Специфическая иммунная защита организма. Иммунологическая реакция организма (иммунный ответ)

Тип урока: комбинированный урок

Цель урока: изучить механизмы специфической защиты организма, определить механизм иммунного ответа

Задачи урока:
1. Образовательная: изучить регуляторные системы, существующие в живых организмах; развивать представление о специфической защите организма, видах иммунитета.
2. Развивающая: формировать умения самостоятельно работать с образовательными ресурсами, обрабатывать информацию и сводить её в виде текста, анализировать, делать выводы.
3. Воспитательная: продолжить формирование научного мировоззрения; развивать умение продуктивно взаимодействовать в группах.

Методы обучения: технология развития критического мышления учащихся, постановка проблемных вопросов, рассказ учителя, фронтальная беседа, сообщение учащихся.

Основные понятия урока: Понятие о специфической иммунной защите.

Гуморальный иммунитет.

Клеточный иммунитет

Т-лимфоциты и их функции.

В-лимфоциты и их функции.

Понятие вторичного иммунного ответа.

Понятие аллергии

Ход урока:

№ п/п

Этап урока

Содержание этапа

Методы и методические приемы

1

2

3

4

1

Орг.

момент

Приветствие учащихся, проверка отсутствующих, проверка готовности к уроку, организация внимания учащихся объяснение хода урока, определение групп.

2

Поста-новка целей и задач урока

Сообщение ученика: «Учение Мечникова об иммунитете»

Учение о защитных свойствах крови разработано И. И. Мечниковым. Свойство лейкоцитов захватывать и переваривать попавшие в кровь и ткани микробы он назвал фагоцитозом, а лейкоциты – фагоцитами, т.е. пожирающими клетками. Клеточный иммунитет был открыт и исследован русским ученым И.И. Мечниковым (1883), гуморальный иммунитет – немецким ученым П.Эрлихом (1897). Оба ученых за работы по иммунитету были награждены Нобелевской премией в 1908 г.

Защита организма от инфекций обеспечивается также особыми белковыми веществами – антителами (иммуноглобулины). Они образуются некоторыми видами лейкоцитов, плазматическими клетками и содержатся в плазме крови. Одни антитела склеивают проникшие в организм бактерии, другие осаждают склеенные частицы, третьи – разрушают болезнетворные агенты до более простых веществ, уже неопасных для организма.

Иммунитет – врожденная или приобретенная невосприимчивость организма к действию инфекционных и других чужеродных агентов, обладающих антигенной активностью. Это явление известно с конца ХVIII в. Оно было открыто английским врачом Э. Дженнером при наблюдении больных натуральной оспой.

- Какие виды иммунитета вам известны?

Естественный врожденный иммунитет – невосприимчивость к инфекционному заболеванию, обусловленная наследственно закрепленными особенностями вида (человек не болеет чумкой собак).

Естественный приобретенный пассивный иммунитет – невосприимчивость к инфекционному заболеванию, обусловленная тем, что ребенок получает АТ после рождения с молоком матери (дети в первый год жизни не болеют корью, краснухой, свинкой и др., так как у них есть антитела к возбудителям этих заболеваний, полученные от матери). Эта форма иммунитета нестойкая.

Естественный приобретенный активный иммунитет – невосприимчивость к инфекционному заболеванию у лиц, перенесших это заболевание (человек переболевший корью больше ей не болеет).

Искусственный пассивный иммунитет достигается введением сыворотки зараженных животных или переболевшего человека, содержащей готовые антитела. Этот иммунитет нестоек (сохраняется 4-6 недель), после чего АТ разрушаются и необходимо повторное введение сыворотки.

Например, введение сыворотки при дифтерии останавливает развитие возбудителей заболевания и способствует легкому течению болезни и быстрому выздоровлению.

Искусственный активный иммунитет достигается введением в организм вакцины (препараты из ослабленных или убитых возбудителей), на которые организм вырабатывает антитела. Он стойкий и сохраняется годами. С помощью вакцин проводят предохранительные прививки против полиомиелита, дифтерии и других заболеваний.

Наша задача на уроке: определить механизмы специфической защиты организма, выяснить, в чем заключается иммунный ответ.

Сообщение ученика

Постановка целей и задач урока

3

Изучение нового материала

Если неспецифической защите не удается обезвредить возбудителей болезни или чужеродное вещество, то включается в действие специфическая защита — все формы иммунного ответа основанные на специфическом распознании чужеродного материала и по­следующем его уничтожении.

Чужеродный материал, способный вызвать иммун­ный ответ, как мы уже упоминали, называется … (продолжите фразу) …антигеном.

- Что может выступать в качестве антигена? (Антигенами чаще всего бывают молекулы белков, гликопротеинов)

Кроме того, антигенными свой­ствами обладают посторонние клетки, ткани, хирургически пересаженные органы или изменившиеся клетки собственного организма (например, опухолевые).

Для реализации специфического иммунного ответа, как правило, требуется гораздо больше времени, чем для проявления неспецифического. В формирова­нии специфического иммунного ответа обязательно участие иммунокомпетентных клеток, которые продуцируются иммунной системой.

- Назовите органы иммунной системы? (Органы иммунной системы: селезенка, лимфатические узлы, красный костный мозг, вилочковая железа (тимус), миндалины, лимфатические скопления в слизи­стых оболочках)

Различают центральные и периферические органы иммунной системы. К централь­ным органам относятся красный костный мозг и тимус, или вилочковая железа. Перифериче­ские органы иммунной системы представлены лимфоузлами, селезенкой и лимфатическими ско­плениями в слизистых оболочках внутренних органах.

В центральных органах происходит фор­мирование и созревание иммунокомпетентных клеток, а в периферических — функционирование этих клеток.

Защитная реакция организма на проникший в него антиген осу­ществляется двумя основными спо­собами.

- Предложите ваши варианты защитной реакции организма.

Один из них — гуморальный иммунитет — представляет собой защиту организма путем синтеза и секреции лимфоцитами специфиче­ских защитных белков — анти­тел, или иммуноглобулинов. Поскольку антитела высвобожда­ются в жидкую среду (плазму крови, тканевую жидкость, лимфу) и ата­ка на антигены также происходит в жидкой среде, такой тип иммунного ответа назван гуморальным (от лат. гумор — жидкость).

Пространственная форма анти­тел делает их молекулы способными связывать антиген, комплементар­ный (подходящий) по форме.

Такое специфическое связывание сходно со специфичностью связывания фермента со своим субстратом (как ключ к замку). Реакция «антиген — антитело» направ­лена на связывание антигена, подавление его активности и предотвращение его вредного воздействия на организм.

Второй способ защиты — кле­точный иммунитет, который осу­ществляется прямым контактом лимфоцитов с антигеном с последу­ющим его разрушением. Посколь­ку в атаке участвует вся иммунная клетка, то иммунитет получил на­звание клеточного. Свободные ан­титела при этом не выделяются.

Разделение функций в иммунной системе связано с существованием двух типов лимфоцитов — В-клеток (бурсазависимых) и Т-клеток (тимусзависимых).

В-клетки впервые были обнаружены в так называемой фабрициевой сумке (бурсе) птиц, что и дало название этому виду клеток. Название «Т-клетки» связано с тем, что их окончательная дифференцировка и приобретение способности выполнять защитные функции происходит толь­ко после того, как они пройдут через ткань тимуса. Оба вида клеток образуются в красном кост­ном мозге из стволовых клеток-предшественниц.

В-лимфоциты проходят дифференцировку в лимфоидной ткани кишечника, аппендикса, небно-глоточного кольца; печени и селезенке.

Т-лимфоциты образуются в красном костном мозге из стволовых клеток-предшественниц. Они способны разрушать инфицированные или злокачественные клетки; блокировать чрезмерные реакции В-лимфоцитов; поддерживают равномерное развитие иммунитета; стимулируют образование антител В-лимфоцитами.

В-клетки вырабатывают антитела, которые осуществляют гуморальный им­мунитет. Т-клетки антител не образуют, а с помощью своих поверхностных ре­цепторов распознают антигены. Затем либо уничтожают их с помощью специ­альных веществ, либо передают информацию о них В-клеткам, включая их в антителообразование или другие ответные реакции.

Разделение иммунной защиты организма на гуморальный и клеточный им­мунитет носит несколько условный характер. Как вы убедитесь далее, оба вида тесно связаны между собой и взаимозависимы.

Т-лимфоциты и их функции. Т-клетки практически не отличаются по внешнему виду от В-клеток. Отличие состоит в различных функциях и особых поверхностных рецепторах.

По функциональным свойствам Т-лимфоциты неоднородны и в зависимости от вызываемых ими реакций делятся на пять видов:

Т-эффекторы

Т-киллеры

Т-хелперы

Т-супрессоры

Т-амплифайеры

Т-киллеры способны разрушать зараженные вирусами, злокачественно перерожденные (опухолевые) клетки, клетки пересаженных (трансплантирован­ных) тканей и органов.

Т-хелперы с помощью мембранных рецепторов распознают антиген. За­тем синтезируют небольшие пептидные молекулы, которые стимулируют размно­жение Т- и В-клеток, а также выработку В-клетками антител. Эта стимуляция выражается в ускорении превращения В-клеток в плазматические клетки, про­изводящие антитела. В присутствии пептидных молекул Т-хелперов синтез ан­тител повышается на один-два порядка.

Вирус иммунодефицита человека (ВИЧ), вызывающий СПИД, преимущественно поражает именно Т-хелперы, разрушая этим иммунную защиту человека.

Т-супрессоры являются регуляторами антителообразования и других им­мунных процессов, поддерживают иммунитет в гармоничном состоянии путем ре­гуляции силы иммунного ответа.

Т-эффекторы (связывают и уничтожают носителей антигенов)

Т-амплифайеры (усиливают иммунную реакцию)

Когда хелперы обнаруживают антигены, они дают сигнал в кровь, эффекторы и киллеры начинают активно делиться, подходят к клетке и убивают ее. Этот вид защитной реакции называют клеточным иммунитетом (ученики записывают в тетради под диктовку: «Иммунитет, осуществляемый лимфоцитами, которые непосредственно уничтожают чужеродные тела – антигены, называются клеточным иммунитетом»).

Если антиген не может быть уничтожен непосредственно клетками иммунной системы, в борьбу вступают В-лимфоциты. При получении сигнала от Т-хелперов, обнаруживших антигены, В-лимфоциты размножаются и превращаются в плазматические клетки, которые выделяют особые вещества – антитела, имеющие сродство к данному антигену. Антитела при контакте с антигеном уничтожают его (запись в тетрадях: «Антитела способны уничтожать только те антигены, к которым имеют сродство»). Вот почему антитела, выработанные против вируса оспы, не могут защитить нас от других микробов и вирусов.

В-лимфоциты и их функции. Различают два типа В-клеток: плазматиче­ские клетки и клетки памяти.

Поверхность мембраны плазматической В-клетки несет рецеп­торы специфической формы, способные распознавать антиген (рис. 88). Все мембранные рецепторы одной такой клетки одинаковы, поэтому данный вид В-клетки может распознать только один единственный тип антигена. Связы­ваясь с ним, клетка активируется, делится и дает множество одинаковых плаз­матических клеток. Они выделяют в кровь, тканевую жидкость и лимфу огром­ное количество антител одного вида против данного антигена. Связанные в ком­плекс «антиген-антитело», они затем распознаются и уничтожаются фагоцитами.

Активация В-клетки и пре­вращение ее в плазматические клетки, образующие антитела, происходит только в присутствии коротких пептидов, секретируемых Т-хелперами. Поэтому нель­зя проводить резкой грани меж­ду гуморальным и клеточным им­мунным ответом, поскольку в них участвуют как В-, так и Т-клетки.

Клетки памяти образу­ются В-лимфоцитами одновре­менно с плазматическими клет­ками. Живут они в отличие от других лейкоцитов долго — 20 и более лет, а иногда в течение всей жизни организма. Они игра­ют важную роль в активации им­мунного ответа организма при повторном внедрении антигена, вызвавшего формирование этих клеток. Эта реакция носит назва­ние вторичного иммунного ответа. Она выражается в наступлении быстрого и массового образования одного вида антител для нейтрализации проникшего в организм антигена. По быстроте и силе вторичный иммунный ответ намного превышает первичный ответ, возника­ющий при первом взаимодействии с антигеном. Поэтому каждый новый контакт с данным возбудителем болезни только усиливает сопротивляемость ему. Этот принцип лежит в основе первичной и повторной вакцинаций.

Таким образом, в процессе иммунного ответа, помимо плазматических кле­ток, формируется группа долгоживущих клеток иммунной памяти, которые со­храняют в иммунной системе информацию о конкретных антигенах.

Иногда при контакте с безвредными в норме антигенами окружающей сре­ды, например с цветочной пыльцой, шерстью животных, домашней пылью, у не­которых людей наблюдается неадекватная избыточная реакция иммунного от­вета. Она получила название аллергической, а вызывающие ее вещества были названы аллергенами. Примерами проявлений болезненных аллергических состояний, сопровождающихся воспалением и повреждением тканей, являются крапивница, сенная лихорадка, экзема, астма, ринит.

Рассказ учителя с элементами фронтальной беседы

Демонстрация таблиц, видео

Постановка проблемного вопроса

Сообщение учащихся

Рассказ учителя, видео

Составление схемы в тетрадях

Запись в тетради

Запись в тетради

4

Закрепле-ние материала

1. Чем отличаются специфические механизмы защиты от неспецифических?

2. Что та­кое антиген? Какими свойствами он должен обладать?

3. В чем заключается различие между гуморальным и клеточным иммунитетом?

4. Какие виды иммунокомпетентных клеток образуются в организме? Чем они отличаются?

5. Как вы думаете, почему при подготовке больного к пересадке почки специальными препаратами подавляют актив­ность его иммунной системы?

6. Какие виды Т-лимфоцитов различают? Что лежит в основе их классификации?

7. Какую функцию выполняют Т-хелперы?

8. Как осуществляют свою функцию Т-киллеры?

9. Каковы функции плазматических В-клеток?

10. Каково назначение клеток памяти в защите организма человека и животных?

11. Что такое вторичный иммунный ответ?

12. Представим себе, что в организме животного по какой-то причине перестали образо­вываться Т-клетки. К каким последствиям это может привести? Как помочь животному в этой ситуации?

13. Чем обусловлена устойчивость к конкретному инфекционному за­болеванию у людей, переболевших этой болезнью?

14. Вспомните из курса биологии 9-го класса, какие типы и формы иммунитета известны. Попытайтесь объяснить, ка­ким образом возникает активный искусственный иммунитет. Какую процедуру для это­го нужно осуществить?

Фронтальная беседа

5.

Д/з

§ 36, задание в тетради

Запись в дневниках и на доске