กลไกการตอบสนองของร่างกายแบบไม่จำเพาะ และแบบจำเพาะต่อสิ่งแปลกปลอม หน่วยการเรียนรู้ที่ 2 การรักษาดุลยภาพของร่างกายมนุษย์ วิชาวิทยาศาสตร์ชีวภาพ 1 ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 ภาคเรียนที่ 1 ธีริศรา แสงมั่ง E-mail: s.teerisara@gmail.com

กลไกการตอบสนองของร่างกายแบบไม่จำเพาะ และแบบจำเพาะต่อสิ่งแปลกปลอม จุดประสงค์การเรียนรู้ อธิบายกลไกการตอบสนองของร่างกายแบบไม่จำเพาะและแบบจำเพาะต่อสิ่งแปลกปลอมของร่างกายได้ เขียนแผนผังเกี่ยวกับการตอบสนองของร่างกายแบบไม่จำเพาะและแบบจำเพาะต่อสิ่งแปลกปลอมของร่างกายได้

เชื้อโรคสามารถเข้าสู่ร่างกายได้โดยวิธีใดบ้าง

กลไกการตอบสนองของร่างกายต่อสิ่งแปลกปลอม ด่านแรก: ผิวหนัง เยื่อบุเซลล์ในระบบหายใจ และระบบย่อยอาหาร ด่านที่สอง: แนวป้องกันโรคทั่วไปที่ตอบสนองสิ่งแปลกปลอมด้วยการอักเสบ เซลล์เม็ดเลือดขาวฟาโกไซต์ ด่านที่สาม: หน่วยรบพิเศษ ระบบภูมิคุ้มกันที่จำเพาะเจาะจง เซลล์เม็ดเลือดขาวลิมโฟไซต์

ด่านแรก : ผิวหนัง เยื่อบุเซลล์ในระบบหายใจ และระบบย่อยอาหาร ผิวหนัง มีแนวป้องกัน คือ สารเคมีที่สร้างขึ้นแล้วขับออกมาทางรูเปิดของขุมขน และรูเปิดของต่อมต่าง ๆ เช่น เหงื่อ น้ำมัน น้ำมูก น้ำตา ซึ่งสารเหล่านี้มีเกลือปนอยู่ หรือมีสภาวะความเป็นกรดอ่อน ๆ สามารถทำลายหรือชะล้างเชื้อโรคบางชนิดที่อยู่ตามผิวหนังได้

ด่านแรก : ผิวหนัง เยื่อบุเซลล์ในระบบหายใจ และระบบย่อยอาหาร เชื้อโรคที่เข้าสู่ร่างกายทางระบบหายใจ จะถูกดักจับด้วยเยื่อเมือกเหนียว ๆ ที่เซลล์เยื่อบุผิวขับออกมาเพื่อดักจับเชื้อโรค และถูกพัดโบกโดยขนเล็ก ๆ ที่เรียกว่า ซิเลีย (cilia) ที่บริเวณเยื่อบุผิวหนังของระบบทางเดินหายใจตั้งแต่รูจมูกเข้าไปในหลอดลม ซึ่งทำให้เกิดการระคายเคืองลำคอ และเกิดการไอหรือจาม เพื่อขับสิ่งแปลกปลอมออกจากร่างกาย ในขณะเดียวกัน สิ่งแปลกปลอมต่าง ๆ ที่อยู่บริเวณหลอดลมก็สามารถเข้าไปสู่หลอดอาหาร ลงสู่กระเพาะอาหารที่มีสภาวะเป็นกรด เชื้อโรคจึงถูกทำลายได้

Key words แอนติเจน (antigen) : ส่วนประกอบที่มีลักษณะเฉพาะตัวที่อยู่บริเวณพื้นผิวของเซลล์เชื้อโรคหรือสิ่งแปลกปลอม แอนติบอดี (antibody) : โปรตีนที่ทำหน้าที่ต่อต้านและทำลายสิ่งแปลกปลอมที่เข้าสู่ร่างกาย ฟาโกไซต์ (phagocyte) : เซลล์เม็ดเลือดขาวหลายรูปแบบ ทำหน้าที่กำจัดเชื้อโรคด้วยการล้อมและกลืนกิน ลิมโฟไซต์ (lymphocyte) : เซลล์เม็ดเลือดขาวที่ตรวจจับชนิดของแอนติเจนที่เข้าสู่ร่างกายก่อน จึงจะผลิตแอนติบอดีที่จำเพาะขึ้น วัคซีน (Vaccine) : แอนติเจนของเชื้อโรคที่ไม่สามารถทำอันตรายต่อร่างกายภูมิคุ้มกันของร่างกาย

เซลล์เม็ดเลือดขาว เซลล์เม็ดเลือดขาว มีหน้าที่ป้องกันและทำลายเชื้อโรคหรือสิ่งแปลกปลอมสร้างจากไขกระดูก แบ่งเป็น 2 กลุ่มตามลักษณะของแกรนูล (granule) ซึ่งเป็นถุงสำหรับบรรจุสารภายในเซลล์ ดังนี้ มีแกรนูล ไม่มีแกรนูล

เซลล์เม็ดเลือดขาว เซลล์เม็ดเลือดขาว ที่คอยทำลายเชื้อโรคที่เข้าสู่ร่างกาย แบ่งตามหน้าที่ได้ 2 กลุ่ม ดังนี้ ฟาโกไซต์ (phagocyte) หรือ เซลล์กลืนกิน เป็นจอมเขมือบเชื้อโรค 2. ลิมโฟไซต์ (lymphocyte) หลั่งแอนติบอดีมาต่อสู้กับเชื้อโรค เซลล์ที (T-cell) เซลล์บี (B-cell)

ด่านที่สอง: แนวป้องกันโรคทั่วไป โดยเซลล์เม็ดเลือดขาวฟาโกไซต์ ด่านที่สอง: แนวป้องกันโรคทั่วไป โดยเซลล์เม็ดเลือดขาวฟาโกไซต์ เชื้อโรคที่สามารถเล็ดลอดเข้าสู่ร่างกายและทำอันตรายต่อเซลล์ภายในได้ ซึ่งอาจจะเป็นเพราะความรุนแรงของเชื้อโรคเอง ร่างกายอ่อนแอ หรือการมีบาดแผล เซลล์ที่ได้รับอันตรายจะขับสารเคมีเพื่อส่งสัญญาณกระตุ้นการตอบสนองทำให้เกิดอาการอักเสบ (inflammation) ขึ้น การอักเสบจึงเปรียบเสมือนด่านสกัดกั้นชั้นที่สองของร่างกาย ช่วยป้องกันเชื้อโรคทุกชนิดโดยไม่จำเพาะเจาะจง

ด่านที่สอง: แนวป้องกันโรคทั่วไป โดยเซลล์เม็ดเลือดขาวฟาโกไซต์ ด่านที่สอง: แนวป้องกันโรคทั่วไป โดยเซลล์เม็ดเลือดขาวฟาโกไซต์ ฟาโกไซต์ (phagocyte) หรือ เซลล์กลืนกิน ถูกสร้างจากไขกระดูก ทำหน้าที่กำจัดเชื้อโรคด้วยการล้อมและกลืนกิน โดยยื่นส่วนที่เรียกว่า เท้าเทียม (pseudopodium) เข้าโอบล้อมเชื้อโรค จากนั้นเชื้อโรคจะไหลเข้าสู่ถุงอาหารภายในเซลล์และถูกย่อยโดยเอนไซม์ เรียกกระบวนการนี้ว่า ฟาโกไซโทซิส (phagocytosis)

ด่านที่สอง: แนวป้องกันโรคทั่วไป โดยเซลล์เม็ดเลือดขาวฟาโกไซต์ ด่านที่สอง: แนวป้องกันโรคทั่วไป โดยเซลล์เม็ดเลือดขาวฟาโกไซต์ บริเวณที่เกิดการอักเสบจะมีเลือดมาหล่อเลี้ยงเพิ่มมากขึ้น ทำให้มีลักษณะบวมแดงและอาจมีหนอง ถ้าสัมผัสจะรู้สึกว่าบริเวณบาดแผลที่บวมแดงร้อนกว่าปกติ ซึ่งเกิดจากร่างกายสร้างสารเคมีขึ้นมา แล้วทำให้อุณหภูมิสูงขึ้น ทำให้เชื้อโรคถูกทำลายและเพิ่มจำนวนได้ช้า และถูกฟาโกไซต์จับกินได้ง่าย หนอง คือ ซากของเซลล์เม็ดเลือดขาวและเชื้อโรคที่ถูกร่างกายกำจัดออกมาร่วมกับเซลล์ที่ติดเชื่อจนเสื่อสภาพแล้ว

เพราะเหตุใด การวัดอุณหภูมิทุกครั้งที่มีการตรวจร่างกายจึงเป็นสิ่งจำเป็น คำถามชวนคิด! เพราะเหตุใด การวัดอุณหภูมิทุกครั้งที่มีการตรวจร่างกายจึงเป็นสิ่งจำเป็น

ด่านที่สาม: หน่วยรบพิเศษ ระบบภูมิคุ้มกันที่จำเพาะเจาะจง เชื้อโรคบางชนิดจะมีสารจำพวกโปรตีนอยู่ที่ผิวเซลล์ เรียกว่า แอนติเจน (antigen) เมื่อเชื้อโรคนี้เข้าสู่ร่างกายคน เซลล์เม็ดเลือดขาวฟาโกไซต์จะจับกับเชื้อโรคนั้น ทำให้แอนติเจนของเชื้อโรคปรากฏอยู่บนผิวของฟาโกไซต์ และไปกระตุ้นเม็ดเลือดขาวกลุ่มลิมโฟไซต์ (lymphocyte) ซึ่งถูกสร้างจากไขกระดูก มีหน้าที่ตรวจจับชนิดของแอนติเจนที่เข้าสู่ร่างกายก่อน แล้วจะผลิตเซลล์ที่สามารถกำจัดสิ่งแปลกปลอมได้ 1. ลิมโฟไซต์ชนิดที (T-lymphocyte) หรือ เซลล์ที (T-cell) สร้างจากต่อมไทมัส มีบทบาทเกี่ยวกับภูมิคุ้มกันและอาการแพ้ต่าง ๆ ในร่างกาย แบ่งเซลล์ทีตามหน้าที่ได้ดังนี้ เซลล์ทีผู้ช่วย (Helper T-cell) ทำหน้าที่กระตุ้นให้เซลล์บีสร้างแอนติบอดีจำเพาะขึ้นมาเพื่อทำลายสิ่งแปลกปลอมในร่างกาย รวมทั้งกระตุ้นการทำงานของเซลล์ทีชนิดอื่น เซลล์ทีทำลายสิ่งแปลกปลอม (Cytotoxic T-cell or Killer T-cell ) ทำหน้าที่ทำลายเชื้อโรคและสิ่งแปลกปลอม

ลิมโฟไซต์ชนิดที (T-lymphocyte)

ด่านที่สาม: หน่วยรบพิเศษ ระบบภูมิคุ้มกันที่จำเพาะเจาะจง ลิมโฟไซต์ (lymphocyte) 2. ลิมโฟไซต์ชนิดบี (B-lymphocyte) หรือ เซลล์บี (B-cell) พบมากในปุ่มน้ำเหลือง (lymph node) ทำหน้าที่สร้างแอนติบอดี (antibody) เพื่อต่อต้านและทำลายสิ่งแปลกปลอมที่เข้าสู่ร่างกาย เมื่อเชื้อโรคเข้าสู่ร่างกาย แอนติเจนและเซลล์ทีผู้ช่วย จะไปกระตุ้นเซลล์บีให้เกิดการแบ่งตัวอย่างรวดเร็วและเปลี่ยนแปลงเป็นเซลล์พลาสมา (plasma cell) ทำหน้าที่สร้างแอนติบอดีที่จำเพาะเพื่อทำลายแอนติเจนที่เข้าสู่ร่างกาย และเซลล์จดจำ (memory cell) ทำหน้าที่จดจำแอนติเจน ถ้าแอนติเจนชนิดเดิมเข้าสู่ร่างกาย เซลล์บีแบ่งตัวอย่างรวดเร็วและตอบสนองทางภูมิคุ้มกันได้เร็วขึ้น

ลิมโฟไซต์ชนิดบี (B-lymphocyte)

อวัยวะที่เกี่ยวข้องกับระบบภูมิคุ้มกัน 1. ไขกระดูก (Bone marrow) เป็นแหล่งสร้างเม็ดเลือดขาวทุกชนิดรวมทั้งเม็ดเลือดแดง และเกร็ดเลือด 2. ระบบน้ำเหลือง น้ำเหลือง (lymph) ท่อน้ำเหลือง (lymph vessel) อวัยวะน้ำเหลือง (lymphatic organ)

ระบบน้ำเหลืองในร่างกาย 1. น้ำเหลือง (lymph) เป็นของเหลวที่ช่วยลำเลียงสารต่าง ๆ กลับสู่หลอดเลือดในระบบไหลเวียนเลือด โดยไหลซึมผ่านท่อน้ำเหลืองที่มีอยู่ทั่วร่างกาย 2. ท่อน้ำเหลือง (lymph vessel) น้ำเหลืองจะไหลซึมเข้าสู่ท่อน้ำเหลืองฝอยแล้วเข้าสู่ท่อน้ำเหลืองขนาดใหญ่ ซึ่งภายในจะมีลิ้นกั้นไม่ให้น้ำเหลืองไหลกลับ และไม่ไหลปนไปกับเลือดในระบบไหลเวียนโลหิต ระบบน้ำเหลืองในร่างกาย

กลุ่มของปุ่มน้ำเหลืองบริเวณรักแร้ และระบบน้ำเหลืองในร่างกาย 3. อวัยวะน้ำเหลือง (lymphatic organ) มีอิทธิพลต่อการเปลี่ยนแปลงของเซลล์ต้นกำเนิด (stem cell) ที่มาจากไขกระดูก เพื่อพัฒนาไปเป็นเซลล์เม็ดเลือดขาว ประกอบด้วยอวัยวะสำคัญ ดังนี้ ระบบน้ำเหลือง ปุ่มน้ำเหลือง (lymph node) มีขนาดเล็กรวมกันเป็นกลุ่มตามบริเวณต่าง ๆ ของร่างกาย เช่น คอ รักแร้ และขาหนีบ เป็นแหล่งสร้างเม็ดเลือดขาวชนิดลิมโฟไซต์ ทอนซิล (tonsil) เป็นกลุ่มปุ่มน้ำเหลืองซึ่งภายในมีเม็ดเลือดขาวชนิดลิมโฟไซต์ ม้าม (spleen) เป็นอวัยวะน้ำเหลืองที่มีขนาดใหญ่ที่สุด ทำหน้าที่สร้างเม็ดเลือดขาวที่ใช้ทำลายแบคทีเรียและสิ่งแปลกปลอม และยังทำลายเซลล์เม็ดเลือดแดงที่หมดอายุแล้วอีกด้วย ต่อมไทมัส (thymus gland) อยู่บริเวณรอบหลอดเลือดใหญ่ของหัวใจ เม็ดเลือดขาวชนิดลิมโฟไซต์ที่เดินทางมาที่ต่อมไทมัสจะพัฒนาเป็นเซลล์ทีเพื่อต่อต้านเชื้อโรคและสิ่งแปลกปลอมที่เข้าสู่ร่างกาย กลุ่มของปุ่มน้ำเหลืองบริเวณรักแร้ และระบบน้ำเหลืองในร่างกาย

การสร้างภูมิคุ้มกันให้กับร่างกาย ภูมิคุ้มกันที่ร่างกายสร้างขึ้น ภูมิคุ้มกันที่ร่างกายได้รับมา แอนติเจน น้ำนมแม่ วัคซีน ท็อกซอยด์ (Toxoids) วัคซีนชนิดเชื้อตาย (Killed vaccine) วัคซีนชนิดเชื้อเป็น (Live attenuated vaccine) เซรุ่ม

การสร้างภูมิคุ้มกันให้กับร่างกาย ภูมิคุ้มกันที่ร่างกายสร้างขึ้น 1. ภูมิคุ้มกันที่ร่างกายสร้างขึ้นโดยธรรมชาติ เป็นภูมิคุ้มกันที่เกิดขึ้นภายหลังจากการหายป่วยจากการติดเชื้อโรค โดยการจดจำของเซลล์ทีและเซลล์บี เมื่อร่างกายได้รับแอนติเจนชนิดเดิมซ้ำ ระบบภูมิคุ้มกันจะสร้างเซลล์เม็ดเลือดขาวมากำจัดทันที 2. ภูมิคุ้มกันที่ร่างกายสร้างขึ้นจากการให้วัคซีน เป็นภูมิคุ้มกันที่เกิดเมื่อร่างกายได้รับการกระตุ้นจากการให้วัคซีน (vaccine) ซึ่งเป็นแอนติเจนของเชื้อโรคที่ไม่สามารถทำอันตรายต่อร่างกาย โดยจะไปกระตุ้นร่างกายให้สร้างแอนติบอดีที่จำเพาะต่อแอนติเจนชนิดนั้น ๆ วัคซีนที่ใช้อยู่ในปัจจุบันมีหลายชนิด ดังนี้ ท็อกซอยด์ (Toxoids) วัคซีนที่ผลิตจากสารพิษหรือทอกซินที่ทำให้หมดพิษแล้ว วัคซีนชนิดเชื้อตาย (Killed vaccine) วัคซีนที่ผลิตจากเชื้อโรคที่ทำให้ตายแล้ว แต่ยังสามารถกระตุ้นให้ร่างกายสร้างแอนติบอดีได้ วัคซีนชนิดเชื้อเป็น (Live attenuated vaccine) วัคซีนที่ผลิตจากเชื้อโรคที่ยังมีชีวิตอยู่แต่ทำให้อ่อนฤทธิ์ลง

การสร้างภูมิคุ้มกันให้กับร่างกาย วัคซีนบางชนิดจำเป็นต้องให้หลายครั้งหรือมีการกระตุ้นเมื่อถึงระยะเวลาหนึ่งเพื่อไปกระตุ้นให้ร่างกายสร้างภูมิคุ้มกันเพิ่มขึ้น ดังนั้นจึงควรได้รับวัคซีนให้ครบตามเวลาและจำนวนครั้งที่กำหนด

การสร้างภูมิคุ้มกันให้กับร่างกาย ภูมิคุ้มกันที่ร่างกายได้รับมา 1. ภูมิคุ้มกันที่ได้รับจากแม่ ทารกจะได้รับจากแม่ตั้งแต่อยู่ในครรภ์และน้ำนมแม่ที่ดื่ม แม่เป็นผู้สร้างแอนติบอดีแล้วส่งผ่านให้ลูก แต่จะมีผลคุ้มกันเพียงอายุประมาณ 6 เดือนหลังคลอด เท่านั้น 2. ภูมิคุ้มกันที่ได้จากการฉีดเซรุ่ม โดยเซรุ่มเป็นน้ำเลือดที่มีแอนติบอดีที่เมื่อร่างกายได้รับแล้วจะสามารถต้านทานพิษของโรคนั้นได้ทันที การปฏิบัติตนในชีวิตประจำวันให้ถูกวิธีเพื่อช่วยสร้างเสริมระบบภูมิคุ้มกันของร่างกายให้แข็งแรงยิ่งขึ้น ดังนี้ 1. การรับประทานอาหารที่ถูกสุขลักษณะ 2. การออกกำลังกาย 3. การทำจิตใจให้ผ่อนคลาย 4. การหลีกเลี่ยงสารเสพติดและสุรา 5. หลีกเลี่ยงพฤติกรรมที่เสี่ยงทางเพศ

เปรียบเทียบข้อดีและข้อเสียของภูมิคุ้มกัน ก่อเองเสียเวลา รับมาใช้ได้เลย

กิจกรรมท้ายคาบเรียน ให้นักเรียนนำดินน้ำมัน 3 สีที่เตรียมมา ปั้นสิ่งต่อไปนี้ เชื้อโรค เม็ดเลือดขาวฟาโกไซต์ เม็ดเลือดขาวลิมโฟไซต์ ชนิด T เม็ดเลือดขาวลิมโฟไซต์ ชนิด B ใช้เวลาไม่เกิน 10 นาที หลังจากนั้นครูจะเดินไปหาทุกกลุ่มให้อธิบายให้ครูฟังว่าเม็ดเลือดขาวมีวิธีการกำจัดเชื้อโรคได้อย่างไร

แบคทีเรีย

Phagocyte Macrophage Basophil Eosinophil Monocyte

Lymphocyte Lymphocyte B cell Lymphocyte T cell https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Blausen_0624_Lymphocyte_B_cell.png#/media/File:Blausen_0625_Lymphocyte_T_cell_(crop).png

See you next week