Урок по теме «Иммунитет»
Цели урока: сформировать представления об иммунитете как защитном механизме организма человека, разъяснить, каким образом иммунная система обеспечивает защиту организма от чужеродных веществ, клеток и тканей, ознакомить учащихся с достижениями иммунологии.
Оборудование: таблица «Форменные элементы крови», карточки с тестовыми заданиями (по числу учащихся в классе).
На предыдущих уроках мы с вами установили, что между организмом человека и окружающей средой существует постоянная и непрерывная связь.
Вопросы
1. В чем заключается связь между
организмом человека и окружающей средой? (Поступление
в организм необходимых веществ и удаление из
него продуктов обмена.
)
2. Какие системы участвуют в таком обмене?
(Пищеварительная,
дыхательная, кровеносная, выделительная.
)
3. Что мы относим к внутренней среде организма и
какое она имеет значение? (Один из учащихся
выходит к доске, чертит схему внутренней среды
организма и готовит пояснение к ней.
)
Пока ученик у доски готовит ответ, учитель раздает классу карточки с заданиями. Через 5 мин карточки собираются и заслушивается ответ ученика, работающего у доски.
Отметьте правильные ответы
1. В состав плазмы входит:
– сыворотка;
– эритроциты;
– тромбоциты.
2. Эритроциты вырабатываются в:
– печени;
– красном костном мозге;
– селезенке.
3. Лейкоциты образуются в:
– печени;
– красном костном мозге;
– селезенке;
– лимфатических узлах.
4. Ядро имеют:
– эритроциты;
– лейкоциты;
– тромбоциты.
5. Крови придают красный цвет:
– лейкоциты;
– тромбоциты;
– эритроциты.
6. Защищают организм от чужеродных частиц:
– лейкоциты;
– тромбоциты;
– эритроциты.
7. Тромбоциты:
– переносят кислород;
– осуществляют фагоцитоз;
– образуют тромб.
Человек живет в окружении разнообразных микробов: бактерий, вирусов, грибков, простейших. Люди долгое время не подозревали об этом, пока 320 лет тому назад голландский мануфактурщик Антони ван Левенгук не создал первый микроскоп, с помощью которого он и обнаружил целый мир маленьких организмов – микроорганизмов, или микробов.
Среди микробов есть полезные и вредные для человека. Попадание болезнетворных микробов в человеческий организм может привести к заболеванию. Такое заражение называют инфекцией , а возникшее заболевание – инфекционным . То, что заразные болезни вызываются микробами, доказал французский ученый-химик Луи Пастер, основоположник микробиологии.
Проникнув в организм человека, болезнетворные микробы повреждают и разрушают клетки и ткани, используя их вещества для своего питания и размножения. Кроме того, продукты их жизнедеятельности часто ядовиты для организма человека.
Течение заболевания зависит не только от особенностей вызвавшего его микроорганизма, но и от устойчивости к нему человека. При проникновении микробов в организм человека возникает защитная реакция – совокупность биологических реакций, направленных на устранение любых повреждений организма, в том числе инфекции и ее последствий.
Заболевания бывают общие и местные (схема на доске):
Местные заболевания, даже самые незначительные, такие, например, как прыщ, могут перерасти в общие.
Вопросы
1. Какие из перечисленных заболеваний относятся к общим, а какие – к местным: порез пальца (местное ), больной зуб (местное ), ангина (общее ), грипп (общее )?
2. Почему как только заболит горло, необходимо сразу начинать полоскать его дезинфицирующим раствором? (Чтобы местное заболевание не перешло в общее. )
3. При порезе пальца кровь свертывается и образуется тромб. Является ли это защитной реакцией организма? (Да, т.к. она направлена на устранение повреждения. )
Но заражение и заболевание – это не одно и то же. В организм человека могут попасть болезнетворные микробы, но он при этом не заболеет. В таком случае человек становится носителем этих болезнетворных микробов и может быть источником инфекции.
То, что микробы, попадая в организм, не всегда вызывают заболевания, обусловлено иммунитетом. Иммунитет – это способность организма обнаруживать чужеродные соединения и тела во внутренней среде организма и уничтожать их (от лат. immunitas – освобождение, избавление от чего-либо), т.е. это – защитная реакция организма. Иммунитет, так же как фагоцитоз, является функцией лейкоцитов. (Определение иммунитета записывается на доске.)
Иммунитет может возникать разными путями и иметь разные свойства, поэтому различают несколько видов иммунитета. (Схема на доске.)
Итак, в организме имеются защитные реакции, поэтому восприимчивость к болезням зависит от состояния организма. В процессе эволюции выработались различные механизмы защиты человеческого организма от чужеродных тел, образовалась целая система, обеспечивающая эту защиту, - иммунная система . В нее входят: красный костный мозг; тимус, или вилочковая (зобная) железа, первичный орган иммунной системы; лимфатические узлы; селезенка.
Часть лейкоцитов, образующихся в костном мозге, попадает в вилочковую железу, лимфатические узлы, селезенку, где превращается в лимфоциты. Лимфоциты обладают способностью различать чужеродные молекулы и клетки и уничтожать их. Химические соединения, которые лимфоциты воспринимают как чужеродные, называют антигенами .
Вопросы
1. Что такое антиген? (Чужеродное
химическое соединение, вызывающее иммунную
реакцию в организме.
)
2. Где образуются клетки крови?
(В красном
костном мозге.
)
3. Где образуются лимфоциты?
(В красном
костном мозге и вилочковой железе.
)
4. Какие органы и системы организма человека
входят в состав иммунной системы? (Красный
костный мозг, вилочковая железа, лимфатические
узлы, селезенка.
)
5. Каковы функции лимфатических узлов? (Они
задерживают микробы, в них дозревают лимфоциты
).
По роли в распознавании и уничтожении чужеродных тел лимфоциты делят на несколько групп. Важное значение имеют Т- и В-лимфоциты. Т-лимфоциты образуются из костномозговых клеток, попавших в тимус, где они размножаются, созревают и проходят селекцию (при этом до 90% погибает), а потом попадают в лимфатические узлы и селезенку. В-лимфоциты размножаются и созревают в костном мозге, из которого также попадают в лимфатические узлы и селезенку.
Группа Т-лимфоцитов в свою очередь состоит из нескольких групп. Это Т-эффекторы (связывют и уничтожают носителей антигенов), Т-хелперы (помогают Т-эффекторам и В-лимфоцитам), Т-киллеры (убивают опухолевые и пораженные вирусами клетки), Т-супрессоры (тормозят иммунную реакцию), Т-амплифайеры (усиливают иммунную реакцию).
Когда хелперы обнаруживают антигены, они дают сигнал в кровь, эффекторы и киллеры начинают активно делиться, подходят к клетке и убивают ее. Этот вид защитной реакции называют клеточным иммунитетом (ученики записывают в тетради под диктовку: «Иммунитет, осуществляемый лимфоцитами, которые непосредственно уничтожают чужеродные тела – антигены, называются клеточным иммунитетом»).
Если антиген не может быть уничтожен непосредственно клетками иммунной системы, в борьбу вступают В-лимфоциты. При получении сигнала от Т-хелперов, обнаруживших антигены, В-лимфоциты размножаются и превращаются в плазматические клетки, которые выделяют особые вещества – антитела, имеющие сродство к данному антигену. Антитела при контакте с антигеном уничтожают его (запись в тетрадях: «Антитела способны уничтожать только те антигены, к которым имеют сродство»). Вот почему антитела, выработанные против вируса оспы, не могут защитить нас от других микробов и вирусов.
Антитела по свойствам делятся на несколько групп, из которых наиболее важная называется иммуноглобулинами . Вместе с током крови антитела циркулируют в организме и при встрече с антигеном уничтожают его. Такая защитная реакция организма на чужеродные вещества и клетки называется гуморальным иммунитетом (запись в тетрадях: «Иммунитет, обусловленный циркулирующими в крови антителами, называется гуморальным»).
И клеточной, и гуморальный иммунитеты – защитные реакции организма на появление чужеродных веществ или клеток во внутренней среде, которые начинаются с обнаружения антигена.
Клеточный иммунитет был открыт и исследован русским ученым И.И. Мечниковым (1883), гуморальный иммунитет – немецким ученым П.Эрлихом (1897). Оба ученых за работы по иммунитету были награждены Нобелевской премией в 1908 г.
Вопросы
1. Где и из чего образуются Т-лимфоциты?
(В тимусе, из клеток костного мозга.
)
2. Где образуются В-лимфоциты? (В красном костном
мозге.
)
3. При каком виде иммунитета антиген уничтожается
непосредственно клетками иммунной системы? (Клеточный
иммунитет.
)
4. Как называется защитная реакция организма, при
которой антиген уничтожается химическими
веществами, циркулирующими в крови?
(Гуморальный
иммунитет.
)
5. Что такое антитело? (Особое соединение,
выделяемое в кровь клетками иммунной системы для
уничтожения определенного антигена.
)
Как правило, человек, переболевший инфекционным заболеванием, повторно этим заболеванием не заражается или переносит его в легкой форме. Это объясняется способностью В-лимфоцитов узнавать те антигены, с которыми они встречались раньше, и быстро реагировать на их появление выделением большого количества нужных антител. Cпособность В-лимфоцитов называется иммунной памятью (запись в тетрадях: «Способность лимфоцитов узнавать антигены, с которыми они раньше встречались, и быстро реагировать на их появление называется иммунной памятью»).
Открытие иммунной памяти позволило ученым создать предохранительные прививки. Суть их в том, что человека заражают ослабленными возбудителями и вызывают легкую форму заболевания. При этом формируется искусственный активный иммунитет и человек становится невосприимчивым к заболеванию.
Около 200 лет назад английский врач Дженнер заметил, что доярки, работавшие с коровами, больными коровьей оспой, не заболевали натуральной оспой. Проведя эксперименты, он обнаружил, что человека можно защитить от заболевания натуральной оспой введением жидкости из коровьих оспинок. Так опытным путем была доказана возможность предупреждения болезни с помощью прививок.
Спустя 80 лет французский ученый Луи Пастер разработал теорию предупреждения болезней с помощью вакцинации (от лат. vacca – корова). Он предложил вводить здоровому человеку ослабленные (или убитые) микробы, которые не могут вызвать серьезного заболевания, но делают его невосприимчивым к инфекции.
Если человек заболел инфекционной болезнью, ему поможет сыворотка, содержащая готовые антитела против микробов, вызвавших данную болезнь. Ее изготавливают из крови людей или животных, вакцинированных против этой болезни. Так, например, антидифтерийную сыворотку получают из крови лошадей. Сыворотка помогает и при попадании в организм человека ядов, например, при укусе змеи.
Лечебные сыворотки можно применять как для лечения, так и для профилактики заболеваний, но срок их действия небольшой, поэтому их введение необходимо повторять.
Домашнее задание: составить схему возникновения приобретенного активного иммунитета.
способность организма человека и животных специфически реагировать на присутствие в нем какого-то вещества, обычно чужеродного. Эта реакция на чужеродные вещества обеспечивает сопротивляемость организма, а потому чрезвычайно важна для его выживания. В основе реакции лежит синтез специальных белков, т.н. антител, способных вступать в соединение с чужеродными веществами - антигенами. Наука, изучающая механизмы иммунитета, называется иммунологией.В прошлом термин «иммунитет» относился лишь к реакциям, направленным против микроорганизмов. В настоящее время он применяется для обозначения реакций организма на любые антигены. Антиген - это обычно крупная молекула или комбинация молекул, индуцирующая образование антител. Антигенными свойствами обладают белки (особенно, если они содержат определенные аминокислоты типа тирозина) и полисахариды (большой молекулярной массы) всех живых организмов. Молекулы, которые не вызывают образования антител, но тем не менее способны связываться с ними, называют гаптенами или неполными антигенами.
Не все животные, даже одного вида, вырабатывают антитела в ответ на введение определенных антигенов: некоторые антигены вызывают такой ответ лишь у группы особей. Только теплокровные позвоночные, включая человека, способны образовывать преципитирующие (т.е. осаждающие антиген) антитела; однако ряд холоднокровных позвоночных вырабатывают в чем-то схожие вещества, называемые агглютининами. Образование антител у беспозвоночных окончательно не установлено.
Взаимодействие антиген - антитело . Антитела реагируют только с теми антигенами, которые индуцировали их синтез. Изменения химической или физической структуры антигенов приводят к образованию иных, видоизмененных антител. Такое прямое соответствие между антигенами и антителами известно под названием специфичности.Пауль Эрлих (1854-1915) одним из первых указал на значение специфичности. Он предположил, что боковые цепи молекулы антигена подходят к рецепторным участкам в молекуле антитела, как ключ к замку. Позже К.Ландштейнеру (1868-1943) удалось показать, что в антисыворотке иммунного животного (т.е. в сыворотке крови, содержащей антитела) обнаруживаются антитела, способные различать молекулы антигенов с одинаковой молекулярной массой и одинаковым набором атомов, но отличающиеся друг от друга пространственной структурой. В настоящее время представление о том, что комплементарность структуры определенного участка антигена и активного центра антитела определяет специфичность их взаимодействия, является общепризнанным.
Иммунная реакция . Основными элементами иммунной системы организма являются белые клетки крови - лимфоциты, существующие в двух формах. Обе формы происходят из клеток-предшественников в костном мозге, т.н. стволовых клеток. Незрелые лимфоциты покидают костный мозг и попадают в кровяное русло. Некоторые из них направляются к тимусу (вилочковой железе), расположенному у основания шеи, где происходит их созревание. Прошедшие через тимус лимфоциты известны как Т-лимфоциты, или Т-клетки (Т от «тимус»). В экспериментах на цыплятах было показано, что другая часть незрелых лимфоцитов закрепляется и созревает в сумке Фабрициуса - лимфоидном органе около клоаки. Такие лимфоциты известны как В-лимфоциты, или В-клетки (B от bursa - сумка). У человека и других млекопитающих В-клетки созревают в лимфатических узлах и лимфоидной ткани всего организма, эквивалентных сумке Фабрициуса у птиц.Оба типа зрелых лимфоцитов имеют на своей поверхности рецепторы, которые могут «узнавать» специфический антиген и связываться с ним. Контакт В-клеточных рецепторов со специфическим антигеном и связывание определенного его количества стимулируют рост этих клеток и последующее многократное деление; в результате образуются многочисленные клетки двух разновидностей: плазматические и «клетки памяти». Плазматические клетки синтезируют антитела, выделяющиеся в кровоток. Клетки памяти являются копиями исходных В-клеток; они отличаются большой продолжительностью жизни, и их накопление обеспечивает возможность быстрого иммунного ответа в случае повторного попадания в организм данного антигена.
Что касается Т-клеток, то при связывании их рецепторами значительного количества определенного антигена они начинают секретировать группу веществ, называемых лимфокинами. Некоторые лимфокины вызывают обычные признаки воспаления: покраснение участков кожи, местное повышение температуры и отек за счет увеличения кровотока и просачивания плазмы крови в ткани. Другие лимфокины привлекают фагоцитирующие макрофаги - клетки, которые могут захватывать и поглощать антиген (вместе со структурой, например бактериальной клеткой, на поверхности которой он находится). В отличие от Т- и В-клеток эти макрофаги не обладают специфичностью и атакуют широкий спектр разных антигенов. Еще одна группа лимфокинов способствует разрушению инфицированных клеток. Наконец, ряд лимфокинов стимулирует добавочное количество Т-клеток к делению, что обеспечивает быстрое возрастание числа клеток, которые отвечают на тот же антиген и выделяют еще больше лимфокинов.
Антитела, вырабатываемые В-клетками и поступающие в кровь и другие жидкости организма, относят к факторам гуморального иммунитета (от лат.
humor - жидкость). Защита организма, осуществляемая с помощью Т-клеток, называется клеточным иммунитетом, так как в ее основе лежит взаимодействие отдельных клеток с антигенами. Т-клетки не только активируют другие клетки путем выделения лимфокинов, но и атакуют антигены с помощью содержащих антитела структур на поверхности клетки.Антиген может индуцировать оба типа иммунного ответа. Более того, в организме происходит определенное взаимодействие между Т- и В-клетками, причем Т-клетки осуществляют контроль над В-клетками. Т-клетки могут подавлять
B -клеточный ответ на безвредные для организма чужеродные вещества или, наоборот, побуждать В-клетки вырабатывать антитела в ответ на вредные вещества с антигенными свойствами. Повреждение или недостаточность данной контролирующей системы может проявляться в виде аллергических реакций на вещества, обычно безопасные для организма. Селекция антител . Этот процесс определяет, какие именно антитела должны образоваться, чтобы бороться со специфическим антигеном, выделяя его из миллиардов других антигенов, потенциально угрожающих организму. Механизм такой селекции остается еще не до конца ясным. Рассуждая логически, трудно предположить, что в каждом лимфоците содержится информация для синтеза миллиардов разных антител, большинство из которых никогда не пригодится. Одна из ранних теорий, получившая название «инструктивной», постулировала, что антитела синтезируются в незавершенном виде. Когда же антиген попадает в организм, он действует как матрица, на которой происходит окончательное формирование узнающего участка антител; иными словами, сам антиген служит «инструкцией» для создания специфичных именно к нему антител.В настоящее время известно, что структура белковой молекулы антитела зависит от последовательности и взаимного расположения составляющих ее «кирпичиков» - аминокислот и что внешние причины, в том числе антигены, не могут вызвать существенных структурных перестроек. Поэтому была выдвинута новая теория - «клональной селекции». Согласно этой теории, в организме человека содержится около 10 млрд. слегка отличающихся друг от друга разновидностей лимфоцитов, причем каждая из них весьма немногочисленна. Когда антиген попадает в организм, он связывается только теми лимфоцитами, которые способны узнавать его. Связывание с антигеном создает стимул для их деления; в результате образуется большое число одинаковых клеток - клон, и численность отобранного варианта клеток быстро достигает необходимого уровня.
Теория клональной селекции не давала объяснения, каким образом исходно возникает колоссальное разнообразие лимфоцитов или их предшественников. Однако недавно механизм такой диверсификации как будто прояснился. Показано, что гены клеток, участвующих в иммунной реакции и продукции специфических антител, претерпевают частые случайные изменения за счет перегруппировок их отдельных участков; соответственно меняется закодированная в них информация, т.е. появляются новые, разнообразно измененные по этому признаку клетки, а в целом вся популяция лимфоцитов приобретает способность реагировать с разными антигенами. Кроме того, на протяжении многих клеточных поколений, требующихся для превращения стволовых клеток в зрелые лимфоциты, происходят случайные мутации в генах, кодирующих антитела. Эти мутации дополнительно увеличивают разнообразие лимфоцитов. Примечательно, что те молекулы на поверхности Т-лимфоцитов, которым они обязаны своей специфичностью, имеют во многом ту же структуру, что и циркулирующие в крови антитела, вырабатываемые В-лимфоцитами.
Пассивный иммунитет . Иммунитет, возникающий в результате инъекции готовых антител, а не работы клеток самого организма, называют пассивным. Такой иммунитет, однако, сохраняется недолго - пока в организме циркулируют введенные антитела (гамма-глобулины). У человека это составляет несколько недель. Наоборот, активный иммунитет, когда в организме продуцируются собственные антитела, часто бывает пожизненным. См. также ВАКЦИНАЦИЯ И ИММУНИЗАЦИЯ. Изоантитела . Антитела в крови выявляются не только после активной или пассивной иммунизации. У многих биологических видов, включая человека, постоянно идет (у всех представителей вида) синтез антител определенной специфичности, который не связан с иммунизацией. Такие антитела - их называют изоантителами - специфически направлены против антигенов других особей того же вида, т.е. против изоантигенов. Синтез изоантител обеспечивает естественный (врожденный) иммунитет (в отличие от приобретенного иммунитета, возникающего в результате иммунизации). Группы крови . Лучшим примером изоантигенов служит система антигенов, обозначаемая АВ0. Антигены А и В обнаруживаются на поверхности эритроцитов и во многих тканях. Они были выделены в очищенном виде, и анализ показал, что это сложные по структуре молекулы, состоящие из цепочек аминокислот и углеводов. У каждого человека, эритроциты которого несут антиген А или В (но не оба антигена вместе) или же не содержат их вовсе (группа крови 0), в кровяном русле циркулируют изоантитела, агглютинирующие (склеивающие) эритроциты других групп крови, кроме группы 0.После открытия Ландштейнером системы
AB0 -антигенов были обнаружены и другие антигены эритроцитов. Таковы, например, различающиеся между собой подгруппы A -антигена и MN -антигены; несоответствие по каждому из них у донора и реципиента может привести к реакциям несовместимости при переливании крови. С открытием новых, редких типов несовместимости обнаруживают и новые антигены групп крови, число которых постоянно увеличивается. Однако в отличие от ситуации с AB 0-антигенами антитела к этим дополнительным антигенам в обычных условиях не вырабатываются, а появляются только после предварительного контакта, например предшествующего переливания крови. См. также КРОВЬ. Пересадка тканей . Еще один важный иммунологический феномен, связанный с изоантителами, наблюдается при трансплантации тканей. Гомотрансплантаты, т.е. ткани одного и того же организма или однояйцовых близнецов (например, при пересадке кожи или пластических операциях), обычно хорошо приживляются на новом месте. Иммунологическая реакция не развивается, так как гены и кодируемые ими белки в пересаженной ткани и клетках реципиента абсолютно одинаковы. Если же ткань взята от донора, не связанного с реципиентом близким родством, она может сохраняться на месте пересадки некоторое время, но затем отторгается. Следующий трансплантат от нового донора отторгается еще быстрее. Такое отторжение имеет иммунологическую природу - об этом свидетельствует успех трансплантации в случае сходной антигенной специфичности тканей донора и реципиента. Подбор донора по тканевой совместимости с реципиентом имеет жизненно важное значение при пересадках сердца, почек и других органов.Гены, ответственные за приживляемость или отторжение пересаженной ткани, образуют т.н. «главный комплекс гистосовместимости». Они кодируют синтез не только тканевых антигенов, определяющих успех или неуспех трансплантации, но и некоторых рецепторов на поверхности
T -клеток. Определение продуктов этих генов помогает заранее определить, будет ли организм реагировать на специфические антигены пересаженной ткани.В некоторых условиях, в частности после контакта с каким-либо антигеном в период внутриутробного развития, развивается толерантность, т.е. неспособность реагировать на этот антиген в течение последующей жизни
(см. также ПЕРЕСАДКА ОРГАНОВ). Синдром приобретенного иммунодефицита (СПИД) . Об этом особо опасном для человека вирусном заболевании, связанном с повреждением иммунной системы, см. статью СИНДРОМ ПРИОБРЕТЕННОГО ИММУНОДЕФИЦИТА (СПИД) . Аутоиммунные заболевания . Многие болезни, например аутоиммунная гемолитическая анемия, развиваются в результате иммунологических реакций, направленных против антигенов собственных тканей. При этих заболеваниях, называемых также аутоиммунными, в организме образуются антитела, разрушающие собственные клетки (см. также СОЕДИНИТЕЛЬНАЯ ТКАНЬ) . ЛИТЕРАТУРА Ройт А. Основы иммунологии . М., 1991Иммунитетом называют способность организма находить чужеродные тела и вещества (антигены) и избавляться от них. Слово «иммунитет» происходит от латинского immunities, что значит «избавление от чего – либо». Микробы, а также яды, которые они выделяют, являются антигенами и вызывают иммунную реакцию. В процессе длительного исторического развития в организме животных и человека выработалась система органов иммунитета. К ним относится костный мозг, где формируются клетки крови, вилочная железа (тимус) и лимфатические узлы. В последних созревают лимфоциты, образовавшиеся в костном мозге. Различаются клеточный иммунитет, при котором уничтожение чужеродных тел осуществляют клетки, и гуморальный иммунитет, при котором посторонние тела удаляются с помощью антител – химических веществ, доставляемых кровью. К некоторым чужеродным телам иммунитет может быть враждебным, к другим он появляется после того, как антиген будет выявлен и опознан, а затем обезврежен
Если человек здоров, ему вводят вакцину. Она содержит ослабленные микробы и яды. Попадая в организм, эти чужеродные вещества и тела вызывают иммунную реакцию. У человека вырабатывается иммунитет против болезни, которую ему привили. Иммунитет, который был выработан в организме человека в результате болезни или введения ему вакцины, называется активным.
Исследование иммунитета началось с открытия лейкоцитов, пожирающих микробов и другие опасные частицы, например пылинки, скапливающиеся в легких. Это явление было открыто нашим соотечественником И.И.Мечниковым. Он назвал его фагоцитозом, а данную разновидность лейкоцитов – фагоцитами (пожирателями).
Для выработки искусственного иммунитета делают прививку. В организм вводят антигены или микроорганизмы, продуцирующие антигены. Это могут быть убитые или живые, но ослабленные возбудители заболевания. При повторной встрече с этим возбудителем в крови уже будут присутствовать специфические антитела. Еще более важно, что в иммунизированном организме благодаря иммунологической памяти памяти клеточные и гуморальные иммунные реакции будут развиваться значительно быстрее, чем при первом контакте. После прививки человек чаще всего уже не болеет данной болезнью или болеет легко. В этом случае иммунитет на ослабленного возбудителя болезни активно вырабатывается организмом, поэтому этот вид иммунитета называют искусственным активным.
Иммунитет – способность организма защищать собственную целостность и биологическую индивидуальность. Иммунная система объединяет органы и ткани, обеспечивающие защиту организма от генетических чужеродных клеток или веществ, поступающих извне или образующихся в организме.
Главную роль в противоинфекционной защите играет не иммунитет, а разнообразные механизмы механического удаления микроорганизмов (клиренса) В органах дыхания – это продукция сурфактанта и мокроты, перемещение слизи за счет движений ресничек цилиарного эпителия, кашля и чихания. В кишечнике – это перистальтика и выработка соков и слизей (понос при инфекции и т. п.) На коже это постоянное слущивание и обновление эпителия, чесание Система иммунитета включается тогда, когда механизмы клиренса не справляются.
Анатомические барьеры: рефлекторный кашель, слизистое отделяемое дыхательных путей, - бактерицидные ферменты слез и кожных жиров, - слизистое отделяемое из носа и ушная сера, - кожа, - кислотный желудочный сок, - моча
Химические барьеры: собственный интерферон и интерлейкин 1 (вызывает повышение температуры как защитный механизм) Кожа и дыхательные пути производят антимикробные пептиды, такие как бета – дефензин Ферменты лизоцим и фосфолипаза бактерицидного действия находятся в слезной жидкости, слюне, материнском молоке.
Таким образом, чтобы выжить в организме хозяина микроб должен «закрепиться» на эпителиальной поверхности (адгезия, то есть, приклеивание) Организм должен препятствовать адгезии, используя механизмы клиренса. Если адгезия произошла, то микроб может попытаться проникнуть вглубь ткани или в кровоток, где механизмы клиренса не работают. В этих целях микробы вырабатывают ферменты, разрушающие ткани хозяина Все патогенные микроорганизмы отличаются от непатогенных способностью вырабатывать такие ферменты
Если тот или иной механизм клиренса не справляется с инфекцией, то в борьбу включается система иммунитета.
Виды иммунитета Естественный врожденный (пассивный) Наследуется ребенком от матери (люди с рождения имеют в крови антитела). Предохраняет от собачьей чумы и чумы крупного рогатого скота приобретенны й (активный) Появляется после попадания в кровь чужеродных белков, например, после перенесения инфекционного заболевания (оспа, корь и др.) Искусственный активный пассивный Появляется после прививки (введение в организм ослабленных или убитых возбудителей инфекционного заболевания). Прививка может вызвать заболевание в легкой форме Появляется при действии лечебной сыворотки, содержащей необходимые антитела. Получают из плазмы крови болевших животных или людей
Луи Пастер (1822- 1895) Французский ученый, основоположник современной микробиологии и иммунологии. Доказал причастность микробов к возникновению инфекционных заболеваний
Органы иммунной системы Периферические Центральные Тимус Красный костный мозг Лимфатические узлы Лимфоидные скопления в воздухоносных путях Селезенка Миндалины и аденоиды Лимфоидные скопления в кишечнике Лимфоидная ткань Лимфоидные скопления в мочеполовых путях
К центральным органам иммунной системы относят красный костный мозг, к периферическим лимфатические узлы, селезёнку, миндалины, аппендикс
Функции органов иммунной системы Центральные органы Красный костный мозг Созревание Т-клеток Тимус Созревание В-клеток Периферические органы Барьерно-фильтрационная роль Лимфатические узлы Миндалины и аденоиды Селезенка Лимфоидная ткань Участие в образовании лимфоцитов Образование плазматических клеток, вырабатывающих антитела Барьерная роль для верхних дыхательных путей Снабжение организма иммунными клетками Участие в формировании здоровой микробной флоры полости рта и носоглотки Осуществляется дифференцирование В и Т-лимфоцитов. Обеспечение местного иммунитета
костный мозг; образует лимфоциты, способствует созреванию некоторых типов лимфоцитов; тимус; способствует созреванию некоторых типов лимфоцитов; селезёнка; делится на две области: красную пульпу (депо крови) и белую пульпу (выделение антител); пейеровы бляшки; способствуют созреванию некоторых типов лимфоцитов; фильтруют частицы, попадающие в организм через кишечник; миндалины; выстилают бронхи; улавливают частицы, попадающие в организм через дыхательную систему; лимфатические узлы (у человека их более 400); фильтруют протекающую лимфу; любые частицы здесь сталкиваются с лимфоцитами.
Специфическая и неспецифическая иммунная защита Под специфической защитой понимаются специализированные лимфоциты, которые могут бороться только с одним антигеном. Неспецифические факторы иммунитета, такие как фагоциты, естественные киллерные клетки и комплемент (особые ферменты) могут бороться с инфекцией как самостоятельно, так и в кооперации со специфической защитой.
Факторы неспецифической защиты организма Неспецифические механизмы резистентности(устойчивости). 3 группы факторов: 1)механические факторы (кожа, слизистые оболочки); 2) физико-химические факторы (ферменты желудочнокишечного тракта, р. Н среды); 3) иммунобиологические факторы: - клеточные (фагоцитоз при участии клеток – фагоцитов); - гуморальные (защитные вещества крови: нормальные антитела, комплемент, интерферон, -лизины, фибронектин, пропердин и др.).
виды иммунитета - гуморальный – объясняется наличием защитных веществ (в том числе, антител) в крови, лимфе и других жидкостях организма ("гуморос" – жидкость); - клеточный - объясняется "работой" специальных клеток (иммунокомпетентных клеток); - клеточно-гуморальный – объясняется и действием антител и "работой" клеток; - антимикробный – направлен против микробов; - антитоксический – против микробных ядов (токсинов); Антимикробный иммунитет может быть стерильным и нестерильным. Стерильный иммунитет сохраняется при отсутствии микробов в организме. Нестерильный иммунитет сохраняется только при наличии микробов в организме.
Клеточный иммунитет. T-лимфоциты, несущие на своих мембранах рецепторы соответствующих веществ, распознают иммуноген. Размножаясь, они образуют клон таких же T-клеток и уничтожают микроорганизм или вызывают отторжение чужеродной ткани. Гуморальный иммунитет. Bлимфоциты также распознают антиген, после чего синтезируют соответствующие антитела и выделяют их в кровь. Антитела связываются с антигенами на поверхности бактерий и ускоряют их захват фагоцитами либо нейтрализуют бактериальные токсины.
Фагоцито з (Фаго - пожирать и цитос клетка) - процесс, при котором специальные клетки крови и тканей организма (фагоциты) захватывают и переваривают возбудителей инфекционных заболеваний и отмершие клетки.
Т-лимфоциты на раковой клетке Т-лимфоциты уничтожают раковые клетки самостоятельно, либо посылают сигнал иммунной системе, которая выделяет другие клетки, для уничтожения раковых образований. Это - клеточное звено иммунитета. В-лимфоциты - осуществляют эффективное обезвреживание чужеродных частиц на расстоянии, путем выработки молекул иммуноглобулина. Это - гуморальное звено иммунитета.
Т- киллеры (убийцы) NK Т-лимфоциты Клеточный иммунитет Т-супрессоры (угнетатели) Тs Блокируют реакции Влимфоцитов Т- хелперы (помощники) Tн Помогают Влимфоцитам превратиться в плазматические клетки
Плазматические клетки В-лимфоциты Гуморальный иммунитет Взаимодействие антигена Клетки памяти Обеспечивают вторичный иммунитет (приобретенный иммунитет) Лимфоциты (Т и В) имеют на поверхности клеток рецепторы, способные распознавать «врага» , образовывать комплексы «антиген-антитело» и обезвреживать антигены.
Гуморальный иммунитет Нормальные антитела – это антитела, которые постоянно имеются в крови, а не вырабатываются в ответ на внедрение антигена. Они могут реагировать с разными микробами. Такие антитела присутствуют в крови людей, не болевших и не подвергавшихся иммунизации. Комплемент- это система белков крови, которые способны связываться с комплексом антиген-антитело и разрушать антиген (микробную клетку). Разрушение микробной клетки – лизис. Если в организме отсутствуют микробы-антигены, то комплемент находится в неактивном (разрозненном) состоянии. Интерфероны – это белки крови, которые обладают противовирусным, противоопухолевым и иммуномодулирующим действием. Их действие не связано с непосредственным влиянием на вирусы и клетки. Они действуют внутри клетки и через геном задерживают репродукцию вируса или пролиферацию клетки.
Вещество как антиген характеризуют: чужеродность, антигенность, иммуногенность, специфичность. Чужеродность - неотделимое от антигена понятие. Без чужеродности нет антигена применительно к данному организму. Например, альбумин кролика не является антигеном для этого животного, но генетически чужероден для морской свинки. Антигенность - мера антигенного качества, например большая или меньшая способность вызывать образование антител. Так, на бычий сывороточный гамма-глобулин у кролика вырабатывается большее количество антител, чем на бычий сывороточный альбумин. Иммуногенность - способность создавать иммунитет. Это понятие относится главным образом к микробным антигенам, обеспечивающим создание иммунитета (невосприимчивость) к инфекциям.
Специфичность - антигенные особенности, отличающие антигены друг от друга. Существуют вещества, имеющие свой специфический облик, но не вызывающие иммунных реакций (в частности, выработку антител) при введении в организм. Однако с готовыми антителами они взаимодействуют. Такие вещества получили название гаптенов, или неполноценных антигенов. Гаптены имеют признаки чужеродности, но не обладают определенными качествами, необходимыми для проявления полноценных антигенных свойств. Гаптены приобретают свойства полноценных антигенов после соединения с крупномолекулярными веществами- белками, полисахаридами или искусственными высокомолекулярными полиэлектролитами.
Антитела Антитела – это белки -глобулиновой фракции крови, которые специфически соединяются с антигенами, вызвавшими их образование. Они называются иммуноглобулинами и обозначаются Ig. Различают 5 классов иммуноглобулинов: Ig G, Ig M - образуются первыми при первичном попадании антигена в организм Ig A - обеспечивают местный иммунитет слизистых оболочек Ig E - участвуют в аллергических реакциях Ig D изучены мало, их роль до конца не выяснена
Снижение иммунитета по каким-либо причинам называется иммунодефицитом. Виды иммунодефицита: первичный, врожденный (часто связан с генетическими дефектами); вторичный, приобретенный (связан с перенесенными в течение жизни заболеваниями, с применением ряда медицинских препаратов, угнетающих иммунную систему и др.)
Кравченко Артем
Интересная презентация к уроку биологии
Скачать:
Предварительный просмотр:
Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com
Подписи к слайдам:
Иммунитет Борьба организма с инфекцией
Вторым барьером на пути болезнетворных микробов становятся элементы внутренней среды организма: кровь, тканевая жидкость и лимфа.
Способность организма избавляться от чужеродных тел и соединений и благодаря этому сохранять химическое и биологическое постоянство внутренней среды и собственных тканей называют иммунитетом.
Наиболее древней формой иммунитета является неспецифический иммунитет, осуществляемый лейкоцитами путем фагоцитоза (рис. 47), открытого И. И. Мечниковым. Он ввел шип розы в прозрачное тело личинки морской звезды и наблюдал, как ее лейкоциты уничтожают («пожирают») попавших в организм микробов. Эти формы иммунитета были названы неспецифическими, потому что они действовали на все микроор¬ганизмы, независимо от их химической природы.
Другая форма иммунитета - специфический иммунитет: организм способен распознавать вещества, отличные от его клеток и тканей, и уничтожать только эти чужеродные клетки и вещества.
Чужеродные вещества, способные вызывать иммунную реакцию, названы антигенами. Антигенами могут быть микробы, вирусы и любые клетки, состав которых отличается от состава собственных клеток организма.
Следует также различать клеточный и гуморальный механизмы иммунитета. Первый - уничтожение вредного фактора клетками-фатоцитами, второй - его уничтожение находящимися в крови особыми веществами, антителами, растворенными в крови. В ответ на попадание во внутреннюю среду организма антигенов происходит выработка антител, точно соответствующих по строению этому антигену (как ключ к замку). Если во внутреннюю среду попадет другой антиген, то на него вырабатывается соответствующее антитело. Результатом взаимодействия антигена и антитела образуются безвредные для организма неактивные соединения. Их обычно уничтожают фагоциты.
У позвоночных животных есть специальные органы, где формируются клетки крови, участвующие в иммунной реакции. Это костный мозг, вилочковая железа (тимус), лимфатические узлы.
Многие Т-лимфоциты способны распознавать микробные и другие антигены и расшифровывать их химическую структуру. В-лимфоциты, получив информацию об антигене от Т-лимфоцитов, начинают стремительно размножаться и выделять в кровь антитела. Каждый вид антител способен нейтрализовать строго определенный антиген, именно тот, который обнаружил Т-лимфоцит. Т-лимфоциты гладкие(а), а В-лимфоциты – ворситчатые(б) а б
Антитела могут нейтрализовать только те антигены, которые находятся вне клеток. Если же вирусу удалось проникнуть в клетку, не оставив следов на ее клеточной мембране, ни антитела, ни лейкоциты справиться с ним не смогут. Против вирусов борется сама клетка, выделяя особые вещества, одним из которых является интерферон. На рисунке 47 показано, как лейкоциты выходят из сосуда и уничтожают микробов, которые изображены темными овальными точками; мелкими точками обозначен гной; крупные круглые точки в сосуде - эритроциты
Проникающие в организм микробы сначала сосредоточиваются в одном месте, поражая орган или часть его. Это вызывает местную реакцию, которая называется воспалением. Ее приспособительное значение в том, чтобы не допустить распространения микробов на весь организм, а затем и полностью их уничтожить.
При воспалении происходит покраснение пораженного участка: расширяются капилляры и к этому месту усиленно притекает кровь. Повышается местная температура, раздражаются рецепторы, вызывающие ощущение боли. К воспаленному участку с кровью прибывают лейкоциты крови и макрофаги из тканей - начинается фагоцитоз. При этом вокруг скопления микробов образуется мощный защитный вал из лейкоцитов и макрофагов. Внутри этого вала происходит уничтожение возбудителей. При этом гибнет и часть клеток крови. Смесь из погибших микробов и фагоцитов и представляет собой всем известный гной (рис. 47).
Инфекционные заболевания отличаются от других тем, что они заразны, а также им свойственны циклическое течение и формирование постинфекционного иммунитета. Под цикличностью течения заболевания понимают закономерную смену симптомов болезни. Так, после попадания в организм инфекции больной некоторое время не чувствует каких-либо изменений. Это скрытый период болезни. Здесь происходит, с одной стороны, размножение возбудителя, а с другой - нарастание иммунной реакции: опознание чужеродных соединений, выработка против них антител. Болезнь не наступит, если антите¬лам удастся в самом начале подавить размножение возбудителя. В противном случае постепенно развиваются симптомы бо¬лезни (иногда это происходит резко). В этот острый период в организме происходит интенсивное накопление возбудителя, вредных веществ, которые он выделяет, а также уничтожающих их антител. В стадии выздоровления антитела начинают сдерживать размножение возбудителя и нейтрализуют его яды. Наступает облегчение, а затем выздоровление.
Инфекционные болезни - заразные болезни, поэтому важно знать, в какое время и как передается инфекция. Путь, через который возбудитель болезни может попасть в организм, называют «воротами инфекции». Наиболее частыми инфекционными поражениями являются острые респираторные заболевания (ОРЗ), в том числе грипп. Они вызываются различными микроорганизмами и вирусами. Иммунитет, выработанный к одному из возбудителей, не гарантирует от заражения другим. Грипп передается воздушно-капельным путем. Зная это, надо тщательно следить за чистотой воздуха, удалять пыль, изолировать больного. Многие микробы не выдерживают кипячения, их можно уничтожить хлорамином и другими дезинфицирующими средствами.
Ряд инфекционных болезней поражает преимущественно детей. Это корь, ветряная оспа, коклюш, свинка. Эти заболевания обычно оставляют стойкий иммунитет. Вместе с тем они очень заразны. Большинство людей болеют ими в детстве. Отсюда и их название - «детские болезни», но болеть ими могут и взрослые. Значительную опасность для окружающих представляют бацилло- и вирусоносители. Ими становятся люди, перенесшие инфекционные заболевания, но не освободившиеся полностью от болезнетворных микроорганизмов. Силы иммунитета этих людей достаточны, чтобы защитить себя от возобновления заболевания, но они не могут уничтожить их до конца. Такие люди могут, сами того не подозревая, заражать окружающих. Поэтому не следует уклоняться от анализа на бациллоносительство, если его предлагает врач.
Презентация ученика 8 «Б» класса Михневской средней школы Кравченко Артема
