试卷为双语(马来文/英文);课程以英语授课。

吞噬作用

吞噬作用是一种非特异性防御:吞噬细胞(一种白细胞)吞噬病原体,将其封入液泡中,再用酶将其消化,整个过程无需识别是哪一种病原体。

发生的部位

吞噬作用发生在吞噬细胞(一种白细胞)与血液或体组织中的病原体相遇之处。它是身体非特异性防御的一部分,因此以同样的方式对付任何病原体,无需先加以识别。

主要的吞噬细胞有两类:中性粒细胞在血液中循环,最先到达伤口或受感染的组织;巨噬细胞则驻留在组织、淋巴结、脾、肝与肺中。吞噬细胞从内皮细胞之间的缝隙挤出毛细血管,当发炎部位的毛细血管扩张且通透性增加时,这种移动更加容易。

受感染伤口中积聚的脓液主要由死亡的吞噬细胞、死亡的细菌与组织液组成,是吞噬作用正在进行的直接证据。

输入与输出

  • 输入:血液或组织中的病原体或异物,如细菌、死细胞或碎片。
  • 输入:受损组织与病原体释放的化学信号,把吞噬细胞吸引到现场。
  • 输入:ATP提供的能量,用于伸展细胞膜与移动液泡。
  • 输入:储存在吞噬细胞溶酶体中的消化酶。
  • 输出:无害的消化碎片,一部分排出细胞,一部分展示在细胞表面。
  • 输出:现场病原体数量减少,为淋巴细胞发动特异性反应争取时间。

步骤

  1. 受损组织与病原体释放化学物质吸引吞噬细胞,吞噬细胞向感染部位移动。
  2. 吞噬细胞的表面受体与病原体表面分子结合,从而识别它为异物。
  3. 吞噬细胞的细胞膜向外流动,形成伸展部分,从四周包围病原体。
  4. 伸展部分相遇并融合,把病原体封闭在细胞质内一个有膜的液泡中。
  5. 吞噬细胞内的溶酶体移向液泡并与之融合,把消化酶释放到液泡中。
  6. 酶把病原体分解成无害的小分子。
  7. 有用的产物被吸收进细胞质,剩余碎片排出细胞;巨噬细胞还可把病原体的碎片展示在表面,以提醒淋巴细胞。

为何重要及如何受控制

吞噬作用提供一道快速、非特异性的防线,能在病原体一进入体内时就对付多种不同的病原体,而不必等待特异性反应形成。它与皮肤等屏障,以及由淋巴细胞执行的特异性免疫反应共同发挥作用。

吞噬作用由感染触发,而不是一直在运作。受损细胞与病原体释放的化学物质把吞噬细胞吸引到现场,炎症使血流增加,让更多吞噬细胞到达,这就是感染部位发红、发热、肿胀的原因。

感染期间血液中的白细胞数量也会升高,白细胞计数升高是医生判断感染的一个指标。吞噬作用还是通往特异性反应的桥梁:巨噬细胞消化病原体后,可把其抗原碎片呈递给淋巴细胞,淋巴细胞随后产生针对该病原体的抗体。

如何考查

题目可能要求用图解描述吞噬作用的各阶段,解释为何吞噬作用被称为非特异性,或把吞噬作用与涉及淋巴细胞和抗体的特异性免疫反应作比较。

排序题会给出四五幅顺序打乱、带有标注的吞噬细胞与细菌图,要求排列顺序并描述每个阶段发生的事;吞噬、液泡、溶酶体、酶、消化是预期的关键词。比较表要求在速度、特异性、参与细胞与记忆等标题下,把吞噬作用与抗体反应加以对照。

应用题描述伤口中的脓液或白细胞计数升高,要求解释这些现象。得分取决于指出溶酶体是酶的来源,以及说明病原体在消化前先被封闭在液泡中。

常见误解

考试风格例题

题目。一名学生在园艺时割伤了手指。

两天后伤口发红、肿胀并含有淡黄色脓液,血液检查显示白细胞数量高于正常。(a) 说出在伤口中主要负责防御的白细胞类型及其进行的过程。

(b) 描述这种细胞如何消灭进入伤口的细菌。(c) 解释脓液的组成。

(d) 说出这种防御与涉及抗体的反应的两点不同。

参考答案。(a) 吞噬细胞,进行吞噬作用

(b) 吞噬细胞受伤口释放的化学物质吸引,向细菌移动。它伸展细胞膜包围细菌并将其吞入,封闭在液泡中。

溶酶体与液泡融合并释放消化酶,把细菌分解成无害产物;碎片随后排出。(c) 脓液是在感染部位积聚的死亡吞噬细胞死亡细菌组织液的混合物。

(d) 吞噬作用是非特异性的,以同样方式对付任何病原体,而抗体反应特异针对一种抗原;吞噬作用立即发生,而抗体反应需要数天才能建立;吞噬作用不产生记忆细胞,而抗体反应会产生。

来源:SRC-DSKP-EN

常见问题

为什么吞噬作用被称为非特异性防御?
吞噬作用之所以非特异,是因为吞噬细胞以同样的方式吞噬并消化所遇到的任何病原体,而无需先识别是哪一种病原体。这与特异性免疫反应不同,后者需要淋巴细胞先识别特定抗原才会反应。
病原体被吞噬细胞吞噬后会发生什么?
病原体被封闭在吞噬细胞内的液泡中后,消化酶会被释放到液泡内把病原体分解。消化后剩下的残余物随后会从吞噬细胞中排出。
溶酶体在吞噬作用中扮演什么角色?
溶酶体是吞噬细胞细胞质中储存消化酶的有膜小囊。病原体被封入液泡后,溶酶体移向液泡并与之融合,把酶释放到液泡内。这样酶被限制在液泡里,能消化病原体而不损伤吞噬细胞自身的细胞质。

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