神经、内分泌与免疫系统的关系
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神经系统与免疫系统、内分泌系统的关系人教2019版高中生物学选择性必修一说,内环境稳态是神经—体液—免疫调节网络共同作用的结果:神经调节和体液调节紧密联系,密切配合:那么,神经系统与免疫系统、内分泌系统有什么样的关系呢?神经系统与免疫系统、内分泌系统的相互关系是一个重要的生理学问题。
这个问题不只是关系到生理学,而且与心理学、医学有关,这也是心身医学的基本问题。
神经系统与免疫系统有什么关系呢?先来考察一个实验:小鼠被多次注射抑制淋巴细胞活动的化学药物。
在每一次注射时都让这些小鼠嗅到樟脑的气味,樟脑原本对免疫系统没有影响。
经过一段时间的训练后,只让小鼠嗅到樟脑气味,不注射抑制淋巴细胞活动的化学药物,再检查小鼠淋巴细胞的机能。
研究者发现樟脑气味已经抑制淋巴细胞的活性,如同抑制淋巴细胞活动的化学药物一样。
这是建立了一个条件反射,条件刺激是樟脑气味,非条件刺激是抑制淋巴细胞活动的化学药物。
虽然目前对这种条件反射的路径还很不清楚,但用无关动因可以建立抑制免疫活动的条件反射,说明动物的高级神经活动与免疫系统的密切关系。
现在知道神经系统、免疫系统和内分泌系统这三个系统有几方面的关系:(1)有共同的信号分子及其受体。
免疫细胞可分泌激素,非免疫细胞可产生白细胞细胞因子。
例如,白细胞分泌促甲状腺激素(TSH)、促肾上腺皮质激素(ACTH)、生长激素、催乳素以及下丘脑促肾上腺皮质激素释放激素(CRH)。
激素和细胞因子的受体在多种组织上发现。
脑中的神经元有免疫细胞产生的细胞因子受体;天然杀伤细胞有阿片受体和β肾上腺素能受体。
看来神经系统、内分泌系统和免疫系统共同具有化学信号分子和它们的受体。
(2)激素和神经肽能改变免疫细胞的机能。
多年来已经知道不同的应激刺激(包括过冷、过热、中毒、感染、创伤、发热、缺氧、疼痛、疲劳、恐惧等)都可激活下丘脑-垂体-肾上腺系统,引起血液中肾上腺皮质激素含量升高,抑制免疫机能,如抑制淋巴细胞增殖,减少抗体生产,降低天然杀伤细胞的活性等。
免疫系统与内分泌系统的相互作用在我们的身体中,存在着两个至关重要的调节系统——免疫系统和内分泌系统。
它们就像是身体这座“大工厂”里的两个“核心部门”,各自有着独特的职责和功能,但又紧密合作、相互影响,共同维持着身体的健康和平衡。
免疫系统,大家可以把它想象成身体的“保卫部队”。
它的主要任务是识别和抵御外来的病原体,如细菌、病毒和寄生虫等,同时还要清除体内变异或受损的细胞,防止疾病的发生和发展。
免疫系统由各种免疫细胞、免疫器官和免疫分子组成,它们协同工作,形成了一道坚固的防线。
内分泌系统呢,则像是身体的“信息传递员”。
它通过分泌各种激素,将信息传递到身体的各个部位,从而调节细胞的代谢、生长、发育和生殖等生理过程。
内分泌系统中的主要成员包括下丘脑、垂体、甲状腺、胰岛、肾上腺等内分泌腺,以及它们所分泌的激素。
那么,免疫系统和内分泌系统是如何相互作用的呢?首先,激素能够影响免疫系统的功能。
例如,糖皮质激素是一种由肾上腺分泌的激素,在应激状态下会大量释放。
它可以抑制免疫细胞的活性,减少炎症反应,从而避免免疫系统过度激活对身体造成损伤。
但如果糖皮质激素长期大量分泌,就可能导致免疫功能下降,增加感染和疾病的风险。
甲状腺激素对免疫系统也有着重要的调节作用。
甲状腺功能亢进时,甲状腺激素分泌过多,会导致免疫功能增强,可能引发自身免疫性疾病;而甲状腺功能减退时,甲状腺激素分泌不足,免疫功能则会减弱。
胰岛素是调节血糖的重要激素,同时也与免疫系统有关。
胰岛素能够促进免疫细胞的生长和增殖,增强免疫应答。
相反,糖尿病患者由于胰岛素分泌不足或作用缺陷,往往免疫功能受损,容易并发各种感染。
反过来,免疫系统也会对内分泌系统产生影响。
当身体受到病原体入侵时,免疫系统会被激活,产生一系列的细胞因子和炎症介质。
这些物质不仅可以直接作用于内分泌器官,影响激素的分泌,还可以通过神经通路将信息传递给下丘脑和垂体,从而调节内分泌系统的功能。
例如,在感染期间,细胞因子如白细胞介素-1、肿瘤坏死因子α等会刺激下丘脑释放促肾上腺皮质激素释放激素,进而促进肾上腺皮质分泌糖皮质激素,以应对炎症反应。
内分泌系统与神经、免疫系统的功能联系自从1928 年Ernest Scharrer 发现硬骨鱼下丘脑的神经细胞具有内分泌细胞的特征,并最先提出神经内分泌(neuroendocrine )概念后,启发了有关领域研究的新思路。
随后众多的研究逐渐证实了神经系统与内分泌系统活动联系紧密。
近二十余年来,分子生物学技术以及免疫学的迅速发展,又促使人们发现神经、内分泌和免疫系统能够共享某些信息分子和受体,都通过类似的细胞信号转导途径发挥作用,这又使人们意识到机体还存在一个调节系统——免疫系统。
Besedovskyn 于1977 年最先提出神经- 内分泌- 免疫网络(neuroendocrine-immune network )的概念。
三个系统各具独特功能,相互交联,优势互补,形成调节环路(图1 )。
这个网络通过感受内外环境的各种变化,加工、处理、储存和整合信息,共同维持内环境的稳态,保证机体生命活动正常运转。
图1 内分泌、神经和免疫系统的调节功能联系GH :生长激素;PRL :催乳素一、神经- 内分泌- 免疫网络的物质基础神经、内分泌和免疫三大调节系统以共有、共享的一些化学信号分子为通用语言进行经常性的信息交流,相互协调,构成整体性功能活动调制网络。
内分泌、神经和免疫系统组织都存在共同的激素、神经递质、神经肽和细胞因子(cytokine ),而且细胞表面都分布有相应的受体。
大部分在脑内发现的神经肽和激素同时也存在于外周免疫细胞中,而且结构和功能与神经、内分泌细胞的完全相同。
再如,淋巴细胞和巨噬细胞等存在生长激素(GH )、促肾上腺皮质激素(ACTH )受体和内啡肽受体等,胸腺细胞也分布有生长激素释放激素(GHRH )、催乳素(PRL )等受体。
利用组织化学、放射免疫自显影等技术证实,无论在基础状态下还是诱导后,脑组织中都存在多种细胞因子的受体或相应的mRNA 。
中枢神经系统也存在白介素和干扰素等细胞因子。
在正常情况下,内分泌系统就存在一些细胞因子,而且经诱导后还可以产生许多细胞因子。
细胞免疫及体液免疫和细胞免疫的协调配合[学习目标] 1.概述细胞免疫的过程。
2.认识神经调节、体液调节和免疫调节的相互关系。
一、细胞免疫及体液免疫和细胞免疫的协调配合1.细胞免疫的概念:当病原体进入细胞内部,就要靠T细胞直接接触靶细胞来“作战”,这种方式称为细胞免疫。
2.细胞免疫的基本过程①被病原体(如病毒)感染的宿主细胞(靶细胞)膜表面的某些分子发生变化,细胞毒性T细胞识别变化的信号。
②细胞毒性T细胞分裂并分化,形成新的细胞毒性T细胞和记忆T细胞。
细胞因子能加速这一过程。
③新形成的细胞毒性T细胞在体液中循环,它们可以识别并接触、裂解被同样病原体感染的靶细胞。
④靶细胞裂解、死亡后,病原体暴露出来,抗体可以与之结合;或被其他细胞吞噬掉。
判断正误(1)T细胞只参与细胞免疫,B细胞只参与体液免疫()(2)活化的细胞毒性T细胞可直接将病原体消灭()答案(1)×(2)×任务一:分析细胞免疫的具体过程1.探究细胞免疫的研究历程资料1:1883年,俄国学者梅契尼科夫提出原始的细胞免疫学说,他认为吞噬细胞是执行抗感染免疫作用的细胞。
资料2:1942年,蔡斯和兰德施泰纳用致敏豚鼠血清给正常动物注射后做结核菌素免疫实验,结果没有出现阳性反应。
当转输淋巴细胞后,结核菌素反应出现阳性结果。
证实了此免疫反应是由淋巴细胞引起的。
此后,科学家将细胞免疫的概念改为由淋巴细胞引起的特异性免疫,这是现代的细胞免疫概念。
资料3:1974年,辛克纳吉和杜赫提证实小鼠T细胞杀伤病毒感染的靶细胞时,不仅需要特异性识别抗原种类,而且同时需要识别MHC分子,这种现象也称为MHC限制性。
注:当细胞被病原体感染时,细胞降解抗原并将其加工成抗原多肽片段,再以抗原肽-MHC 复合物的形式表达于细胞表面,供T细胞识别。
资料4:1980年莱因茨和斯基洛斯曼根据分化标志和功能将T细胞分为辅助性T细胞和细胞毒性T细胞两个亚群。
此外,研究发现被抗原呈递细胞激活的辅助性T细胞所释放的细胞因子可以促进细胞毒性T细胞增殖,进而分化为具有效应功能的细胞毒性T细胞,发挥免疫作用。
《神经—内分泌—免疫调节网络》讲义在我们的身体内部,存在着一个极其复杂且精妙的调节系统,那就是神经—内分泌—免疫调节网络。
这个网络如同一个高效运作的团队,各个部分相互协作、相互影响,共同维持着身体的健康与平衡。
我们先来了解一下神经系统。
神经系统就像是身体的“指挥中心”,通过神经冲动快速传递信息。
它由中枢神经系统和周围神经系统组成。
中枢神经系统包括脑和脊髓,负责整合和处理来自身体各处的信息,并发出指令。
周围神经系统则将中枢神经系统与身体的各个器官和组织连接起来,使我们能够感知外界刺激并做出相应的反应。
内分泌系统则是通过分泌激素来调节身体的生理功能。
激素是一种化学信使,它们由内分泌腺分泌,进入血液循环,作用于靶细胞或靶器官。
常见的内分泌腺有甲状腺、胰岛、性腺等。
这些激素可以调节新陈代谢、生长发育、生殖等重要的生理过程。
免疫系统是我们身体的“防御部队”,它能够识别和清除入侵体内的病原体、异物以及自身的异常细胞。
免疫系统包括免疫器官、免疫细胞和免疫分子。
免疫器官如胸腺、脾脏等是免疫细胞产生和成熟的场所。
免疫细胞包括淋巴细胞、巨噬细胞等,它们协同作战,抵御外来的威胁。
那么,神经、内分泌和免疫这三个系统是如何相互联系、形成调节网络的呢?首先,神经系统可以通过神经递质直接影响内分泌系统和免疫系统的功能。
例如,交感神经兴奋可以促进肾上腺髓质分泌肾上腺素和去甲肾上腺素,从而增加心跳和呼吸频率,提高身体的应激能力。
同时,神经系统还可以通过调节下丘脑的活动,控制垂体的激素分泌,进而影响内分泌系统的功能。
内分泌系统也可以通过激素对神经系统和免疫系统产生影响。
比如,甲状腺激素可以促进神经系统的发育和功能,糖皮质激素则具有抗炎和免疫抑制的作用。
免疫系统也不是孤立的。
当免疫系统受到刺激时,会产生细胞因子等免疫调节物质。
这些物质可以影响神经系统和内分泌系统的功能。
例如,白细胞介素-1 可以作用于下丘脑,引起发热等反应,同时还能影响神经递质的合成和释放。
免疫系统对神经系统的影响免疫系统和神经系统都是人体内重要的生理系统,它们之间相互作用和影响已经成为研究领域的热点。
免疫系统是人体的防御系统,主要作用是抵御病原体入侵和清除异常细胞;神经系统是人体的信息传递系统,主要负责接收、处理和传递各种信息。
然而,研究表明免疫系统与神经系统之间存在密切的相互作用和调节关系。
免疫系统对神经系统的直接影响1. 炎症反应与神经元损伤炎症反应是免疫系统对外界感染和损伤的一种主要反应,它通常会引发免疫细胞(如巨噬细胞、炎症性细胞等)的激活和聚集,释放炎症介质(如细胞因子、趋化因子等)。
这些炎症介质在一定程度上可以直接影响神经系统的正常功能,例如激活神经元、影响突触传递、调节神经递质的释放等,从而对神经系统产生影响。
研究表明,在炎症反应过程中产生的一些炎症介质,如肿瘤坏死因子(TNF)、白细胞介素(IL)-1β等,可以直接引起神经元的损伤和细胞凋亡。
此外,炎症反应还会增加离子通道的活性,导致神经元的异常放电活动和兴奋性增加,进而导致神经系统功能的紊乱。
2. 免疫因子对神经损伤修复的调节作用神经损伤后的修复过程中,免疫系统扮演着重要的角色。
免疫细胞在神经系统损伤后迁徙至受损区域,释放一系列免疫因子,如神经营养因子、生长因子、趋化因子等。
这些免疫因子可以促进神经元再生和突触的重建,有助于神经系统的功能恢复。
免疫因子在神经损伤修复中的调节作用主要体现在以下几个方面:•神经营养因子的释放:免疫细胞可以释放多种神经营养因子,如神经生长因子(NGF)、脑源性神经营养因子(BDNF)等,这些因子对神经元的生长、分化和存活起到重要作用。
•炎性细胞的清除:免疫细胞能够吞噬并清除神经系统损伤区域的炎症细胞和神经元碎片,有效减轻炎症反应对神经系统的损害。
•组织修复调节因子的释放:免疫细胞还可以释放一系列细胞因子,如转化生长因子-β(TGF-β)、干扰素-γ(IFN-γ)等,这些因子能够促进神经系统的组织修复和再生。
4.2 特异性免疫教学目标教学重点1.体液免疫和细胞免疫的过程和相互配合。
2.神经、内分泌、免疫系统三者之间的联系。
教学难点1.体液免疫和细胞免疫的相互配合。
2.神经、内分泌、免疫系统三者之间的联系。
知识点01 抗原和抗体一、抗原1.概念:凡是能够刺激机体的免疫系统产生抗体或效应细胞,并且能够和相应的抗体或效应细胞发生特异性结合反应的物质 。
如:病毒、痘浆、病原体、花粉、癌细胞、外毒素等 2.特性:异物性、大分子性、特异性 3.本质及分布:本质:大多数抗原是蛋白质分布:既可以游离,也可以存在于细菌、病毒等病原微生物及细胞上,能刺激机体产生免疫反应。
课程标准目标解读阐明特异性免疫是通过体液免疫和细胞免疫两种方式,针对特定病原体发生的免疫应答。
1.通过图文,总结概括体液免疫和细胞免疫的过程。
2.举例说明体液免疫和细胞免疫相互配合维持内环境稳态。
3.从系统和信息的角度,阐明神经、内分泌、免疫系统三者之间的关系。
知识精讲目标导航二、抗体1.概念:在抗原物质的刺激下,由B细胞分化而成的浆细胞(效应B细胞)产生的,可与相应抗原发生特异性结合反应的免疫球蛋白。
如:抗毒素、凝集素等2.抗体的分布:血清(主要)组织液及外分泌液,如:乳汁知识点02 体液免疫知识点03 细胞免疫知识点04 体液免疫和细胞免疫的相互配合1.B细胞和细胞毒性T细胞的活化离不开辅助性T细胞。
2.既各自有其独特作用,又可以相互配合共同发挥免疫效应。
对于胞外抗原:体液免疫发挥作用对于寄生抗原:体液免疫先起作用阻止传播;当抗原进入细胞,细胞免疫释放抗原,由体液免疫最后清除。
自身的突变细胞(癌细胞)、异体移植的器官:细胞免疫发挥作用3.体液免疫和细胞免疫协调配合,共同完成对机体稳态的调节。
知识点05 免疫细胞的功能1.体液免疫中各种细胞的功能吞噬细胞:识别、处理、呈递抗原;吞噬抗原-抗体结合体辅助性T细胞:识别抗原,分泌细胞因子B细胞:识别抗原、分化成浆细胞和记忆细胞浆细胞:分泌抗体记忆细胞:识别相应抗原,分化成浆细胞除浆细胞外都有识别作用;吞噬细胞的识别是特异性识别,其它细胞的识别是非特异性识别。
神经、免疫及内分泌系统间的关系第二节神经、免疫及内分泌系统间的关系一、神经、免疫、内分泌系统的特性和共性比较高等动物的机体是由诸多系统的机组合而成的结构和功能性整体。
这些系统可粗略分为二类:一类主要执行着机体的营养、代谢及生死等基本生功能,包括血液循环、呼吸、消化及泌尿生殖等系统;而广泛分布的神经、免疫及内分泌三大系统则起着调节上述各系统的活动,参与机体防御及控制机体的生长和发育等重要作用,从而构成另一类枢纽性系统。
此三大系统除各具有独特而经典的内容外,尚有下述方面可资相互比较。
1.三大系统与种系发生和个体发育以种系发生的观点而言,神经、免疫及内分泌系统的区分和定义是局限于多细胞生物的。
然而这三大系统共同的基本功能,即信息的传递和感受,却可在原核生物中有雏形体现,例如,Stock等的工作表明,大肠杆菌细胞膜上有膜受体蛋白质构成的化学感觉系统,经4个蛋白质成份而将相关信息传入胞内,并借助这些蛋白的磷酸第过程,完成信息的储存记忆和对其的反应,如细菌的化学趋化等过程。
阿米巴滋养体的吞噬活动,既是其摄食方式,亦可视为非特异性免疫的较早范例。
此外,单细胞生物如梨形四膜虫,粗糙链孢霉菌及烟曲霉菌中均含有胰岛素样物质,但其功能意义尚不清楚。
一般变为,神经元最先在二胚层动物水螅的胚层间出现。
这些事实提示,三大系统的种系进化可能是不同步的。
自个体发生的角度而论,末受精鸡卵内即含有胰岛素,而爪蟾卵母细胞中除含有胰岛素及其mRNA外,尚有TGF-β及FGF的mRNA表达,编码TGF-α、TGF-β及PDGF的mRNA亦可在小鼠胚泡中检测出,且着床前的小鼠胚胎中还有胰岛素受体及IGF-I受体的分布。
神经系统的个体形成似晚于免疫和内分泌系统。
神经免疫内泌间的交互影响也有渊远的进化过程,如曼氏裂体血虫中含POMC相关的mRNA,且Mytilus edulis的血细胞可生成脑啡肽并受其影响,这种生物的血淋巴细胞可接受ACTH的调控。
免疫系统中神经调节和内分泌调节机制的影响免疫系统是一个庞大而复杂的系统,负责识别并消灭入侵物质,维护人体内部环境的稳定。
它包括了多种细胞、分子和组织,彼此相互协作,作为我们身体的一个天然防御系统。
免疫系统的调节涉及到多种生理、神经和内分泌机制,其中神经调节和内分泌调节机制的作用至关重要。
神经调节机制的作用神经系统与免疫系统之间存在广泛而密切的联系。
神经系统对免疫系统有着直接和间接的调节作用,它可以通过分泌神经递质、激活神经反射等途径影响免疫系统的运行。
神经调节机制的作用主要包括以下几个方面:1. 調節炎症反应神经系统可以影响免疫细胞的炎症反应。
在炎症反应过程中,免疫细胞会释放多种细胞因子,包括炎症介质、细胞黏附分子等,这些分子可以引起血管扩张、组织肿胀、疼痛等症状。
神经系统通过对免疫细胞和血管的调控,可以调节炎症反应的程度和进展,从而影响炎症过程的结果。
2. 調節自身免疫反应自身免疫病是一种由免疫系统攻击和损伤人体自身组织的疾病。
神经系统可以通过调节自身免疫反应来控制自身免疫病的发生。
它可以通过影响免疫细胞的选择性毒性和调节性T细胞的生成和功能来调节自身免疫反应的程度。
3. 調節免疫细胞功能神经系统可以影响免疫细胞的功能和活性。
它可以通过分泌神经递质和激活免疫细胞表面的受体来调节免疫细胞的增殖、分化、分泌和杀伤功能等。
内分泌调节机制的作用内分泌系统是负责调节人体内分泌腺体分泌激素的系统,这些激素可以影响人体的代谢和生长发育等重要生理过程。
内分泌系统和免疫系统之间也存在着密切的联系,许多内分泌激素可以直接或间接地影响免疫细胞的生长、增殖和功能。
1. 免疫细胞生长和增殖内分泌激素可以影响免疫细胞的生长和增殖。
例如,促甲状腺素和催乳素等激素可以增加T细胞、B细胞和NK细胞等免疫细胞的生长和增殖。
2. 免疫细胞分化和功能内分泌激素可以影响免疫细胞的分化和功能。
例如,胸腺素可以促进T细胞分化和发育,而生长激素和胰岛素等激素则可以影响T细胞的活性和功能。