فيديو الدرس: الاستجابة المناعية غير المتخصصة الأحياء

نسخة الفيديو النصية

في هذا الفيديو، سوف نتعرف على كل ما يتعلق بالاستجابة المناعية غير المتخصصة، أي ذلك الجهاز الفطري البشري الذي يمنع العدوى بمسببات الأمراض الضارة. وسنستكشف التراكيب والإفرازات والأفعال الانعكاسية التي تقلل دخول العوامل المعدية إلى الجسم. وسنكتشف كيف تعمل عمليتا الالتهاب والبلعمة معًا لاستهداف مسببات الأمراض التي تنجح في الإفلات من خط الدفاع الأول للجسم.

الأمر كله يبدأ بمسببات الأمراض. هذه المسببات يمكن أن تكون بكتيريا أو فطريات أو فيروسات أو حتى طلائعيات. هذه العوامل الحيوية ليست ضارة في حد ذاتها. ولكنها إذا اكتسبت القدرة على إصابة عائل، مثل الإنسان، والتسبب في المرض، تصبح خطرة وقد تتسبب في إصابتنا بالمرض الشديد. وفي هذه الحالة، نشير إليها بمسببات أمراض. عندما تستعد مسببات الأمراض لغزو جسم الإنسان، يكون أمام الجسم خيار واحد فقط. وهو أن يدافع عن نفسه ضد الهجوم من أجل البقاء. ولحسن حظنا، فإن لدى الجسم جهازًا متخصصًا لفعل ذلك، وهو جهاز المناعة.

جهاز المناعة البشري به ثلاثة خطوط دفاع. يتضمن خط الدفاع الأول كل الآليات التي تمنع مسبب المرض من الدخول إلى الجسم في المقام الأول. ويتضمن خط الدفاع الثاني استجابة كيميائية وخلوية، وهي استجابة غير متخصصة. بعبارة أخرى، يحمينا خط الدفاع الثاني من كل مسببات الأمراض بالطريقة نفسها، ما يعني أن هذا الدفاع يمكن أن يحدث بسرعة كبيرة. ويتضمن خط الدفاع الثالث استجابة كيميائية وخلوية متخصصة تحديدًا في التصدي لمسبب المرض الذي يؤدي إلى العدوى. وتعرف هذه الاستجابة بالاستجابة المناعية التكيفية أو المكتسبة. وتحتاج عادة ما بين أربعة أيام وسبعة ليبدأ مفعولها في حالة الشخص الذي يتمتع بصحة جيدة. وفي حالة الشخص الذي يعاني أمراضًا مزمنة، يمكن أن يستغرق الأمر وقتًا أطول.

يعرف خطا الدفاع الأول والثاني معًا بالاستجابة المناعية الفطرية أو غير المتخصصة. تبدأ هذه الاستجابة على الفور، ويمكن أن تمنع حالات عدوى خطيرة أثناء تجهيز الجسم للاستجابة المناعية التكيفية. في هذا الفيديو، سنركز على الاستجابة المناعية غير المتخصصة. لذا، دعونا نبدأ بإلقاء نظرة فاحصة على دفاعات الخط الأول التي سيواجهها مسبب المرض عندما يحاول غزو الجسم.

الجلد أكبر عضو في الجسم؛ إذ يغطي كل أسطحه الخارجية ويحميها. ولذلك، فهو يعمل حاجزًا ماديًّا لمنع دخول مسببات الأمراض. وبينما يحمي الجلد الأسطح الخارجية، يوجد في جسم الإنسان العديد من الفتحات الطبيعية والأسطح الداخلية التي يمكن لمسببات الأمراض استخدامها لدخول الجسم. وتحميها الأغشية المخاطية. وكما يوحي الاسم، تفرز الأغشية المخاطية مخاطًا لزجًا يبطن الأسطح الداخلية ويمنع أي مسببات للأمراض تحاول الدخول.

توجد الأغشية المخاطية بشكل أساسي في العينين، والأذنين، والأنف، والفم، والممرات الهوائية، وفتحة الشرج، والمهبل. العينان محميتان أيضًا بسائل يفرز من الغدد الدمعية. يكون هذا السائل الدموع. بالإضافة إلى قدرة الدموع على طرد المواد الغريبة، مثل الغبار، بعيدًا عن العين، فإنها تحتوي أيضًا على إنزيمات يمكنها تدمير بعض البكتيريا. الأذنان أيضًا بهما إفراز وقائي ثان على شكل شمع الأذن، واسمه العلمي الصملاخ. تنتج الأذن الخارجية الصملاخ الذي يعمل على منع مسببات الأمراض والمواد الغريبة الأخرى. وثبت أيضًا أن له بعض الخواص المضادة للميكروبات والفطريات.

يحتوي اللعاب، الذي تنتجه الغدد اللعابية في الفم، على إنزيمات يمكنها تدمير بعض أنواع البكتيريا. وبالإضافة إلى إفراز المخاط، فإن بعض الأغشية المخاطية، مثل تلك التي تبطن الممرات الهوائية، تحتوي على نسيج طلائي مهدب. تحتوي خلايا هذا النسيج الطلائي المهدب على تراكيب صغيرة تشبه الشعر على سطحها تسمى الأهداب. توجد الأهداب فيها لدفع المخاط، الذي يحتوي على مسببات الأمراض والمواد الغريبة الأخرى التي تم منعها، نحو الجزء العلوي من الممرات الهوائية كي تبتلع.

وأي شيء يبتلع ينتهي به المطاف في المعدة. تحتوي المعدة على عصارات معدية لها أس هيدروجيني يساوي اثنين تقريبًا، ما يعني أنها شديدة الحموضة. ويدمر هذا الحمض معظم مسببات الأمراض التي تدخل المعدة، سواء كانت في الطعام أو في المخاط الآتي من الممرات الهوائية.

النوع الأخير من دفاعات الخط الأول هي الأفعال الانعكاسية الطاردة. وهي الأفعال الانعكاسية التي تطرد العوامل المعدية المحتملة من الجسم بقوة. وأفضل أمثلة الأفعال الانعكاسية الطاردة هي السعال الذي يطرد المواد من الممرات الهوائية، والعطس الذي يطرد المواد من الأنف، والقيء الذي يطرد المواد من المعدة.

على الرغم من كل هذه الآليات، تتمكن بعض مسببات الأمراض من شق طريقها إلى الجسم. ولكن تمكنها من اختراق خط الدفاع الأول لا يعني أن الأمور ستصبح أسهل لها. فقد حان الوقت الآن لمواجهتها لخط الدفاع الثاني.

عندما تدخل مسببات الأمراض إلى الجسم وتصيب نسيجًا معينًا، في هذا المثال تصيب البكتيريا الجلد عبر جرح مفتوح، تصبح منطقة العدوى حمراء، ومتورمة، ومؤلمة، وساخنة على الفور. هذه كلها آثار الاستجابة الالتهابية أو الالتهاب.

دعونا نتناول هذه الاستجابة بمزيد من التفصيل. الجلد موطن نوع معين من خلايا الدم البيضاء تسمى الخلايا الصارية. تكتشف الخلايا الصارية الإصابة أو العدوى، وتستجيب لها بإفراز مادة كيميائية تسمى الهيستامين، وهي ممثلة بالنقاط الصفراء في هذا الشكل. يتسبب الهيستامين في زيادة قطر الأوعية الدموية في الجلد، ما يسمح بتدفق المزيد من الدم إلى موضع الإصابة. يعرف ذلك بتوسع الأوعية الدموية، وهو سبب سخونة المنطقة المصابة واحمرارها. يجعل الهيستامين أيضًا الشعيرات الدموية أكثر نفاذية، ما يسمح بدخول المزيد من السوائل إلى أنسجة الجلد من الدم. وهذا يفسر التورم.

بالإضافة إلى الهيستامين، تطلق الخلايا الصارية أيضًا مواد كيميائية أخرى تسمى السيتوكينات، وهي موضحة هنا على هيئة نقاط خضراء. السيتوكينات مسئولة عن جذب الخلايا البلعمية إلى موضع الإصابة، وهي نوع آخر من خلايا الدم البيضاء. وبسبب زيادة تدفق الدم ونفاذية الشعيرات الدموية، يستطيع الكثير من الخلايا البلعمية الانتقال إلى المنطقة المصابة بسرعة كبيرة. وفي وقت لاحق، تجذب السيتوكينات أنواعًا مهمة أخرى من خلايا الدم البيضاء، لكنها جزء من الاستجابة المناعية المتخصصة. لذلك، لن نتناولها في هذا الفيديو.

بمجرد أن يحدد جيش الخلايا البلعمية مكان البكتيريا المسببة للعدوى، يجب أن يحاول القضاء على مسببات المرض الغازية هذه بالطريقة الوحيدة التي يعرفها، وهي عملية تسمى البلعمة. في هذه العملية تبتلع الخلية البلعمية مسبب المرض ثم تهضمه بالإنزيمات.

دعونا نلق نظرة على المراحل الخمس التي تصف هذه العملية. المرحلة الأولى هي الارتباط بالغشاء. في هذه المرحلة تتعرف المستقبلات الموجودة على غشاء الخلية البلعمية على البروتينات الموجودة على سطح مسبب المرض وترتبط بها. بعد ذلك، تبتلع الخلية البلعمية مسبب المرض، مكونة عضية متخصصة تسمى الجسم البلعمي. وعلى الرغم من أنه يبدو إلى حد ما أن الخلية البلعمية تأكل مسبب المرض في هذه المرحلة، فعلينا التأكد من استخدام كلمة «ابتلاع» بدلًا من «أكل» لأن الخلية البلعمية ليس لها فم أو جهاز هضمي. لذا لا يمكنها أن تأكل أي شيء فعليًّا.

وفي المرحلة الثالثة، يتحد الجسم البلعمي مع الأجسام المحللة. لعلك تتذكر أن الأجسام المحللة هي عضيات مرتبطة بالأغشية تحتوي على إنزيمات تعمل على أفضل نحو في الظروف الحمضية. وعندما تتحد مع الجسم البلعمي، تتشكل حويصلة كبيرة تسمى الجسم المحلل البلعمي. في أثناء المرحلة الرابعة، تؤدي الإنزيمات الموجودة داخل الجسم المحلل البلعمي إلى تحييد مسبب المرض، وتهضمه. وبعد ذلك، تنطلق النواتج غير الضارة لهضم مسبب المرض من الخلية البلعمية أو تظهر على سطح غشاء الخلية بوصفها جزءًا من الاستجابة المناعية المتخصصة. وعلى الرغم من أن البلعمة تدمر معظم مسببات الأمراض، يعتقد أن بعض البكتيريا، مثل تلك التي تسبب الجذام والسل، تنجو وتهرب من الجسم المحلل البلعمي، ولهذا السبب يمكن أن تكون هذه الأمراض خطيرة للغاية.

بالإضافة إلى البلعمة، يوجد العديد من الآليات الأخرى التي تشكل جزءًا من الاستجابة المناعية غير المتخصصة. الخلايا القاتلة الطبيعية هي نوع من خلايا الدم البيضاء التي يمكنها التعرف على خلايا الجسم المجهدة. إذا كانت إحدى خلايا الجسم تعاني الإجهاد، فقد يكون ذلك علامة على أنها إما مصابة بأحد مسببات الأمراض، مثل فيروس ما، وإما أنها خلية ورم تتكاثر بشكل خارج عن السيطرة. إذا اكتشفت خلية قاتلة طبيعية وجود خلية مجهدة في الجسم، فستدمرها.

وكما رأينا فيما سبق، السيتوكينات مواد كيميائية تؤدي دورًا مهمًّا في التواصل بين الخلايا أثناء الاستجابة المناعية. الإنترفيرون سيتوكين تنتجه خلايا الجسم المصابة بفيروس. ويؤثر في الخلايا المحيطة لمنع تضاعف الفيروس. وإذا لم يتمكن الفيروس من التضاعف، فلن تتمكن العدوى من الانتشار بسرعة. الإنترفيرون مسئول أيضًا عن تنشيط الخلايا القاتلة الطبيعية.

وأخيرًا، الجهاز المتمم هو مجموعة من البروتينات القابلة للذوبان الموجودة في الدم. تعمل هذه البروتينات معًا فيما يعرف باسم السلسلة المتممة لتشكيل مركب هجومي. يصنع هذا المركب ثقوبًا في أغشية خلايا البكتيريا الغازية، ويدمرها. تشارك بروتينات الجهاز المتمم أيضًا في تعزيز الالتهاب وتحفيز الخلايا البلعمية لبدء عملية البلعمة.

الآن، دعونا نتعرف على ما يحدث عندما تتعطل هذه الاستجابات المناعية. إن سبب شعورنا بالمرض عند إصابتنا بالعدوى يعود بالأساس إلى الاستجابة الالتهابية التي تحدثنا عنها بالفعل. كما ترى في هذا التمثيل البياني، تبدأ الاستجابة الالتهابية عند الإصابة بالعدوى وتزداد بسرعة. وبعد أسبوع تقريبًا، تنخفض هذه الاستجابة مرة أخرى عندما يخلص الجهاز المناعي الجسم من مسبب المرض. وحينئذ نبدأ في الشعور بالتحسن.

ومع ذلك، في بعض الحالات، يمكن أن يظل مستوى الالتهاب مرتفعًا جدًّا، كما هو موضح بالخط الأزرق في التمثيل البياني. يعرف ذلك بالالتهاب المزمن، ويمكن أن يؤدي إلى عدد من المشكلات الصحية المختلفة. وعلى الرغم من أننا ما زلنا لا نفهم كل أسباب الالتهاب المزمن فهمًا تامًّا، فإننا نعلم أن هذه الأسباب قد تكون معدية أو غير معدية. بعض مسببات الأمراض قادرة على الإفلات من جهاز المناعة البشري، ومن ثم يعجز الجسم عن التخلص منها بالكامل. يمكن أيضًا لميكروبات الأمعاء التي نتناولها في طعامنا أن تنشط الاستجابة الالتهابية بشكل غير ملائم في بعض الأحيان. هذه أمثلة على الأسباب المعدية. وتشمل الأسباب غير المعدية السمنة، وتلف الأنسجة الناتج عن الأورام، واضطرابات المناعة الذاتية، وتصلب الشرايين، وأمراض القلب.

يمكن أن يسبب الالتهاب المزمن تغيرات دائمة في الأنسجة، مثل موت الخلايا، والتندب، ونمو الأوعية الدموية، والتكاثر السريع للخلايا. وقد يكون مسئولًا أيضًا عن التغيرات الأيضية، مثل خلل إشارات الهرمونات. ويمكن أن تؤدي هذه التغيرات في النهاية إلى عدد من الحالات الخطيرة، مثل مرض السكري من النوع الثاني، وفشل الأعضاء، والسرطان، ومرض الزهايمر.

بذلك، نكون قد تعرفنا على كل جوانب الاستجابة المناعية غير المتخصصة، فدعونا نجرب حل سؤال تدريبي.

كيف يؤثر الهيستامين على الأوعية الدموية القريبة من منطقة مصابة؟ (أ) يوسع الأوعية الدموية، ويقلل نفاذية الشعيرات الدموية. (ب) يوسع الأوعية الدموية، ويزيد نفاذية الشعيرات الدموية. (ج) يوسع الأوعية الدموية، ولكن لا يؤثر على نفاذية الشعيرات الدموية. (د) يضيق الأوعية الدموية، ولكن لا يؤثر على نفاذية الشعيرات الدموية. (هـ) يضيق الأوعية الدموية، ويزيد نفاذية الشعيرات الدموية.

عندما نتعرض لإصابة، سرعان ما تصبح المنطقة المصابة حمراء، ومتورمة، ومؤلمة، وساخنة. وعلى الرغم من أن هذا أمر لا يسرنا، فهو في الواقع علامة على أن الجسم يتفاعل مع الإصابة ويبدأ في علاج نفسه. ويفعل الجسم ذلك من خلال استجابة مناعية غير متخصصة تعرف بالالتهاب.

يحدث الالتهاب، الذي يطلق عليه أحيانًا الاستجابة الالتهابية، عن طريق نوع خاص من خلايا الدم البيضاء تسمى الخلية الصارية. تكتشف الخلايا الصارية الإصابة أو العدوى، وتستجيب لها بإفراز مادة كيميائية تسمى الهيستامين. وهذا ما يسألنا السؤال عنه. للهيستامين تأثيران مهمان على الأوعية الدموية المجاورة لموضع الإصابة. أولهما أنه يتسبب في توسعها، ما يسمح بتدفق المزيد من الدم إلى المنطقة المصابة. يعرف ذلك بتوسع الأوعية الدموية، وهو ما يسبب الاحمرار والحرارة. ونظرًا لأن خياري الإجابة (د) و(هـ) يشيران إلى أن الأوعية الدموية تضيق، ما يعني أنها تصبح أصغر حجمًا، فمن المؤكد أن هذين الخيارين غير صحيحين.

التأثير الثاني للهيستامين هو أنه يزيد نفاذية الشعيرات الدموية بالقرب من موضع الإصابة. وهذا يسمح بدخول المزيد من السوائل من الدم إلى المنطقة المصابة، جالبة معها خلايا الدم البيضاء المتخصصة، مثل الخلايا البلعمية، التي يمكن أن تساعد على التخلص من أي عدوى. وهذا ما يسبب التورم. بذلك، نكون قد حددنا كيف يؤثر الهيستامين في الأوعية الدموية بالقرب من المنطقة المصابة. الإجابة الصحيحة هي (ب). يوسع الأوعية الدموية، ويزيد نفاذية الشعيرات الدموية.

دعونا نلخص ما تعلمناه في هذا الفيديو من خلال مراجعة النقاط الرئيسية. خط الدفاع الأول هو مجموعة من الآليات التي تمنع دخول مسببات الأمراض إلى الجسم. الالتهاب والبلعمة عمليتان رئيسيتان في خط الدفاع الثاني. يبدأ الالتهاب وينظم بواسطة النواقل الكيميائية. تساعد الخلايا البلعمية على التخلص من العدوى عن طريق ابتلاع مسببات المرض. وتؤدي آليات أخرى في الاستجابة المناعية غير المتخصصة أدوارًا مهمة أيضًا في ذلك.