白血球と免疫の仕組みについて分かりやすく説明してみた

投稿 2018/03/13
分かりやすいシリーズ

血液に含まれている「白血球はっけっきゅう」は、アメーバー状の細胞です。

この白血球が、防衛軍のように、身体を外敵から守っています。

このように言うと大げさな表現だと思われるかもしれませんが、実際に、身体は常に外敵にさらされているのです。

その証拠に、生体が死ぬと、死後数日で腐敗します。

何故、腐敗するのか...

それは、この世は細菌や病原体などの外敵だらけだからに他なりません。

もし防御システムが無かったら、すぐに細菌が増殖し、腐敗します。

生きている生体が腐らないのは、細菌や病原菌などの外敵から身を守るシステムが絶えず働いているからなのです。

この防衛システムの事を「免疫反応めんえきはんのう」と言います。

そして、免疫システムの主役が「白血球」です。

本記事では、白血球の特徴や、免疫のシステムについて説明していきます。

血液に含まれる白血球

まずは「白血球」がどんなものなのか説明します。

血液は、液体の「血漿けっしょう」と、

血球の「血小板けっしょうばん」、「赤血球せっけっきゅう」、そして、「白血球」に分けられます。

「白血球」は外敵と戦う免疫システムの主役です。

この免疫に関わる細胞のことを、「免疫細胞めんえきさいぼう」と呼びます。

「白血球」は、働きや特徴から、以下のようにさらに細かく分けられます。

大まかに３系統があります。

顆粒球

単球

リンパ球

「単球」と「リンパ球」は無顆粒球です。

ちなみに、白血球の中で一番数が多いのは顆粒球の「好中球」で、全白血球の約半分を占めます。

免疫細胞の種類と特徴

免疫細胞は似たような特徴のものが多いです。似ているもの同士がチームプレーをするので、キャラクターを憶えられないと混乱します。

なので、先に免疫反応で活躍する細胞の紹介をします。

まずは「顆粒球かりゅうきゅう」からです。

顆粒球とは

「顆粒球」は、外敵を見つけると、処理する為に食べます。そして、取り込んだ異物を分解します。

敵をみつける

↓

捕食

↓

消化、分解

このような行為を「貪食どんしょく」とか「食作用しょくさよう」と言い、

貪食する細胞の事を「食細胞」、「貪食細胞」と言います。

好中球

白血球の中で一番多い「好中球こうちゅうきゅう」は、最前線で戦う突撃兵です。

アクション系の作品に出てくる数が多い雑魚キャラのイメージです。特徴は以下になります。

任務：パトロールと外敵駆除

武器：活性酸素

攻撃の方法：異物を食べて消化する（貪食）

攻撃力：マクロファージと大差ない

特殊部隊が偏性するまでの戦闘では、好中球が主力部隊

炎症部位で生じた膿は、「好中球」の屍

好酸球

「好酸球こうさんきゅう」の特徴は以下です。

アレルギー反応の制御（ヒスタミンを不活性化）

貪食能力は弱い

寄生虫と闘うことができる

好塩基球

詳しい事がよく分かっていない「好塩基球こうえんききゅう」の特徴は以下です。

感染とアレルギー反応の両方に関与している

数が少ない

貪食能力が弱い

単球とは

次は「無顆粒球」の「単球たんきゅう」を紹介します。

単球の核の形は、そら豆や腎臓のようです。

この単球には、変身能力があります。

単球は分化して「マクロファージ」や、「樹状細胞」に成長します。

「分化」とは、単純なものが複雑なものに変わることです。

マクロファージ

「マクロファージ」は、敵を察知する部隊として体中に配備されています。

そして、敵をみつけると捕食、消化し、分解します。「マクロファージ」も食細胞です。

別名は「大食細胞」です。

任務：敵の発見、貪食による処理、捕らえた敵の情報を特殊部隊に伝える

攻撃力：特殊部隊よりは劣る、貪食が限界に達すると破裂して死ぬ

樹状細胞

次に、マクロファージと似た働きをする「樹状細胞じゅじょうさいぼう」について説明します。

「樹状細胞」の仕事は「諜報」です。

貪食能力をもっているので、異物（抗原）を取り込んでその特徴を「リンパ球」に伝えて、攻撃するように指示を出します。

だから「司令塔」でもあります。

このように、特殊部隊に敵の情報を伝える細胞のことを「抗原提示細胞こうげんていじさいぼう」と言います。

「好中球」と「樹状細胞」と「マクロファージ」の違いについて説明します。

これらは、敵を食べたり、情報を伝えたり...と、働きが似ているので混乱する人も出てくると思います。

好中球（顆粒球）・・・・・・・・食作用

樹状細胞（無顆粒球の単球）・・・食作用、抗原提示細胞

マクロファージ（無顆粒球の単球）・・・食作用、抗原提示細胞

「好中球」は敵を蹴散らすのが専門、「樹状細胞」は敵の情報を伝達するのが専門、「マクロファージ」は両者の中間です。

特に「樹状細胞」と「マクロファージ」が分かりにくいのですが、違うのは抗原を伝える能力です。この能力（Ｔ細胞を活性化させる能力）は、樹状細胞の方が優れています。

そして、以下のような違いもあります。

樹状細胞・・・獲得免疫に関与

マクロファージ・・・自然免疫に関与

リンパ球とは

免疫システムの特殊部隊である「リンパ球」は、大きくわけて３つです。

まずは「Ｔ細胞」から説明します。

Ｔ細胞の種類と働き

「Ｔ細胞」は、以下のように３つに分けられます。

敵が強くて手に負えない場合、「マクロファージ」は「サイトカイン」というアイテムを使って助っ人を召喚します。

それに刺激を受けた「樹状細胞」は、取り込んだ敵の情報を連絡します。

その情報を受け取るのが、他のＴ細胞に命令を下す権限を持った「ヘルパーＴ細胞」です。

「ヘルパーＴ細胞」もサイトカインを放出して、スナイパーである「キラーＴ細胞」に戦闘を命じます。

簡単にまとめると...

「マクロファージ」が援軍を呼ぶ

↓

「樹状細胞」が敵の情報を伝達

↓

特殊部隊の「ヘルパーＴ細胞」がキャッチ

↓

「キラーＴ細胞」に攻撃命令

「キラーＴ細胞」は、「マクロファージ」が倒すことが出来なかった敵でも仕留めることができます。

突撃兵である「好中球」や「マクロファージ」の攻撃は貪食でしたが、特殊部隊である「キラーＴ細胞」は腕利きのスナイパーなので、敵の細胞を傷つけるような武器を使います。

武器はパーフォリン、グランザイムです。

「サプレッサー（レギュラトリー）Ｔ細胞」は、免疫反応を抑制する働きがあるようですが、存在が疑問視されているという説があったり、図では省略される事も多いです。

「Ｔ細胞」の「Ｔ」は、「Thymus（胸腺：タイマス）」という意味です。

胸腺は心臓の上にある小さな器官です。

この「胸腺士官学校」で、「リンパ球」は特殊訓練を受けて「Ｔ細胞」になります。

Ｂ細胞の働きと役割

「Ｂ細胞」は特殊武器の製造を行なう工兵です。

特殊武器は、「抗体（別名：免疫グロブリン）」と言います。

ちなみに、最初は出撃準備に時間がかかります。

「Ｂ細胞」の「Ｂ」は「Bone marrow（骨髄：）」由来です。

「Ｔ細胞」も「Ｂ細胞」も基本的には骨髄の幹細胞で作られる...と言われています。しかし、「Ｂ細胞」は胸腺での特殊訓練を受けません。骨髄で分化し、成長すると言われています。

ただし、「血液が骨髄で造られる」という説は、以下の記事でも説明しましたが、信憑性に欠けます。

血液と赤血球とヘモグロビンについて分かりやすく説明してみた②

ナチュラルキラー（ＮＫ）細胞の働きと役割

「ナチュラルキラー細胞」はリンパ球の一種ですが、抗原の情報を受け取ってから攻撃する「Ｔ細胞」や「Ｂ細胞」とは異なります。

「Ｔ細胞」のように胸腺で特殊訓練も受けませんし、「Ｂ細胞」のように相手に合わせて武器を使ったりしません。

特殊部隊...というよりフリーランスの兵士です。

そして、マクロファージ等と同じ「自然免疫」です。

パトロールをして、敵を見つけると迅速に攻撃するのですが、命令を受けず、自分で判断し攻撃します。

殺傷能力は高いです。

他のリンパ球との違い

Ｔ細胞とＢ細胞は抗原の情報を受け取ってから戦闘に加わるが、ＮＫ細胞は抗原を必要としない

「キラーＴ細胞」のように胸腺で特殊訓練を受けない

「Ｂ細胞」のように敵の属性に合わせて戦法（抗体を生産）を変えない

生まれたままの状態で攻撃する

最初から大きな体で、大量の武器を持ってパトロールし、迅速に殲滅する

一つ一つの細胞の種類について説明したので、次はこれらが防衛システムでどのような部隊に所属して働いているのかについて説明します。

自然免疫と獲得免疫

免疫システムのことを「防衛軍」に例えましたが、実は戦闘スタイルの違う２つの部隊に分かれています。それがこちらです。

自然免疫（しぜんめんえき）・・・常設部隊

獲得免疫（かくとくめんえき）・・・精鋭部隊

侵略者に対して、一番最初に攻撃を仕掛けるのが常設部隊です。そして、それでも相手が強いなら精鋭部隊が加わる...というシステムになります。

第一部隊である「自然免疫」は、敵をなりふり構わず全力で倒しますが、

第二部隊である「獲得免疫」は、知的な攻撃を仕掛けます。

他にも特徴を述べておきます。

第一部隊・自然免疫とは

「自然免疫」は、最初から備わっている部隊で、攻撃対象は「全ての敵」です。

どんな敵に対しても反応が早い

学習機能がないので、同じ敵を効率よく倒すことができない

手に負えない時は「獲得免疫」の力を借りる

貪食細胞（マクロファージ、好中球、樹状細胞）や、ＮＫ細胞（リンパ球）の働きによる

第二部隊・獲得免疫とは

獲得した免疫...ですから、敵と戦った経験だけレベルアップしていく部隊です。

攻撃対象は「特定の敵」です。

脊椎動物にしかない能力

学習機能があるので敵を分析して、敵の属性に合った攻撃をする

獲得免疫は、Ｔ細胞やＢ細胞（リンパ球）の働きによる

自然免疫の戦術

ここからは、「自然免疫」の流れについて説明します。

体は外敵が侵入しにくいように、皮膚や粘膜が外壁となって防御しています。

しかし、この壁をかいくぐって、敵（抗原）が侵入することもあります。

体をパトロールしていた「好中球」や、「マクロファージ」や、「ＮＫ細胞」がこれらを見つけると、攻撃します。

ここまでが「自然免疫」です。

「自然免疫」は相手が何であろうが「同じ手段」で戦おうとします。例えるなら、相手が剣を持っていても、戦闘機に乗っていても、常に竹ヤリで向かっていくようなもんです。

これで片付けばよいのですが、場合によっては敵が強すぎたり、数が多すぎたりするわけです。

すると、援軍を派遣するわけですが、その戦闘が「獲得免疫」になります。

「自然免疫」だけでは勝てないと悟った「マクロファージ」は、援軍を召喚するために、「サイトカイン」というタンパク質を使います。これは「のろし」とか「警報」みたいなものです。

このように、他の細胞に命令を下したりする物質のことを「シグナル物質」と言います。

「マクロファージ」が「サイトカイン」を放出したことで、「樹状細胞」が刺激されます。

すると、優秀な抗原提示細胞である「樹状細胞」は、「こんな奴がいます」と、取り込んだ敵のデータを伝えます。

その情報を特殊部隊の「ヘルパーＴ細胞」が受け取り、部下を動かすのです。

「樹状細胞」が、「自然免疫」と「獲得免疫」のシステムの橋渡しをしているわけです。

「自然免疫」は発見してから攻撃に至るまでが素早いですが、「獲得免疫」は最初は闘うまでに時間がかかります。

しかし、１度攻略した相手は、２度目からは一番効率のよい方法で素早く倒すことができるようになります。

獲得免疫の戦術

ここからは「獲得免疫」の戦術を説明します。

「獲得免疫」とは、闘えば闘う程強くなるシステムで、２パターンあります。

体液性免疫

細胞性免疫

「体液性免疫」は「抗体」という武器を使った戦い方で、「細胞性免疫」は抗体を使わず、細胞が直接攻撃する戦い方です。

それぞれの流れをみていきます。

体液性免疫

一言で言うと、「特定の敵に命中するミサイル」を使った攻撃です。

敵の情報を受け取った「ヘルパーＴ細胞」は、それが「敵である」と認識します。

「ヘルパーＴ細胞」は、「Ｂ細胞」に命令を出します。

すると工兵である「Ｂ細胞」は、「形質細胞けいしつさいぼう」に分化します。「形質細胞」の別名は、「抗体産生細胞こうたいさんせいさいぼう」です。

そして、敵の属性に合った「抗体こうたい」という武器を製造します。

ちなみに、これは敵に合わせたオーダーメイドの武器なので、違う敵には効きません。おまけに、出撃準備には１～２週間の時間がかかります。その間は、他の免疫細胞が時間をかせぐことになります。

「抗体」が完成すると体液に放ちます。

「抗体」は、水に溶けやすいタンパク質でできていて、血液、リンパ液、涙、唾液、母乳に含まれています。

「抗体」は体液が循環するところならどけでもいけるので、「体液性免疫たいえきせいめんえき」と言います。

抗体は敵（抗原）と結合すると「抗原抗体複合体」となります。

これが目印となることで、マクロファージに積極的に食べられるようになります。

抗体と抗原がくっつくことで、敵がよりおいしそうに見え、貪食細胞の食欲が増します。これを「オプソニン化」と呼びます。

こうして、抗原が処理された後、抗体を作る「形質細胞」は徐々に減っていきます。

しかし、一部は敵の記録を伝える老兵となって残ります。これを「免疫記憶細胞めんえききおくさいぼう」と言います。

抗体を使った「体液性免疫」は、効率よく外敵を駆除することができます。

しかし、問題もあります。

実は、細胞の中に入ってしまった敵（抗原）は攻撃することができないのです。

「抗体」は細胞膜を通れないからです。

その為、細胞の中に入ってしまった敵を駆除する場合は、別の方法をとります。

細胞性免疫

ウイルスは自力で増殖することができないので、他の生物の細胞に侵入して、その中で増殖します。

その為、「ウイルスに感染した細胞」は、ウイルス製造工場と化してしまいます。

それはまずいので、このウイルスを退治する必要があります。

しかし、「抗体」は細胞膜を通過できないので、細胞の中のウイルスを攻撃することはできません。

なので、「抗体」は使わず直接攻撃して、汚染された細胞ごと破壊します。

細胞の中の敵を仕留めることができるシステムを「細胞性免疫さいぼうせいめんえき」と言います。

流れはこうです。

敵の情報を受け取った「ヘルパーＴ細胞」は、それが「敵である」と認識します。

ここまでは「体液性免疫」と同じです。

すると、「ヘルパーＴ細胞」は、「キラーＴ細胞」に命令を出します。

「キラーＴ細胞」は増殖し、「マクロファージ」も集まってきます。

「キラーＴ細胞」が、汚染細胞を直接攻撃破壊し、その後は自然免疫の時より強力になった「マクロファージ」が、食べて処理します。

役目を終えると「キラーＴ細胞」は減っていきますが、一部は老兵となって、戦いの記録を残します。

「体液性免疫」と「細胞性免疫」は連携して働きます。

免疫力が低下する原因になる糖質

「免疫」は優秀な防衛システムですが、弱点もあります。

以前もお話しましたが、白血球等の免疫系はブドウ糖に弱いです。

高血糖の環境だと活力を失ってしまうからです。

血糖値が１２０以上でそうなります。

主食を食べる習慣のある人は要注意です。

『横ちゃんのきまま日記　血糖値の上昇が免疫力の低下を招く』より引用

【糖は免疫システムを下げる】

これは何十年も前から知られて来たことです。

１９７０年代にはもう、研究者の間で、白血球が病原菌や細菌を貪食するためにビタミンCを必要としていることが分かりました。

白血球は、その周りと比べて５０倍ものビタミンCを必要とするので、それを溜め込まなくてはならないのです。

「食細胞指数」と呼ばれるものがありますが、それは、特定のマクロファージ(大食細胞）やリンパ球がどのぐらい早く病原菌や細菌、ウイルス、がん細胞を食べてしまうか、ということを表す指標です。

１９７０年代に、白血球が大量のビタミンCを必要とすること、それは一般的な風邪と闘うために必要だということをライナス・ポーリング博士が発見しました。

グルコースとビタミンCが、似たような生化学的構造を持っていることは知っていますが、では糖レベルが上がるとどうなるでしょうか？　それらは、お互いに細胞に入ろうと拮抗するのです。（競合阻害的）

ということは、血中に糖がたくさんあると、それだけ細胞に入れるビタミンCも少なくなるということです。

血糖値が１２０では、食細胞指数が７５％も下がってしまいます。

ですから、砂糖と食べると、免疫システムがどれだけ下がるかを考えてみてください。

ここで我々は病気というものの根幹に少しだけ迫ることが出来ます。

どんな病気についてかは関係ないのです、普通の風邪であろうが、心血管疾患、ガン、骨粗鬆症であろうが、病気の始まりというのは、いつも細胞レベル、分子レベルで起こってくるということ、その場合、インスリンが病気の直接の原因になっているか、それに近いものである。

ちなみに、以下が「グルコース（ブドウ糖）」と「ビタミンＣ」の構造になります。

『横ちゃんのきまま日記　血糖値の上昇が免疫力の低下を招く』より引用

萩原敦さんのＦＢより転載

～血糖値の上昇が免疫力の低下を招く～
　

（血糖値の数値から客観的な免疫力評価の数値を探る）

英語圏の文献で、我々の免疫力の客観的な評価をする場合に、lymphocytic index（リンパ球指数）とかphagocytic index（食細胞指数）なる指標を用い、血糖値の上昇値と関連付けて、記述されていることをよく見かける。

この「食細胞指数」や「リンパ球指数」という言葉自体、我が国ではあまり一般的ではないようです。

（中略）

たとえば、

「血糖値が120を超えると食細胞指数的な免疫力の評価をすると、約75％の免疫力がダウンする。」

この説は、ライナス・ポーリング博士が、はじめて世に知らしめた説だそうです。

ポーリング博士も研究に値する人物です。後日、改めて、彼についての言及もします。

つい先ごろ、比嘉さんという方のＦＢで、高血糖の赤血球を映像にして投稿されていましたが、その内容は、ひじょうに素晴らしいもので、血糖値が上昇すると、赤血球同士がくっついて、「連携を組み」、血管の中で、あろうことか、「血流をせき止め」、「血流を立ち往生」させることを示していました。

となると、免疫力の要である「白血球（食細胞やリンパ球他）」も「赤血球の通せん坊」にあい、免疫力を発揮できなくなる云々と述べていました。

この血糖値120と言う数値が、血流を悪化させる「赤血球通せん坊」作戦が、効果を発揮し、顕著になる数値（ボーダーライン）なんだろうと思います。