人体对抗感染的防御系统

作者:Larry M. Bush, MD, FACP, Charles E. Schmidt College of Medicine, Florida Atlantic University
已审核/已修订 7月 2024
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如果机体没有对感染的抵抗力,很快就会被微生物所破坏。一个有生命的、功能正常的机体才会有抵抗力。死亡的机体几乎会立刻开始腐烂,因为防御系统不再起作用。

人体凭借自然屏障和免疫系统抵抗引起感染的微生物。(也请参见防线。)

自然屏障包括皮肤、黏膜、眼泪、耵聍、黏液和胃酸。正常的尿流也能冲洗出进入尿道的微生物。

免疫系统通过白细胞抗体识别和清除得以通过人体自然屏障的生物体。

(也请参见感染性疾病概述。)

抵抗感染的自然屏障

除非受到损伤(如创伤、昆虫叮咬或烧伤),皮肤通常能保护机体不受微生物入侵。

黏膜(如口腔、鼻腔、阴道和眼睑的内层)也是有效的屏障。典型的黏膜由能对抗微生物的分泌物所覆盖。例如,眼黏膜由含有称为溶酶的泪水浸润,泪水能杀灭细菌而保护眼睛免于感染。

气道过滤掉吸入的空气中存在的颗粒。鼻腔及气道的内壁上覆有黏液。空气中的微生物黏附到黏液被咳出或从鼻腔排出。气道内壁上的纤毛可协助黏液的排出,纤毛是覆盖在气道内表面的细小毛发样凸起,它们的协同摆动有利于黏液排出。在纤毛的协同摆动的帮助下,黏液得以从气道排除,远离肺脏。

消化道亦有一系列有效的屏障,包括胃酸胰酶胆汁和肠道分泌物。这些物质可杀死细菌或阻止其繁殖。肠道收缩(蠕动)使肠道内容物通过消化道,然后排便将内容物移出身体。肠道内层细胞的正常脱落有助于清除有害微生物。

泌尿道也有几个有效的屏障。尿道是机体排出尿液的管道,可以起到保护膀胱的作用。男性尿道足够长,以致细菌很少能够穿过尿道到达膀胱,除非细菌被导管或手术器械不慎带到膀胱。女性的尿道较短,外部细菌偶尔可进入膀胱。膀胱排空时的冲洗作用是两性均有的另一种保护机制。

阴道通常是酸性的。阴道的酸性可防止有害细菌滋生,并有助于维持保护性细菌的数量。

血液

人体对抗感染的一种方法是增加能吞噬和破坏入侵微生物的某些类型白细胞(中性粒细胞单核细胞)的数量。白细胞数量的增加能发生在数小时内,主要由其产生地——骨髓释放而出。中性粒细胞数量首先增加。如果感染持续存在,单核细胞的数量也会增加。血液将白细胞运送至感染部位。

另外一种白细胞称为嗜酸性粒细胞,在过敏反应和很多寄生虫感染时数量增加,但在一般细菌感染时不增加。

而某些感染,如伤寒、病毒感染以及使免疫系统不堪重负的细菌感染可导致白细胞数量减少。

炎症

任何损伤,包括微生物入侵,都能引起相应区域的炎症反应。炎症是机体基于多种不同诱因的复杂应答反应。通过在损伤组织释放各种物质,炎症使人体防御系统在炎症区形成:

  • 将感染区域隔绝起来

  • 攻击和杀死所有入侵者

  • 处理死亡及损伤组织

  • 并开始修复的过程

然而,炎症反应有时不能克服大量的微生物的入侵。

炎症期间,血液供应增加,帮助运输免疫细胞到受累区域。由于血流量增加,邻近体表的感染部位会发红发热。血管壁变得更易渗透,使液体和白细胞进入感染组织。液体的增加引起发炎组织的肿胀。白细胞攻击入侵的微生物并释放相关物质使炎症过程持续存在。

其它物质触发炎症区域内的小血管(毛细血管)发生凝血,从而延缓感染微生物及其毒素的扩散。

炎症时产生的很多物质刺激神经,引起疼痛。人体对炎症时释放物质的反应有寒战、发热和肌痛,这些症状常伴随炎症存在。

免疫反应

当发生感染时,免疫系统也会产生一些物质和因子抵御特定的入侵微生物(参见获得性免疫)。比如

  • 可识别并杀死入侵的微生物的杀伤 T 细胞(一种类型的白细胞)

  • 针对特定的入侵微生物的抗体

抗体粘附并固定微生物。直接杀死它们,或帮助中性粒细胞靶向并杀死它们。

免疫系统保护身体防御各种微生物的能力如何,部分取决于一个人的基因组成。

发热

体温升高(发热)是一种对感染和损伤的保护反应。体温上升(发热)虽然引起了患者的不适但增强了人体的防御机制。

大脑中名叫下丘脑的部分控制人的体温。发热是由于下丘脑对体温的重新调定。人体通过调整血液从皮肤表面到体内(短路)以减少散热来升高体温。发抖(寒战)可以通过肌肉收缩产热。人体持续地保存热量和产热,直至到达下丘脑的血液达到一个新的更高的温度。然后,人体维持在这个新的更高的温度下。稍后,当恒温器恢复了它的正常水平,人体通过出汗和再将血液短路分配到皮肤而消除过度的热。

有些人(比如高龄者、极为年幼者和酒精使用障碍者)的发热能力下降。这些人在发生重度感染时可能会出现体温下降。

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