Иммунитет защитный механизм человека
Естествознание, 11 класс
Урок 37. «Защитные механизмы организма человека»
Перечень вопросов, рассматриваемых в теме:
— Какой смысл вкладывают в понятия «иммунитет», «антиген», «антитела», «лечебная сыворотка», «вакцина»?
— Каковы механизмы действия врожденного и приобретенного иммунитета?
— Каковы причинно-следственные связи между нарушением работы иммунной системы и проявлением аллергических реакций?
— В чем значение вакцинации для сохранения здоровья человека?
— Каковы отличия вакцины и лечебной сыворотки?
Глоссарий по теме:
Антигены – это чужеродные для живого организма агенты и вещества, например, возбудители различных заболеваний, продукты их жизнедеятельности, ядовитые вещества, переродившиеся клетки организма.
Антитела – это белковые соединения плазмы крови, которые препятствуют размножению микроорганизмов и нейтрализуют токсические вещества – продукты их жизнедеятельности.
Вакцинация (прививка) — это введение в организм антигенного материала для формирования иммунитета к болезни, который либо предотвратит процесс заражения или ослабит его последствия – например, вызовет протекание болезни в более легкой форме.
Иммунитет – это защита живого организма от внутренних и внешних биологически активных агентов (антигенов), направленная на регулирование постоянства внутренней среды организма – состояния гомеостаза.
Иммунология – наука о механизмах защитных реакций организма, в совокупности составляющих иммунитет.
Основная и дополнительная литература по теме урока:
1. Естествознание. 11 класс [Текст]: учебник для общеобразоват. организаций: базовый уровень / И.Ю. Алексашина, К.В. Галактионов, И.С. Дмитриев, А.В. Ляпцев и др. / под ред. И.Ю. Алексашиной. – 3-е изд., испр. – М.: Просвещение, 2017. : с 147-156.
2. Федюкович Н.И. Анатомия и физиология человека. – 2-е изд. – Ростов-на-Дону «Феникс» 2003 г.
Открытые электронные ресурсы по теме урока (при наличии);
Информационный портал для медицинских работников. Раздел: «Иммунная система» URL: https://www.rlsnet.ru/books_book_id_2_page_38.htm
Теоретический материал для самостоятельного изучения
Организм человека постоянно подвергается негативным внешним воздействиям, среди которых особую роль играет воздействие различных микроорганизмов – бактерий, вирусов, грибков, простейших, которые стремятся использовать организм человека, как местообитание или как источник пищи. Проникая в организм человека, патогенные (болезнетворные) микроорганизмы, которые могут вызывать получили в практике общее название «биологические агенты» могут вызвать инфекционный процесс. Инфекционный процесс запускается при попадании патогенного микроорганизма в организм человека в достаточных количествах либо в случае быстрого размножения уже живущего в организме условно патогенного микроорганизма.
Основным механизмом защиты против патогенных микроорганизмов является процесс иммунной регуляции.
Иммунная регуляция – это с одной стороны, часть гуморальной, так как большинство ее процессов происходит через жидкие среды организма (что характерно для гуморальной регуляции), в то же время иммунная регуляция носит строго прицельный характер. Процесс иммунной регуляции изучает наука иммунология.
Иммунология – это наука о механизмах защитных реакций организма, в совокупности составляющих иммунитет. Иммунитет (от латинского immunitas – избавление, освобождение) – это защита живого организма от внутренних и внешних биологически активных агентов (называемых антигенами), направленная на регулирование постоянства внутренней среды организма – состояния гомеостаза.
Антигены – это чужеродные для живого организма агенты и вещества, например, возбудители различных заболеваний, продукты их жизнедеятельности, ядовитые вещества, переродившиеся клетки организма.
Еще в Греции и Древнем Египте за больными чумой, оспой и другими инфекционными заболеваниями, ухаживали люди, ранее переболевшие такой болезнью: опыт людей того времени показывал, что они, как правило, не подвержены заражению. Однако началом развития иммунологии считают 1880 год, в котором Луи Пастер установил, что прививка (внедрение в организм) курицы ослабленного или погибшего возбудителя куриной холеры защищала птиц от этого заболевания. Его опыты дали название общему явлению невосприимчивости живых организмов, в том числе и человека к возбудителю – явлению иммунитета.
Значительный вклад в изучение иммунитета внес русский ученый лауреат Нобелевской премии (1908 года) И.И. Мечников, который показал, что в организме человека существуют механизмы нейтрализации патогенных микроорганизмов. Это происходит в ходе таких процессов, как фагоцитоз (в случае поглощения твердых тел) и пиноцитоз (в случае поглощения жидких тел). В общем виде в ходе этих процессов клетки приближается к субстрату, изгибается вокруг него и охватывает оболочкой в пузырек, где, при взаимодействии с лизосомами – особыми органеллами, содержащими ферменты, происходит расщепление и «переваривание» субстрата. Именно таким образом происходит закрытие мелких ран и царапин на коже человека или животного. Клетки крови лейкоциты (белые кровяные тельца, фагоциты), поглощают проникающие через рану бактерии, фагоцитируют («пожирают») их, и погибая в процессе фагоцитоза образуют мертвый защитный слой, называемый гноем, предохраняющий от дальнейшего проникновения в рану бактерий. Позднее П. Эрлих доказал значительную роль молекул антител в организме человека и животных в ходе формировании защитных реакций.
Иммунная система в организме человека включает костный мозг и вилочковую железу (центральные органы иммунной системы), а также селезенку, лимфоидную ткань, лимфатические узлы (периферические органы иммунной системы). Перечисленные органы вырабатывают различные типы клеток, которые участвуют в защитных реакция организма.
Клетки иммунной системы – это лимфоциты (В- и Т-лимфоциты) и фагоциты. Эти клетки циркулируют по лимфатической и кровеносной системе, проникая в ткани. Все клетки имеют конкретные функции в создании защитных реакций и действуют в сложном взаимодействии. Это взаимодействие клеток иммунной системы обеспечивается выработкой цитокинов – особых биологически активных веществ. К цитокинам относятся интерфероны, интерлейкины и т.д.
Защитные реакции организма подразделяют на реакции врождённого и приобретённого иммунитета. Защитные (иммунные) реакции врождённого иммунитета детерминированы генетически, они формируются еще в процессе эмбрионального развития. Иммунные реакции приобретённого иммунитета зависят от созревания различных клеток, которые вовлечены в такие реакции – лимфоцитов. Защитные реакции врождённого иммунитета однообразны по механизму протекания в случае всех бактерий, вирусов и других микроорганизмов. Такие реакции не приводят к формированию иммунологической памяти. В свою очередь, реакции приобретённого иммунитета устанавливаются и действуют против определенного возбудителя и формируют иммунологическую память.
Как правило, основную часть иммунной защиты организма осуществляет врождённый иммунитет. Врождённый иммунитет не имеет собственных органов – типичный пример врождённого иммунитета это реакции фагоцитоза. Приобретённый иммунитет формируют органы лимфоидной (иммунной) системы. В центральных органах иммунной системы осуществляется размножение новых клеток иммунной системы, а в периферических органах осуществляется развитие иммунного ответа.
Иммунный ответ развивается после проникновения антигена в организм. Реакции приобретенного иммунитета происходят при помощи клеток Т- и В-лимфоцитов – особых клеток иммунной системы. Эти клетки уничтожают те живые клетки организма, в которые проник вирус, и вырабатывают особые антитела – вещества, противодействующие размножению антигенов. Антитела – это белковые соединения плазмы крови, которые препятствуют размножению микроорганизмов и нейтрализуют токсические вещества – продукты их жизнедеятельности.
Иммунный ответ завершается после уничтожения всех инфицированных клеток, но в организме остаются молекулы различных антител, направленные против антигенов, а также отдельные Т- и В-лимфоциты иммунологической памяти, обеспечивающие ускоренный иммунный ответ при повторном проникновении той же бактерии или вируса в организм. Например, переболев раз ветряной оспой или краснухой, человек, как правило, не заболевает этими заболеваниями повторно.
Это обеспечивается невосприимчивостью организма к повторному инфицированию – иммунологической памятью. Подобная невосприимчивость формируются и после введения в организм ослабленного (либо инактивированного – погибшего) микроорганизма. На механизме иммунологической памяти основано действие вакцинации.
Вакцинация (прививка) — это введение в организм антигенного материала для формирования иммунитета к болезни, который либо предотвратит процесс заражения или ослабит его последствия – например, вызовет протекание болезни в более легкой форме. Вакцинация может быть проведена в двух формах – при введении вакцины (ослабленного либо инактивированного возбудителя, против которого организм выработает антитела), и при введении сыворотки (готовых антител против возбудителя).
В ряде случаев предварительная вакцинация – прививка невозможна, если организм уже инфицирован патогенным микроорганизмом. В этом случае в организм вводят сыворотки – выделенные, подготовленные и очищенные антитела, полученные от бактерий или животных, направленные против конкретного возбудителя заболевания или опасного вещества (например, яда змеи). Готовые антитела позволяют сократить время на выработку собственных антител организма, и ускорить тем самым, иммунный ответ, что способствуют уничтожению и выведению болезнетворных микроорганизмов из организма.
С формированием иммунного ответа и иммунологической памяти связано развитие аллергий и иных, более тяжелых аутоиммунных заболеваний. Аллергия – это повышенная чувствительность иммунной системы организма к неопасным веществам и формирует на них иммунный ответ. Аллергия – это легкое нарушение работы иммунной системы. Аутоиммунные заболевания представляют собой более тяжелые расстройства иммунной системы, при которых собственные клетки организма человека воспринимаются иммунной системой, как чужеродные и атакуются иммунной системой.
Выводы:
Основным механизмом защиты против патогенных микроорганизмов является процесс иммунной регуляции.
Иммунная регуляция – это с одной стороны, часть гуморальной, так как большинство ее процессов происходит через жидкие среды организма (что характерно для гуморальной регуляции), в то же время иммунная регуляция носит строго прицельный характер. Процесс иммунной регуляции изучает наука иммунология.
Врождённый иммунитет не имеет собственных органов – типичный пример врождённого иммунитета это реакции фагоцитоза. Приобретенный иммунитет формируют органы лимфоидной (иммунной) системы. В центральных органах иммунной системы осуществляется размножение новых клеток иммунной системы, а в периферических органах осуществляется развитие иммунного ответа.
Иммунный ответ развивается после проникновения антигена в организм. Реакции приобретенного иммунитета происходят при помощи клеток Т- и В-лимфоцитов – особых клеток иммунной системы. После иммунного ответа формируется иммунологическая память.
Вакцинация (прививка) — это введение в организм антигенного материала для формирования иммунитета к болезни, который либо предотвратит процесс заражения или ослабит его последствия – например, вызовет протекание болезни в более легкой форме. Вакцинация может быть проведена в двух формах – при введении вакцины (ослабленного либо инактивированного возбудителя, против которого организм выработает антитела), и при введении сыворотки (готовых антител против возбудителя).
Примеры и разбор решения заданий тренировочного модуля:
1. Выберите правильный ответ:
Введение в организм антигенного материала для формирования иммунитета к болезни, который либо предотвратит процесс заражения или ослабит его последствия – например, вызовет протекание болезни в более легкой форме, называют:
1) Адаптация;
2) Гуморальная регуляция;
3) Гомеостаз;
4) Вакцинация.
Правильный ответ: 4) Вакцинация.
2. Вставьте пропущенное слово, выбирая его из выпадающего списка: «___________ – это белковые соединения плазмы крови, которые препятствуют размножению микроорганизмов и нейтрализуют токсические вещества – продукты их жизнедеятельности».
1) Антитела;
2) Антигены;
3) Прививка.
Правильный ответ: 1) Антитела.
Автор:
15 февраля 2018 13:17
Организм человека – это очень сложное сочетание самых разных систем, которые, порой, очень сложны для нашего понимания или полноценного исследования. Одной из главных систем, на мой взгляд, является та, которая защищает нашу с вами жизнь от различных внешних угроз, позволяя тем самым избежать нежелательных повреждений, травм и прочих не очень приятных последствий.
Давайте немного поговорим о некоторых защитных механизмах, которые задействованы в человеческом теле.
Зевание
Как же приятно порой бывает хорошенько зевнуть с утра на работе. Но для чего мы зеваем? Механизм зевоты на сегодняшний день исследован очень плохо, но кое-что учёным всё же удалось выяснить. Одной из основных причин, по которой человек зевает, является перегрев или перегрузка головного мозга. Если мы активно работаем, мало спим или недосыпаем, испытываем психологическое напряжение или стресс – организм запускает специальный защитный механизм. Вдыхая во время зевка большое количество воздуха, мы слегка охлаждаем мозг через верхнее нёбо, а также раскрываем дыхательные пути, увеличиваем поступление кислорода в кровь и расслабляем свои мышцы. В общем-то, зевание весьма полезно для нашего организма, так что старайтесь зевать как можно чаще – это и приятно, и полезно.
Чихание
Механизм чихания запускается в нашем организме в тот момент, когда в носовой полости скапливается слишком много аллергенов, микробов, пыли или вы просто переборщили с чёрным молотым перцем на кухне. В этот момент происходит раздражение специальных нервных окончаний и человек чихает, избавляясь от всего лишнего, что было в его носоглотке. Главное, чтобы перед вами в этот момент никого не оказалось, а то неудобно получится, ведь скорость выдыхаемого воздуха при чихании достигает 160 километров в час, а в одном чихе в среднем может содержаться более 100 тысяч вредоносных бактерий. Другими словами, старайтесь прикрываться платком во время чиха, ну, или хотя бы ладонью – все бактерии вы, конечно, не поймаете, но хотя бы уменьшите их разброс. Если человек чихает постоянно на протяжении длительного времени, может оказаться, что рядом с ним находится сильный аллерген, на который ему намекает организм, мол, найди и выброси, а то всю квартиру своими слизистыми выделениями забрызгаешь. Кстати, вы знали, что у некоторых людей есть аллергия на солнечный свет? Представьте себе: проснулся человек утром и давай чихать до самого заката. Хорошо, что встречается такое не очень часто.
Потягивание
Потягивание – это тоже своеобразный механизм защиты организма, хотя, мы его практически полностью контролируем и потягиваемся по собственному желанию. Тем не менее, этот процесс очень важен для нормального функционирования нашего тела. Во время потягивания организм готовится к физическим нагрузкам, которые ожидают его в течение дня, разминаются мышцы после сна, восстанавливается кровообращение, улучшается настроение и так далее. Учёные утверждают, что потягивание даже улучшает ваши вкусовые и тактильные ощущения, так что пока вы не потянулись, к завтраку даже не притрагивайтесь!
Икота
Икота – это своеобразный сигнал организма на то, что что-то не так с нашей пищеварительной системой. Разумеется, встречается икота и без какой-либо на то причины или как следствие какого-либо серьёзного заболевания, но чаще всего это признак того, что организм нам говорит: «Хватит жрать!». Когда человек есть торопливо, глотает еду большими кусками или элементарно переедает – в этот момент происходит раздражение блуждающего нерва, тесно связанного с нашим желудком и диафрагмой. Во всём нужно знать меру и тщательно пережёвывать пищу, прежде чем её проглотить. Универсального средства борьбы с икотой по сей день не существует. Одним помогает задержка дыхания, другим – стакан воды, а третьим – вообще ничего не помогает. Они просто лежат и смиренно ждут, когда же всё это закончится.
Миоклонические судороги
Вам знакомо чувство, когда вы лежите в постели, начинаете проваливаться в приятный обволакивающий вас сон, и в эту самую секунду всё ваше тело будто бьют током. Все мышцы в один миг сокращаются так сильно, что вас аж подбрасывает на кровати, от чего вы немедленно просыпаетесь и растерянно озираетесь в темноте. Это явление тоже является частью защитного комплекса нашего с вами организма и называется оно «миоклонической судорогой». Дело в том, что когда вы начинаете засыпать, частота вашего дыхания резко снижается, а пульс слегка замедляется, мышцы расслаблены, а в совокупности подобное состояние ваш мозг ошибочно воспринимает, как предсмертное. Именно поэтому он отправляет сильнейший импульс для того, чтобы спасти своего хозяина. Можно сказать, что мозг таким образом пытается вас реанимировать с помощью встроенного в ваше тело электрошокера. Разумеется, после того как выясняется, что вы вовсе даже и не умирали, мозг немного успокаивается и позволяет вам нормально уснуть. Но согласитесь, приятно осознавать, что он неустанно следит за нашей безопасностью.
Разбухание кожи от влажности
Думаю, что все сталкивались с распухшими от воды подушечками пальцев на руках и ногах, после того как пролежишь в ванной дольше обычного. Смешной рисунок получается на коже, детей это особенно забавляет. Казалось бы, что может в этом быть полезного в этом явлении для нашего организма? Как выяснили учёные, набухание кожи происходит не случайно. Наш организм чувствует, что столкнулся с повышенной влажностью, а где влажность – там может быть скользко. Поэтому кожа на кончиках наших пальцев немедленно начинает преобразовываться для того, чтобы повысить её сцепление с гладкими поверхностями. Другими словами, организм делает всё, чтобы мы не поскользнулись на мокром полу и смогли зацепиться своими новыми «суперпальцами» за что-нибудь, прежде чем упасть и больно удариться обо что-то твёрдое. Кто сказал, что мы немножко не супергерои после этого?
Потеря памяти
Потеря памяти в некоторых случаях – это не результат встречи головы с тяжёлым тупым предметом, а весьма хитроумный способ защиты нашей неустойчивой психики от не самых приятных воспоминаний. Известны многочисленные случаи, когда жертвы насилия, различных катастроф или стихийных бедствий напрочь забывали о наиболее страшных моментах. И, с одной стороны, наш организм можно в этом понять. Зачем записывать в постоянную память то, что не приносит человеку никакой радости и приятных ощущений? Лучше навсегда удалить это с внутреннего накопителя и избавить хозяина от лишних переживаний. Кстати, вы знаете, почему после принятия определённой дозы алкоголя, мы перестаём запоминать что-либо? Когда человек сильно перебарщивает с алкоголем и приводит большую часть своих моторных функций в полную недееспособность, организму начинает казаться, что тело подвергается огромным перегрузкам и многочисленным угрозам извне, а это значит, что вряд ли человек сейчас переживает свои «лучшие времена». Поэтому запись воспоминаний попросту выключается, чтобы перестраховаться и не позволить вам на утро вспомнить практически ничего. Вот и мучайся потом размышлениями: «Что ж я вчера такого натворил, что сегодня проснулся на чердаке среди голубей, да ещё и с баяном в руках?».
Гусиная кожа
Смешные пупырышки, которые возникают на нашей коже в моменты, когда нам холодно, или когда мы крайне эмоционально возбуждены, тоже являются частью оборонного комплекса нашего тела. Первая и самая главная их функция – уменьшение выделения тепла через поры в нашей коже, за счёт чего организму куда проще согреться в неблагоприятных климатических условиях. А вторая эмоциональная реакция возникновения «гусиной кожи» не исследована до конца, но учёные подозревают, что всё это пришло к нам из далёкого прошлого, от наших доисторических предков. В то время они ещё не были настолько лысыми, как мы сейчас. Их тела были покрыты густым волосяным покровом, а его грех было не использовать себе на пользу. Когда крошечные мышцы рядом с волосяной луковицей напрягаются от какого-либо эмоционального всплеска (а в то время чаще всего в природе встречался страх), они приподнимают каждый волосок в вертикальное положение. Всё это, в свою очередь, приводит к тому, что шерсть на теле наших предков моментально распушалась, за счёт чего они визуально становились чуть больше и выглядели куда более устрашающе для своих врагов (сейчас этот механизм активно используют домашние кошки и многие другие млекопитающие). Шли тысячелетия, эволюция не щадила никого. Мы облысели, а защитный механизм сохранился по сей день. И когда мы переживаем особенно эмоциональный момент – организм пытается распушить наш мех, которого у нас практически не осталось. Из-за этого мы становимся похожи на странного перевозбуждённого гуся, а не на величественного пушистого манула. Очень жаль, было бы полезно порой стать чуточку больше и пушистее, чтобы впечатлить кого-нибудь.
Слёзы
Помимо защитной функции слизистой оболочки, при попадании в глаз инородных тел слёзы служат ещё и инструментом эмоциональной защиты организма. Учёные считают, что в стрессовых ситуациях организм создаёт новый, очень мощный очаг раздражения, который призван отвлечь человека от той боли, которую он испытывал до этого. Когда ребёнок ударился или порезался, кора его головного мозга усиливает самые различные функции организма: дыхательные, двигательные, функции желез внутренней и внешней секреции. Но главным внешним признаком того, что человек испытывает физическую или эмоциональную боль, конечно же, являются слёзы. Повышенное слёзоотделение позволяет снизить возбуждение коры головного мозга, вызванного ушибом или порезом. А происходит это потому, что во время плача слёзы попадают ещё и в полость носа, где обильно орошают слизистую оболочку, а оболочка эта, в свою очередь, насыщена рецепторами тройничного и обонятельного нервов, которые передают сигналы напрямую в мозг, отвлекая его от основного источника раздражения, то есть боли. Так что, когда человек плачет, он действительно отчасти притупляет свою боль. Кстати, в середине 80-х в СССР было проведено специальное исследование, в ходе которого учёные выяснили, что раны на животных заживают куда быстрее, если у тех вызвать слёзоотделение. А вот у тех животных, слёзные железы которых были удалены, раны заживали куда дольше обычного. Как тут не плакать, когда это оказывается так полезно?
Дополнительные чувства
Несмотря на то, что чаще всего мы слышим о пяти чувствах, которыми наделён человек, этих чувств у нас гораздо больше. Перечислить их все я вряд ли возьмусь, так как это тема для куда более развёрнутого материала, тем не менее пару-тройку примеров я вам всё-таки приведу. Представьте себе, что в одной руке вы держите раскалённый утюг, а вторую руку подносите близко к его нагретой поверхности. Вы чувствуете тепло и понимаете, что если прикоснуться к утюгу сейчас – вы испытаете боль, хотя ни одно из ваших пяти чувств вам не может этого подсказать. Вы не видите жар, не слышите его, не ощущаете его на вкус, не прикасаетесь к нему физически, не чувствуете его запаха. Но всё же вы ощущаете тепло и потенциальную угрозу для своей безопасности. Это чувство обеспечивается сенсорами тепла, расположенными в вашей коже. А какое чувство помогает нам почувствовать боль или осознать, что нас повесили вниз головой? Ещё один очень простой пример: попробуйте закрыть глаза и дотронуться пальцем до кончика носа. Вы сейчас не использовали ни одно из пяти своих основных чувств. Это чувство называется «проприоцепция» — оно позволяет нам точно знать, где находятся наши конечности и вообще части тела, благодаря знанию размеров и формы своего тела, а также при информационной поддержке мозга, который отслеживает состояние и положение каждой отдельной нашей мышцы в пространстве. Все эти, а также многие другие дополнительные чувства являются едва ли не основным защитным механизмом человеческого тела, который практически каждый момент времени не позволяет нам оказаться в беде.
Источник:
Ссылки по теме:
Понравился пост? Поддержи Фишки, нажми: