1.1 & 1.2 ΠΑΡΑΓΟΝΤΕΣ ΠΟΥ ΕΠΗΡΕΑΖΟΥΝ ΤΗΝ ΥΓΕΙΑ ΤΟΥ ΑΝΘΡΩΠΟΥ & ΜΙΚΡΟΟΡΓΑΝΙΣΜΟΙ

Transcript

1 1.1 & 1.2 ΠΑΡΑΓΟΝΤΕΣ ΠΟΥ ΕΠΗΡΕΑΖΟΥΝ ΤΗΝ ΥΓΕΙΑ ΤΟΥ ΑΝΘΡΩΠΟΥ & ΜΙΚΡΟΟΡΓΑΝΙΣΜΟΙ Μεθοδολογία Ασκήσεων Ασκήσεις µε διαγράµµατα που απεικονίζουν τη µεταβολή του αριθµού µικροβίων Συνήθως: Ζητείται να σχολιάσουµε την καµπύλη µεταβολής του αριθµού των µικροβίων. Σε αυτή την περίπτωση η απάντηση αντλείται από τη θεωρία του βιβλίου. Η καµπύλη αύξησης µπορεί να επηρεάζεται από: αντιβιοτικό ακτινοβολίες οπότε στην απάντησή µας πρέπει να περιγράψουµε την επίδραση αυτών των παραγόντων στην ανάπτυξη των µικροοργανισµών. Λυµένη άσκηση Ένας άνθρωπος µολύνθηκε από ένα βακτήριο. Μετά από µια περίοδο επώασης, το βακτήριο άρχισε να πολλαπλασιάζεται και ο άνθρωπος που είχε πυρετό επισκέφτηκε το γιατρό που του χορήγησε φαρµακευτική αγωγή. Στο διπλανό διάγραµµα απεικονίζεται η µεταβολή του αριθµού του βακτηρίου στο σώµα του ανθρώπου. α. Ποιος είναι ο υψηλότερος αριθµός βακτηρίων που υπήρχαν στο σώµα του ανθρώπου και σε ποια χρονική στιγµή µετά τη µόλυνση παρατηρήθηκε; β. Ποια η περίοδος επώασης του βακτηρίου; γ. Τι χορήγησε ο γιατρός στον ασθενή και µειώθηκε ο αριθµός των βακτηρίων; δ. Πώς εξουδετερώθηκε το βακτήριο; Απάντηση α. Όπως βλέπουµε στο διάγραµµα, ο µέγιστος αριθµός βακτηρίων είναι 3 x 10 6, που παρατηρείται την 6 η µέρα. 1

2 β. Όπως βλέπουµε στο διάγραµµα, η περίοδος επώασης του βακτηρίου, δηλαδή το χρονικό διάστηµα από τη µόλυνση µέχρι τη στιγµή που το βακτήριο αρχίζει να πολλαπλασιάζεται είναι περίπου 1 µέρα. γ. εδοµένου ότι το µικρόβιο είναι βακτήριο, ο γιατρός προφανώς χορήγησε στον ασθενή αντιβιοτικό, δηλαδή χηµική ουσία που έχει αντιµικροβιακή δράση και παράγονται από βακτήρια, πρωτόζωα και φυτά. Το συγκεκριµένο αντιβιοτικό είναι αποτελεσµατικό έναντι του βακτηρίου, αφού παρατηρούµε ότι ο αριθµός των βακτηρίων αρχίζει σταδιακά να µειώνεται µετά την 6 η µέρα και τελικά εξουδετερώνονται. δ. Τα αντιβιοτικά δρουν αναστέλλοντας ή παρεµποδίζοντας κάποια ειδική βιοχηµική αντίδραση του µικροοργανισµού. Όλα τα γνωστά αντιβιοτικά δρουν σύµφωνα µε έναν από τους παρακάτω µηχανισµούς: (Γράφουµε τους τρόπους δράσης των αντιβιοτικών, σελίδα 25 σχολικού βιβλίου). Ασκήσεις για επίλυση 1. Ένας άνθρωπος εισήχθη στο νοσοκοµείο µε υψηλό πυρετό. Εξετάσεις που ακολούθησαν εντόπισαν στον οργανισµό του ασθενή παθογόνο µικροοργανισµό που είχε σα γενετικό υλικό RNA. Από την πρώτη στιγµή της εισαγωγής του, του χορηγήθηκε πενικιλίνη. Ήταν σωστή η φαρµακευτική αγωγή; 2. Σε µια µονάδα συσκευασίας λαχανικών, τα λαχανικά πριν συσκευαστούν για φόρτωση, ακτινοβολούνται. Το διπλανό διάγραµµα απεικονίζει τον πληθυσµό των βακτηρίων σε ένα λάχανο. Μπορείτε να εξηγήσετε τη µορφή της καµπύλης στα χρονικά διαστήµατα 1-3 ώρες, 3-4 ώρες, 4-7 ώρες και 7-9 ώρες; 3. ύο ασθενείς εµφάνισαν υψηλό πυρετό και έντονο βήχα. Στον έναν από αυτούς διαγνώστηκε γρίπη και στον άλλο πνευµονία, χωρίς να είναι γνωστό ποιος ασθενής πάσχει από ποια ασθένεια, ενώ και στους δύο χορηγήθηκαν αντιβιοτικά. Η µεταβολή της συγκέντρωσης των µικροβίων στον οργανισµό των ασθενών µετά τη χορήγηση των αντιβιοτικών απεικονίζεται στις παρακάτω γραφικές παραστάσεις. 2

3 Λαµβάνοντας υπ όψη τα χαρακτηριστικά των γραφικών παραστάσεων, να απαντήσετε στα ακόλουθα ερωτήµατα: α. Ποια καµπύλη περιγράφει τη µεταβολή της συγκέντωσης του µικροβίου στον ασθενή µε γρίπη; Να αιτιολογήσετε την απάντησή σας. β. Τι είναι τα αντιβιοτικά και πως δρουν; Γιατί η χρήση των αντιβιοτικών πρέπει να είναι ορθολογική; γ. Σε ποια κατηγορία µικροβίων είναι δυνατό να ανήκει ο µικροοργανισµός που προκάλεσε την πνευµονία και µε ποιον πιθανό τρόπο το µικρόβιο προκάλεσε πυρετό; 4. ύο καλλιέργειες διαφορετικού είδους βακτηρίων αναπτύσσονται στο εργαστήριο στις ίδιες συνθήκες περιβάλλοντος και τροφής. Την τρίτη ηµέρα στον ίδιο χώρο, ανιχνεύθηκε σηµαντική ποσότητα ακτινοβολίας λόγω διαρροής η οποία αποκαθίσταται µετά από πέντε ηµέρες. Στα παρακάτω διαγράµµατα παρουσιάζεται η ανάπτυξη των δύο καλλιεργειών για χρονικό διάστηµα 8 ηµερών. Πως µπορεί να εξηγηθεί η πορεία ανάπτυξης κάθε καλλιέγειας; Πως προβλέπεται ότι θα εξελιχθεί η καλλιέργεια Β µετά την 8 η ηµέρα; 3

4 1.3 ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ ΑΜΥΝΑΣ ΤΟΥ ΑΝΘΡΩΠΙΝΟΥ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΥ ΒΑΣΙΚΕΣ ΑΡΧΕΣ ΑΝΟΣΙΑΣ ιαφορές µεταξύ πρωτογενούς και δευτερογενούς ανοσοβιολογικής αντίδρασης ΠΡΩΤΟΓΕΝΗΣ ΑΝΟΣΟΒΙΟΛΟΓΙΚΗ ΑΠΟΚΡΙΣΗ 1. Ενεργοποιείται κατά την πρώτη επαφή του οργανισµού µε ένα αντιγόνο. 2. Επιτυγχάνεται µε την ενεργοποίηση των λεµφοκυττάρων από τα µακροφάγα. 3. Για να αρχίσει η έκκριση των αντισωµάτων από τα Β-λεµφοκύτταρα απαιτείται κάποιο χρονικό διάστηµα. 4. Τα αντισώµατα παράγονται σε µικρές ποσότητες ΕΥΤΕΡΟΓΕΝΗΣ ΑΝΟΣΟΒΙΟΛΟΓΙΚΗ ΑΠΟΚΡΙΣΗ 1. Ενεργοποιείται κατά την επαφή του οργανισµού µε το ίδιο αντιγόνο για δεύτερη (ή επόµενη) φορά. 2. Επιτυγχάνεται µε την ενεργοποίηση των κυττάρων µνήµης που έχουν δηµιουργηθεί κατά την πρωτογενή ανοσοβιολογική απόκριση. 3. Η έκκριση των αντισωµάτων ξεκινά αµέσως και έτσι δεν προλαβαίνουν να εµφανιστούν τα συµπτώµατα της ασθένειας 4. Τα αντισώµατα παράγονται σε µεγαλύτερες ποσότητες σε σχέση µε την πρωτογενή ανοσοβιολογική απόκριση ιαφορές µεταξύ ενεργητικής και παθητικής ανοσίας ΕΝΕΡΓΗΤΙΚΗ ΑΝΟΣΙΑ 1. Ενεργοποιείται το ανοσοβιολογικό σύστηµα, µε αποτέλεσµα την παραγωγή αντισωµάτων από τον ίδιο τον οργανισµό και κυττάρων µνήµης. 2. Για να δράσει η ενεργητική ανοσία χρειάζεται κάποιο χρονικό διάστηµα, ώστε να ενεργοποιηθεί το ανοσοβιολογικό σύστηµα. 3. Η ενεργητική ανοσία (που προκαλείται από τα εµβόλια ή µε φυσικό τρόπο) διαρκεί µεγάλο διάστηµα. ΠΑΘΗΤΙΚΗ ΑΝΟΣΙΑ 1. εν ενεργοποιείται το ανοσοβιολογικό σύστηµα (δεν παράγονται αντισώµατα και κύτταρα µνήµης), αλλά παρέχονται στον οργανισµό έτοιµα αντισώµατα που έχουν παραχθεί από άλλο οργανισµό. 2. Η δράση της παθητικής ανοσίας είναι άµεση. 3. Η παθητική ανοσία (που προκαλείται από τους ορούς ή από τη µητέρα στο έµβρυο και το νεογνό) διαρκεί µικρό διάστηµα (παροδική). ιαφορές µεταξύ εµβολίων και ορών ΕΜΒΟΛΙΑ ΟΡΟΙ 1. Περιέχουν νεκρούς ή εξασθενηµένους µικροοργανισµούς ή τµήµατά τους. 2. Ενεργοποιούν το ανοσοβιολογικό σύστηµα, µε αποτέλεσµα την παραγωγή αντισωµάτων και κυττάρων µνήµης (ενεργητική ανοσία). 3. Η ενεργητική ανοσία που προκαλείται από τα εµβόλια διαρκεί µεγάλο διάστηµα (δηµιουργία κυττάρων µνήµης). 1. Περιέχουν έτοιµα αντισώµατα, τα οποία έχουν παραχθεί σε κάποιο άλλο άτοµο ή ζώο. 2. εν ενεργοποιούν το ανοσοβιολογικό σύστηµα (δεν παράγονται αντισώµατα και κύτταρα µνήµης), αλλά παρέχονται στον οργανισµό έτοιµα αντισώµατα (παθητική ανοσία). 3. Η παθητική ανοσία που προκαλείται από τους ορούς διαρκεί µικρό διάστηµα (παροδική). 4. Η δράση των εµβολίων είναι έµµεση. 4. Η δράση των ορών είναι άµεση. 5. Τα εµβόλια γίνονται πριν από τη µόλυνση. 5. Οι οροί γίνονται πριν (προληπτικά), ή αµέσως µετά τη λοίµωξη (θεραπευτικά). 4

5 Μεθοδολογία για την Επίλυση των ιαγραµµάτων - Ασκήσεων Ανοσοβιολογικής Απόκρισης Για να ερµηνεύσουµε τα διαγράµµατα στις ασκήσεις ανοσοβιολογικής απόκρισης, πρέπει να θυµόµαστε τα εξής: Για την Πρωτογενή Ανοσοβιολογική Απόκριση Η παραγωγή των αντισωµάτων αρχίζει µερικές µέρες µετά την είσοδο του αντιγόνου στον οργανισµό Ο αριθµός των αντισωµάτων (κατά κανόνα) αρχίζει από µηδενική τιµή, διότι ο οργανισµός δεν έχει έρθει ξανά σε επαφή µε αυτό το αντιγόνο Η καµπύλη των αντιγόνων πάντα προηγείται της καµπύλης των αντισωµάτων, διότι πρώτα εισέρχεται το αντιγόνο και στη συνέχεια ενεργοποιείται ο ανοσοβιολογικός µηχανισµός ώστε να παραχθούν τα αντισώµατα. Ο αριθµός των αντισωµάτων κατά την πρωτογενή ανοσοβιολογική απόκριση είναι µικρότερος του αριθµού των αντισωµάτων που παράγονται κατά τη δευτερογενή ανοσοβιολογική απόκριση. Η παραγωγή των αντισωµάτων καθυστερεί όταν το αντιγόνο εισέρχεται για πρώτη φορά στον οργανισµό. Για τη ευτερογενή Ανοσοβιολογική Απόκριση Η παραγωγή των αντισωµάτων αρχίζει αµέσως µετά τη µόλυνση του ατόµου από το αντιγόνο. Σε ορισµένες περιπτώσεις είναι δυνατό να προυπάρχουν αντισώµατα στον οργανισµό αν η προηγούµενη επαφή του µε το συγκεκριµένο αντιγόνο έχει συµβεί σε σύντοµο χρόνο πριν. Η αύξηση του αριθµού των αντισωµάτων στον οργανισµό γίνεται ταχύτατα και ο αριθµός τους είναι πάντα µεγαλύτερος εκείνου που επιτυγχάνεται στην πρωτογενή ανοσοβιολογική απόκριση. Κατά τη δευτερογενή ανοσοβιολογική απόκριση δεν εµφανίζονται συµπτώµατα διότι η αντιµέτωπιση του αντιγόνου είναι ταχύτατη. ΠΡΟΣΟΧΗ!!!! Είναι πολύ σηµαντικό, πριν επεξεργαστούµε οποιοδήποτε διάγραµµα ανοσοβιολογικής απόκρισης, να προσέξουµε τι προσδιορίζουν οι δύο άξονες. Ο άξονας του Χ είναι συνήθως ο χρόνος, αλλά ο άξονας του Y µπορεί να δείχνει τη συγκέντρωση των αντισωµάτων, των αντιγόνων, των ιντερφερονών, κ.α. Η πrοσέγγισή µας είναι διαφορετική σε κάθε περίπτωση. 5

6 ΒΑΣΙΚΑ ΙΑΓΡΑΜΜΑΤΑ ΑΝΟΣΟΒΙΟΛΟΓΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Α. Μεταβολή της συγκέντρωσης των αντισωµάτων σε σχέση µε το χρόνο 1. Μόλυνση από το ίδιο αντιγόνο περισσότερες από µία φορές ή από διαφορετικά αντιγόνα για 1 η και 2 η φορά αντίστοιχα β α γ Μόλυνση από το αντιγόνο Α Μόλυνση από τα αντιγόνα Α & Β Συγκρίνοντας τις καµπύλες α και β ή γ και β, µπορούµε να εντοπίσουµε τουλάχιστον 3 διαφορές που µας βοηθάνε να συµπεράνουµε ότι οι καµπύλες α και γ αντιπροσωπεύουν Πρωτογενή Ανοσοβιολογική Απόκριση (Π.Α.Α.), ενώ η καµπύλη β αντιπροσωπεύει ευτερογενή Ανοσοβιολογική Απόκριση (.Α.Α.). Οι διαφορές αυτές είναι: Η συγκέντρωση των παραγόµενων αντισωµάτων είναι µεγαλύτερη κατά τη ευτερογενή Ανοσοβιολογική Απόκριση (καµπύλη β) σε σχέση µε τη συγκέντρωση των αντισωµάτων κατά την Πρωτογενή Ανοσοβιολογική Απόκριση (Καµπύλη α ή γ) Το χρονικό διάστηµα από τη στιγµή της µόλυνσης µέχρι να αρχίσει η παραγωγή των αντισωµάτων είναι µεγαλύτερο κατά την Πρωτογενή Ανοσοβιολογική Απόκριση (τουλάχιστον 3 ηµέρες ή και περισσότερο) σε σχέση µε τη ευτερογενή Ανοσοβιολογική Απόκριση. Αυτό συµβαίνει επειδή κατά την Π.Α.Α. τα µακρoφάγα εγκλωβίζουν, καταστρέφουν και εκθέτουν στην επιφάνειά τους τµήµατα του αντιγόνου, από τα οποία θα ενεργοποιηθούν τα βοηθητικά Τ-λεµφοκύτταρα. Αυτά µε τη σειρά τους θα ενεργοποιήσουν τα Β-λεµφοκύτταρα που θα πολλαπλασιαστούν και θα διαφοροποιηθούν σε πλασµατοκύτταρα και Β-λεµφοκύτταρα µνήµης. Τα πλασµατοκύτταρα θα παράγουν και θα εκκρίνουν µεγάλες ποσότητες αντισωµάτων που µπορούν να συνδέονται εξειδικευµένα µε το συγκεκριµένο αντιγόνο. 6

7 Αντίθετα, κατά τη δευτερογενή ανοσοβιολογική απόκριση, ενεργοποιούνται από το αντιγόνο τα Β- και Τ-λεµφοκύτταρα µνήµης και αρχίζει άµεσα η παραγωγή των αντισωµάτων. Το χρονικό διάστηµα που παραµένουν τα αντισώµατα στον οργανισµό είναι µεγαλύτερο κατά τη ευτερογενή Ανοσοβιολογική Απόκριση σε σχέση µε την Πρωτογενή Ανοσοβιολογική Απόκριση ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΕΙΣ: Μπορούµε να συγκρίνουµε καµπύλες µεταβολής της συγκέντρωσης των αντισωµάτων είτε αυτές αφορούν την 1 η και 2 η επαφή του οργανισµού µε το ίδιο αντιγόνο (π.χ. καµπύλες α και β) είτε την 1 η επαφή µε ένα αντιγόνο και τη 2 η επαφή µε ένα διαφορετικό αντιγόνο (π.χ. καµπύλες γ και β, αντίστοιχα) Στις ασκήσεις αυτές, αν πρέπει να αιτιολογήσουµε, εξηγήσουµε, περιγράψουµε κ.τ.λ. θα πρέπει να γράψουµε την αντίστοιχη θεωρία της Πρωτογενούς Ανοσοβιολογικής Απόκρισης και της ευτερογενούς Ανοσοβιολογικής Απόκρισης από το σχολικό βιβλίο (σελ ). Από τις καµπύλες α και β βλέπουµε και το χαρακτηριστικό της «µνήµης» που έχουν οι µηχανισµοί ειδικής άµυνας αφού στη 2 η επαφή η αντίδραση του ανοσοβιολογικού συστήµατος είναι γρηγορότερη και η συγκέντρωση των παραγόµενων αντισωµάτων µεγαλύτερη λόγω της ενεργοποίησης των κυττάρων µνήµης που έχουν δηµιουργηθεί κατά την Πρωτογενή Ανοσοβιολογική Απόκριση. Από τις καµπύλες β και γ βλέπουµε και το χαρακτηριστικό της «εξειδίκευσης» που έχουν οι µηχανισµοί ειδικής άµυνας, αφού ενώ ο οργανισµός µολύνεται ταυτόχρονα από δύο διαφορετικά αντιγόνα, ενεργοποιείται διαφορετική ανοσοβιολογική απόκριση έναντι κάθε αντιγόνου. ηλαδή, τα προϊόντα της ανοσοβιολογικής απόκρισης δρουν µόνο έναντι του αντιγόνου που προκάλεσε την παραγωγή τους. Κατά την πρωτογενή ανοσοβιολογική απόκριση παράγονται λεµφοκύτταρα µνήµης. Συγκεκριµένα: Αν ενεργοποιείται η χυµική και η κυτταρική ανοσία τότε παράγονται: 1. Β-λεµφοκύτταρα µνήµης, 2. βοηθητικά Τ-λεµφοκύτταρα µνήµης και 3. κυτταροτοξικά Τ-λεµφοκύτταρα µνήµης Αν ενεργοποιείται µόνο η χυµική ανοσία τότε παράγονται: 1. Β-λεµφοκύτταρα µνήµης και 2. βοηθητικά Τ-λεµφοκύτταρα µνήµης Κατά τη δευτερογενή ανοσοβιολογική απόκριση ενεργοποιούνται τα λεµφοκύτταρα µνήµης που δηµιουργήθηκαν κατά την πρωτογενή ανοσοβιολογική απόκριση και δρουν τα Β-λεµφοκύτταρα µνήµης ως πλασµατοκύτταρα, ενώ τα 7

8 βοηθητικά Τ-λεµφοκύτταρα µνήµης και τα κυτταροτοξικά Τ-λεµφοκύτταρα µνήµης ως βοηθητικά και κυτταροτοξικά λεµφοκύτταρα, αντίστοιχα. ΠΡΟΣΟΧΗ!!!! Μπορούµε να συµπεράνουµε ότι έχουµε πρωτογενή ανοσοβιολογική απόκριση όταν: 1. Από την εκφώνηση της άσκησης γνωρίζουµε ότι πρόκειται για µόλυνση του οργανισµού από το µικρόβιο για πρώτη φορά. 2. Από την εκφώνηση της άσκησης γνωρίζουµε ότι γίνεται είσοδος του αντιγόνου στον οργανισµό µε τη βοήθεια του εµβολίου. 3. Έχουµε διάγραµµα συγκέντρωσης αντισωµάτων σε σχέση µε το χρόνο όπου υπάρχουν δύο καµπύλες από τη σύγκριση των οποίων, µε τον τρόπο που αναλύθηκε παραπάνω, προκύπτει ότι η µία αφορά πρωτογενή και η άλλη δευτερογενή ανοσοβιολογική απόκριση. 4. Έχουµε διάγραµµα συγκέντρωσης αντισωµάτων σε σχέση µε το χρόνο και παρατηρούµε ότι υπάρχει καθυστέρηση στην παραγωγή των αντισωµάτων (παράδειγµα τέτοιου διαγράµµατος φαίνεται παρακάτω, δηλαδή περνούν περίπου από 3-7 µέρες από τη στιγµή της µόλυνσης µέχρι να αρχίσει η παραγωγή των αντισωµάτων. Σε αυτή την περίπτωση δεν αναφέρουµε τη συγκέντρωση αφού µόνο από µία καµπύλη δε µπορούµε να γνωρίζουµε αν αυτή είναι µεγάλη ή µικρή. Επιπλέον, µπορεί να αναφέρεται ότι εµφανίζονται και συµπτώµατα της ασθένειας, που είναι ενδεικτικό της πρωτογενούς ανοσοβιολογικής απόκρισης που ενεργοποιείται µετά από επαφή µε φυσικό τρόπο µε το αντιγόνο. 2. Τυπική καµπύλη αντισωµάτων µετά από τη χορήγηση ορού Τι πρέπει να γνωρίζουµε: Η καµπύλη του ορού είναι καµπύλη αντισωµάτων, δεδοµένου ότι ο ορός περιέχει έτοιµα αντισώµατα που χορηγούνται στον οργανισµό. Χαρακτηρίζεται από αιφνίδια εµφάνιση µεγάλου αριθµού αντισωµάτων και σταδιακή 8

9 µείωσή τους, δεδοµένου ότι ο οργανισµός δεν παράγει δικά του αντισώµατα αφού δεν προλαβαίνει να ενεργοποιηθεί το ανοσοβιολογικό του σύστηµα. Τα αντισώµατα που χορηγούνται σε έναν οργανισµό µε τον ορό συνδέονται µε το αντιγόνο, το εξουδετερώνουν και σταδιακά καταστρέφονται. Είναι σηµαντικό να κατανοήσουµε ότι κατά τη χορήγηση αντισωµάτων µε ορό, το ανοσοβιολογικό σύστηµα δεν προλαβαίνει να ενεργοποιηθεί! Τα αντισώµατα του ορού συνδέονται µε το αντιγόνο και το εξουδετερώνουν, χωρίς να εµφανιστούν συµπτώµατα, πριν το ανοσοβιολογικό σύστηµα αναγνωρίσει το συγκεκριµένο αντιγόνο. Έτσι, δε δηµιουργούνται κύτταρα µνήµης και η ανοσία µπορεί να είναι αµεση, αλλά είναι παροδική. Αυτού του είδους η ανοσία χαρακτηρίζεται ως παθητική. Στην περίπτωση που το άτοµο µολυνθεί εκ νέου στο µέλλον από το ίδιο αντιγόνο, θα πραγµατοποιηθεί πρωτογενής ανοσοβιολογική απόκριση στον οργανισµό του. Β. Μεταβολή της συγκέντρωσης των αντιγόνων σε σχέση µε το χρόνο 1. Τυπική καµπύλη αντιγόνων κατά την πρωτογενή (Α) και τη δευτερογενή (Β) ανοσοβιολογική απόκριση 9

10 2. Τυπική καµπύλη αντιγόνων µετά από εµβόλιο Τι πρέπει να γνωρίζουµε: Η καµπύλη του εµβολίου χαρακτηρίζεται από αιφνίδια εµφάνιση µεγάλου αριθµού αντιγόνων στον οργανισµό και σταδιακή µείωσή τους, δεδοµένου ότι το αντιγόνο δε µπορεί να αυξηθεί µέσα στον οργανισµό, αφού πρόκειται για νεκρό ή ανενεργό µικροοργανισµό ή τµήµατα αυτού και µετά την ενεργοποίηση του ανοσοβιολικού συστήµατος καταστρέφεται από τα αντισώµατα που παράγονται εναντίον του, χωρίς να εµφανίζονται συµπτώµατα. Όταν ένα άτοµο εµβολιάζεται πραγµατοποιείται πρωτογενής ανοσοβιολογική απόκριση. Έτσι εκτός από τα αντισώµατα παράγονται και λεµφοκύτταρα µνήµης. Στην περίπτωση που µετά τον εµβολιασµό ένα άτοµο µολυνθεί από το πραγµατικό αντιγόνο, τότε θα πραγµατοποιηθεί δευτερογενής ανοσοβιολογική απόκριση. 10

11 Προβλήµατα Ασκήσεις 1. Σε νοσοκοµείο εισήχθησαν ένας άνδρας και µια γυναίκα. Από κλινικές εξετάσεις βρέθηκαν στον άνδρα υψηλά επίπεδα ιντερφερονών και Τ-κυτταροτοξικών λεµφοκυττάρων, ενώ στη γυναίκα τα επίπεδα αυτών είναι φυσιολογικά. Από το αίµα της γυναίκας αποµονώθηκε παθογόνος µικροοργανισµός που διέθετε τοίχωµα και κάψα. α. Τι µικροοργανισµός προσέβαλε τον καθένα; β. Σε ποιον θα χορηγούσατε αντιβίωση και γιατί; 2. Οι παρακάτω καµπύλες αναφέρονται σε συγκεντρώσεις αντισωµάτων σε τρία άτοµα µετά την έκθεσή τους σε αντιγόνο καθώς και στη µεταβολή της θερµοκρασίας του σώµατος. Να εξηγήσεις: α. τις καµπύλες (α, β, γ) β. ποια καµπύλη σχετίζεται µε την καµπύλη (δ) 3. Ένας άνθρωπος µολύνθηκε ταυτόχρονα από το βακτήριο πνευµονιόκοκκος και από τον ιό της παρωτίτιδας. Ο άνθρωπος αυτός είχε εµβολιαστεί για τον ιό της παρωτίτιδας, εκδήλωσε όµως συµπτώ- µατα πνευµονίας. Ποιο από τα παραπάνω διαγράµµατα περιγράφει την ανοσολογική απόκριση που εκδήλωσε ο οργανισµός του έναντι του ιού της παρωτίτιδας και ποιο έναντι του πνευµονιόκοκκου; Να δικαιολογήσεις την απάντησή σου. 11

12 4. Η Ειρήνη ήταν από τους λίγους µαθητές της τάξης της που δεν εκδήλωσαν συµπτώµατα ανεµοβλογιάς όταν στην περιοχή που ζούσε παρουσιάστηκε επιδηµία ανεµοβλογιάς. Η Ειρήνη είχε κάνει πριν από µερικά χρόνια το εµβόλιο της ανεµοβλογιάς. Ποιο από τα διαγράµµατα που ακολουθούν περιγράφει την ανοσολογική αντίδραση του οργανισµού της Ειρήνης όταν εµβολιάστηκε και όταν µολύνθηκε από τον ιό που προκαλεί την ανεµοβλογιά κατά τη διάρκεια της επιδηµίας; Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας. 5. Ο Βαγγέλης και ο Μανώλης, παίζοντας σε µια οικοδοµή κόπηκαν σε σκουριασµένα σύρµατα. Οι γονείς τους τους πήγαν στο κέντρο υγείας και ο γιατρός διαπίστωσε ότι ο Βαγγέλης είχε κάνει αντιτετανικό εµβόλιο, ενώ ο Μανώλης όχι. Έτσι του χορήγησε ορό. Στο διπλανό διάγραµµα παρίστανται οι συγκεντρώσεις αντισωµάτων στα δύο παιδιά. α. Σε ποιο παιδί αντιστοιχεί η κάθε καµπύλη; β. Μολύνθηκαν ή όχι από το βακτήριο του τετάνου; Α Β 6. Έστω ότι ένα παιδί κόπηκε στην κουζίνα µε αιχµηρό αντικείµενο. Στο διπλανό διάγραµµα φαίνεται ο πληθυσµός των παθογόνων βακτηρίων που εισήλθαν από το τραύµα στο σώµα του παιδιού και ο αριθµός των µακροφάγων στην περιοχή του τραύµατος Α Β 12

13 που προκάλεσε φλεγµονή. α. Ποια καµπύλη αντιστοιχεί στα παθογόνα µικρόβια και ποια στα µακροφάγα; β. Να αναφέρετε τα συµπτώµατα της φλεγµονής. γ. Να εξηγήσετε γιατί πονάµε στην περιοχή της φλεγµονής και γιατί µερικές φορές δηµιουργείται πύον. 7. Ένας ταξιδιώτης στην Κεντρική Αφρική µολύνθηκε την ίδια χρονική στιγµή από το µικρόβιο της χολέρας για το οποίο είχε εµβολιαστεί στο παρελθόν, από το µικρόβιο που προκαλεί την ασθένεια του ύπνου και από ένα άγνωστο µικρόβιο. Αν και χορηγήθηκε άµεσα στον ταξιδιώτη ορός αντισωµάτων για το τρυπανόσωµα, το άτοµο εµφάνισε λοίµωξη µε πυρετό. α. Στο διάγραµµα Α απεικονίζεται η µεταβολή της συγκέντρωσης των αντισωµάτων για κάθε ένα από τα τρία µικρόβια που µόλυναν το συγκεκριµένο άτοµο. Να αντιστοιχίσετε τις καµπύλες αντισωµάτων α, β και γ µε κάθε ένα από τα τρία µικρόβια που µόλυναν τον ταξιδιώτη. Να αιτιολογήσετε την απάντησή σας. β. Σε ποιο από τα τρία µικρόβια οφείλεται η λοίµωξη του ταξιδιώτη; γ. Στο διάγραµµα Β απεικονίζεται η µεταβολή της συγκέντρωσης ιντερφερονών και κυτταροτοξικών Τ-λεµφοκυττάρων στο σώµα αυτού του ατόµου. i) Για ποιον λόγο αυξήθηκε η συγκέντρωση των ιντερφερονών και των κυτταροτοξικών Τ-λεµφοκυττάρων στο άτοµο; ii) Ποιο είδος ανοσίας επιτελείται από τα Τ-λεµφοκύτταρα; Ποιο άλλο είδος ανοσίας γνωρίζετε ότι επιτελείται κατά την ανοσοβιολογική απόκριση και πως επιτυγχάνεται; 8. Ένας άνθρωπος µολύνεται από έναν ιό για πρώτη φορά. Το διπλανό διάγραµµα απεικονίζει τις συγκεντρώσεις αντιγόνων και αντισωµάτων αυτού του ανθρώπου κατά τη διάρκεια της λοίµωξης. 13

14 α. Ποια καµπύλη αντιστοιχεί στα αντιγόνα και ποια στα αντισώµατα; Να εξηγήσετε την απάντησή σας. β. Πως συµβάλλει ο πυρετός στην καταπολέµηση του ιού από τον οποίον µολύνθηκε ο συγκεκριµένος άνθρωπος; γ. Στην περίπτωση που ο άνθρωπος αυτός µολυνθεί για δεύτερη φορά από τον ίδιο ιό, να αναφέρετε ποια κύτταρα του ανοσοβιολογικού του µηχανισµού θα ενεργοποιηθούν. (Πανελλήνιες 2003) 9. Στο διάγραµµα απεικονίζεται η µεταβολή του αριθµού των αντιγόνων που εισήλθαν στον οργανισµό ενός ανθρώπου και των αντισωµάτων που παρήχθησαν κατά του αντιγόνου αυτού. α. Να εξηγήσετε ποια καµπύλη αντιστοιχεί στη συγκέντρωση των αντιγόνων και ποια στη συγκέντρωση των αντισωµάτων. β. Με ποιον τρόπο εισήλθε το αντιγόνο στον οργανισµό του ατόµου; γ. Για το χρονικό διάστηµα που µελετάται η συγκέντρωση των ουσιών, ο οργανισµός του ατόµου πραγµατοποιεί πρωτογενή ή δευτερογενή ανοσοβιολογική απόκριση; δ. Στην περίπτωση που µερικούς µήνες µετά, το άτοµο µολυνθεί από το ίδιο αντιγόνο, θα πραγµατοποιηθεί πρωτογενής ή δευτερογενής ανοσοβιολογική απόκριση στον οργανισµό του; 10. Στο διάγραµµα απεικονίζεται η µεταβολή της συγκέντρωσης των αντισωµάτων στο αίµα δύο ατόµων (Α και Β) στα οποία προκλήθηκε ανοσία µε τεχνητό τρόπο. 14

15 α. Πως µπορεί να εξηγηθούν οι διαφορές στη µεταβολή της συγκέντρωσης των αντισωµάτων στο άτοµο Α και στο άτοµο Β; β. Σε ποια περίπτωση το άτοµο επιτυγχάνει ενεργητική ανοσία; γ. Ποια από τις δύο καµπύλες θα µπορούσε να αντιστοιχεί επίσης στην απόκτηση ανοσίας µε φυσικό τρόπο; 11. Ένας άνθρωπος µολύνεται την ίδια χρονική στιγµή από τα αντιγόνα α και β. Η συγκέντρωση των αντιγόνων στον οργανισµό του για τα αντιγόνα αυτά παρουσιάζεται στο διάγραµµα. α. Να εξηγήσετε για ποιο από τα δύο αντιγόνα α και β το άτοµο έχει εµβολιαστεί κατά το παρελθόν. β. Ποια κύτταρα ενεργοποιήθηκαν κατά την ανοσοβιολογική απόκριση του ατόµου έναντι του µικροβίου που είχε εµβολιαστεί και µε ποιον τρόπο; 12. Σε µια περιοχή της Κένυας παρουσιάστηκαν την ίδια χρονική περίοδο πολλαπλά κρούσµατα κίτρινου πυρετού και χολέρας. Στο αίµα δύο ασθενών από την περιοχή, εκ των οποίων ο ένας νοσεί από χολέρα και ο άλλος από κίτρινο πυρετό, προσδιορίστηκαν για ορισµένο χρονικό διάστηµα οι συγκεντρώσεις των Β-λεµφοκυττάρων και των ιντερφερονών και τα αποτελέσµατα παρουσιάζονται στις ακόλουθες γραφικές παραστάσεις. α. Ποιος µικροοργανισµός προκαλεί τη χολέρα και σε ποια κατηγορία µικροοργανισµών ανήκει; β. Από τι είδους µικροοργανισµό νοµίζετε ότι προκαλείται ο κίτρινος πυρετός και ποιος από τους ασθενείς Α ή Β πάσχει από κίτρινο πυρετό; Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας. 15

16 γ. Σε ποιο σηµείο του ανθρώπινου οργανισµού παράγονται και ωριµάζουν τα Β- λεµφοκύτταρα; δ. Με ποιον τρόπο ενεργοποιήθηκαν τα Β-λεµφοκύτταρα στον οργανισµό των ατόµων και τι συνέβη µετά την ενεργοποίησή τους; 13. Στη γραφική παράσταση απεικονίζεται η µεταβολή του αριθµού των κυτταροτοξικών Τ-λεµφοκυττάρων και των αντιγόνων στον οργανισµό ενός ατόµου που εµφάνισε λοιµώδη µονοπυρήνωση. α. Σε ποια κατηγορία µικροβίων ανήκει το αντιγόνο που προκαλεί τη λοιµώδη µονοπυρήνωση; β. Πως τα κυτταροτοξικά Τ-λεµφοκύτταρα συνέβαλαν στην αντιµετώπιση του αντιγόνου αυτού; γ. Ποιες άλλες κατηγορίες Τ-λεµφοκυττάρων ενεργοποιήθηκαν κατά την ανοσοβιολογική απόκριση; δ. Αν, εξαιτίας έκθεσης του ατόµου σε ραδιενέργεια, είχαν καταστεί παροδικά ανενεργά τα φαγοκύτταρα του οργανισµού του, θα ήταν δυνατή η ενεργοποίηση των κυτταροτοξικών Τ-λεµφοκυττάρων; Να αιτιολογήσετε την απάντησή σας. 14. Στα διαγράµµατα απεικονίζονται σε συνάρτηση µε το χρόνο οι συγκεντρώσεις των ιντερφερονών και των αντισωµάτων που παράγονται στους οργανισµούς του Γιάννη και της Μαρίας, ως συνέπεια της εισόδου στον οργανισµό τους παθογόνων παραγόντων. Με βάση τα παρακάτω διαγράµµατα: α. Ποιος από τους δύο εκδήλωσε τα συµπτώµατα της νόσου και ποιος όχι; Να αιτιολογήσετε την απάντησή σας. β. Ποιος από τους δύο µολύνθηκε από ιό; Να αιτιολογήσετε την απάντησή σας. γ. Το άτοµο που νόσησε θα µπορούσε να έχει αποφύγει την ασθένεια, εάν είχε εµβολιαστεί. Τι είναι το εµβόλιο και πως δρα µέσα στον ανθρώπινο οργανισµό; 16

17 15. Ένας άνθρωπος τραυµατίζεται από σκουριασµένο σίδερο που πάτησε σε ένα χωράφι και µολύνεται για πρώτη φορά από βακτήρια που προκαλούν τη νόσο του τετάνου. α. Στο διάγραµµα παρουσιάζονται µε καµπύλες οι µεταβολές της συγκέντρωσης των βακτηρίων του τετάνου και των αντισωµάτων στο αίµα του ανθρώπου κατά τις µέρες που ακολουθούν µετά την πρώτη µόλυνση. Αντλώντας πληροφορίες από το διάγραµµα, να βρείτε ποια καµπύληαντιστοιχεί στα βακτήρια και ποια στα αντισώµατα και να εξηγήσετε τον τύπο ανοσίας που θα εκδηλωθεί στον οργανισµό του ανθρώπου. β. Ο ίδιος άνθρωπος µολύνεται για δεύτερη φορά από το βακτήριο του τετάνου κατά τη χρονική στιγµή t 5. Να εξηγήσετε αν ο οργανισµός του θα εκδηλώσει πρωτογενή ή δευτερογενή ανοσοβιολογική απόκριση. γ. Να περιγράψετε τα δοµικά χαρακτηριστικά των βακτηρίων. (Επαναληπτικές 2010) 16. α. Να περιγράψετε το δεύτερο στάδιο της πρωτογενούς ανοσοβιολογικής απόκρισης. β. Να εξηγήσετε πως τα µακροφάγα συµµετέχουν στην άµυνα του ανθρώπινου οργανισµού. γ. Μετά την είσοδο κάποιου είδους αντιγόνου σε έναν άνθρωπο, δεν παρουσιάζονται συµπτώµατα ασθένειας. Η καµπύλη α στο διάγραµµα δείχνει τη µεταβολή της συγκέντρωσης των αντιγόνων, ενώ η καµπύλη β τη µεταβολή της συγκέντρωσης των αντισωµάτων που δηµιουργήθηκαν για το συγκεκριµένο αντιγόνο στον ανθρώπινο οργανισµό. Να εξηγήσετε το είδος της ανοσοβιολογικής απόκρισης µε βάση τις καµπύλες του διαγράµµατος. (Πανελλήνιες 2011) 17

18 1.4 ΣΥΝ ΡΟΜΟ ΕΠΙΚΤΗΤΗΣ ΑΝΟΣΟΛΟΓΙΚΗΣ ΑΝΕΠΑΡΚΕΙΑΣ (AIDS) ιαγράµµατα Τα παρακάτω διαγράµµατα απεικονίζουν τη µεταβολή της συγκέντρωσης του HIV και των βοηθητικών Τ-λεµφοκυττάρων, σε σχέση µε το χρόνο, σε έναν άνθρωπο που µολύνθηκε από τον ιό και οδηγείται τελικά στο θάνατο. Οι καµπύλες Α και Β στο διάγραµµα I απεικονίζουν τις µεταβολές του HIV και των βοηθητικών Τ-λεµφοκυττάρων στο διάστηµα των πρώτων 12 εβδοµάδων µετά τη µόλυνση. Οι ίδιες καµπύλες Α και Β συνεχίζουν στο διάγραµµα II, απεικονίζοντας τις µεταβολές του HIV και των βοηθητικών Τ-λεµφοκυττάρων µετά τον πρώτο χρόνο από τη µόλυνση και µέχρι το θάνατο του ανθρώπου. α. Ποια καµπύλη απεικονίζει τη µεταβολή της συγκέντρωσης του HIV και ποια τη µεταβολή της συγκέντρωσης των βοηθητικών Τ-λεµφοκυττάρων; Να αιτιολογήσετε την απάντησή σας. β. Με ποιους τρόπους επιµηκύνεται αρκετά ο χρόνος επιβίωσης των ασθενών µε AIDS; γ. Πως γίνεται η διάγνωση της νόσου του AIDS; δ. Ποια είδη κυττάρων του ανθρώπου προσβάλλει ο HIV και για ποιο λόγο προσβάλλει τα κύτταρα αυτά; (Επαναληπτικές 2012) 18