Иммунитет и группы крови - Учебное пособие по биологии для учеников 8 класса

Иммунитет и группы крови

ИММУНИТЕТ.  Человек постоянно встречается с многочисленными вирусами и болезнетворными микроорганизмами – бактериями. Они всюду: в воде, почве, воздухе, на листьях растений, шерсти животных. С пылью, капельками влаги при дыхании, с пищей, водой они легко могут попасть в наш организм. Но человек при этом не обязательно заболевает. Почему?

В нашем организме есть особые механизмы, препятствующие проникновению в него микробов и развитию инфекции. Так, слизистые оболочки выполняют роль барьера, через который способны проникать не все микробы. Микроорганизмы распознаются и уничтожаются лимфоцитами, а также лейкоцитами и макрофагами (клетками соединительной ткани). Большую роль в борьбе с инфекциями играют антитела. Это особые белковые соединения (иммуноглобулины), образующиеся в организме при попадании в него чужеродных веществ. Антитела выделяют лимфоциты. Антитела обезвреживают, нейтрализуют болезнетворные бактерии и вирусы.

В отличие от фагоцитов, действие антител специфично, т. е. они действуют только на те чужеродные вещества, которые послужили причиной их образования.

Иммунитет  – это невосприимчивость организма к инфекционным заболеваниям. Он бывает нескольких видов. Естественный иммунитет  вырабатывается в результате перенесённых болезней или передаётся детям от родителей по наследству (такой иммунитет называют врождённым). Искусственный (приобретённый) иммунитет  возникает в результате введения в организм готовых антител. Это происходит, когда заболевшему человеку вводят сыворотку  крови переболевших людей или животных. Можно получить искусственный иммунитет и при введении вакцин  – культур ослабленных микробов. В этом случае организм активно участвует в выработке собственных антител. Такой иммунитет остаётся на долгие годы.

Э. Дженнер за работой

Английский сельский врач Э. Дженнер (1749–1823) обратил внимание на опасное заболевание – оспу, эпидемии которой в те времена опустошали целые города. Он заметил, что доярки болеют оспой значительно реже, а если и болеют, то в лёгкой форме. Он решил выяснить, почему это происходит. Оказалось, что многие доярки во время работы заражаются и болеют коровьей оспой, которую люди переносят легко. И Дженнер решился на смелый опыт: он втёр в ранку восьмилетнему мальчику жидкость из гнойника на коровьем вымени, т. е. сделал первую в мире прививку – привил ему коровью оспу. Через полтора месяца он заразил ребёнка натуральной оспой, и мальчик не заболел: у него выработался иммунитет к оспе.

Постепенно оспопрививание стало применяться в большинстве стран мира, и страшная болезнь была побеждена.

НАРУШЕНИЯ РАБОТЫ ИММУННОЙ СИСТЕМЫ.  Иногда иммунная система человека начинает работать неправильно: или она недостаточно активна, и тогда говорят о возникновении иммунодефицита,  либо, напротив, работает слишком интенсивно, что приводит к повреждению организма (аутоиммунные  и аллергические реакции ).

Иммунодефициты, как правило, возникают в результате общего ослабления здоровья человека (неправильный образ жизни, переутомление, стресс, старение). Гораздо более тяжёлую форму имеют врождённые и инфекционные иммунодефициты. Среди последних особенно опасен СПИД (синдром приобретённого иммунодефицита), вызванный вирусом, поражающим лимфоциты (ВИЧ).

При аутоиммунных заболеваниях организм реагирует на собственные молекулы, как на чужеродные вещества. При этом может происходить повреждение суставов, нервной системы, различных эндокринных желёз. Для лечения используют препараты, подавляющие иммунитет. Сходная проблема возникает и при пересадке органов, клетки которых иммунная система нередко принимает за чужеродные. Для предотвращения отторжения стараются подбирать донора, на молекулярном уровне максимально сходного с пациентом.

Аллергия – это повышенная чувствительность организма к некоторым веществам. Обычно иммунная система безошибочно отличает безобидные вещества от опасных белков, вызывающих какие‑либо заболевания, и не реагирует на них. Однако у аллергиков на безвредный чужеродный белок начинают вырабатываться антитела, и развивается аллергическая реакция. Возникают покраснение кожи, зуд, насморк, кашель, повышенная слезоточивость. Иногда реакция столь сильна, что может представлять опасность для жизни. Приступ бронхиальной астмы, анафилактический шок, отёк Квинке могут привести к гибели.

Аллергенами – веществами, вызывающими аллергические реакции, могут быть шерсть животных, лекарства, домашняя пыль, яды насекомых, некоторые продукты питания, цветочная пыльца. Людям, склонным к аллергии, следует избегать контактов с возможными аллергенами. При пищевой аллергии следует соблюдать строгую диету.

ПЕРЕЛИВАНИЕ КРОВИ.  Учение о переливании крови ведёт своё начало от работ У. Гарвея, открывшего законы кровообращения. Опыты по переливанию крови животным начались ещё в 1638 г., а в 1667 г. было проведено первое успешное переливание крови животного – ягнёнка – юноше, который погибал от многократных кровопусканий – модного тогда метода лечения. Естественно, у человека возникли тяжёлые осложнения, но, что самое удивительное, пациент их перенёс и выздоровел. Но первое переливание случайно оказалось удачным. В результате следующих попыток переливания крови больные погибали. После этого опыты по переливанию крови человеку прекратились почти на целое столетие.

Неудачи наводили на мысль о том, что человеку можно переливать только кровь человека. Впервые переливание крови от человека к человеку осуществил в 1819 г. английский акушер Дж. Бланделл. В России первое успешное переливание крови от человека к человеку произвёл Г. Вольф (1832). Он спас женщину, умиравшую после родов от маточного кровотечения. Научно обоснованное переливание крови стало возможным лишь после создания учения об иммунитете (И. И. Мечников, П. Эрлих) и открытия групп крови австрийским учёным К. Ландштейнером, за что в 1930 г. он был удостоен Нобелевской премии.

ГРУППЫ КРОВИ ЧЕЛОВЕКА.  Представление о группах крови сформировалось на рубеже XIX–XX вв. В 1901 г. австрийский исследователь К. Ландштейнер исследовал проблему совместимости крови при переливании. Смешивая в опыте эритроциты с сывороткой крови, он обнаружил, что при одних сочетаниях сыворотки и эритроцитов наблюдается агглютинация  (склеивание) эритроцитов, при других – нет. Процесс агглютинации возникает в результате взаимодействия определённых белков: присутствующих в эритроцитах антигенов – агглютиногенов  и содержащихся в плазме антител – агглютининов.  При дальнейшем изучении крови выяснилось, что главными агглютиногенами эритроцитов оказались два агглютиногена, которые были названы А и В, а в плазме крови – агглютинины α и β. В зависимости от сочетания в крови тех и других различают четыре группы крови.

Попытка переливания крови животного человеку в Средние века

Переливание крови от человека к человеку в XIX в.

Современная станция переливания крови

Как было установлено К. Ландштейнером и Я. Янским, в эритроцитах крови одних людей совсем нет агглютиногенов, но в плазме имеются агглютинины α и β (группа I), в крови других содержатся только агглютиноген А и агглютинин β (группа II), у третьих – только агглютиноген В и агглютинин α (группа III), эритроциты четвёртых содержат агглютиногены А и В, не имеют агглютининов (группа IV).

Если при переливании группы крови донора  и больного (реципиента ) подобраны неправильно, то для реципиента создаётся угроза. Попав в организм больного, эритроциты склеиваются, что приводит к свёртыванию крови, закупорке сосудов и гибели человека.

РЕЗУС‑ФАКТОР.  Резус‑фактор – особый белок – агглютиноген, содержащийся в крови людей и обезьян – макак‑резусов (отсюда и название), обнаружен в 1940 г. Оказалось, что у 85 % людей в крови содержится этот агглютиноген, их называют резус‑положительными  (Rh+), а у 15 % людей в крови нет этого белка, их называют резус‑отрицательными  (Rh‑). После переливания резус‑положительной крови резус‑отрицательному человеку в крови у последнего на чужеродный белок вырабатываются специфические антитела. Поэтому повторное введение этому же человеку резус‑положительной крови может вызвать у него агглютинацию эритроцитов и тяжёлое шоковое состояние.

Распределение групп крови у населения России

• Проблема переливания крови возникла очень давно. Ещё древние греки пытались спасти истекающих кровью раненых воинов, давая им пить тёплую кровь животных. Но большой пользы это принести не могло.

• Особые проблемы, связанные с резус‑фактором, возникают при беременности. Как и все факторы, определяющие группы крови, резус‑фактор передаётся по наследству. Если у жены резус‑фактор отрицательный, а у мужа положительный, то ребёнок может унаследовать от отца положительный резус‑фактор. И довольно часто случается так, что резус‑отрицательная женщина вынашивает резус‑положительный плод. Если эритроциты эмбриона с чужеродным для матери резус‑белком попадут в кровь матери, то её иммунная система будет вырабатывать антитела к резус‑белку и уничтожать эритроциты плода. Это может привести к целому ряду неблагоприятных последствий.

• Свёртывание крови – важнейшая защитная реакция организма, предохраняющая его от кровопотери. Кровотечение возникает чаще всего при механическом разрушении кровеносных сосудов. Для взрослого мужчины условно‑смертельной считается кровопотеря приблизительно 1,5–2,0 л. Женщины же могут переносить потерю даже 2,5 л крови.

• Одно из самых распространённых заболеваний крови – малокровие , или анемия . Причина анемии – нарушение системы доставки кислорода в органы и ткани. Оно может быть результатом нехватки эритроцитов или их аномалии. Ещё одна причина анемии – сниженное количество гемоглобина – переносчика кислорода. Анемичный человек выглядит бледным, усталым, ему трудно выполнять даже элементарную работу. Оно и понятно, ведь подавляющая часть энергии, используемой человеком, выделяется в процессе окисления органических веществ с участием кислорода. При анемии ткани получают слишком мало этого окислителя, а если нет кислорода – нет и энергии.

Кровь здорового человека

Кровь человека, больного анемией

Чаще всего анемия возникает из‑за нехватки в организме железа, являющегося важнейшим компонентом гемоглобина. Если железа мало, то в красном костном мозге вырабатывается меньше, чем нужно, эритроцитов. Такая анемия называется железодефицитной. В печени есть небольшой запас железа, но тем не менее этот элемент необходимо постоянно получать с пищей.

Железа много в морепродуктах, мясных продуктах, гречке, фасоли, яблоках, капусте. Так что здоровому человеку вполне достаточно того железа, которое он получает с обычной пищей.

• Гемофилия  – тяжёлое наследственное заболевание, вызванное мутацией в Х‑хромосоме. У женщин этих хромосом две, и вероятность заболевания практически сводится к нулю. А вот у мужчин – только одна Х‑хромосома, а вторая половая хромосома – Y – неидентична Х‑хромосоме и не может компенсировать дефект в Х‑хромосоме. Таким образом, носительницами гемофилии являются женщины, а болеют ею мужчины, получая дефектную Х‑хромосому от матери.

При гемофилии в сложной цепочке реакций образования сгустка крови отсутствует одно из важных белковых веществ, поэтому кровь при повреждении сосудов не свёртывается.

• Самое известное заболевание, непосредственно связанное с кровью, – это СПИД. В начале 80‑х гг. XX в. было отмечено быстрое увеличение числа людей с новым загадочным заболеванием.

Больные теряли способность сопротивляться инфекциям, их иммунитет стремительно ослабевал, они погибали от различных болезней, чаще всего от особой формы воспаления лёгких или редкой разновидности рака. Заболевание явно не передавалось по наследству и чаще всего встречалось или у наркоманов, или у мужчин‑гомосексуалистов. Реже это страшное заболевание развивалось у людей, которым переливали чужую кровь.

Через некоторое время выяснилось, что возбудителем этого недуга является вирус, который уже был известен учёным и носил название вируса иммунодефицита человека (ВИЧ). Размножаясь в лимфоцитах крови, вирусы проникают в здоровые клетки, и процесс распространяется дальше. В результате иммунитет больного неуклонно снижается. Через несколько недель, а иногда и несколько лет после заражения начинают появляться симптомы ВИЧ‑инфекции, т. е. у человека развивается СПИД. Больной быстро худеет, у него увеличиваются лимфатические узлы, появляется сильная утомляемость, колеблется температура тела. Затем его начинают преследовать различные инфекции и онкологические заболевания.

К счастью для людей, вне организма человека ВИЧ практически мгновенно погибает. Этот вирус не распространяется при чихании, кашле и поцелуях, через воду, при рукопожатии, пользовании одной тарелкой и ложкой. Неизвестны случаи передачи вируса от человека к человеку при укусе комара или блохи. Считается, что для заражения ВИЧ необходим контакт с кровью, спермой, спинномозговой жидкостью или грудным молоком больного, причём этот контакт должен происходить в теле инфицируемого. В основном ВИЧ передаётся при инъекции иглой, в которой осталась инфицированная ВИЧ кровь, при переливании такой крови, от инфицированной матери младенцу через кровь или молоко, при любых половых контактах. В последнем случае вероятность заражения, естественно, возрастает в тех случаях, когда слизистая или кожа в месте контакта повреждена.

Вирус иммунодефицита человека на поверхности поражённой клетки

Проверьте свои знания

1. Что такое иммунитет?

2. Какие клетки и вещества защищают организм от болезнетворных микроорганизмов и чужеродных веществ?

3. Составьте схему «Виды иммунитета».

4. Каким образом приобретается иммунитет?

5. Искусственный иммунитет формируют путём введения сыворотки или вакцины. В чём разница между ними?

6. Как связаны между собой понятия «вакцина» и «прививка»?

7. Кто сделал первую прививку?

8. Что объединяет такие явления, как иммунодефицит, аутоиммунные заболевания и аллергические реакции?

9. Вследствие чего может возникнуть иммунодефицит?

10. Расшифруйте аббревиатуру СПИД. Почему неправильно говорить «сдавать анализ крови на СПИД»?

11. В каких случаях человек попадает в группу риска заражения ВИЧ‑инфекцией? Как свести к минимуму возможность заражения?

12. В чем суть аутоиммунной реакции? Приведите примеры аутоиммунных заболеваний.

13. Дайте определение понятия «аллергия». В чём она может выражаться?

14. Что следует делать человеку при подозрении на аллергическую реакцию?

15. В каких случаях делают переливание крови? Какие осложнения возможны при его осуществлении? Чем они могут быть вызваны?

16. Какие группы крови существуют? На каком основании их выделяют?

17. Кого при переливании крови называют донором; реципиентом?

18. Зачем нужно знать свою группу крови?

19. Проанализируйте схему. Сделайте вывод, кровь каких групп совместима, а каких – нет.

20. Что такое резус‑фактор? Каких людей на Земле больше – резус‑положительных или резус‑отрицательных?

21. Докажите, что несовместимость групп крови и резус‑фактора является частным случаем иммунной реакции организма.

Проникновению в организм микробов препятствуют наружные оболочки нашего тела. Попавшие в организм микробы уничтожаются фагоцитами. Иммунитет – невосприимчивость организма к инфекционным заболеваниям. Различают естественный и искусственный иммунитет. По наличию или отсутствию в крови человека определённых антигенов и антител выделяют четыре группы крови. В зависимости от присутствия в эритроцитах антигена под названием «резус‑фактор» людей делят на резус‑положительных и резус‑отрицательных.