Біологія. 8 клас. Тагліна
§ 40. Адаптивний імунітет. Вакцини та сироватки
Поміркуйте й обговоріть ситуацію
Більшість дітей хворіє частіше, ніж дорослі. Коли ж дорослі люди змінюють звичне місце проживання чи роботи, вони також можуть частіше хворіти. Яка причина описаних явищ? Як ви вважаєте, чому люди не хворіють повторно на більшість інфекцій?
Адаптивний імунітет
Механізми вродженого імунітету (фагоцити, лімфоцити, природні кілери, інтерферони та лізоцим) ефективно захищають організм від переважної більшості антигенів і стримують утворення ракових клітин. Однак жодні механізми не ідеальні, а патогенні організми різноманітні й поступово «навчаються» їх долати.
Для повноцінного захисту організму необхідна високоспецифічна й прицільна «зброя», спрямована безпосередньо проти конкретного антигена, збудника інфекції чи ракової клітини. Це — адаптивний імунітет. Його функції подібні до «мобільних корпусів» Марка Аврелія, оскільки механізми адаптивного імунітету «підлаштовуються» й спрямовуються лише проти окремого антигена, який у конкретний момент треба знищити.
Гуморальний адаптивний імунітет
У лімфовузлах і селезінці розташовані численні В-лімфоцити. Кожен із них має унікальні рецептори на поверхні клітини. Рецептори одного В-лімфоцита можуть з’єднуватися лише з одним різновидом антигена (мал. 40.1).
Пригадайте. Що таке антиген? Які бувають антигени? Що є носієм антигенів? Що означає термін «гуморальна регуляція»?
Мал. 40.1. Рецептори В-лімфоцита зв'язують лише один специфічний для них антиген
Антиген, який потрапив в організм, циркулює рідинами внутрішнього середовища (кров, тканинна рідина, лімфа), поки він не зв’яжеться з рецептором якогось В-лімфоцита. Надалі такий В-лімфоцит розмножується й створює колонію плазматичних клітин, що виробляють антитіла (ідентичні рецепторам), які здатні зв’язувати антиген (мал. 40.2, с. 199). Для активації В-лімфоцитів необхідні клітини-помічники: Т-лімфоцити-хелпери.
Мал. 40.2. Схема утворення антитіл і В-клітин пам'яті
Антитіла, або імуноглобуліни (скор. Ig), — це складні білки, які специфічно розпізнають і зв’язують антигени. Існує кілька різновидів антитіл: імуноглобулін М (IgM), імуноглобулін G (IgG), імуноглобулін Е (IgE) та інші (мал. 40.3, с. 199). Після з’єднання антигена з антитілом антиген не здатний завдавати шкоди. Надалі клітини-макрофаги розпізнають комплекси «антиген — антитіло», поглинають і руйнують їх.
Мал. 40.3. Модель молекули білка імуноглобуліну (антитіло IgG)
Після одужання антитіла поступово руйнуються й зникають, але в організмі тривалий час залишається невелика кількість В-лімфоцитів, що «пам’ятають», як виробляти антитіла саме проти цього антигена. Якщо антиген повернеться, то ці клітини дуже швидко активуються й знову напрацюють потрібні антитіла.
Клітинний адаптивний імунітет
Часто неможливо просто так нейтралізувати антигени чи їхніх носіїв, адже вони можуть бути всередині клітин організму (віруси, сальмонели, малярійний плазмодій). Уражені внутрішніми паразитами або ракові клітини необхідно знищити за допомогою спеціальних клітин.
Для цього існують Т-лімфоцити-кілери (мал. 40.4). Вони мають на своїй поверхні рецептори, що розпізнають лише один певний антиген. У разі взаємодії з антигеном Т-лімфоцити починають посилено розмножуватися, утворюючи велику кількість клітин-кілерів. Вони розпізнають і знищують уражені клітини, що мають цей антиген.
Мал. 40.4. Т-лімфоцити-кілери розпізнали антигени ракових клітин і знищують їх
Після одужання в організмі тривалий час залишається невелика кількість Т-лімфоцитів, що «пам’ятають», як розпізнавати антигени уражених клітин.
Довідка. 1886 року було створено Одеську бактеріологічну станцію. Очолив її засновник школи вітчизняних бактеріологів, лауреат Нобелівської премії Ілля Мечников. 1915 року цій інституції було присвоєно його ім'я.
Робота в парі
На сайті МОЗ України ознайомтеся з календарем вакцинації. Зазначте, від яких бактеріальних інфекцій наразі обов'язково щеплюють в Україні? Від яких вірусних інфекцій проводять вакцинацію? Чим небезпечні саме ці інфекційні захворювання, зважаючи на те, що вакцинація від них є обов'язковою?
Вакцини та сироватки
Як застосовують знання про механізми імунітету в боротьбі із захворюваннями? Двома основними шляхами: специфічна профілактика інфекцій та деяких вірусів і бактерій, що можуть викликати рак (вакцини) та лікування захворювань (сироватки).
Відкритий мікрофон
Першу у світі вакцину проти малярії почали розробляти ще в 1980-х роках, а завершили 2015 року. Чому створення вакцини від малярії було важливим завданням, на яке витратили понад 30 років? Чому розроблення вакцин — це тривалий процес? Чи важлива ця вакцина для України?
Вакцинація, або щеплення, — це введення в організм вакцини — препарату, що містить антигени збудника інфекції: інактивовані білки, зруйновані вірусні частинки, знешкоджені бактерії тощо. Це необхідно, щоб «познайомити» імунну систему з невідомими антигенами і сформувати клітини імунної пам’яті: В-лімфоцити й Т-лімфоцити, що «знають», як знешкодити ці антигени. Інакше кажучи, ми імітуємо потрапляння в організм збудника інфекції. Якщо надалі в організмі виявиться справжній збудник цієї інфекції, то клітини імунної пам’яті дуже швидко активуються й знищать його.
Робота в групі
Існують препарати, де діюча речовина — інтерферон чи антитіла. Чи здатні ці білкові речовини потрапити в кров через травну систему? Чи варто витрачати кошти на препарати, у складі яких є антитіла до інтерферону?
Сироватки — це препарати, що містять готові антитіла до певного антигена. Так, лікувальна сироватка від правця містить антитіла проти правцевого токсину. Протиправцеву сироватку необхідно ввести в кров якнайшвидше після встановлення діагнозу. Антитіла сироватки зв’яжуть правцевий токсин і заблокують його дію на нейрони головного та спинного мозку. Це дасть людині шанс вижити.
Знайдіть інформацію й виконайте завдання
Проти яких захворювань існують лікувальні сироватки? Чи є альтернатива сироваткам? Підготуйте про це тезову доповідь.
Опорні точки
Адаптивний імунітет — це механізми цілеспрямованого захисту організму проти антигенів (білків, вірусів, бактерій, ракових клітин). Антитіла зв'язують і блокують антигени. Комплекси антиген-антитіло захоплюють і руйнують фагоцити. Т-лімфоцити-кілери розпізнають антигени та цілеспрямовано знищують клітини, що мають такі антигени.
Запитання і завдання
- 1. Довго в наукових колах точилася суперечка щодо важливості механізмів імунітету. Дізнайтеся про відкриття Нобелівських лауреатів Пауля Ерліха та Іллі Мечникова, поясніть суть цієї суперечки. Хто в ній переміг?
- 2. Спрогнозуйте медичні, соціальні, політичні та економічні наслідки повної відмови населення України від вакцинації.
- 3. Проаналізуйте інформацію про склад кількох вакцин (наприклад, від грипу, коронавірусу, правця) та з’ясуйте, що є антигеном у цих вакцинах.
