Immunità In che modo il nostro sistema immunitario ci protegge dalle malattie? Perché? Un modo in cui gli organismi mantengono l'omeostasi è il rilevamento di cellule e particelle estranee come agenti patogeni e cellule cancerose. Una volta rilevato e identificato il patogeno, altri sistemi del corpo dell'organismo possono attaccare l'invasore, mantenendo così l'organismo sano. Le cellule del sistema immunitario umano sono finemente coordinate per riconoscere e rispondere rapidamente alla presenza di organismi patogeni. Modello 1 - Risposta cellulo-mediata 1. Nel modello 1 un patogeno ( virus, batteri, proteine estranee, parassiti) è entrato nel flusso sanguigno di un individuo. Disegna il simbolo che rappresenta l'agente patogeno. 2. Una risposta del sistema immunitario umano è l'endocitosi di un patogeno da parte di un fagocita ( un tipo di globuli bianchi). Fare riferimento al modello 1. a. Quale diagramma nell'illustrazione della risposta cellulo-mediata mostra questo processo? b. Disegna il simbolo che rappresenta il fagocita. 3. Un altro tipo di globuli bianchi che è coinvolto nella risposta cellulo-mediata è il linfocita T helper. 1. Disegna il simbolo che rappresenta la cellula T helper nel Modello 1. b. Nel disegno sopra, cerchia le proteine superficiali specializzate sul linfocita T helper. 4. Secondo il Modello 1, i linfociti T helper sono tutti uguali? Giustifica la tua risposta con prove specifiche del Modello 1. 5. Le seguenti affermazioni sono relative ad alcune fasi del processo cellulo-mediato nel Modello 1. • • • • ____ Un pezzo dell'agente del patogeno viene presentato sulla superficie del fagocita. ____ Il linfocita T helper produce citochine per attivare altri sistemi di risposta immunitaria. ____ Il linfocita T helper si lega al pezzo di patogeno presentato sul fagocita. ____ Il patogeno viene distrutto dalle sostanze chimiche nel fagocita. a. Determina l'ordine delle affermazioni facendo riferimento al Modello 1. b. Decidi dove ogni affermazione appartiene nel diagramma ed etichetta il Modello 1 in modo appropriato. Si noti che più di un'istruzione può corrispondere a un diagramma e alcuni diagrammi potrebbero non corrispondere a nessuna istruzione. 6. Secondo il Modello 1, i linfociti T helper interagiscono con i patogeni liberi nel sangue? Leggi! Vengono chiamati antigeni i pezzi di agente patogeno che si presentano sulla superficie di una cellulai. Vengono chiamate cellule presentanti l'antigene ( APC) le cellule che presentano antigeni sulla loro superficie, come il fagocita nel Modello 1. Queste attivano le cellule T helper. Dopo essere stato attivato da un antigene, il linfocita T helper inizierà una fase di rapida divisione cellulare. Le cellule figlie risultanti possono essere cellule T h effettrici o cellule Th della memoria. Le cellule T della memoria rimarranno nel corpo per diversi anni, pronte a rispondere all'agente patogeno se dovesse mai infiltrarsi di nuovo per una nuova infezione. Tutti i tipi di linfociti T helper si legano a tutti gli antigeni? Giustifica la tua risposta con prove specifiche dal Modello 1. Evidenzia nel Modello 1 l "antigene" e la "cellula che presenta l'antigene". Modello 2 - Risposta umorale 9. I linfociti B sono un terzo tipo di globuli bianchi coinvolti nell'immunità. a. Disegna il simbolo che rappresenta un linfocita B nel modello 2. b. Qual è il nome della risposta del sistema immunitario che coinvolge le cellule B? 10. Secondo il Modello 2, le cellule B sono tutte uguali? Giustifica la tua risposta con prove specifiche del Modello 2. 11. Nel diagramma 2 del Modello 2, il legame si verifica tra un antigene e una cellula B. In che modo questa interazione è diversa dal legame che si verifica tra antigeni e linfociti T helper? 12. Considera i diagrammi 3–5 nel Modello 2. Scrivi descrizioni simili a quelle della Domanda 5 per ciascuno di questi passaggi nella risposta umorale. 13. Una cellula B è una cellula che presenta l'antigene? Giustifica il tuo ragionamento. 14. Secondo il Modello 2, i linfociti B interagiscono mai con agenti patogeni che hanno infettato una cellula? Giustifica il tuo ragionamento con prove specifiche del Modello 2. 15. Puoi prevedere cosa accadrebbe se una cellula B come quella mostrata nel diagramma 5 del Modello 2 dovesse imbattersi in una cellula T helper come quelle del Modello 1. The helper T-cell would bind to the antigens present of the B-cell (just like when it was bound to the phagocyte) Modello 3 - Immunità adattativa 16. Riconoscere e contrassegnare nel Modello 3 i seguenti elementi: Agente patogeno Linfocita B Linfocita T Helper 17. Descrivi l'interazione tra la cellula B e la cellula T helper nel modello 3. The helper T-cell binds to the antigens shown on the B-cell 18. When a B-cell is activated by the interaction with a helper T-cell it begins to produce and disperse antibodies. a. Draw the symbol that represents an antibody in Model 3. b. According to Model 3, what does the antibody do to pathogens? The antibody binds to the pathogen and clumps around it so it can't bind to anything else 19. How might the interaction between the antibody and pathogens affect the pathogen’s ability to infect its host? The antibodies clumping around the pathogen would decrease the ability of the pathogen to infect its host 18. Quando una cellula B viene attivata dall'interazione con una cellula T helper, inizia a produrre e disperdere anticorpi. a. Disegna il simbolo che rappresenta un anticorpo nel Modello 3. b. Secondo il Modello 3, cosa fa l'anticorpo ai patogeni? 19. In che modo l'interazione tra l'anticorpo e gli agenti patogeni può influenzare la capacità dell'agente patogeno di infettare il suo ospite? Leggi! Dopo che la cellula B è stata attivata dalla cellula T helper, la cellula B entra in una fase di rapida divisione cellulare. Alcune delle cellule figlie diventano plasmacellule che producono ancora più molecole di anticorpi, alcune raggiungono un tasso di 2.000 molecole al secondo. Le altre cellule figlie diventano cellule B della memoria che rimarrà nell’individuo per diversi anni, pronto a rispondere al patogeno se dovesse mai entrare di nuovo nel corpo. Modello 4 - Risposta immunitaria a un agente patogeno 20. Cosa rappresenta l’asse y del grafico nel modello 4? 21. Quante volte l'organismo nel Modello 4 ha incontrato lo stesso patogeno? 22. Utilizzando il Modello 4, confrontare la quantità dell'anticorpo generato dai linfociti B dopo il primo incontro con l'antigene con la quantità dell'anticorpo generato nel secondo incontro con l'antigene. 23. Fare riferimento al modello 4. a. Confronta il tempo necessario per raggiungere la quantità massima di produzione di anticorpi per il primo e per il secondo incontro. b. Come si può spiegare il fatto che ci ammaliamo la prima volta che incontriamo un nuovo virus, ma non ci ammaliamo la seconda volta che incontriamo lo stesso virus (es. morbillo?) 24. Considera tutti i diversi tipi di cellule menzionate in questa attività che partecipano alla risposta immunitaria. Quali cellule sono responsabili della risposta alla seconda esposizione al patogeno illustrata nel Modello 4? Giustifica il tuo ragionamento. 26. Considera i modelli 1 e 2 e l'interazione che i linfociti T helper e i linfociti B hanno con il patogeno. un. Perché il processo nel Modello 1 è chiamato risposta "cellulo mediata"? b. Perché il processo nel Modello 2 è chiamato risposta "umorale"? Nota: Una volta ci si riferiva al sangue come uno degli umori del corpo. Domande sull'estensione 27. Considera il ciclo di vita di una cellula. Quando le cellule di memoria del sistema immunitario non sono attivate o non rispondono a un'esposizione a un patogeno, in quale fase del ciclo cellulare si trovano probabilmente? Giustifica il tuo ragionamento. Leggi questo! Edward Jenner, un medico di campagna inglese, è ritenuto di aver dato il primo relativamente sicuro vaccino. Notò che le ragazze che mungevano le mucche sviluppavano piaghe sulle mani simili a quelle delle vittime del vaiolo. Queste piaghe erano chiamate vaiolo bovino, ma le ragazze non sembravano ammalate e non si ammalavano della temuta malattia umana, il vaiolo. La leggenda afferma che Jenner ha intenzionalmente infettato un ragazzo con graffi da piaghe da vaiolo bovino e poi ha esposto il ragazzo al vaiolo. Il ragazzo non si ammalò e la pratica delle vaccinazioni si spostò rapidamente nella medicina tradizionale. La parola vaccinazione deriva dalla parola latina per mucca, vacca. Oggi, grazie alle pratiche di vaccinazione intensiva nell'ultima metà del 20 ° secolo, il vaiolo non è più una temuta malattia umana. Da allora, sono stati sviluppati vaccini per altre malattie come la poliomielite e il morbillo e non abbiamo più morti diffuse per queste malattie. 28. Usa ciò che hai imparato in questa attività per spiegare perché le ragazze osservate da Jenner non si sono ammalate di vaiolo. 29. Utilizzando le informazioni di questa attività e il file Leggi questo! box, scrivi una definizione per il termine vaccino, utilizzando i termini antigene, anticorpo e cellule B di memoria. 30. Il comune raffreddore è una malattia virale. Così è l'AIDS, che è causato dal virus dell'immunodeficienza umana, o HIV. Vaccini efficaci contro queste malattie virali non sono stati sviluppati nonostante anni di ricerca e lavoro da parte di scienziati dedicati. Uno dei motivi è il rapido tasso di mutazione di questi virus, che porta a nuove proteine di superficie in un tempo molto breve. Ritornare al Modello 2 per ipotizzare come questo rapido cambiamento nel virus del raffreddore e nell'HIV renda difficile lo sviluppo delle vaccinazioni. 31. Proponi un motivo per cui devi ricevere iniezioni di "richiamo" del vaccino ogni pochi anni. 8 POGIL ™ Attività per AP * Biology