免疫の仕組みとは？ 免疫機能の働きと役割をわかりやすく解説

「免疫力」を端的に言うと「異物を排除するシステム」です。白血球や抗体、その他さまざまな細胞やホルモンなどの働きが複雑に絡み合って機能しており、そのシステムを一言で説明するのは難しいですが、本項では「免疫機能」についてできるだけわかりやすく解説します。

免疫機能の種類

人体の免疫機能には、「自然免疫」と「獲得免疫」の2種類があります。

・自然免疫…人体に生まれつき備わっている防御システムで、病原体（細菌やウイルスなど）が体内に侵入するのを防いだり、排除したりする機能です。病原体に対してすぐに反応し、特定の病原体に依存しない（非特異的）ため、あらゆる病原体に対応できるのが特徴です。マクロファージや好中球などの種類があり、皮膚や粘膜に備わっている物理的バリア機能も自然免疫に含まれます。

・獲得免疫…自然免疫で病原体を排除できなかったら、次は獲得免疫の出番です。獲得免疫は、特定の病原体に対して後天的に獲得される防御システムで、感染やワクチン接種によって外敵の情報を学習し発達します。特定の病原体を認識し、強力に攻撃すること。そして、免疫記憶により同じ病原体に再感染した際に、素早く効率的に対応できるのが特徴です。予防接種などは、この獲得免疫の特徴を利用した技術です。

免疫細胞の種類

人体の免疫機能は、血液中の細胞、骨髄、胸腺、リンパ節、脾臓（ひぞう）などの内臓機能、ホルモン物質、さらに神経や免疫系の働きなど、人体のさまざまなシステムによって成り立っています。

まずは、免疫細胞の種類を紹介します。

自然免疫と獲得免疫を構成する細胞

自然免疫と獲得免疫は、それぞれ複数の免疫細胞やタンパク質（自然免疫に関与する補体、獲得免疫に関与する抗体など）によって構成されています。各種抗体や細胞が各々の役割を担い、複雑に絡み合うことで免疫が機能しているのです。

免疫細胞は、大きく「顆粒球」「リンパ球」「単球」の3つのタイプに分けられ、さらにそれぞれ細分化されます。

顆粒球

顆粒球は、病原体と第一線で戦う免疫機能の突撃部隊です。好中球・好酸球・好塩基球から成っています。それぞれ異なるはたらきをしますが、いずれも病原体に素早く反応し、敵を攻撃する即応部隊の役割を担っています。酵素や抗菌物質などにより構成されており、顕微鏡で観察すると顆粒状に見えることから「顆粒を持つ白血球＝顆粒球」と呼ばれています。造血幹細胞が骨髄で分化し、血液中に放出されます。特に好中球は大量に作られ、数時間～数日の短い寿命で常に補充され続けます。

顆粒球
好中球（自）	好酸球（自）	好塩基球（自）
体内に侵入した細菌や異物を素早く食べて分解する「最前線の突撃部隊」。もっとも一般的（血液中の白血球の約50〜70%）で、細菌や異物をすぐに貪食する「分葉核好中球（成熟好中球）」と、まだ完全に成熟していない「桿状核好中球（未熟好中球）」、通常より核の分葉が多い「超成熟好中球（過分葉好中球）」、遺伝的要因で核の分葉が少ない「異常型低分葉好中球（Pelger-Huët異常）」に分けられる。	寄生虫を攻撃し、アレルギー反応を調節する「特殊部隊の戦士」。白血球全体の1〜5%程度を占め、寄生虫感染やアレルギー反応があると増加して炎症部位へ移動する「循環好酸球（血中好酸球）」と、血管外へ出て組織に定着後、アレルギー反応や炎症の調整を行う「組織好酸球（組織浸潤好酸球）」、サイトカイン（免疫細胞同士の情報伝達を担うメッセンジャー）などの刺激を受けて活性化した「活性化好酸球」に分けられる。	アレルギー反応を引き起こし、免疫を調整する「戦場の司令塔」。血液中を流れ（白血球全体の約0.5～1%）、アレルギー反応や炎症時に増加して組織へ移動する「循環好塩基球（血中好塩基球）」と、血中好塩基球が組織へ移動・定着し、アレルギー反応や炎症調整を担う「組織好塩基球」、アレルゲン（花粉・ダニなど）や寄生虫に反応してヒスタミンやサイトカインを放出する「活性化好塩基球」に分けられる。

リンパ球

リンパ球は、標的を見極めて戦略的に攻撃する精鋭特殊部隊です。特定の敵（病原体や異常細胞）に対して正確かつ計画的に攻撃を仕掛けるのが特徴です。骨髄で生産された後、リンパ節・脾臓・胸腺などのリンパ系組織で成熟・機能します。T細胞・B細胞・NK（ナチュラルキラー）細胞それぞれへと成熟した後は、リンパ節・脾臓・血液などを巡回しながら病原体を監視します。

リンパ球
T細胞（獲）	B細胞（獲）	NK細胞（自）
指揮官、戦闘部隊、憲兵隊が所属する「大隊」。他の免疫細胞に活性化を指示する指揮官の「ヘルパーT細胞（Th細胞）」、感染細胞やがん細胞を攻撃する突撃部隊「キラーT細胞（細胞傷害性T細胞、Tc細胞）」、免疫の暴走を防ぐ憲兵隊の「制御性T細胞（Treg細胞）」に分けられる。	抗体を作って後方支援する「砲兵」。まだ抗原（病原体）に出会っていない「ナイーブB細胞（未活性化B細胞）」、活性化したB細胞が分化し、大量の抗体を作る「形質細胞（抗体産生細胞）」、一度感染した病原体の情報を記憶し、次回の感染時に素早く対応する「記憶B細胞」、免疫の暴走を抑え、過剰な免疫反応や自己免疫疾患を防ぐ「制御性B細胞（Breg細胞）」に分けられる。	異常な細胞を即座に排除する「特殊部隊の暗殺者」。血液中のNK細胞の約90%を占め、感染細胞やがん細胞を直接攻撃する「細胞傷害型NK細胞（CD56dim NK細胞）」、血液中では少数（約10%）だが、リンパ節や組織で重要な役割を果たし、サイトカインを放出し他の免疫細胞を活性化する「サイトカイン産生型NK細胞（CD56bright NK細胞）」、一部のウイルス感染後に「記憶」を持ち、次回の感染時に強力に反応する「適応免疫型NK細胞（メモリーNK細胞）」に分けられる。メモリーNK細胞は、自然免疫の中でも記憶機能を持つ特殊なタイプ。

単球

単球は、敵を貪り食い、必要に応じて変身する免疫の予備戦力です。血液中を巡回し、必要に応じてマクロファージや樹状細胞に変化しながら、病原体を貪食したり、免疫細胞に情報を伝えたりする万能兵士です。分葉していない大きな丸い単核（1つの核）を持つ白血球なので「単球」と呼ばれています。骨髄で生産された後に造血幹細胞から分化し、血液中に放出されます。その後、約1～3日間血液中を巡回し、必要に応じてマクロファージや樹状細胞に変化しながら免疫機能を果たします。

単球
樹状細胞（自）	マクロファージ（自）
敵の情報を集めて免疫細胞に伝える「戦場の偵察兵」。T細胞に抗原を提示し、獲得免疫を活性化する「従来型樹状細胞（cDC, classical DC）」は、ウイルスやがん細胞に強く反応し、キラーT細胞を活性化する「cDC1」と、細菌や寄生虫に対応しヘルパーT細胞を活性化する「cDC2」に分けられる。その他、ウイルス感染時に大量のインターフェロンを分泌する「プラズマサイトイド樹状細胞（pDC, plasmacytoid DC）」、皮膚に常在し、異物を監視する「ランゲルハンス細胞（Langerhans Cell）」、単球から分化し、炎症時に一時的に現れる「炎症性樹状細胞（MoDC, monocyte-derived DC）」に分けられる。	敵を貪り食い、掃除もこなす「タフな掃除屋」。肺胞マクロファージ（肺）やクッパー細胞（肝臓）、ミクログリア（脳）、破骨細胞（骨） など、特定の組織に定着し、異物を監視・排除する「組織常在型マクロファージ（ティッシュマクロファージ）」、単球が血液から炎症部位へ移動し、マクロファージに分化する「炎症性マクロファージ（遊走マクロファージ）」、炎症を促進し、細菌やがん細胞を攻撃するM1マクロファージ（戦闘モード）と、炎症を抑え、組織修復を促進するM2マクロファージ（修復モード）から成る「活性化マクロファージ」に分けられる。

免疫細胞が生まれて機能するまでの流れ

免疫細胞が生まれ、機能するまでの流れを簡潔にまとめると、次のようになります。

この流れで免疫細胞は骨髄で生まれ、成熟し、全身を巡りながら病原体と戦い、記憶を形成して次の感染に備えます。

免疫細胞の生産量や機能性を左右するもの

免疫細胞の生産量や機能性は、主に以下の要因に左右されます。

1. 生理的要因…年齢や遺伝的な要因など。
2. 生活習慣…食生活や喫煙・飲酒、ストレスなど。
3. 環境要因…ハウスダストやアレルギー物質など。
4. 疾患や服薬…さまざまな疾患による影響や薬剤の副作用など。

1. 生理的要因

免疫機能は年齢により変化します。幼少期は免疫システムが未熟で、免疫細胞の生産量が低いため、感染症や食べ物の気をつける必要があります。重篤な感染症を予防するために予防接種を実施したり、刺し身などの生食を避けたりするのもそのためです。特に乳児は腸内環境も未熟なため、ボツリヌス菌の芽胞を処理することができます。ボツリヌス芽胞を含む可能性がある食品（ハチミツや黒糖など）を食べると腸内で芽胞が活性化し、場合によっては死に至る可能性があります。

成人期は免疫機能がもっとも活発で、免疫細胞のバランスが整いやすい時期です。

高齢期になると免疫細胞の生産量と機能性が低下（免疫老化）し、感染症やがんのリスクが高まります。

その他、生理的要因にはホルモンの活性や遺伝的な要因も含まれますが、中でも注目するべきなのが腸内細菌の状態です。なぜなら、腸内細菌は免疫細胞の発達や機能に直接的に影響する一方、食生活など生活習慣を見直すことで、比較的容易に改善しやすいからです。

腸内環境を整える「腸活」については、「免疫力を左右する脳と腸│脳腸相関と腸活の有効性」で詳しく解説しています。併せてご覧ください。

2. 生活習慣

食事や運動、睡眠やストレス管理といった日々の行動も、免疫細胞の活性と密接に関係しています。

食生活が乱れると腸内細菌のバランスが崩れ、免疫細胞の活性が抑制されるのは先述した通りです。運動不足あるいは過度な運動もまた免疫を抑制します。睡眠不足もまたT細胞の機能低下や、炎症性サイトカインの増加を引き起こすリスクを高めます。

その他、慢性的なストレスは、ストレスホルモンである「コルチゾール」を増加させ、リンパ球の減少や炎症の促進など免疫を抑制します。

3. 環境要因

環境要因とはつまり外部からの影響です。たとえば寒冷環境では免疫細胞の働きが鈍り、ウイルス感染のリスクが増加します。乾燥した環境においても粘膜バリア機能が低下し、やはり病原体が体内に侵入しやすくなります。

PM2.5や重金属（鉛・カドミウム）、ハウスダストや花粉といった化学物質も、免疫細胞の機能を抑制します。

4. 疾患や薬剤の影響

ウイルスに感染するとT細胞が破壊され、免疫力が低下します。結核などの慢性感染においては、免疫細胞が疲弊して過剰な炎症が続きます。関節リウマチや1型糖尿病などの自己免疫疾患では、過剰な免疫反応により、正常な細胞が攻撃された結果、免疫機能が低下します。

また、ステロイドや抗がん剤など、免疫抑制剤を服用することで免疫細胞の生産や機能が低下するなど、疾患や薬剤により免疫機能が抑制される場合もあります。

免疫機能を高めるためには

本記事で紹介した通り、免疫機能を左右する要素はさまざまです。遺伝など先天的な生理的要因や、疾患や薬剤の影響などは個人で即座に対応するのが難しいですが、生活習慣の改善は今日からでもすぐに始められます。

当サイトでは、手軽に始めやすい免疫力向上（あるいは免疫機能を整える）方法や豆知識などを配信しています。

生活習慣だけでなく、考え方やマインドセット、新しい気付きや発見によりメンタルが安定し、免疫力が安定する場合もあります。当サイトの各種記事をヒントに、ご自分に合う免疫力アップの方法を見つけてください。

【参考サイト】
・J-Stage「免疫機能と脳」
・J-Stage「免疫機能の立場から」
・J-stage「妊娠の成立と維持における NK 細胞の機能分担と機能発現」