20.2: Введення в імунну систему

Last updated
Save as PDF

Page ID: 5331

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Черв'ячна атака!

Чи виглядає цей організм космічним інопланетянином? Страшна істота з кошмару? По суті, це хробак довжиною 1 см в роду Schistosoma. Він може вторгнутися і зайняти місце проживання в організмі людини, викликаючи дуже серйозне захворювання, відоме як шистосомоз. Черв'як отримує доступ до людського тіла, поки він знаходиться в стадії мікроскопічного життя. Він потрапляє через волосяний фолікул при контакті шкіри із забрудненою водою. Потім черв'як росте і дозріває всередині людського організму, викликаючи захворювання.

Хост проти збудника

Черв'як Шистосома має паразитарні відносини з людиною. У цьому типі відносин один організм, званий паразитом, живе на або в іншому організмі, який називається господарем. Паразит завжди виграє від відносин, а господареві завжди шкода. Людський господар хробака Schistosoma явно завдається шкоди паразиту, коли він вторгається в тканини господаря. Сечовивідні шляхи або кишечник можуть бути інфіковані, а ознаки та симптоми можуть включати біль у животі, діарею, кривавий стілець або кров у сечі. Ті, хто був заражений тривалий час, можуть відчувати ураження печінки, ниркову недостатність, безпліддя або рак сечового міхура. У дітей інфекція шистосоми може спричинити поганий ріст і труднощі з навчанням. У таблиці\(\PageIndex{1}\) перераховані деякі мікроскопічні збудники, їх зображення, опис та захворювання, які вони викликають.

Як і черв'як Schistosoma, багато інших організмів можуть зробити нас хворими, якщо їм вдасться проникнути в наш організм. Будь-яке таке засіб, здатне викликати захворювання, називається збудником. Більшість збудників - мікроорганізми, хоча деякі, такі як хробак Schistosoma, набагато більші. Крім глистів, до поширених видів збудників людських господарів належать бактерії, віруси, гриби та одноклітинні організми, звані протестами. Ви можете побачити приклади кожного з цих видів збудників в табл\(\PageIndex{1}\). На щастя для нас, наша імунна система здатна утримувати більшість потенційних патогенів поза організмом або швидко знищити їх, якщо їм вдасться потрапити. Коли ви читаєте цю главу, ви дізнаєтеся, як ваша імунна система зазвичай захищає вас від шкоди - в тому числі від страшних істот, таких як хробак шистосоми!

Таблиця\(\PageIndex{1}\): Види збудників
Тип збудника	Приклад і їх зображення	Опис	Хвороба людини, спричинена збудниками такого типу
Бактерії	такі як кишкова паличка	Одноклітинні організми без ядра	Стрептокоз в горлі, стафілококові інфекції, туберкульоз, харчове отруєння, правець, пневмонія, сифіліс
Віруси	такі як простий герпес	Частинки, які розмножуються, захоплюючи живі клітини.	Звичайна застуда, грип, генітальний герпес, герпес, кір, СНІД, гострі кондиломи, вітрянка, віспа
Гриби	такі як трихофітон рубрум	Організми з ядром, які ростуть як поодинокі клітини або нитки, схожі на протектори	Стригучий лишай, стопа спортсмена, тінея, кандидоз, гістоплазмоз
Найпростіші	Такі як лямблії лямблії	Одноклітинний організм з ядром	Малярія, діарея мандрівника, лямбліоз, трипаносомоз (сонна хвороба)

Що таке імунна система?

Імунна система є захисною системою господаря. Він включає багато біологічних структур - починаючи від окремих білих кров'яних тілець до цілих органів - а також багато складних біологічних процесів. Функція імунної системи полягає в захисті господаря від хвороботворних мікроорганізмів та інших причин захворювань, таких як пухлинні клітини. Щоб функціонувати належним чином, імунна система повинна вміти виявляти найрізноманітніші збудники. Він також повинен вміти відрізняти клітини патогенів від власних клітин господаря, а також відрізняти ракові або пошкоджені клітини господаря від здорових клітин. У людини та більшості інших хребетних імунна система складається з шаруватих захисних сил, які мають підвищену специфічність для конкретних патогенів або пухлинних клітин. Шаруваті захисні сили імунної системи людини зазвичай класифікуються на дві підсистеми, які називаються вродженою імунною системою та адаптивною імунною системою.

Вроджена імунна система

Будь-яке обговорення вродженої імунної відповіді зазвичай починається з фізичних бар'єрів, які перешкоджають проникненню патогенів в організм, знищують їх після того, як вони потрапляють, або вимивають їх, перш ніж вони зможуть утвердитися в гостинному середовищі м'яких тканин організму. Бар'єрні захисні сили є частиною найосновніших захисних механізмів організму. Бар'єрні захисні сили не є відповіддю на інфекції, але вони постійно працюють над захистом від широкого спектру патогенів.

Фагоцити - це швидкодіюча перша лінія імунологічного захисту організму від організмів, які порушили бар'єрні захисні сили і увійшли до вразливих тканин організму. Наприклад, певні лейкоцити (лейкоцити) поглинають і знищують збудників, з якими вони стикаються в процесі, званому фагоцитозом. Відповідь організму знову порушення збудника також називається Запаленням. Фагоцитоз і запалення будуть детально розглянуті в концепції вродженої імунної системи.

Адаптивна імунна система

Адаптивна імунна система активізується, якщо хвороботворні мікроорганізми успішно потрапляють в організм і встигають ухилятися від загальних захисних сил вродженої імунної системи. Адаптивна реакція специфічна для конкретного типу збудника, який вторгся в організм, або до ракових клітин. Для запуску конкретної атаки потрібно більше часу, але як тільки вона триває, її специфіка робить її дуже ефективною. Адаптивна реакція також зазвичай призводить до імунітету. Це стан резистентності до конкретного збудника через здатність адаптивної імунної системи «запам'ятовувати» збудника і негайно влаштувати сильний напад з урахуванням цього конкретного збудника, якщо він знову вторгнеться в майбутньому.

Самостійно проти не-самоврядування

Як вроджені, так і адаптивні імунні реакції залежать від здатності імунної системи розрізняти молекули себе і несамоврядування. Самомолекули - це ті складові організму організму, які імунною системою можна відрізнити від чужорідних речовин. Практично всі клітини організму мають поверхневі білки, які входять до складу комплексу, званого основним комплексом гістосумісності (MHC). Ці білки є одним із способів, яким імунна система розпізнає клітини організму як себе. Несамостійні білки, навпаки, визнані чужорідними, оскільки вони відрізняються від самобілків.

Антигени та антитіла

Багато несамоврядування молекул складають клас сполук, які називаються антигенами. Антигени, які зазвичай є білками, зв'язуються зі специфічними рецепторами клітин імунної системи і викликають адаптивну імунну відповідь. Деякі адаптивні клітини імунної системи (В-клітини) реагують на чужорідні антигени, виробляючи антитіла. Антитіло - це молекула, яка точно збігається і зв'язується з конкретним антигеном. Це може націлити антиген (і збудник, який його відображає) для знищення іншими імунними клітинами.

Антигени на поверхні патогенів - це те, як адаптивна імунна система розпізнає конкретні збудники. Специфічність антигену дозволяє генерувати відповіді з урахуванням конкретного збудника. Це також те, як адаптивна імунна система «запам'ятовує» того самого збудника в майбутньому.

Імунний нагляд

Ще одна важлива роль імунної системи полягає в виявленні та усуненні пухлинних клітин. Це називається імунним наглядом. Трансформовані клітини пухлин експресують антигени, які не зустрічаються на нормальних клітині організму. Основна реакція імунної системи на пухлинні клітини полягає в їх знищенні. Це здійснюється в першу чергу влучно названими кілерними Т-клітинами адаптивної імунної системи.

Лімфатична система

Лімфатична система - це система органів людини, яка є життєво важливою частиною адаптивної імунної системи. Він також є частиною серцево-судинної системи і відіграє головну роль у травній системі (див. Поняття Лімфатична система).

Характеристика: Біологія людини в новині

«Вони повинні будуть переписувати підручники!»

Така реакція на наукові відкриття, безсумнівно, приверне увагу ЗМІ, і це сталося. Це те, що Кевін Лі, нейробіолог з Університету Вірджинії, сказав у 2016 році, коли його колеги сказали йому, що вони виявили анатомічні структури людини, які ніколи раніше не були виявлені. Структури представляли собою крихітні лімфатичні судини в менінгеальних шарах, що оточують мозок.

Те, як ці лімфатичні судини могли залишитися непоміченими, коли всі системи людського організму були вивчені настільки повністю, дивно само по собі. Пропоновані наслідки відкриття однаково дивовижні:

Наявність цих лімфатичних судин означає, що мозок безпосередньо пов'язаний з периферичною імунною системою, імовірно дозволяючи тісний зв'язок між людським мозком і хвороботворними мікроорганізмами людини. Це говорить про абсолютно новий шлях, за допомогою якого люди та їх збудники могли впливати на еволюцію один одного. Дослідники припускають, що наші патогени, можливо, навіть вплинули на еволюцію нашої соціальної поведінки.
Дослідники вважають, що також буде багато медичних застосувань їх відкриття. Наприклад, недавно виявлені лімфатичні судини можуть відігравати головну роль при неврологічних захворюваннях, які мають імунний компонент, наприклад, розсіяний склероз. Відкриття також може вплинути на те, як лікуються такі умови, як розлади аутистичного спектру та шизофренія.

Рецензія

Що таке збудник?
Створіть призначення імунної системи.
Порівняйте і порівняйте вроджену і адаптивну імунну системи.
Поясніть, як імунна система відрізняє самомолекули від молекул, що не є самою.
Що таке антигени?
Визначити спостереження за пухлиною.
Коротко опишіть лімфатичну систему і її роль в імунній функції.
Визначте нейроімунну систему.
Що з перерахованого не є функцією імунної системи?
1. Захист організму від грибків
2. Захист організму від бактерій
3. Захист організму від ракових клітин
4. Жодне з перерахованих вище
Що означає, що імунна система не просто складається з органів?
Які загальні зв'язки між термінами лімфоцити, лейкоцити і лейкоцити?
Правда чи брехня. Фагоцитоз виникає у вродженій імунній системі.
Правда чи брехня. Основними білками комплексу гістосумісності є антитіла.
Правда чи брехня. Тільки адаптивна імунна відповідь вимагає вміння розрізняти себе і не-я.
Чому імунна система вважається «шаруватої?»

Дізнатися більше

https://bio.libretexts.org/link?16845#Explore_More

Вчені прогнозують, що ми можемо зіткнутися з антибіотичним апокаліпсисом, дізнайтеся більше тут:

Атрибуції

Паразит шистосоми Брюса Ветцеля та Гаррі Шефера, публічне надбання через NCI NIH
Сканування електронної мікрофотографії кишкової палички від NIAID, публічне надбання через Wikimedia Commons
Електронна мікрофотографія вірусу Герпесу Джорджа Берана, публічне надбання через Wikimedia Commons
Трихофітон Рубрум CDC/д-р Ліберо Аджелло, публічне надбання через Wikimedia Commons
Лямблії по Шмідті4112, CC BY 2.0 через Flickr
Текст адаптований з біології людини CK-12 ліцензований CC BY-NC 3.0
Деякий текст адаптований з 21.2 Бар'єрні захисні сили та вроджену імунну відповідь OpenStax ліцензованою CC BY 4.0.