Введение антигенного материала с целью вызвать иммунитет к болезни

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.