Підручник з Біології і екології (рівень стандарту). 11 клас. Задорожний - Нова програма

§ 21. Імунна система. Робота імунної системи

Як організм людини регулює процеси, які в ньому відбуваються? Що таке імунна регуляція? Що таке імунітет? Які існують види імунітету? Навіщо людям роблять щеплення? Що таке антиген? Що таке антитіло? Чи має місце імунна регуляція у тварин?

Склад імунної системи людини

Органи імунної системи людини поділяють на центральні та периферичні. Центральними органами є тимус і кістковий мозок (мал. 21.1). Усі інші органи (селезінка, мигдалики, лімфатичні вузли, апендикс, пеєрові бляшки) є периферичними. Особливістю центральних органів імунної системи є те, що вони розташовані в тих зонах організму, які надійно захищені від зовнішніх впливів (тимус — у грудній порожнині, а кістковий мозок — усередині кісток). Таке розміщення зумовлене певною необхідністю, бо ці органи — місце диференціювання лімфоцитів, і будь-який зовнішній вплив на цей процес має бути мінімізованим. Периферичні органи імунної системи розташовуються на шляхах можливого поширення патогенів, які можуть проникнути в організм людини.

Мал. 21.1. Складові імунної системи людини

Основою органів імунної системи є лімфоїдна тканина. В організмі її досить багато (приблизно 1 % маси тіла). До її складу входять ретикулярні волокна, лімфоцити, макрофаги. У цій тканині відбувається утворення лімфоцитів, концентруються антигени і відбувається їх контакт із клітинами.

Тимус — це залоза, яка дуже активно працює у людей молодого віку, а потім знижує свою активність. У ньому відбувається дозрівання і «навчання» Т-лімфоцитів, які після цього набувають здатності розпізнавати певні антигени.

Найбільший орган імунної системи — селезінка. Вона активно виробляє лейкоцити й бере участь у знешкодженні мікроорганізмів та небезпечних речовин у крові, яка проходить через неї. Ще одним джерелом утворення лейкоцитів є кістковий мозок.

Мигдалики — це скупчення лімфатичних вузликів у слизовій оболонці на межі ротової порожнини і глотки. Вони розпізнають мікроорганізми, що потрапляють в організм людини через рот і ніс, та розпочинають боротьбу з ними.

Але найбільш масовою структурою імунної системи є лімфатичні вузли. Вони формуються в місцях злиття кількох лімфатичних судин і є бар'єрами для поширення інфекцій в організмі.

Особливості роботи імунної системи

Імунна система підтримує сталість внутрішнього середовища організму (здійснює імунну регуляцію) за допомогою двох основних механізмів — клітинного і гуморального імунітетів. І забезпечують їх білі клітини крові — В- і Т-лімфоцити.

Гуморальний імунітет працює завдяки діяльності В-лімфоцитів. Ці клітини містять рецептори, здатні розпізнавати антигени. Після розпізнавання антигену В-лімфоцити розмножуються і виробляють антитіла — високоспецифічні білки, які можуть взаємодіяти лише з певними молекулами антигенів. Антитіла взаємодіють тільки з одним антигеном і нейтралізують його токсичну дію або полегшують поглинання клітин із цим антигеном фагоцитами.

Клітинний імунітет забезпечується Т-лімфоцитами, нейтрофілами та макрофагами. Вони мають на своїй поверхні рецептори, здатні розпізнавати певний антиген. У разі взаємодії з цим антигеном Т-лімфоцити починають посилено розмножуватися, утворюючи велику кількість клітин, що знищують мікроорганізми, які несуть цей антиген.

Імунокорекція та імунотерапія

Дослідженням роботи імунної системи людини та лікуванням захворювань, пов'язаних з імунною системою, займається окрема медична дисципліна — імунологія. Одними з головних галузей імунології є імунотерапія та імунокорекція.

Імунотерапія — це галузь імунології, яка займається дослідженням і застосуванням способів лікування з використанням імунобіологічних препаратів (вакцин, сироваток, інтерферонів, бактеріофагів тощо).

Імунокореція — це сукупність способів і методів лікування і профілактики порушень роботи імунної системи людини, за якої виробляється несприйнятливість організму (імунітету) до низки захворювань (пригнічує або стимулює імунітет). Також цим терміном називають галузь імунології, яка займається розробкою цих способів і методів.

Імунокорекція та імунотерапія мають єдину мету — забезпечити людину здоров'ям через знищення хвороботворних організмів у її тілі. Але досягають вони цього різними шляхами. У процесі імунокорекції здійснюється стимуляція структур імунної системи. Вони починають працювати більш активно і знищують патогенів, які містяться в організмі людини. Для активації імунної системи використовують спеціальні речовини — імуномодулятори (імуностимулятори). Ці речовини можуть бути природного або штучного походження.

Під час імунотерапії об'єктом дій є не імунна система, а самі патогени. Вакцини, сироватки, бактеріофаги та інші засоби, які використовує імунотерапія, діють виключно на патогенні організми і знищують їх.

Механізм взаємодії антиген-антитіло

Одним із ключових елементів знешкодження антигенів, які потрапили в організм, є взаємодія цих антигенів з антитілами. Як ви вже знаєте, антитіла виробляють В-лімфоцити.

Антитіло за своєю формою нагадує літеру «Y». Воно складається з двох важких і двох легких поліпептидних ланцюгів. На кінцях розташованих паралельно ланцюгів утворюється активний центр, який дуже специфічно зв'язується з антигеном (мал. 21.2). Фрагменти антитіла гнучко зв'язані між собою, що дозволяє їм легко взаємодіяти з молекулами антигенів.

Мал. 21.2. Взаємодія антигена з антитілом

Взаємодія антигена й антитіла може завершуватися кількома способами. Антитіла можуть зумовлювати аглютинацію (злипання у грудочки) мікроорганізмів, що мають певні антигени, та сприяти руйнуванню антигенів або випадінню їх в осад (мал. 21.3).

Мал. 21.3. Аглютинація антигенів як результат взаємодії з антитілами

Клітинний імунітет був відкритий І. Мечниковим, а гуморальний — П. Ерліхом. Суперечка між цими вченими тривала досить довго, і кожний із них наводив аргументи на користь своєї гіпотези. Після того, як було доведено, що в людини є обидва механізми імунітету, і Мечников, і Ерліх отримали Нобелівську премію 1908 року.

У людини розрізняють п'ять класів антитіл (імуноглобулінів), які позначають літерами латинського алфавіту: G, M, A, D, E (IgG, IgM, IgA, IgD, IgE). Найпоширенішими серед них є імуноглобуліни класу G (IgG).

Отже, тепер ви знаєте

1. Які органи входять до складу імунної системи людини? 2. Які функції виконує імунна система? 3. Як працює механізм клітинного імунітету? 4. Що таке імунокорекція та імунотерапія? 5*. Чи можлива ситуація, коли один тип антитіл буде взаємодіяти з різними мікроорганізмами?

Запитання та завдання

6*. Чому тимус у людини редукується після досягнення підліткового віку? 7*. Яким чином, маючи не дуже багато генів, що кодують білки антитіл, організму людини вдається створювати специфічні антитіла для дуже великої кількості антигенів, із якими організм взаємодіє протягом свого життя?