Підручник з Біології і екології. 11 клас. Соболь - Нова програма

Імунітет є реакцією організму, що спрямована на диференціацію всього «свого» від всього «чужого».

Ф. Барнетт

§ 27. ІМУННА СИСТЕМА ЛЮДИНИ, ОСОБЛИВОСТІ ЇЇ ФУНКЦІОНУВАННЯ

Основні поняття й ключові терміни: ІМУННА СИСТЕМА. Імунна відповідь. Антигени. Антитіла.

Пригадайте! Що таке імунітет?

Поміркуйте!

Імунна система - це живий щит організму, основною функцією якого є захист організму від речовин і клітин з ознаками генетично чужої інформації. Це може бути не тільки інформація екзогенного походження, а й генетично змінена власна. А який склад має система, що захищає організм від «чужого»?

ЗМІСТ

Які особливості структурної організації імунної системи людини?

ІМУННА СИСТЕМА - сукупність молекул, клітин, тканин й органів, які захищають організм від генетично чужорідних клітин або речовин, що надходять із середовища або утворюються в організмі. Імунна система функціонує в нерозривній єдності з іншими системами, що беруть участь у транспортуванні її клітин і речовин та регуляції. Деякі органи й клітини імунної системи є компонентами кровоносної, дихальної, травної, ендокринної, нервової систем, у складі яких вони виконують свої додаткові функції (іл. 48). Як організована імунна система в організмі людини?

Системний рівень. На відміну від інших фізіологічних систем імунна система поширена по всьому тілі. Цікаво, що в організмі людини є органи, до яких імунна система має обмежений доступ. Це т. зв. імунопривілейовані органи, до яких належать мозок, очі, плацента, сім'янники. Вважається, що імунні привілеї є механізмом адаптації для запобігання пошкодженням найбільш важливих органів з боку власної імунної системи та її реакцій.

Рівень органів. Органи імунної системи поділяють на центральні та периферичні. До центральних органів імунної системи відносять кістковий мозок і тимус, а до периферичних - мигдалики, лімфатичні вузли, селезінку, апендикс.

Тканинний рівень. Лімфоїдна тканина є скупченням лімфоцитів і допоміжних клітин у складі слизових оболонок багатьох органів. Так, в тонкому кишечнику розташовуються пеєрові бляшки, в бронхах - лімфоїдні фолікули, в носоглотці - аденоїди. Для цієї тканини характерна рання вікова інволюція (старіння). Так, лімфоїдна тканина тимусу до 40 років повністю замінюється жировою.

Іл. 48. Імунна система людини: 1 - червоний кістковий мозок; 2 - мигдалики; 3 - тимус; 4 - лімфовузли; 5 - селезінка; 6 - пеєрові бляшки; 7 - апендикс; 8 - лімфатичні фолікули

Клітинний рівень. Клітини імунної системи здатні до рециркуляції, тобто можуть проникати крізь стінки капілярів і переміщуватися між клітинами за допомогою рідин внутрішнього середовища. Основними клітинами імунної системи є лейкоцити, серед яких Т-лімфоцити й В-лімфоцити. Імунна система постійно підтримує певну кількість своїх клітин завдяки стовбуровим клітинами червоного кісткового мозку.

Молекулярний рівень. Молекули імунної системи секретуються її клітинами і можуть функціонувати як самостійні агенти. Характерним прикладом таких речовин є імуноглобуліни (антитіла), що утворюються В-лімфоцитами. Зв'язок між клітинами та органами імунної системи здійснюється за допомогою особливих сигнальних білків - цитокінів.

Отже, структурними й функціональними компонентами імунної системи людини є молекули, клітини та органи, що забезпечують здатність організму розпізнавати й знешкоджувати чужорідний матеріал.

Які особливості функціонування імунної системи людини?

В організмі людини умовно розрізняють два види імунітету: неспецифічний та специфічний. Неспецифічний (вроджений) імунітет здійснюється речовинами (HCl, жовч, молочна кислота, лізоцим, інтерферони, білки плазми) та клітинами (фагоцити, NK-лімфоцити) на всі чужі білки та мікроорганізми незалежно від їхньої природи. Цей імунітет має спадковий видовий характер і позбавлений імунологічної пам'яті. Специфічний (адаптивний) імунітет здійснюється імунокомпетентними речовинами (гуморальний імунітет) та клітинами (клітинний імунітет), що діють і знищують тільки певний вид чужих білків або мікроорганізмів. В основі специфічності імунітету - молекулярне розпізнавання чужорідних антигенів за допомогою специфічних рецепторів клітин імунної системи та антитіл. Ця формаімунітету має неспадковий набутий індивідуальний характер і характеризується наявністю імунологічної пам'яті.

Імунна відповідь розвивається внаслідок здійснення цілого комплексу імунних реакцій, що характеризуються імунологічною індивідуальністю. Для кожного організму властивий свій генетично зумовлений тип імунної відповіді. Основними формами імунної відповіді організму людини є клітинний імунітет, гуморальний імунітет, імунологічна пам'ять та імунологічна толерантність.

Іл. 49. Схема імунної відповіді організму людини

Інфекційний агент (патоген), що проник в організм, розпізнається дендритними клітинами. Це особливі високочутливі клітини, здатні розпізнавати молекули антигенів і презентувати його іншим клітинам імунної системи. Після взаємодії з анитигеном дендритні клітини активуються і мігрують у лімфатичні вузли, де взаємодіють із T- та B-лімфоцитами, які й здійснюють імунну відповідь. В-лімфоцити продукують антитіла, Т-кілери за участі речовин (перфорини, гранзими В, гранулізини) зумовлюють апоптоз чужих клітин, Т-хелпери за участі цитокінів стимулюють клітини, відповідальні за клітинний імунітет (Th1) та активують В-клітини, що відповідають за гуморальний імунітет (Th2). Повторне проникнення патогена та імунна відповідь відбуваються вже швидше й ефективніше завдяки формуванню Т- і В-клітин пам'яті (іл. 49).

Таким чином, імунна система має цілу низку унікальних особливостей функціонування: багатоетапність й багаторівневість захисту, високі специфічність, чутливість, здатність до регенерації, імунологічну індивідуальність, імунологічну пам'ять та ін.

Які механізми взаємодії системи антиген-антитіло?

Антигени - це молекули білків чи полісахаридів, здатні спричиняти імунну відповідь, що виявляється в утворенні антитіл. Носіями таких чужорідних речовин є віруси, про- й еукаріотичні клітини, трансплантати, пухлинні клітини. Найхарактернішими властивостями антигенів є генетична чужорідність, макромолекулярність та специфічність.

Антитіла - це білкові молекули, що утворюються в організмі у відповідь на дію антигенів і мають властивість вступати з ними у взаємодію. Антитіла є важливим специфічним чинником захисту організму хребетних тварин проти збудників інфекційних захворювань і генетично чужорідних речовин. Усі антитіла належать до імуноглобулінів, які поділяють на 5 класів: IgG, IgM, IgA, IgD і IgE. За характером впливу на антиген розрізняють три групи антитіл: 1) антитіла (аглютиніни), що зумовлюють склеювання (аглютинацію) мікроорганізмів або клітин; 2) антитіла (лізини), що здійснюють розщеплення (лізис) клітин за обов'язкової участі комплементу - сукупності багатьох білків сироватки крові; 3) антитіла (преципітини), що осаджують комплекси антиген - антитіло.

Взаємодія антигенів й антитіл відбувається між розпізнавальною групою антитіла (рецептором) та детермінантною групою антигена (епітопом), що ґрунтується на високій відповідності (комплементарності). Внаслідок контакту антитіла з відповідним антигеном утворюється міцний комплекс антиген - антитіло, в якому антиген втрачає свої патогенні властивості й нейтралізується або знищується.

Отже, основою здатності імунної системи відрізняти «чуже» від «свого» є механізми взаємодії чужорідних антигенів з відповідними антитілами.

ДІЯЛЬНІСТЬ

Самостійна робота з таблицею

Визначте особливості будови й функціонування імунної системи. Заповніть у робочому зошиті таблицю та вкажіть можливі причини цих особливостей.

ХАРАКТЕРИСТИКА ІМУННОЇ СИСТЕМИ ЛЮДИНИ

Показник

Характеристика

Структурні особливості

Функціональні особливості

Значення імунної системи

Біологія + Англійська мова. Клонально-селекційна теорія

«Clonal selection theory is a scientific theory in immunology that explains the functions of cells (lymphocytes) of the immune system in response to specific antigens invading the body. The concept was introduced by the Australian doctor Frank Macfarlane Burnet in 1957, in an attempt to explain the formation of a diversity of antibodies during initiation of the immune response. The theory has become a widely accepted model for how the immune system responds to infection and how certain types of B and lymphocytes are selected for destruction of specific antigens».

Перекладіть текст і визначте сутність клонально-селекційної теорії, що пояснює утворення антитіл.

СТАВЛЕННЯ

Біологія + Наука

Брюс Бойтлер

Жуль Хоффман

Ральф Стейнман

Нобелівську премію з фізіології і медицини за 2011 р. присудили трьом ученим: Б. Бойтлеру (США), Ж. Хоффману (Франція) (за відкриття механізму активації вродженого імунітету) і Р. Стейнману (США) (за відкриття дендритних клітин та їх ролі у набутому імунітеті). Оцініть значення цих відкриттів для збереження здоров'я людини.

РЕЗУЛЬТАТ

Оцінка

Завдання для самоконтролю

1-6

1. Що таке імунна система? 2. Назвіть центральні й периферичні органи імунної системи? 3. Що таке імунна відповідь? 4 Які є види імунітету? 5. Що таке антигени? 6. Що таке антитіла?

7-9

7. Які особливості організації імунної системи людини? 8. Які особливості функціонування імунної системи людини? 9. Які механізми взаємодії комплексу антиген - антитіло?

10-12

10. Поясніть, як утворюються в організмі людини антитіла.