปองกันที่อยู่ภายนอกร่ างกาย เช่ น ผิวหนัง
้
และmucous membrane ที่ทางเดินอาหาร ทางเดินหายใจ ท่ อปั สสาวะและสืบพันธุ์
1.2 Second line of defense เป็ นกลไกการปองกันที่อยู่ภายในร่ างกาย เมื่อสิ่ง
้
แปลกปลอมสามารถแทรกเข้ าสู่ภายในร่ างกายได้ เช่ น การเกิด phagocytosis โดย
เม็ดเลือดขาว, การผลิต antimicrobial protein, inflammatory response
2. Specific defense mechanisms or third line of defense กลไกการทาลายสิ่ง
แปลกปลอมแบบจาเพาะ ได้ แก่ การทางานของ lymphocytes และการผลิตantibody
2.1 Humoral (antibody-mediated) immune response
2.2 Cell-mediated immune response

3. The First Line of Defense
-เป็ นการปองกันการรุ กลาจากสิ่งแปลกปลอมโดยผิวหนังและ mucous membrane
้ ้
และยังมีการหลั่งสารออกมาช่ วยทาหน้ าที่อีกด้ วย เช่ น การหลั่งสารจากต่ อมเหงื่อ
และต่ อมไขมัน ซึ่งปกติมีค่า pH 3-5 ที่มีความเป็ นกรดสูงพอในการทาลาย
microorganism
-การชาระล้ างออกโดยนาลาย, นาตา และ mucous (มี lysozyme เป็ นส่ วนประกอบ)
้ ้
-Lysozyme สามารถย่ อยผนังเซลล์ ของแบคทีเรี ยได้ หลายชนิด
-Gastric mucous ในกระเพาะมีความเป็ นกรดสูง สามารถทาลายแบคทีเรี ยได้ ดี

4. The Second Line of Defense
1. Phagocytosis by white blood cell
-เซลล์ ท่ ีสามารถทาหน้ าที่ phagocytosis ได้ มีหลายชนิด ดังนี ้
1. Neutrophils (60-70% ของเม็ดเลือดขาวทังหมด) มีช่วงชีวตประมาณ 2-3 วัน มักจะ
้ ิ
สลายไปเมื่อทาลายสิ่งแปลกปลอม
2. Monocyte (5% ของเม็ดเลือดขาวทังหมด) หลังจาก monocyte หลั่งสู่กระแสเลือด
้
ได้ 2-3 ชั่วโมง จะเคลื่อนเข้ าสู่เนือเยื่อ และพัฒนาเป็ นเซลล์ macrphage (“big-eater”)
้
มีช่วงชีวตค่ อนข้ างยาว
ิ
3. Eosinophil (1.5% ของเม็ดเลือดขาวทังหมด) ทาหน้ าที่ทาลายพยาธิขนาดใหญ่
้
4. Natural killer (NK) cell ทาหน้ าที่ทาลาย virus-infected body cell โดยไปจับที่เยื่อ
เซลล์ และทาให้ เซลล์ แตก

5. เป็ นอวัยวะที่ดักจับสิ่งแปลกปลอม
เป็ นอวัยวะที่มีการเจริญ/พัฒนาของ leukocyte

6. The Second Line of Defense
2. Antimicrobial protein
-มีโปรตีนหลายชนิดทาหน้ าที่ปองกัน/ทาลายสิ่งแปลกปลอมที่บุกรุ กร่ างกาย ซึ่ง
้
ทาลายสิ่งแปลกปลอมโดยตรงหรื อยับยังการสืบพันธุ์ ได้ แก่ lysozyme, complement
้
system, interferons
-complement system ทาหน้ าที่ย่อย microbes และเป็ น chemokines ต่ อ phagocytic
cells
-interferone เป็ นสารที่หลั่งจาก virus-infected cell ภายหลังจากที่เซลล์ (virus-
infected cell) แตกออก จากนันจะแพร่ ไปยังเซลล์ ข้างเคียง เพื่อยับยังการ infect
้ ้
ของ virus ไปยังเซลล์ ข้างเคียง จึงสามารถยับยังเจริญของ virus ได้ (เนื่องจากไม่ มี
้
host)

7. The Second Line of Defense
3. The Inflammatory Response
-บริเวณที่เป็ นแผลมีการขยายตัวของเส้ นเลือด มีเลือดมาเลียงมาก เกิดการบวมแดง
้
-มีการหลั่ง histamine จากเนือเยื่อ (นอกจากนียังหลั่งได้ จาก basophil &mast cell)
้ ้
ทาให้ permeability ของ capillary เพิ่ม
1.เซลล์ บาดแผลหลั่ง 2.capillary ขยายตัวและ 3.chemokines กระตุ้น 4.phagocytic cell กิน
chemical signal เช่ น เพิ่ม permeability ให้ phagocytic cell pathogens & เศษเซลล์
histamine, PG ของเหลวและblood เคลื่อนไปยังเนือเยื่อที่
้ หลังจากนันบาดแผล
้
clotting element เคลื่อน ถูกทาลาย ปิ ด
ออกจากเส้ นเลือด

8. The Third Line of Defense
-Lymphocytes เป็ นตัวการสาคัญในการทาลายสิ่งแปลกปลอมแบบจาเพาะ
-Lymphocytes มี 2 ชนิดคือ B lymphocyte (B cell; bursa of Fabricius or bone marrow)&T
lymphocyte (T cell; thymus) ซึ่ง T หรื อ B cell แต่ ละเซลล์ จะจาเพาะกับ Ag แต่ ละตัว
โดยมีขัน ตอนการคัดเลือกเพื่อเพิ่มจานวน lymphocyte ที่เฉพาะต่ อ Ag เรี ยก Clonal
้
selection 1.Ag จับกับ Ag receptor บน B cell หนึ่งๆ
2.B cell ที่มี receptor ที่จาเพาะต่ อ
Agนันจะเพิ่มจานวนได้ เป็ น clone
้
4.บางเซลล์ พฒนาไปเป็ น
ั
long-lived memory cell ที่ 3.บางเซลล์ พฒนาไปเป็ น
ั
จะทาให้ เกิดการ short-lived plasma cell
ตอบสนองอย่ างรวดเร็ว และหลั่ง Ab
เมื่อร่ างกายได้ รับ Ag เดิม

9. Immunological Memory
-ในการเพิ่มจานวนของ Lymphocytes ที่ถูกคัดเลือก หลังจากเผชิญกับ Ag เป็ นครั ง ้
แรก ใช้ เวลานานประมาณ 10-17 วัน เรี ยกการตอบสนองในระยะแรกนีว่า primary้
immune response ได้ เซลล์ 2 ชนิดคือshort-lived effector cell (plasma cell(จาก B
cell)&effector T cell(จาก T cell)) และ long-lived memory cells
-ถ้ าร่ างกายมีการเผชิญกับ Ag เดิมอีก เป็ นครั งที่ 2 จะเกิดการตอบสนองเรี ยก
้
secondary immune response ซึ่งจะใช้ เวลาในการตอบสนองสันลง เพียง 2-7 วัน
้

10. -Lymphocytes แบ่ งออกเป็ น 2 ชนิด คือ B lymphocyte
และ T lymphocyte โดยทัง 2 เซลล์ เจริญมาจากเซลล์
้
ตังต้ นชนิดเดียวกัน คือ Pluripotent stem cell ใน bone
้
marrow
-หลังจากได้ เป็ น lymphocyte stem cell ถ้ าเซลล์ ยังคง
เจริญต่ อไปใน bone marrow สุดท้ ายจะได้ B
lymphocyte
-แต่ ถ้า lymphocyte stem cell เคลื่อนไปและเกิด
maturation ที่ต่อมไทมัส (thymus gland) สุดท้ ายจะได้
T cell
-จากนัน lymphocytes ทังสองชนิดจะเคลื่อนไปอยู่ท่ ี
้ ้
lymphoid tissue เช่ น tonsil, lymph node, spleen
-Lymphocyte ที่มี receptor ที่จาเพาะกับโมเลกุล(Ag)ใน
ร่ างกาย จะกลายสภาพเป็ น non-functional หรื อเกิด
apoptosis จึงทาให้ ไม่ มีการทาลายเซลล์ ในร่ างกายของ
ตัวเองโดยระบบภูมค้ ุมกัน (self-tolerance)
ิ

11. Major Histocompatibility Complex(MHC) and T Cell
-MHC เป็ นสาร glycoprotein
-ในคนเรี ยก Human leukocyte
antigens (HLA)
-แบ่ งเป็ น class I MHC molecules
และ class II MHC molecule
-Class I MHC พบใน nucleated
cell เกือบทุกชนิด จะไปกระตุ้น
Cytotoxic T cell (cell-mediated
immune response)
-Class II MHC พบในเซลล์ บางชนิดเช่ น macrophage, B cell, activated T cell
และเซลล์ ใน thymus จะไปกระตุ้น Helper T cell (cell-mediated and humoral
immune response)

12. Humoral and cell-mediated immune response

13. บทบาทของ Helper T cell และ CD4
1.Antigen presenting 2.activated TH 3.activated TH 4.cytokine กระตุ้น
cell (APC) กิน จับกับ MHC- แบ่ งตัวเพิ่ม TH, B cell & TC cell
แบคทีเรียและขนส่ ง antigen complex จานวน และ
ชินส่ วนของแบคทีเรีย
้ โดยมี CD4 หลั่ง cytokine
มาที่ผิวเซลล์ ผ่าน class interleukin-1 มา
II MHC ช่ วย

14. บทบาทของ Cytotoxic T cell และ CD8
1.Infected cell (cancer cell) 2.Activated TCหลั่ง 3.นาและอิออนเคลื่อนเข้ า
้
ขนส่ งชินส่ วนของAg มาที่
้ perforin ทาให้ เกิดรูท่ ี เซลล์ เซลล์ บวม และแตก
ผิวเซลล์ ผ่าน class I MHC เยื่อเซลล์ ของ infected
activated TCจับกับ MHC- cell
antigen complex โดยมี
CD8 &interleukin-2 มาช่ วย

15. โครงสร้ างและหน้ าที่ของAb
-Epitope or antigenic determinant เป็ นส่ วนของ Ag ที่ Ab เข้ าไปจับ (Ab จะใช้ ส่วน
antigen binding site ในการจับ)
-แบคทีเรี ยตัวหนึ่ง ๆ อาจมี epitope สาหรั บจับกับ Ab ได้ ถง 4 ล้ านโมเลกุล
ึ

16. -Ab เป็ น globular serum protein เรี ยก immunoglobulins (Igs) ประกอบด้ วย
polypeptide 4 สาย; 2 สายเป็ น heavy chain และอีก 2 สายเป็ น light chain
-constant region ของ heavy chain จะจาเพาะกับชนิดของ Ig (ใช้ จาแนกชนิดของ Ig)
-variable region ของทัง light & heavy chain จะจาเพาะกับ epitope หนึ่ง ๆ
้

17. -Immunoglobulin (Ig) มีทังหมด 5 ชนิด
้
1. Ig M (pentamer) เป็ น Ig ที่พบเป็ นชนิดแรก
เมื่อ expose กับ Ag พบครั งแรกในปลาฉลาม
้
และปลากระดูกแข็ง ดังนัน IgM จึงจัดเป็ น Ig ที่
้
เก่ าแก่ ท่ ีสุดตามสายวิวัฒนาการ
2. Ig G (monomer) พบมากในกระแสเลือด
ทาลายแบกทีเรี ย, ไวรั ส และtoxin
3. Ig A (dimer) พบใน mucousและ colostrum
ปองกันการจับของไวรั สและแบกทีเรี ยต่ อ
้
epithelial surface
4. Ig D (monomer) พบมากที่ผิวของ B cell คาด
ว่ าช่ วยกระตุ้นการเปลี่ยนจาก B cell ไปเป็ น
plasma cell & memory B cell
5. Ig E (monomer) จับอยู่ท่ ี mast cell&basophil
เมื่อถูกกระตุ้นโดย Ag ทาให้ เกิดการหลั่ง
histamine หรื อสารที่ก่อให้ เกิดอาการแพ้

18. การกาจัด Ag ของ Ab
คล้ าย agglutination
Opsonization: the bound Ab เพียงแต่ เป็ น soluble Ag
enhance macrophage
attachment to, and thus
phagocytosis of, the microbes

19. The Classical Complement Pathway
-การเกิด lysis เซลล์ Ag โดย complement มี 2 วิธี
1.Classical pathway (ดังรูป) มีAbไปจับกับpathogen’s membrane จากนัน complement
้
ไปจับกับ Ab เกิดการเปลี่ยนแปลงเป็ นลาดับขันทาให้ เกิดรู บนเยื่อเซลล์ มีการ
้
เคลื่อนของอิออนและนาเข้ าสู่เซลล์ เซลล์ เกิดการบวมและแตก
้
2.Alternative pathway เกิดโดย complement ไปจับกับ substrate ที่อยู่บนแบคทีเรี ย,
ยีสต์ , ไวรั ส และโปรโตซัวได้ โดยตรง

20. Active and Passive Immunity
Active immunity: การที่เราได้ รับเชือ เข้ า
้
ไป แล้ วร่ างกายสร้ าง Ab มาทาลาย
ขณะเดียวกันก็เก็บ memory cell ไว้ โดย
เชือที่ได้ รับเข้ าไปอาจเป็ นเชือโรคใน
้ ้
ธรรมชาติ (infection) หรื อโดยการฉีดเชือ ้
ที่อ่อนกาลังแต่ ยังมี epitope เข้ าร่ างกาย
(vaccination)
Passive immunity: ร่ างกายได้ รับ Ab ของ
เชือนันโดยตรง ซึ่ง Ab ที่ได้ จะคงอยู่ใน
้ ้
ร่ างกายเป็ นระยะเวลาสัน ๆ เช่ น Ab ต่ อ
้
พิษงู, พิษสุนัขบ้ า

21. ระบบภูมิค้ ุมกันและการเกิดโรค
1. Blood group and blood transfusion
-ABO blood group จาแนกตาม Ag ที่อยู่บนผิวเม็ดเลือดแดง ซึ่งคนที่มีเลือดหมู่ A
จะมี Ab หมู่ b เป็ นต้ น
-แต่ เนื่องจาก blood group antigen เป็ น polysachharide จึงทาให้ เกิดการตอบสนอง
ของระบบภูมค้ ุมกันแบบ T-independent response เช่ นเมื่อแม่ เลือดหมู่ O ตังครรภ์
ิ ้
ลูกเลือดหมู่ A (Ab-b)เมื่ อคลอดลูก เลือดจากลูกที่ไหลเข้ าสู่แม่ สามารถกระตุ้นการ
สร้ าง Ab-b ได้ แต่ ลักษณะนีจะไม่ เป็ นอันตรายต่ อการตังครรภ์ ลูกคนต่ อมา (เลือด
้ ้
หมู่ B) เพราะ Ab ที่สร้ างเป็ น IgM ที่ไม่ สามารถแพร่ ผ่านรกได้
-แต่ ในกรณีของหมู่เลือด Rh (แม่ Rh- ลูกRh+) จะเป็ นอันตรายต่ อการตังครรภ์ ลูกคน
้
ต่ อมาเพราะ Ab ที่สร้ างเป็ น IgG ที่สามารถแพร่ ผ่านรกได้
แม่ A (Ab-b) แม่ ลูก
O O (Ab-b) B

22. 2. ภูมิแพ้ (allergy)
-ภูมแพ้ เป็ นสภาวะ hypersensitive ของ
ิ
ร่ างกายต่ อ environmental Ag (allergens)
มีขันตอนดังนี ้
้
1. เมื่อร่ างกายเผชิญกับ allergen ในครั งแรก
้
B cell เปลี่ยนเป็ น plasma cell และหลั่ง IgE
2. บางส่ วนของ IgE เข้ าจับกับ Mast cell
(โดยใช้ ส่วนหางจับ)
3. เมื่อร่ างกายได้ รับ allergen อีกครั ง
้
allergen จะจับกับ IgE ที่อยู่บน Mast cell จึง
ไปกระตุ้นให้ mast cell หลั่งสาร เช่ น
histamine (ทาให้ เกิด dilation และเพิ่ม
permeability ของเส้ นเลือด) เกิดอาการแพ้
เช่ น จาม, คัดจมูก, นาตาไหล
้

23. 3. Acquired immunodeficiency syndrome (AIDS)
-เกิดจากไวรั ส human immunodeficiency
virus (HIV) เข้ าไปทาลายระบบภูมค้ ุมกัน
ิ