Dwa systemy obrony: odporność nieswoista i swoista

📘 W podręczniku biologii dla klasy 7: mechanizmy odporności wrodzonej działają natychmiast po wtargnięciu czynnika chorobotwórczego do tkanek, a odporność nabyta rozwija się od kilku dni do kilku tygodni.

📘 W podręczniku biologii dla klasy 7: tę samą obronę podzielono na trzy linie. I — skóra, błony śluzowe, substancje bakteriobójcze w ślinie i łzach, kaszel, kichanie, wymioty, biegunka. II — makrofagi i substancje wzmacniające reakcję obronną. III — limfocyty T i B. Linie I i II to odporność wrodzona, linia III — nabyta.

Odpowiedź komórkowa (T) vs humoralna (B)

Przebieg według materiału kuratorium: makrofag pochłania patogen i pokazuje jego antygeny limfocytom T. Limfocyty T uczą się rozpoznawać wroga, dzielą się i niszczą zainfekowane komórki. Limfocyt B łączy się z patogenem, dzieli się i wytwarza przeciwciała. Przeciwciała unieszkodliwiają patogen; otaczają też wroga, a to sygnał dla makrofagów, żeby go zniszczyć. Zostają komórki pamięci (szybsza reakcja przy ponownym kontakcie).

📘 W podręczniku biologii dla klasy 7: makrofagi informują o zakażeniu inne krwinki białe. Limfocyty T rozpoznają i zapamiętują obce antygeny i przekazują informację o zagrożeniu innym krwinkom białym. Limfocyty B wytwarzają przeciwciała po otrzymaniu informacji, jakie antygeny wtargnęły do organizmu. Przeciwciała łączą się z antygenem i go unieszkodliwiają. W skrócie: makrofag → limfocyt T → limfocyt B → przeciwciała.

Narządy układu odpornościowego

4 rodzaje odporności swoistej — tabela do zapamiętania

Kryterium 1 — kto zrobił przeciwciała: CZYNNA = organizm sam (wolno, ale długo, z pamięcią) · BIERNA = gotowe z zewnątrz (od razu, ale krótko, bez pamięci). Kryterium 2: NATURALNA (bez lekarza) vs SZTUCZNA (podana celowo).

4 kotwice: przechorowanie → czynna naturalna · szczepionka → czynna sztuczna · mleko/łożysko → bierna naturalna · surowica → bierna sztuczna.

Surowica a szczepionka — porównanie

Konflikt serologiczny (czynnik Rh)

Krew osób, u których występuje czynnik Rh, określamy jako Rh+, a osób, które go nie mają — Rh−. Do konfliktu może dojść w jednej sytuacji: przyszła matka ma krew Rh−, a dziecko odziedziczyło po ojcu krew Rh+.

Alergia — gdy odporność reaguje za mocno

Do tej pory chodziło o to, że układ odpornościowy zwalcza patogeny. Bywa jednak odwrotnie: czasami reaguje nadmiernie na substancje nieszkodliwe dla zdrowych osób. Taką reakcję nazywamy alergią (uczuleniem), a substancje, które ją wywołują — alergenami.

Ważny mechanizm: pierwszy kontakt z alergenem nie daje jeszcze objawów — powoduje tylko wytworzenie przeciwciał skierowanych przeciwko niemu. Objawy choroby alergicznej rozwijają się dopiero przy ponownym kontakcie. To, jak wyglądają, zależy od drogi, którą alergen wnika do organizmu, i od tkanek, w których wywołuje reakcję. Stąd podział alergii:

Katar sienny trudno rozpoznać, bo jego objawy przypominają przeziębienie. Astma to choroba przewlekła, trudna i długo lecząca się: chory ma znaczne trudności w oddychaniu, silny kaszel i napady duszności, bo w jego oskrzelach trwa stan zapalny powodujący obrzęk i skurcz dróg oddechowych.

Najgroźniejsza postać: wstrząs anafilaktyczny — gdy alergen dostanie się do krwiobiegu, może wywołać gwałtowną reakcję odpornościową w całym organizmie, z obrzękiem dróg oddechowych i spadkiem ciśnienia krwi. Jest niebezpieczna dla życia. Alergię rozpoznaje się testami alergicznymi, najczęściej skórnymi: krople z alergenami nanosi się na przedramiona lub plecy i nakłuwa skórę, a po 15–20 min sprawdza, czy pojawiło się zaczerwienienie lub bąbel.

Witaminy a odporność — i skąd bierze się „kurza ślepota”

Witaminy łatwo pomylić, np. w zdaniu „niedobór witaminy C powoduje kurzą ślepotę” (to fałsz). Żeby takie zdanie rozstrzygnąć, wystarczy pamiętać, co powoduje niedobór której witaminy:

Skrót do zapamiętania: kurza ślepota → witamina A. Witamina C też jest ważna dla odporności, ale jej niedobór daje szkorbut, nie kłopoty z widzeniem o zmierzchu.

Co dodaje materiał wskazany przez kuratorium

Materiał zaczyna od zadania układu odpornościowego: ma on odróżniać wroga od własnych komórek organizmu. Służą do tego antygeny — unikalne białka na powierzchni komórek, działające jak karty identyfikacyjne. Schemat w materiale wymienia czynniki, na które układ reaguje: bakterie, wirusy, grzyby, pasożyty, obce białka, toksyny (mogą je wytwarzać bakterie, grzyby, rośliny i zwierzęta) oraz skażenia chemiczne.

Materiał przypomina też, że limfa to przesącz krwi zawierający dużo leukocytów (białych ciałek krwi), naczynia limfatyczne mają budowę podobną do żył, a komórki odporności powstają w narządach układu limfatycznego. Na jego ilustracji limfocyty powstają w szpiku kostnym, z grasicy wychodzi limfocyt T, a razem z krwią limfocyty docierają do węzłów chłonnych. Ciekawostka: układ odpornościowy kobiet reaguje na czynniki chorobotwórcze silniej niż układ odpornościowy mężczyzn i wytwarza więcej cząsteczek zwalczających infekcje — m.in. tym tłumaczy się, że kobiety statystycznie żyją o kilka lat dłużej od mężczyzn.

Na planszy materiału (sylwetka człowieka) zaznaczono, co chroni poszczególne części ciała:

• łój — nie pozwala wnikać drobnoustrojom i ogranicza rozwój bakterii i grzybów;
• łzy z zawartymi w nich enzymami — czyszczą gałkę oczną; woskowina — hamuje rozwój bakterii w uchu;
• nabłonek orzęsiony w drogach oddechowych — usuwa z nich drobnoustroje i zanieczyszczenia; skóra — bariera fizyczna;
• kwaśny odczyn potu na skórze — ogranicza rozwój chorobotwórczych mikroorganizmów; kwas solny w żołądku — likwiduje większość drobnoustrojów połkniętych z pokarmem;
• białka nasienia oraz kwaśny odczyn w żeńskich drogach rodnych — hamują rozwój bakterii; zasklepianie się ran — odcina drobnoustrojom drogę do wnętrza ciała.

Kwas solny wydzielany przez komórki ścian żołądka tworzy silnie kwaśny odczyn (pH 2), w którym ginie większość bakterii, które trafiły do przewodu pokarmowego z jedzeniem. Nie radzi sobie jednak z bakterią Helicobacter pylori, odpowiedzialną za powstawanie wrzodów żołądka: wytwarza ona enzym zobojętniający kwas żołądkowy. Materiał proponuje też doświadczenie: zamocz papierki do określania pH w płynach do mycia ciała i w roztworach różnych mydeł, zapisz wyniki. Część takich środków ma odczyn zasadowy — usuwa brud ze skóry, ale zmienia jej pH, a to ułatwia rozwój chorobotwórczych drobnoustrojów.

Gorączka to również obrona: leukocyty wydzielają substancje, które podnoszą temperaturę ciała powyżej normy, i w ten sposób tworzą bakteriom złe warunki do rozwoju. Bardzo wysoka gorączka jest jednak zabójcza także dla samego organizmu. Stan zapalny — przykład ze skaleczenia: do rany dostają się bakterie i mają tam dobre warunki do namnażania. Makrofagi odnajdują ranę, pożerają bakterie, a potem same się rozpadają i uwalniają enzymy rozkładające białka. Okolica rany robi się zaczerwieniona, opuchnięta i bolesna; pod wpływem tych enzymów uszkodzone i martwe komórki zostają strawione, a rana wypełnia się ropą.

Odporność swoista według materiału. Udział biorą w niej przeciwciała, limfocyty B i T oraz makrofagi. Makrofagi pochłaniają czynnik chorobotwórczy i prezentują limfocytom jego antygeny. Limfocyty B wytwarzają przeciwciała pasujące do antygenów jak klucz do zamka; gdy organizm styka się z obcą substancją, przeciwciał przybywa. Przeciwciała otaczają rozpoznanego wroga — to sygnał dla makrofagów, żeby go zniszczyć. Limfocyty T niszczą m.in. komórki własnego organizmu: wadliwie zbudowane albo zainfekowane wirusami. Po pierwszym kontakcie z antygenem zostają limfocyty T i B, które zapamiętały jego obraz — komórki pamięci; przy kolejnej infekcji szybko się namnażają, wytwarzają przeciwciała i nie pozwalają infekcji się rozwinąć.

Czas reakcji na planszach materiału: pierwsza bariera — nabłonki (na rysunku nabłonek wielowarstwowy płaski i nabłonek migawkowy) — reaguje do 12 godzin; druga bariera działa w kilka dni od zakażenia: limfocyt B łączy się z czynnikiem chorobotwórczym, limfocyty dzielą się, żeby było ich więcej, a wytworzone przez nie przeciwciała unieszkodliwiają patogen; makrofag pokazuje antygeny patogenu limfocytowi T, który uczy się rozpoznawać wroga — limfocyty T się dzielą i są gotowe niszczyć zainfekowane komórki.

Wykres zachorowań na odrę z lat 1975–2010 w materiale pokazuje zależność: im większy odsetek zaszczepionych, tym mniej zachorowań.

Przeciwciała matki (odporność bierna naturalna) dziecko dostaje przez łożysko i z mlekiem przy karmieniu piersią. Według materiału zaczynają się pojawiać we krwi płodu w 3. miesiącu życia płodowego; mniej więcej w 3. miesiącu po urodzeniu przeciwciał własnych i matczynych jest w jego krwi podobnie dużo, a około 9. miesiąca krążą w niej już prawie tylko te, które wytworzył jego własny układ odpornościowy.

Surowica według materiału: podaje się ją np. po zakażeniu szczególnie niebezpieczną chorobą; pochodzi z krwi zwierząt, które tę chorobę przebyły, i zawiera gotowe przeciwciała, od razu zdolne zwalczać antygeny (sztuczna odporność bierna). Słowniczek materiału określa ją jako osocze pozbawione czynników krzepnięcia (w tym fibrynogenu) i płytek krwi, z przeciwciałami przeciw ściśle określonym antygenom.

Transplantacje.

• Transplantacja (przeszczep) to przeniesienie komórek, tkanek lub narządów z organizmu dawcy do organizmu biorcy, żeby ratować jego zdrowie lub życie — np. u osób chorych i ofiar wypadków.
• Układ odpornościowy umie rozpoznać, zapamiętać i odróżnić komórki własne od innych — przy przeszczepie ta umiejętność może zaszkodzić. Przyjęcie się przeszczepu zależy od zgodności antygenów na komórkach dawcy i biorcy: im większa zgodność, tym większa szansa. Zgodność jest stuprocentowa przy autoprzeszczepie (np. zdrowy fragment skóry przeniesiony na uszkodzone miejsce u tej samej osoby); przeszczepy między bliźniętami jednojajowymi, które mają takie same antygeny, na ogół się udają; im dalsze pokrewieństwo dawcy i biorcy, tym większe ryzyko odrzucenia.
• Najwięcej narządów do przeszczepu pochodzi od osób zmarłych. Według polskiego prawa osoba, u której lekarze stwierdzili zgon, jest potencjalnym dawcą, jeśli wcześniej nie wyraziła pisemnego sprzeciwu — w Centralnym Rejestrze Sprzeciwów (działa w Centrum Organizacyjno-Koordynacyjnym do Spraw Transplantacji) albo w pisemnym oświadczeniu złożonym przy świadkach.
• W praktyce lekarze rozmawiają z rodziną zmarłego i gdy rodzina się nie zgadza, szanują jej wolę i odstępują od pobrania — przez to wielu chorym nie da się uratować życia ani pomóc wrócić do zdrowia. Decyzję rodziny i lekarzy może ułatwić wypełnione oświadczenie woli noszone przy sobie; według polskiego prawa o sobie decyduje osoba, która ukończyła 18 lat.
• Po przeszczepie biorca dostaje leki, które znacznie osłabiają reakcje odpornościowe — zwiększają szansę, że przeszczep się przyjmie, ale też podatność na choroby zakaźne; czasem trzeba je brać przez całe życie.