31. Імунна система: її будова та функції. Імунітет Поняття про вакцини та сироватки

• Назад до змісту

🔍🧪 БІОЛОГІЧНИЙ ДЕТЕКТИВ

Під час європейської колонізації Америки було зафіксовано надзвичайно високу смертність з-поміж корінного населення (близько 90% у деяких регіонах) від захворювань, які привезли європейці, — віспи, кору, грипу, тифу тощо. Європейські переселенці також хворіли, але смертність з-поміж них була значно нижчою. Із чим це могло бути пов’язано?

Це пов’язано з тим, що у європейців за багато років контактів із цими хворобами сформувався імунітет. Їхні організми вже вміли боротися зі збудниками. А корінне населення Америки ніколи раніше не стикалося з цими захворюваннями, тому їхня імунна система не мала захисту, що і призвело до високої смертності.

🧠 ТРЕНУЙСЯ ДУМАТИ

У разі укусів отруйних змій чи членистоногих у кров людини вводять спеціальні сироватки. Що це за препарати і за яким принципом вони діють?

Це лікувальні сироватки, які містять уже готові антитіла проти отрути. Вони діють за принципом негайного підвищення імунітету: введені антитіла швидко знаходять і знешкоджують антигени (токсини), але такий імунітет є короткочасним, і імунологічна пам’ять після цього не утворюється.

Тимус є однією із залоз організму людини. Найбільших розмірів він досягає в дитячому віці, а після 16 років його розмір поступово зменшується. Із чим це може бути пов’язано?

Це пов’язано з тим, що тимус є місцем, де дозрівають і “навчаються” Т-лімфоцити — клітини імунної системи, які розпізнають антигени. У дитячому віці імунна система активно формується і “навчається” розпізнавати різні загрози, тому тимус працює найактивніше і має найбільший розмір. Після 16 років основна частина “навчання” лімфоцитів завершується, імунна система вже має достатньо “навчених” клітин, тому роль тимуса зменшується, і він поступово атрофується.

Відповіді до відео в додатку:

До якої групи речовин відносять антитіла: білки, жири чи вуглеводи? 

Антитіла є різновидом білка.

Яка функція антитіл в організмі людини? 

Функція антитіл полягає у розпізнаванні шкідливих агентів, які називаються антигенами, та запуску хімічних реакцій для їх знешкодження. Вони можуть зупиняти проникнення антигену до клітин (нейтралізація) або позначати антиген, щоб його атакували інші частини імунної системи.

Яка будова молекули антитіла? Як це пов’язано з функцією антитіл? 

Молекула антитіла — це Y-подібний білок, що складається з чотирьох поліпептидів: двох однакових легких і двох однакових важких ланцюгів, з’єднаних десульфідними містками. Це пов’язано з функцією тим, що на кінчику «рук» антитіла є ділянки для зав’язування з антигенами, форма яких є специфічною лише для того антигену, на який воно спрямоване.

Який синонім до слова антитіло використовують науковці та медики? 

Науковці та медики використовують синонім імуноглобуліни.

Скільки видів антигенів може виявити одне антитіло? Як вони взаємодіють? 

Одне антитіло може виявити лише один вид антигену, оскільки форма його ділянки зав’язування є специфічною лише для нього. Вони взаємодіють так: коли частина антигену вписується у відповідну ділянку, антитіло розпізнає його і зв’язується з ним, запобігаючи подальшій шкоді.

Скільки типів антитіл (форм молекул) є у людини та інших ссавців? (Запитання для тих, хто хоче знати більше.) 

У всіх ссавців, включно з людиною, існує п’ять ізотипів імуноглобулінів: IgA, IgD, IgE, IgG та IgM.

❓ ЗАПИТАННЯ І ЗАВДАННЯ

1. Які органи входять до складу імунної системи людини?

До складу імунної системи людини входять: червоний кістковий мозок, тимус (вилочкова залоза), селезінка, мигдалики, лімфатичні вузли, пеєрові бляшки та апендикс.

2. Органи імунної системи зазвичай поділяють на центральні і периферичні. До центральних органів відносять тимус і кістковий мозок, а всі інші — до периферичних. Запропонуй своє пояснення такого розподілу.

Такий розподіл пов’язаний з функціями цих органів. У центральних органах — кістковому мозку та тимусі — відбувається утворення та дозрівання (“навчання”) клітин імунної системи, таких як лімфоцити. А в периферичних органах, таких як селезінка та лімфатичні вузли, ці вже зрілі клітини “працюють” — розпізнають чужорідні агенти (антигени) і запускають імунну відповідь для їхнього знищення.

3. Печінку зазвичай не відносять до органів імунної системи, проте важливу функцію у захисті організму вона виконує. Яка це функція?

Печінка виконує захисну або бар’єрну функцію. Вона перетворює та нейтралізує шкідливі продукти обміну, токсини й ліки. Печінка знешкоджує до 95% шкідливих речовин, що можуть утворюватися під час травлення. Її називають “біологічним фільтром” організму.

4. Перш ніж чужорідні біологічні чинники потраплять в організм і розпочнуть реакцію імунної системи, їм доведеться подолати поверхневі бар’єри організму, які запобігають потраплянню в організм сторонніх біологічних об’єктів. Склади їх перелік і поясни, як вони працюють.

До поверхневих бар’єрів організму належать:

• Шкіра: її неушкоджений зовнішній шар є фізичною перешкодою для більшості мікроорганізмів.
• Слизові оболонки: вони вкривають дихальні шляхи, травний тракт та інші системи. Слиз, який вони виробляють, затримує мікроби.
• Секрети залоз: сльози, слина та піт містять лізоцим — фермент, що руйнує клітинні стінки бактерій.
• Кислотне середовище шлунка: соляна кислота у шлунковому соці вбиває більшість мікроорганізмів, що потрапляють з їжею.
• Нормальна мікрофлора: корисні бактерії, що живуть на шкірі та слизових оболонках, конкурують зі шкідливими мікробами за ресурси й не дають їм розмножуватися
• Захисні рефлекси: Чхання, кашель або блювання допомагають організму позбутися небажаних чинників.

5. У яких ситуаціях використання сироваток є більш раціональним, ніж застосування вакцин?

Використання сироваток є більш раціональним, коли потрібна негайна допомога організму, а часу на вироблення власних антитіл немає. Це стосується випадків, коли людина вже захворіла на небезпечну інфекцію або зазнала впливу сильної отрути (наприклад, при укусі змії чи павука). Сироватка містить готові антитіла, які одразу починають знешкоджувати збудника чи токсин. Вакцина ж використовується для профілактики, щоб імунна система заздалегідь “навчилася” боротися з хворобою.

6. Підготуй доповідь про типи вакцин, які застосовують для профілактики ковіду. Використовуй додаткові джерела інформації.

Для профілактики захворювання на COVID-19 застосовують декілька основних типів вакцин, які відрізняються за принципом дії.

• мРНК-вакцини. До цього типу належать вакцини Comirnaty від Pfizer-BioNTech та Spikevax від Moderna. Вони містять молекулу матричної РНК (мРНК), яка несе інструкцію для клітин організму, щоб ті виробляли нешкідливий для людини шипоподібний білок коронавірусу. Імунна система розпізнає цей білок як чужорідний і виробляє захист.
• Векторні вакцини. Прикладом є вакцина Vaxzevria від AstraZeneca. Цей тип вакцин використовує інший, безпечний для людини вірус (вектор), щоб доставити в клітини генетичний матеріал, який кодує той самий шипоподібний білок. Це також змушує імунну систему виробляти антитіла.
• Інактивовані вакцини. До них відноситься CoronaVac від Sinovac Biotech. Ці вакцини створені за класичною технологією і містять “вбитий” вірус SARS-CoV-2. Він не може викликати хворобу, але його присутність в організмі стимулює імунну відповідь.
• Білкові (субодиничні) вакцини. Представником цього типу є вакцина Nuvaxovid від Novavax. Вона містить готові нешкідливі частинки білка вірусу, які безпосередньо викликають імунну реакцію

🧩 СКЛАДАЮ РЕФЛЕКСИВНУ МОЗАЇКУ

1. Назви три факти, які ти дізнався/дізналася після опанування параграфа.

Імунна система складається з кількох органів і структур, які розташовані по всьому організму: кістковий мозок, тимус, селезінка, мигдалики, лімфатичні вузли, пеєрові бляшки та апендикс.

Існує два типи імунітету у тварин – вроджений, який притаманний усім тваринам, та адаптивний, який властивий тільки для хребетних тварин.

Вакцина формує в організмі імунологічну пам’ять і довготривалий імунітет, а сироватка містить готові антитіла та забезпечує швидкий, але короткочасний імунітет без формування імунологічної пам’яті.

2. Закінчи одне з речень: Я став/стала більш обізнаним/обізнаною щодо…

Я став більш обізнаним щодо різниці між вакцинами та сироватками, а також як саме працює адаптивний імунітет через формування імунологічної пам’яті.

3. З якими перешкодами ти зіткнувся/зіткнулася під час опанування параграфа? Як ти подолав/подолала труднощі?

Спочатку було складно розібратися з роллю різних лімфоцитів – Т-лімфоцити забезпечують клітинний імунітет і знищують клітини з антигенами, а В-лімфоцити виробляють антитіла для гуморального імунітету. Допомогло уважне читання та складання схеми в зошиті про функції кожного типу клітин.

4. Де і як ти зможеш використати знання і набутий досвід?

Ці знання допоможуть розуміти принцип дії щеплень та чому потрібно вакцинуватися від різних хвороб. Також це пояснює, чому при укусах отруйних змій використовують саме сироватки, а не вакцини – бо треба швидка допомога з готовими антитілами.