ج.3.2 · الدفاع ضد الأمراض

يتناول هذا المستند موضوعات مختارة من المرحلة HL للمادة التي تم تقييمها لأول مرة في 2025؛ وهو لا يمثل المنهج الدراسي بأكمله.

المؤهلات السابقة: الخلايا والأغشية من B.2 والإنزيمات من B.1.

الأمثلة أصيلة ومخترعة: فهي ليست قياسات حقيقية أو تحقيقات طلابية فعلية.

ما الذي قد يفسر هذه الملاحظة؟

• معظم الناس يصابون بالجدري المائي مرة واحدة ولا يصابون به مجدداً، بينما قد يعود البرد كل عام. ماذا يتذكر الجهاز المناعي، ولماذا يفشل أمام البرد؟

بنِ النموذج

• تحمل الأمراض المسببة للأمراض الأنتيجينات — وهي تراكيب جزيئية يتعرف عليها مستقبلات مناعية محددة. تقوم الخلايا البلعمية بابتلاع الأمراض المسببة للأمراض وهضمها، بينما تصنع الخلايا الليمفاوية الأجسام المضادة، وهي بروتينات مصممة للارتباط بأنتيجين محدد واحد. يكون الاستجابة الأولى بطيئة لأن الخلايا الليمفاوية المطابقة يجب اختيارها وتكاثرها.
• بعد العدوى الأولى، تبقى الخلايا الذاكرة. عند التعرض المتكرر، تنتج استجابة ثانوية أسرع وأقوى، غالبًا ما تدمر الممرض قبل ظهور الأعراض. يمكن أن تُعدّ التطعيمات الذاكرة المناعية للتعرض لاحقًا. يمكن أن تقلل المناعة في المجتمع الانتقال وتحمي الأشخاص المعرضين للإصابة بشكل غير مباشر — مناعة القطيع. تعتمد الحماية على الممرض والمجتمع والتطعيم؛ ولا تضمن عدم حدوث أي عدوى أو تفشي.
• أنتيجين: تركيب جزيئي يتعرف عليه جسم مضاد أو مستقبل مناعي محدد؛ يمكن أن تأتي الأنتيجينات من الجسم نفسه أو من خارجه؛ جسم مضاد: بروتين يرتبط بأنتيجين محدد واحد؛ الخلية الذاكرة: خلية ليمفاوية طويلة العمر تمكّن استجابة ثانوية سريعة؛ التطعيم: إعطاء لقاح لتحفيز استجابة مناعية محددة وتشكيل الذاكرة المناعية؛ مناعة القطيع: حماية غير مباشرة للسكان عندما تقل المناعة من الانتقالات.

اختر الأدلة القادرة على اختبار النموذج

• تتبع تركيز الأجسام المضادة بعد التعرض الأول والثاني لنفس المستضد: يتنبأ النموذج بحدوث ذروة ثانية أسرع وأكثر ارتفاعاً. قد يعود البرد لأن فيروسات وسلالات متعددة تسبب العدوى؛ ولا يضمن المناعة تجاه واحد الحماية ضد الآخر.
• قارن أحجام التفشي في سكان مختلفين بتغطية لقاح مختلفة؛ فوق العتبة، يجب أن تفشل التفشيات في النمو.

اعمل من الكميات المعروفة

• معلوم: أن المرض المسبب للمرض له رقم التكاثر الأساسي R₀ = 4، مما يعني وجود أربع حالات ثانوية لكل حالة على average في سكان عرضة تماماً تحت هذا النموذج. العتبة هي 1 − 1/R₀ = 1 − 1/4 = 0.75. مع الخلط المتجانس والحماية الكاملة، فإن 75% من المناعة تعطي R = 4 × (1 − 0.75) = 1. يجب أن تتجاوز نسبة المناعة 75% لتحقيق R < 1 وانخفاض الانتقالات في النموذج.

مثال:

مسبب مرض آخر له R₀ = 2.5. أوجد عتبة المناعة الجماعية كنسبة مئوية باستخدام نفس التسلسل: الكميات المعروفة → النموذج → العلاقة → التعويض → الوحدة والتفسير. (الإجابة: 1 − 1/2.5 = 1 − 0.4 = 0.6 = 60%. المسببات الأقل عدوانية تتطلب تغطية أقل.)

تحقق من الاستنتاج وحدوده

• يفترض نموذج العتبة الخلط المتجانس والتعرض المتساوي والحماية الكاملة ضد الانتقالات بين الأشخاص الممنحين؛ السكان الحقيقيون متجمعون ويمكن أن تتناقص الحماية. إذا كانت اللقاحات توفر حماية غير كاملة ضد الانتقالات، فإن نسبة التطعيم المطلوبة تكون أعلى من عتبة المناعة في هذا النموذج المبسط.

تحذير:

يمكن للجسم المضاد الارتباط بأي مسبب مرض بنفس الكفاءة. هذه الادعاء خاطئ: الأجسام المضادة تتعرف على أشكال مستضدة محددة. يمكن لمستضد مختلف الهروب من الاستجابة القائمة؛ ولقاحات تستهدف مستضدات مختارة.

المفتاح:

الدفاع ضد الأمراض: البلعميات تمتص؛ والخلايا الليمفاوية تنتج أجسام مضادة متخصصة؛ والخلايا الذاكرة تمنح استجابة ثانية أسرع وأقوى. يمكن للتطعيم تحضير ذاكرة مناعية محددة. عندما تقل المناعة الجماعية الانتشار، يمكن للمناعة الجماعية توفير حماية غير مباشرة. العتبة المبسطة 1 − 1/R₀ هي حدود نموذجية وليست ضماناً لحماية الجميع.

اكتب انطلاقاً من عتبة 80 بالمئة

• لمسبب مرض معين R₀ = 5.
• أوجد عتبة المناعة الجماعية: 1 − 1/5 = 0.8، إذن 80 بالمئة محصنون.

اكتب انطلاقاً من عتبة 50 بالمئة

• سلالة أخف شدة لها R₀ = 2.
• أوجد العتبة: 1 − 1/2 = 50 بالمئة — تتبع العتبة 1/R₀، وتنخفض نحو الصفر كلما اقترب R₀ من الواحد.

اكتب انطلاقاً من تغطية أقل من المطلوب

• R₀ = 4 والتطعيم يغطي 60 بالمئة من السكان.
• هل تم تحقيق العتبة؟ 1 − 1/4 = 75 بالمئة مطلوب، إذن لا — يستمر الانتشار في الفجوة.