Умблик
9 класс · углублённый
Биология · 9 класс · углублённый уровень
Биология · углублённый уровень · 9 класс · Урок 67

Органы иммунитета и толерантность: созревание клеток, аллергия, аутоиммунитет

Где образуются и обучаются лимфоциты? Почему иммунная система не должна атаковать свои ткани и как связаны с этим аллергия, иммунодефицит и пересадка органа?

Иммунная система

Федеральная программа · углублённый уровень · 9 класс

Иммунная система

Элементы программы, раскрываемые в этом уроке:

  • Красный костный мозг и тимус
  • Лимфатические узлы, селезёнка, миндалины, аппендикс и Пейеровы бляшки
  • Созревание B-клеток в костном мозге и дальнейшая периферическая дифференцировка
  • Положительная и отрицательная селекция T-клеток в тимусе
  • Толерантность и её нарушения
  • Микробиота и иммунное развитие без чрезмерных обещаний
  • Аллергия и другие реакции гиперчувствительности
  • Иммунодефицит и аутоиммунные заболевания
  • Основы отторжения трансплантата
Защита организма: барьер, врождённый и адаптивный ответКожа и слизистыеВрождённый ответАдаптивный ответпрепятствие проникновениюбыстрое распознаваниеспецифичность и памятьОтветы перекрываются и взаимодействуют; схема не означает, что этапы всегда идут строго по очереди.
Костный мозг и тимус — центральные органы развития лимфоцитов; лимфатические узлы, селезёнка и слизистые ткани — места встреч с антигенами и иммунных ответов.

Как это устроено

Кроветворные предшественники возникают в костном мозге. B-клетки проходят там важные этапы развития и проверки рецепторов; T-клеточные предшественники направляются в тимус, где созревают T-клетки. ФРП упоминает роль периферических органов в созревании B-клеток, но нужно различать начальное развитие в костном мозге и дальнейшие антиген-зависимые этапы дифференцировки в узлах и других периферических тканях. Нельзя утверждать, что B-клетка впервые «рождается» в лимфатическом узле. Часть B-клеток после контакта с антигеном образует клетки памяти или антитело-секретирующие клетки.

В тимусе положительная селекция помогает оставить T-клетки, способные взаимодействовать с собственными молекулами представления; отрицательная ограничивает выход клеток с опасно сильной реакцией на некоторые собственные структуры. Это не безошибочный фильтр: толерантность поддерживается и вне тимуса, а аутоиммунные заболевания могут возникать при нарушениях разных уровней контроля. B-клетки тоже проходят механизмы контроля реактивности к собственным антигенам, но переносить на них буквально те же стадии тимусной селекции неправильно.

Лимфатические узлы обрабатывают информацию, поступающую с лимфой из тканей; селезёнка связана прежде всего с кровью; миндалины, Пейеровы бляшки и лимфоидная ткань аппендикса находятся около входных поверхностей слизистых. Ни один узел не является только «фильтром микробов»: важны взаимодействия между антигеном, представляющими клетками и лимфоцитами. Микробиота влияет на развитие и работу слизистой иммунной системы, но её состав очень разнообразен. Рекламное обещание, что один продукт «поднимет иммунитет всем», не следует из этих знаний.

Аллергия — не признак «слишком сильного иммунитета вообще»: это определённый тип нежелательной реакции, иногда опасной. Иммунодефицит связан с недостаточностью или нарушением защиты, а аутоиммунное заболевание — с реакцией против собственных тканей; эти состояния имеют разные механизмы и могут сочетаться сложнее, чем три клетки таблицы. При трансплантации иммунная система может распознать различия тканей, поэтому совместимость и лекарства подбирают специалисты, уравновешивая риск отторжения и инфекций. При тяжёлой внезапной аллергической реакции нужна экстренная помощь, а не школьная самостоятельная проверка аллергенов.

Словарь урока

Каждое понятие — с примером

Красный костный мозг

Ткань внутри некоторых костей, в которой у человека образуются клетки крови и происходят важные этапы развития B-лимфоцитов.

Пример: Предшественники B-клеток получают свои рецепторы и проходят ранние проверки в костном мозге.

Тимус

Центральный лимфоидный орган, где развиваются и отбираются T-лимфоциты из пришедших клеток-предшественников.

Пример: В тимусе многие T-клетки удаляются или меняют путь развития при проверках их рецепторов.

Лимфатический узел

Периферический лимфоидный орган на пути лимфы, где иммунные клетки встречаются с поступившими из тканей антигенами.

Пример: Дендритная клетка может принести антиген в узел и взаимодействовать там с T-клеткой.

Селезёнка

Орган кровеносной и иммунной систем, участвующий в контроле кровяных клеток и ответах на некоторые антигены крови.

Пример: Селезёнка помогает удалять старые клетки крови и участвует в защите от ряда микроорганизмов.

Миндалина

Скопление лимфоидной ткани в области глотки, участвующее в контакте иммунных клеток с веществами, поступающими через дыхательные и пищеварительные пути.

Пример: Нёбные миндалины расположены на входе в глотку и относятся к периферической иммунной ткани.

Пейеровы бляшки

Организованные участки лимфоидной ткани преимущественно в подвздошной кишке, участвующие в иммунном наблюдении слизистой оболочки кишечника.

Пример: В кишечнике лимфоидные клетки встречаются с веществами содержимого через особые участки слизистой.

Аппендикс

Червеобразный отросток слепой кишки с лимфоидной тканью, участвующий в иммунных взаимодействиях кишечника, но не являющийся главным органом иммунитета.

Пример: Наличие иммунной ткани не означает, что воспалённый аппендикс можно лечить школьными методами.

Положительная селекция T-клеток

Этап отбора в тимусе, при котором сохраняются развивающиеся T-клетки, способные распознавать собственные молекулы представления антигена в подходящем контексте.

Пример: Клетка с рецептором, не способным работать с молекулами представления, обычно не становится обычной зрелой T-клеткой.

Отрицательная селекция T-клеток

Механизм ограничения сильной реактивности развивающихся T-клеток к собственным структурам в тимусе с удалением части таких клеток или иным изменением их судьбы.

Пример: Тимус помогает уменьшить выход клеток, которые могли бы опасно реагировать на собственные ткани.

Иммунная толерантность

Совокупность механизмов, ограничивающих нежелательный иммунный ответ на собственные или безвредные структуры при сохранении защитных функций.

Пример: Регуляторные клетки и ранняя селекция снижают вероятность атаки собственных тканей.

Микробиота

Сообщество микроорганизмов, обитающих на поверхностях и внутри организма в определённых местах и взаимодействующих с его клетками.

Пример: Микроорганизмы кишечника влияют на местную иммунную среду, но один «хороший микроб» не гарантирует здоровье.

Аллергия

Разновидность иммунной гиперчувствительности к обычно безвредному для большинства людей веществу, с различными механизмами и проявлениями.

Пример: У человека с определённой аллергией контакт с пыльцой может вызвать симптомы, а у другого — нет.

Иммунодефицит

Состояние со сниженной или нарушенной функцией одного или нескольких компонентов иммунной защиты, наследственное либо приобретённое.

Пример: Повторяющиеся инфекции могут иметь разные причины, и только специалист оценивает необходимость исследования иммунитета.

Аутоиммунное заболевание

Заболевание, при котором иммунные механизмы участвуют в повреждении собственных тканей организма из-за нарушения контроля реакции.

Пример: Некоторые формы диабета 1-го типа связаны с иммунным разрушением бета-клеток поджелудочной железы.

Трансплантат

Пересаженный орган, ткань или клетки, которые могут распознаваться иммунной системой получателя как отличающиеся от собственных.

Пример: После пересадки органа специалисты контролируют признаки его функции и возможную иммунную реакцию.

Отторжение трансплантата

Иммунное повреждение пересаженной ткани при распознавании её признаков получателем; его риск зависит от совместимости и лечения.

Пример: Препараты против отторжения могут снижать иммунный ответ, но повышать риск некоторых инфекций.

Пример по шагам

На плакате написано: «B-клетки созревают только в лимфоузле, T-клетки — в селезёнке». Исправьте карту развития и объясните роль узла.

  1. Раннее развитие B-клеток связано с костным мозгом; T-клетки развиваются и проходят отбор в тимусе.
  2. В лимфатическом узле зрелые клетки встречаются с антигенами, активируются и могут проходить дальнейшую дифференцировку.
  3. Селезёнка участвует в ответах на антигены крови и не заменяет тимус как основной орган созревания T-клеток.

Вывод: Начальное развитие клетки и её последующий ответ на антиген происходят на разных этапах и в разных органах.

Практическая работа

Маршрут лимфоцитов и места иммунного ответа

  1. На контурной схеме отметьте костный мозг, тимус, селезёнку, лимфоузлы, миндалины, кишечную лимфоидную ткань и подпишите их роли.
  2. Проведите маршрут B-клетки от раннего развития к антиген-зависимому ответу и отдельно маршрут T-клеточного предшественника через тимус.
  3. Для вымышленных карточек «аллергия», «иммунодефицит», «аутоиммунное заболевание» опишите различие механизма без постановки диагноза человеку.

Что можно заключить: Разные органы обеспечивают развитие, отбор и встречи иммунных клеток с антигенами; это не единый безошибочный фильтр.

Безопасность: Не тестируйте людей на аллергены, не собирайте сведения о диагнозах одноклассников и не предлагайте лекарственные способы изменения иммунитета.

Попробуйте сами

Запишите своё решение, затем сравните его с разбором. Развёрнутые ответы автоматически не оцениваются.

Открываем задания…

Сверка содержания

Раздел и элементы содержания сверены с федеральной программой. Текст и учебные схемы созданы для Умблика; схема не передаёт реальные размеры.