Біологія. 8 клас. Тагліна
§ 39. Імунна система. Види імунітету. Механізми вродженого імунітету
Поміркуйте й обговоріть ситуацію
У другій половині II століття н. е. Марк Аврелій побудував нову стратегію захисту Риму. Крім лімесів (укріплених кордонів, що охороняли легіонери) та гарнізонів (військ загального призначення, що були розподілені всією територією імперії), він створив мобільні корпуси. Такі групи мали тимчасовий характер і створювалися спеціально для конкретної кампанії, після якої їх розпускали.
Чому такий розподіл на бар'єрні кордони, війська загального та спеціального призначення, виявився ефективним у Маркоманських війнах?
Антигени та імунітет
Організм як єдина система для свого існування має підтримувати свою цілісність та індивідуальність.
Кожен окремий організм має свої унікальні білки, які характеризуються власними генами. Ці білки, наче штрих-код, визначають належність клітин до певного організму чи тканини. На речовини, які мають ознаки генетичної відмінності (антигени), може виникати імунна відповідь. Імунна система виробляє проти них «зброю» — білки імуноглобуліни (антитіла).
Антигенами найчастіше виступають білки, що належать іншим організмам або є зміненими в результаті мутацій власних білків.
Відмінності між генами різних людей зумовлюють різницю в білках і, відповідно, в ознаках організму.
Якщо в організмі з’являються, наприклад, антигени вірусів або антигени ракових клітин (змінені власні), то їх треба знешкодити й знищити, щоб зберегти цілісність та індивідуальність організму. Цим і займається імунітет. Клітини імунної системи розпізнають антигени і знешкоджують їх, підтримуючи антигенний та клітинний гомеостаз. Захисні реакцій організму проти генетично чужорідних речовин (антигенів) поступово вдосконалювалися. У процесі еволюції імунна система ставала більш складною та ефективною.
Робота в парі
Пригадайте та назвіть клітини, які позначені на мазку крові цифрами 1-3. Які існують різновиди клітин за номером 3? Які функції вони виконують? Де вони утворюються й руйнуються, скільки живуть і який їхній вміст у крові в нормі?
Імунна система
Основними клітинами імунної системи є лейкоцити. Вони утворюються зі стовбурових клітин у червоному кістковому мозку. Тут формується все різноманіття лейкоцитів. Молоді лімфоцити здатні розпізнавати більшість антигенів, зокрема і свої. Щоб не нашкодити організму, слід відсортувати лише ті клітини, що розпізнають антигени. Цей процес відбувається в тимусі.
Імунітет — сукупність механізмів захисту від антигенів, джерелом яких є віруси, бактерії, гриби, паразитичні черви, власні ракові клітини тощо. Імунітет забезпечується роботою імунної системи.
Тимус (загрудинна, або вилочкова залоза) — центральний орган імунної системи, який активно працює в людей у молодому віці (мал. 39.1). У ньому відбувається розмноження, дозрівання та добір, або селекція, Т-лімфоцитів (Т — тому що вони дозрівають у тимусі). Ті Т-лімфоцити, які «навчилися» розпізнавати ворога, мігрують до тканин і починають «працювати». А ті, що «не навчилися», руйнуються макрофагами.
Мал. 39.1. Органи імунної системи людини
Завдання
Розгляньте малюнок і поясніть, чим визначається ознака: група крові людини за системою АВ0.
Червоний кістковий мозок і тимус називають центральними органами імунної системи.
Імунна система — це регуляторна система організму, яка разом із нервовою та ендокринною системами забезпечує гомеостаз.
Периферичними органами імунної системи є лімфатичні вузли, селезінка і скупчення лімфоїдної тканини в слизових оболонках, наприклад, носоглотки (мигдалики, аденоїди), тонкої кишки (пеєрові бляшки) та апендиксу. Тут «живуть» і працюють імунні клітини (лейкоцити). У цих органах вони здійснюють імунну відповідь: розпізнають і знешкоджують антигени.
Поділіться своїми думками
Чому імунні клітини зосереджені саме в лімфовузлах, селезінці та скупченнях лімфоїдної тканини слизових оболонок?
Відкритий мікрофон
Перед тим, як потрапити всередину, патогенні мікроорганізми мають подолати першу лінію захисту — «укріплені кордони» нашого організму. Поясніть, завдяки чому здорові слизові оболонки ока, дихальних шляхів, ротової порожнини та шлунка, а також наша шкіра, є неподоланними перешкодами для мікроорганізмів.
Види імунітету
Якщо мікроорганізми подолали першу лінію «укріплених кордонів» організму — слизові оболонки та шкіру, то на них чекають «війська загального призначення» — «гарнізони» лейкоцитів. До того ж імунні клітини та деякі інші клітини організму виробляють «хімічну зброю» — спеціальні захисні білки (лізоцим, інтерферони та ін.). Це — вроджений імунітет, який здатний знешкодити більшість антигенів (схема 20).
Схема 20. Види імунітету та його механізми
Якщо ж друга лінія захисту не впоралася, то долучаються «війська спеціального призначення» — Т-лімфоцити та В-лімфоцити, що забезпечують адаптивний імунітет, чітко спрямований саме проти конкретних антигенів.
Механізми імунітету можуть знешкодити антигени двома способами:
— за допомогою імунних клітин, як-от: фагоцити чи Т-лімфоцити (клітинний імунітет);
— за допомогою захисних білків: інтерферонів чи антитіл (гуморальний імунітет).
Клітинний і гуморальний імунітет є двома взаємопов’язаними складниками імунної відповіді. Лише працюючи разом, вони можуть ефективно захищати організм від інфекції.
Ілля Ілліч Мечников (1845-1916), всесвітньо відомий науковець, народився й навчався на Харківщині. Він створив нову теорію запалення (фагоцитарна теорія) як активної захисної реакції організму проти шкідливих факторів, зокрема патогенних бактерій. За створення теорії імунітету І. Мечников (фагоцитарна теорія) та П. Ерліх (гуморальна теорія) 1908 року були удостоєні Нобелівської премії.
Вроджений імунітет
За допомогою фагоцитозу макрофаги й нейтрофіли захоплюють вірусні частинки, бактерій, дрібних протистів, зруйновані клітини та перетравлюють їх (мал. 39.2). У місці роботи фагоцитів розвивається реакція запалення, куди мігрують на допомогу нові фагоцити. Наприклад, у результаті боротьби нейтрофіли гинуть разом із бактеріями і формують гній.
Мал. 39.2. Фагоцитоз бактеріальних клітин лейкоцитом
Серед лейкоцитів є особливі клітини — природні кілери. Вони виконують функцію «нагляду» за клітинами організму. Якщо природний кілер розпізнає ушкоджену, заражену патогеном або ракову клітину, він її руйнує.
Захист слизових оболонок від бактерій забезпечує білок лізоцим. Він міститься в усіх рідинах організму: сльозах, слині, слизі тощо. Лізоцим розщеплює клітинну стінку, що спричиняє руйнування клітин бактерій. Відсутність лізоциму призводить до загибелі організмів.
Захист від вірусів і ракових клітин забезпечують спеціальні білки — інтерферони. Їх виробляють уражені вірусами клітини, а також лейкоцити, що розпізнали інфекцію. Якщо рецептор клітини зв’язує інтерферон, вона змінює низку процесів, що унеможливлює розмноження вірусів у ній. Інтерферони також зупиняють поділи інфікованих чи ракових клітин і запускають їхню загибель (мал. 39.3).
Мал. 39.3. Моделі молекул захисних білків: інтерферону (а) та лізоциму (б)
Здебільшого механізмів вродженого імунітету цілком достатньо, щоб подолати більшість інфекцій і стримувати утворення ракових клітин. Вроджений імунітет забезпечує також несприйнятливість людини до інфекційних захворювань, що притаманні тваринам і рослинам.
Опорні точки
Характерні для кожного організму білки називають антигенами. Імунітет — це здатність організму захищатися від антигенів, джерелом яких є віруси, бактерії, гриби, паразитичні протисти та черви, а також власні ракові клітини. Механізми імунітету забезпечують лейкоцити (фагоцити, лімфоцити) та захисні білки (інтерферони, лізоцим).
Завдання про первинну та вторинну імунну відповідь
rnk.com.ua/110467
Запитання і завдання
1. Знайдіть інформацію, критично проаналізуйте її та дайте відповідь на питання: «Чи справді вітаміни С та D зміцнюють імунітет і прискорюють одужання під час вірусних інфекцій?».
2. Видатний вітчизняний ботанік, протозоолог і мікробіолог Лев Семенович Ценковський (1822-1887), якого вважають засновником наукової школи вітчизняних мікробіологів, не лише описав 43 нові види мікроорганізмів, а й винайшов власний метод виготовлення вакцини проти сибірки. Дізнайтеся, що це за захворювання, чому воно саме так називається і які українські слова є словами-синонімами до цієї назви.
3. Користуючись схемою «Види імунітету та його механізми» на с. 195 і текстом підручника, дайте відповіді на запитання.
• Чим відрізняються вроджений і адаптивний імунітет?
• Які клітини забезпечують клітинний імунітет?
• Які молекули забезпечують гуморальний імунітет?
4. Робота в парі. Розгляньте графіки, що показують динаміку двох різних захворювань і реакцію вродженого імунітету на них. Хто є збудником цих інфекцій? Яка з них перебігає в легкій формі та чим це зумовлено? Яка ситуація відповідає захворюванню на грип, а яка — на папіломи?
