ระบบเสริม: วิถีคลาสสิกและทางเลือกหน้าที่โรค - ชีววิทยา - 2026

ระบบสมบูรณ์จะเป็นกลุ่มที่สร้างขึ้นจากกว่าสามสิบโปรตีนในพลาสมาไวต่อความร้อนที่เพิ่มขึ้นมีผลต่อการทำลายของเชื้อจุลินทรีย์ที่ทำให้เกิดโรค

เรียกว่า "ส่วนประกอบ" เนื่องจากมีการแสดงเพื่อเสริมการทำงานของแอนติบอดีในการทำลายเชื้อโรค อย่างไรก็ตามมันยังสามารถทำหน้าที่ของมันได้ในกรณีที่ไม่มีแอนติบอดี ดังนั้นจึงถือได้ว่าเป็นส่วนหนึ่งของส่วนประกอบของระบบภูมิคุ้มกันโดยกำเนิด

สรุปเส้นทางการเปิดใช้งานน้ำตกเสริม โดย Perhelion จาก Wikimedia Commons

การกระทำของมันขึ้นอยู่กับการกระตุ้นแบบอนุกรม (“ cascade”) ของโปรตีนที่เป็นส่วนประกอบเพื่อรับประกันการแตกของเชื้อโรคผ่านการก่อตัวของรูขุมขนในเยื่อหุ้มเซลล์การติดฉลาก (opsonization) สำหรับการทำลายโดยเซลล์ phagocytic และ การทำให้เป็นกลางของไวรัส

ระบบภูมิคุ้มกัน: ภูมิคุ้มกันแบบปรับตัวและภูมิคุ้มกันโดยกำเนิด

ระบบภูมิคุ้มกันเป็นระบบป้องกันของร่างกายเพื่อป้องกันตัวเองจากการโจมตีของจุลินทรีย์ที่สามารถก่อให้เกิดโรคได้

ประกอบด้วยชุดของเซลล์อวัยวะและโปรตีนไซโตไคน์ที่ยังคงตื่นตัวต่อการมาถึงของเชื้อโรค เมื่อพวกเขาตรวจพบพวกเขาจะทำการโจมตีเพื่อรับประกันการกำจัดของพวกเขา วิธีการของเขาก็เหมือนกับที่ทหารในค่ายทหารจะทำซึ่งจะเข้ามาป้องกันเมื่อใดก็ตามที่มีการโจมตีหรือเหตุฉุกเฉินเกิดขึ้น

เช่นเดียวกับในระบบป้องกันใด ๆ การโจมตีที่ดำเนินการนั้นต้องอาศัยกลยุทธ์ความสามารถทักษะและความร่วมมือของส่วนประกอบต่างๆ ทั้งหมดนี้รวมอยู่ในชุดของขั้นตอนเชิงกลยุทธ์ที่เรียกรวมกันว่าการตอบสนองของระบบภูมิคุ้มกัน

การตอบสนองของระบบภูมิคุ้มกันเกิดขึ้นในสองขั้นตอนใหญ่ ๆ โดยแยกตามเวลา: การตอบสนองของภูมิคุ้มกันโดยกำเนิดและการตอบสนองของภูมิคุ้มกันแบบปรับ

การตอบสนองของภูมิคุ้มกันโดยกำเนิด

การตอบสนองของภูมิคุ้มกันโดยกำเนิดเป็นด่านแรกในการป้องกันการติดเชื้อที่เกิดจากการมาถึงของสิ่งมีชีวิตแปลกปลอม

ในแง่หนึ่งการตอบสนองเริ่มต้นประเภทนี้หมายถึงการกระทำของแนวกักกัน (ผิวหนังและเยื่อเมือก) ที่ทำหน้าที่เป็นอุปสรรคในการป้องกันการเข้ามาของเชื้อโรค ในทางกลับกันการกระทำของเซลล์ที่ยังคงเฝ้าระวังอยู่ที่ชั้นในสุดของผิวหนังก่อนการเข้ามาของเชื้อโรค จุลินทรีย์เหล่านี้สามารถ 'เล็ดลอดเข้ามา' อันเป็นผลมาจากความล้มเหลวในอุปสรรคแรกเช่นรูหรือรอยตัดที่มีอยู่ในนั้น

เซลล์ที่ทำหน้าที่ในระดับนี้เรียกว่า phagocytes ซึ่งมีหน้าที่ในการจดจำจุลินทรีย์ที่บุกรุกทำลาย phagocytizing (กลืนกิน) และทำลายเซลล์เหล่านี้ในไซโทพลาสซึมในที่สุด

นอกจากนี้เซลล์เหล่านี้ยังทำหน้าที่ในการส่งสัญญาณไปยังเซลล์ที่เข้าร่วมในสาขาการตอบสนองที่สองเพื่อกำจัดเชื้อโรคใด ๆ ที่สามารถเอาชนะบรรทัดการตอบสนองแรกได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ในที่สุดส่วนประกอบของเซลล์และไม่ใช่เซลล์ที่มีส่วนร่วมในการตอบสนองประเภทนี้มีอยู่ตั้งแต่การกำเนิดของสิ่งมีชีวิต นั่นคือพวกเขาไม่ได้ขึ้นอยู่กับการปรากฏตัวของแอนติเจน (เชื้อโรคแปลกปลอมหรือสารพิษ)

การตอบสนองภูมิคุ้มกันแบบปรับตัว

การตอบสนองประเภทนี้ซึ่งเกิดขึ้นหลังจากกลไกเอฟเฟกต์ของภูมิคุ้มกันโดยกำเนิดถูกกระตุ้นโดยเซลล์อื่น ๆ ที่เรียกว่าลิมโฟไซต์

Lymphocytes เสริมสร้างกลไกการป้องกันของภูมิคุ้มกันโดยกำเนิดในเวลาเดียวกันกับที่ทำให้ระบบจดจำสิ่งมีชีวิตที่บุกรุกในกรณีที่พวกมันกลับมา

นั่นคือในกรณีที่มีการบุกรุกครั้งที่สองโดยสิ่งมีชีวิตต่างประเทศสิ่งมีชีวิตหลังจะรับรู้ได้อย่างรวดเร็วช่วยให้สามารถกำจัดได้อย่างรวดเร็ว การตอบสนองเหล่านี้มักจะเร็วกว่าเดิมอย่างแม่นยำเนื่องจากหน่วยความจำภูมิคุ้มกันที่มีลักษณะเฉพาะ

ในที่สุดควรกล่าวถึงภูมิคุ้มกันแบบปรับตัวจะพัฒนาไปตลอดชีวิตของสิ่งมีชีวิต เนื่องจากต้องเผชิญกับสารติดเชื้อที่แตกต่างกัน นั่นคือมันได้มา

เมื่อเซลล์เหล่านี้ตรวจพบสิ่งมีชีวิตเป็นครั้งที่สองเซลล์เหล่านี้จะเรียกสายการโจมตีของเซลล์และเส้นประสาท ประการที่สองเกี่ยวข้องกับการปล่อยแอนติบอดีโปรตีนที่ต่อต้านสารพิษและทำเครื่องหมายเชื้อโรคเพื่อกำจัด

ในทางกลับกันแอนติบอดีสามารถกระตุ้นกลุ่มของโปรตีนที่ประกอบขึ้นเป็นระบบเสริม หลังช่วยทำลายเชื้อโรคและเซลล์ที่ติดเชื้อแล้วได้อย่างรวดเร็ว

ระบบเสริม

ระบบเสริมคือชุดของโปรตีนในพลาสมาที่ทำงานโดยการปรากฏตัวของสิ่งมีชีวิตที่ทำให้เกิดโรค

แม้ว่าการกระตุ้นนี้จะขึ้นอยู่กับแอนติบอดีในหลาย ๆ กรณี (ส่วนประกอบของการตอบสนองแบบปรับตัว) แต่ก็สามารถเปิดใช้งานได้หากไม่มี ด้วยเหตุนี้จึงถือเป็นองค์ประกอบสำคัญของการตอบสนองโดยกำเนิด

โปรตีนที่ประกอบเป็นระบบนี้มีมากกว่า 30 ชนิดพวกมันมีปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกันเพื่อเสริมการทำงานของแอนติบอดีและเซลล์ฟาโกไซติกในการกำจัดเชื้อโรค

โปรตีนเหล่านี้ได้รับการระบุด้วยตัวอักษร "C" สำหรับส่วนประกอบและเกิดจากการรวมโปรตีน 9 ชนิด (C1 ถึง C9) ทั้งหมดเป็นโปรตีเอสและถูกหมุนเวียนอย่างระมัดระวังและไม่ใช้งานผ่านร่างกาย

เมื่อตรวจพบจุลินทรีย์แปลกปลอมพวกมันจะถูกกระตุ้นโดยการกระทำของโปรตีเอสอื่น ๆ เพื่อให้พวกมันโจมตีเพื่อป้องกันสิ่งมีชีวิต

ตอนนี้การเปิดใช้งานนี้สามารถทำได้ผ่านสามเส้นทางที่แตกต่างกัน: เส้นทางคลาสสิกทางเลือกและเส้นทางเลคติน แม้ว่าสิ่งเหล่านี้จะแตกต่างกันในการกระตุ้น แต่ก็เกิดขึ้นพร้อมกันในการก่อตัวของคอมเพล็กซ์การโจมตีบนเมมเบรนของเชื้อโรค (MAC)

คอมเพล็กซ์นี้เกิดจากการเชื่อมโยงของโปรตีนหลายชนิดที่ผิวด้านนอกของเยื่อหุ้มของเชื้อโรคซึ่งทำให้เกิดรูพรุนหรือรูในนั้น

การเปิดใช้งานระบบเสริมเกิดขึ้นได้อย่างไร?

การกระตุ้นเกิดขึ้นในบริเวณที่มีการติดเชื้อและเกิดจากการมีจุลินทรีย์ที่บุกรุก

ในระหว่างนั้นโปรตีนเสริมที่ไม่ได้ใช้งานในขั้นต้นทั้งหมดจะถูกกระตุ้นในปฏิกิริยาลูกโซ่ นั่นคือเมื่อเปิดใช้งานแล้วตัวหลังจะเปิดใช้งานครั้งต่อไปและอื่น ๆ

โปรตีเอสที่ใช้งานถูกสร้างขึ้นโดยความแตกแยกของโปรตีนตั้งต้นหรือไซโมเจน (รูปแบบที่ไม่ใช้งาน) หลังตัดหนึ่งในสองโดยเปิดใช้งาน

ดังนั้นการกระตุ้นโปรตีนกลุ่มเล็ก ๆ ที่จุดเริ่มต้นของน้ำตกจึงทำให้การกระตุ้นไซโมเจนต่อเนื่อง (การขยาย) เพิ่มขึ้นอย่างมาก

การขยายนี้ช่วยให้เมมเบรนของเชื้อโรคโจมตีคอมเพล็กซ์ได้อย่างรวดเร็ว สิ่งนี้ส่งเสริมการเปิดรูขุมขนซึ่งจะสลายปรสิตแบคทีเรียและสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ ที่สามารถก่อให้เกิดการติดเชื้อได้ในที่สุด

ส่วนเสริมสามารถเปิดใช้งานได้สามวิธีที่เป็นอิสระ

แม้ว่าเป้าหมายสูงสุดด้วยการกระตุ้นเสริมคือการก่อตัวของการโจมตีของเยื่อหุ้มเซลล์ของเชื้อโรคอยู่เสมอ แต่ก็มีสามวิธีที่สามารถทำได้ จุดเริ่มต้นของแต่ละตัวขึ้นอยู่กับการกระทำของโมเลกุลที่แตกต่างกัน

อย่างไรก็ตามพวกเขาทั้งหมดมาบรรจบกันในการกระตุ้น C3 convertase ซึ่งเป็นโปรตีนที่แยกโปรตีน C3 เป็น C3a และ C3b หลังยึดกับเยื่อหุ้มของเชื้อโรคและหัก C5 เป็น C5a และ C5b C5b ยังจับกับเมมเบรนและคัดเลือกโปรตีนที่เหลือซึ่งจะรวมตัวกันเพื่อก่อให้เกิดรูพรุน (C6, C7, C8 และ C9)

วิธีคลาสสิก

ได้รับชื่อนี้เพื่อเป็นวิธีแรกที่จะอธิบาย มันก่อให้เกิดจุดเชื่อมต่อระหว่างกลไกของการตอบสนองโดยธรรมชาติและการตอบสนองแบบปรับตัวเมื่อถูกกระตุ้นโดยคอมเพล็กซ์แอนติบอดีที่เคยผูกพันกับพื้นผิวของเชื้อโรค

สิ่งนี้เริ่มต้นด้วยการจับ C1q (โปรตีนตัวแรกของน้ำตกเสริม) กับเมมเบรนของจุลินทรีย์ที่บุกรุก สหภาพนี้สามารถเกิดขึ้นได้สามวิธี:

- โดยตรงกับโปรตีนและส่วนประกอบที่ไม่ใช่โปรตีนบนพื้นผิวของแบคทีเรียเช่นกรดไลโปอิโคอิคที่มีอยู่ในแบคทีเรียแกรมบวก

- C-reactive protein ซึ่งเป็นโปรตีนในพลาสมาที่จับกับสารตกค้างของฟอสโฟโคลีนที่มีอยู่ในโพลีแซ็กคาไรด์ที่พื้นผิวของแบคทีเรีย

- สำหรับภูมิคุ้มกันเชิงซ้อนประกอบด้วยแอนติบอดีของ IgG หรือ IgM สองชนิดหรือมากกว่าซึ่งเคยผูกพันกับเชื้อโรคมาก่อน

ทางเดินเลคติน

การกระตุ้นโดยวิถีนี้ขึ้นอยู่กับการรับรู้คาร์โบไฮเดรตเฉพาะที่สัมผัสบนพื้นผิวของเชื้อโรคโดยโปรตีนที่เรียกว่าเลคติน

เลคตินเป็นโปรตีนที่ทำปฏิกิริยากับคาร์โบไฮเดรตเท่านั้น ตัวอย่างบางส่วน ได้แก่ โปรตีน MLB ที่จับกับโพลีแซ็กคาไรด์โดยเฉพาะซึ่งมีน้ำตาลแมนโนสอยู่บนพื้นผิวของไวรัสและแบคทีเรียและกลุ่มที่รับรู้เฉพาะ N-acetylglucosamine ที่ตกค้างอยู่ในผนังแบคทีเรีย

เส้นทางอื่น

ทางเดินนี้ถูกเปิดใช้งานโดยตรงโดยการจับตัวของโปรตีน C3 (ซึ่งสร้าง C3b) ที่ทำงานอยู่แล้วบนพื้นผิวของเชื้อโรค

สิ่งสำคัญคือต้องรู้ว่าในกรณีที่ไม่มีการติดเชื้อ C3b เกิดขึ้นผ่านเส้นทางนี้ในค่าที่ต่ำมาก C3b ในปริมาณที่ จำกัด เหล่านี้จะไม่ทำงานโดยการกระทำของโปรตีนที่เรียกว่าแฟคเตอร์ H

เฉพาะเมื่อมีการติดเชื้อและ C3 จับกับเชื้อโรคเท่านั้นผลของการควบคุมของปัจจัย H จะถูกหลีกเลี่ยงและสิ่งนี้จะเชื่อมโยงกับปัจจัยที่สองที่เรียกว่าปัจจัย B ส่วนหลังถูกแยกออกโดยการกระทำของปัจจัย D และผลิตภัณฑ์ที่เชื่อมโยงกับ C3 มีอยู่แล้วในเมมเบรนที่สร้าง C3 convertase

จากที่นี่ขั้นตอนการเปิดใช้งานทั่วไปของสามเส้นทางจะเป็นไปตาม

คุณสมบัติ

ช่วยให้สามารถทำลายเซลล์ที่ทำให้เกิดโรคได้อย่างรวดเร็วผ่านการสร้างรูขุมขนที่ทำลายเยื่อหุ้มเซลล์อย่างรวดเร็ว

โดยการจับกับโปรตีนเสริมที่กระตุ้นการทำงานจะแสดงว่าเชื้อโรคได้รับการยอมรับและกินเข้าไปโดยเซลล์ฟาโกไซติกเพื่อทำลาย กระบวนการนี้เรียกว่า opsonization

ชิ้นส่วนขนาดเล็กที่เกิดจากการสลายไซโมเจนทำหน้าที่เป็นสารเคมีบำบัดที่รับเซลล์ฟาโกไซต์มากขึ้นไปยังบริเวณที่ติดเชื้อ

ช่วยต่อต้านไวรัสที่บุกรุก นั่นคือมันปิดการใช้งานเพื่อให้พวกมันถูกทำลายและกำจัด phagocytosed ในภายหลัง

โรคที่เกี่ยวข้อง

เอ็กซเรย์เท้าด้วยโรคไขข้ออักเสบซึ่งเป็นโรคที่เกิดจากความบกพร่องในระบบเสริม โดย Lariob จาก Wikimedia Commons

ข้อบกพร่องในการสังเคราะห์โปรตีนเสริมรวมทั้งปัจจัยที่ก่อให้เกิดการกระตุ้นโปรตีนเหล่านี้โดยไม่ได้ควบคุมอาจนำไปสู่โรคต่างๆ

ข้อบกพร่องโดยทั่วไปเกิดจากข้อผิดพลาดทางพันธุกรรมที่นำไปสู่เหตุการณ์การเปิดใช้งานที่ผิดพลาด ส่งผลให้เกิดความล้มเหลวในการเพิ่มความไวต่อการติดเชื้อโรครูมาติกและ angioedema (อาการบวมน้ำของผิวหนังและเยื่อบุ)

การไม่มีระเบียบเช่นการไม่มี Factor H อาจทำให้เกิดการเปิดใช้งานมากเกินไป สิ่งนี้จบลงด้วยการอักเสบที่ไม่สามารถควบคุมได้ซึ่งเกิดจากการสลายของเซลล์ของตัวเอง

อ้างอิง

1. Alberts B, จอห์นสัน, ลูอิสเจขอทาน M, โรเบิร์ต K, วอลเตอร์ P 2545. อณูชีววิทยาของเซลล์พิมพ์ครั้งที่ 4. นิวยอร์ก: วิทยาศาสตร์การ์แลนด์.
2. McCulloch J, Martin SJ. การทดสอบกิจกรรมของเซลล์ 2537. ภูมิคุ้มกันวิทยาของเซลล์, หน้า 95-113
3. Rich R, Fleisher T, Shearer W, Schroeder H, Frew A, Weyand C. 2012. Clinical Immunology, 4th edition. แคนาดา: Elsevier
4. Sarma JV, Ward PA. ระบบเสริม การวิจัยเซลล์และเนื้อเยื่อ ปี 2011 343 (1), 227-235
5. Thomas J, Kindt Richard A. Goldsby Amherst College Barbara A. Osborne Javier de León Fraga (เอ็ด.) 2549. ใน Immunology Sixth Edition ของ Kuby PP 37, 94-95
6. Trascasa L. ข้อบกพร่องเสริม การวินิจฉัยในห้องปฏิบัติการ การนำเสนอทะเบียนสเปนเกี่ยวกับข้อบกพร่องของส่วนเสริม ทะเบียนสเปนเกี่ยวกับข้อบกพร่องส่วนเสริม 2000 19: 41-48.