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人生病了為什麼會反應遲鈍?免疫細胞中T細胞在「作祟」

病人為什麼反應遲鈍?

相信每個人都有這樣的體會,當你得了流感,在床上躺了好幾天之後,你發現自己這幾天突然變得很笨,記憶力大幅衰退,學習新知識變得很困難。人們通常認為,是疾病讓大腦的反應速度變慢了。然而,大腦和脊髓組成的中央神經系統一直就是一個“紫禁城”,當血管中的血液流向大腦中樞時,就會遭遇到拱衛大腦中樞的“城牆”——血腦屏障。血腦屏障可以阻止循環血液中的很多有害物質進入腦組織,只允許葡萄糖等必需分子通過。因此,細菌和病毒只能在周身擴散,根本無法進入大腦,當然也就不會干擾大腦的思考了。那麼,到底是什麼影響了我們的智商呢?其實答案就是在對抗疾病過程中發揮了重要作用的免疫細胞。

提到免疫細胞,人們首先想到的就是這些細胞是保衛人體的“安全戰士”。當我們的身體受到細菌、病毒的侵襲時,免疫細胞中的T細胞、B細胞等淋巴細胞會奮勇當先地站出來,消滅敵人。所以,一直以來人們都只把免疫細胞當做維持身體健康、抵禦外來侵害的武器。不過,美國弗吉尼亞大學的神經免疫學家喬納森?吉普尼斯通過十幾年的研究發現,人們大大低估了免疫細胞中T細胞的作用,它不僅能對抗入侵者,還能影響大腦的思考過程,激發大腦以最佳的狀態工作。

愚蠢的老鼠

吉普尼斯將同一窩老鼠分成兩組,一組是正常的,另一組則通過某種方式使其缺乏T淋巴細胞。然後,他將這些老鼠放進水池中,在水池的某個地方有一個平台,老鼠只要找到平台並爬上去就可以不用在水中掙扎了。經過幾輪的練習後,正常組的老鼠已經可以記住平台的位置,每次被放入水池後都會直接朝平台游去;但缺乏T細胞的那一組,經過多次練習後仍然無法記住平台的位置,每次都像無頭蒼蠅那樣到處亂撞,最後才很偶然地遇到平台。

如果這一現象真的是由於T細胞造成的,那麼當這些老鼠擁有了足夠的T細胞後,它們應該會變聰明。為了驗證這一假設,吉普尼斯給這組老鼠重新注射了T細胞。然後他再次讓這些老鼠完成水迷宮的實驗,結果顯示它們和那些正常的老鼠完成得幾乎一樣好。

由此看來,T細胞確實影響了大腦的思維,使大腦變得更聰明。然而,由於血腦屏障的存在,T細胞是不可能進入進入大腦內部的,它們又是如何對大腦產生影響的呢?

此前有研究已經發現,大腦中樞組織的周圍是存在有T細胞和其他免疫細胞的。如果老鼠體內含有足夠多的T細胞,惟獨腦膜上沒有T細胞,結果又會如何呢?吉普尼斯又做了另一個實驗,他給老鼠注射了一種藥物,這種藥物可以阻止T細胞到達腦膜。結果正如吉普尼斯預期的那樣,這些老鼠在水迷宮的實驗中表現得非常糟糕。

大腦的守護神

通過以上這些實驗,我們可以發現,真正能讓大腦正常運轉的是大腦周圍的那些T細胞。吉普尼斯認為T細胞之所以能為大腦保駕護航,最關鍵的地方就在於它們可以抑制其它免疫細胞過分發揮作用。科學家很早就發現,B細胞如果失去T細胞的控制,就會導致其功能亢進,將體內的某些正常物質視為異物,產生大量抗體,對其進行攻擊,從而引起很多自身免疫疾病,如系統性紅斑狼瘡、類風濕性關節炎等。基於這一點,吉普尼斯提出T細胞就是通過抑制其它免疫細胞行使正常的功能,使其不會對大腦造成誤傷。

當我們學習新的知識時,舊的神經連接會斷開,新的神經連接會形成。在這個過程中大腦會釋放出很多代謝產物。對於免疫系統來說,這些代謝產物看起來就像外來的有害物質,於是免疫細胞就像如臨大敵一樣分泌大量抗體,這些抗體平時都是用來對抗細菌和病毒的,但此刻,它們卻干擾了大腦及其神經細胞的正常功能。

不過,好在T細胞在這一過程中嚴格把關,它可以區分出哪些是外來的病毒,哪些是大腦內正常的代謝產物。一旦確定這些物質不會危及大腦時,T細胞就會抑制其他免疫細胞分泌抗體,從而保證了大腦正常的活動不會受到影響。不僅如此,吉普尼斯還發現,T細胞可以分泌一種叫做白介素-4的物質,這種物質在大腦進行快速學習和短期記憶中發揮著重要作用。吉普尼斯用缺少白介素-4基因的老鼠做水迷宮實驗,發現這些老鼠的表現同樣非常糟糕。

這樣,我們就可以理解為什麼在生病時我們會覺得自己智商降低了。正常狀態下,T細胞會抑制腦膜內的免疫細胞,使其不會對大腦進行攻擊。但當我們生病時,為了讓免疫系統儘快殺死入侵的細菌、病毒,避免對身體造成更大的傷害,此時T細胞就會放鬆對免疫細胞的抑制。得到解放的其他免疫細胞會分泌大量抗體,將病原體全部消滅。儘管在這個過程中大腦的學習能力也會受到影響,但兩害相權取其輕,當我們生病時,在第一時間將敵人消滅比擁有一個聰明的大腦重要得多。

老人的學習能力低下

眾所周知,老年人在學習新知識以及反應速度方面,普遍都不如年輕人,其中一個重要原因就是T細胞的數量會隨著年齡的增長而減少。T細胞是由胸腺產生的。胸腺位於胸腔,在年輕的時候,它大概相當於草莓那麼大,但經過幾十年的時間,它會慢慢萎縮,直到幾乎無法用肉眼看到。所以,年輕人的胸腺可以穩定地提供足夠的T細胞,但老年人則普遍會缺乏T細胞。此外,癌症病人進行化療也會導致體內的T細胞數量銳減,從而導致這些人認知能力下降、無法清晰地思考。

這一研究為治療認知神經方面的疾病提供了新的思路。此前令科學家非常頭疼的問題是,雖然很多藥物都能對大腦和神經起到積極作用,但這些藥物往往都無法通過血腦屏障。例如多巴胺就是神經連接中的重要分子,是治療帕金森綜合症的重要成分,但它卻不能通過血腦屏障,使其藥效大打折扣。現在,吉普尼斯的研究使得科學家終於可以通過操控免疫細胞來治療神經方面的疾病了,運用這一方法,也許人們不久就可以真正治癒阿爾茨海默症、帕金森綜合症等神經系統的疾病。

阿波羅網責任編輯:王和 來源:大科技雜誌社 轉載請註明作者、出處並保持完整。

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