מערכת השלמה: מסלול קלאסי ואלטרנטיבי, תפקודים, מחלות - ביולוגיה - 2025

המערכה המשלימה היא קבוצה מורכבת יותר משלושים חלבוני פלזמה רגישים לחום, המגדילים את השפעתה ההרסנית של מיקרואורגניזמים פתוגניים.

זה נקרא "השלמה" מכיוון שהוכח כי הוא משלים את פעולת הנוגדנים בהרס של פתוגנים. עם זאת, הוא מסוגל גם לבצע את תפקידיו בהיעדר נוגדנים. לכן ניתן לראות בו כחלק ממרכיבי מערכת החיסון המולדת.

סיכום מסלול ההפעלה של מפל המשלים. מאת Perhelion, מ- Wikimedia Commons.

פעולתו תלויה בהפעלה הסדרתית ("אשד") של החלבונים המרכיבים אותם, על מנת להבטיח את קריעת הפתוגנים דרך היווצרות נקבוביות בממברנה שלהם, התיוג (אופסוניזציה) להשמדתם על ידי תאים פגוציטים ותאי נטרול וירוסים.

מערכת החיסון: חסינות הסתגלותית וחסינות מולדת

מערכת החיסון היא מערכת ההגנה של הגוף להגן על עצמו מפני התקפה של מיקרואורגניזמים המסוגלים לגרום למחלות.

זה מורכב מסט של תאים, איברים וחלבוני ציטוקין שנותרים ערניים לבואם של פתוגנים. ברגע שהם מגלים אותם הם מבצעים את ההתקפה נגדם על מנת להבטיח את חיסולם. המתודולוגיה שלו תהיה בדיוק כמו שחיילי צריף היו עושים זאת, שמגיעים להגנה בכל פעם שמתעוררים מצבי פיגוע או חירום.

כמו בכל מערכת הגנה, ההתקפה שהם מבצעים דורשת טקטיקות, יכולות, מיומנויות ושיתוף פעולה של מרכיביה. כל זה מעוטר בסדרת צעדים אסטרטגיים הידועים באופן קולקטיבי כתגובת החיסון.

התגובה החיסונית מופיעה בשני שלבים גדולים ומופרדים בזמן: התגובה החיסונית המולדת והתגובה החיסונית המותאמת.

תגובה מולדת חיסונית

התגובה החיסונית המולדת היא קו ההגנה הראשון מפני זיהום שנגרם עקב הגעתו של אורגניזם זר.

תגובה ראשונית מסוג זה מרמזת מצד אחד על פעולת קווי ההכלה (העור והריריות) הפועלים כמחסומים המונעים כניסת פתוגנים. מצד שני, פעולת התאים שנשארים ערניים בשכבות הפנימיות ביותר של העור לפני כניסת פתוגנים. מיקרואורגניזמים אלה יכולים 'להתגנב' כתוצאה מכישלון במכשולים הראשונים, כמו חור או חתך הקיים בהם.

התאים הפועלים ברמה זו מכונים פגוציטים, האחראים על זיהוי מיקרו-אורגניזמים פולשים, פגוציטים (טורפים) אותם ולבסוף השמדתם בציטופלזמה שלהם.

מלבד זאת, תאים אלה אחראים על שליחת אותות לתאים המשתתפים בענף התגובה השני על מנת לחסל ביעילות כל פתוגן שמצליח להתגבר על קו התגובה הראשון.

לבסוף, המרכיבים התאיים והלא-תאיים המשתתפים בתגובה מסוג זה קיימים מיום הולדת האורגניזם. כלומר, הם אינם תלויים בנוכחות אנטיגנים (פתוגנים זרים או חומרים רעילים).

תגובה חיסונית מסתגלת

סוג זה של תגובה, המתרחש לאחר שהופעלו מנגנוני האפקטור של חסינות מולדת, מתבצעים על ידי תאים אחרים המכונים לימפוציטים.

לימפוציטים מחזקים את מנגנוני ההגנה של חסינות מולדת, באותו זמן שהם גורמים למערכת לזכור פולשים אורגניזמים, למקרה שהם יחזרו.

כלומר, במקרה של פלישה שנייה על ידי אורגניזם זר, האחרונים מזהים אותו במהירות, מה שמקל על חיסולו המהיר. תגובות אלה בדרך כלל מהירות יותר מהקודמת, בדיוק בגלל הזיכרון החיסוני האופייני להם.

לבסוף, יש להזכיר כי חסינות הסתגלותית מתפתחת לאורך חיי האורגניזם. מכיוון שהוא עומד בפני גורמים זיהומיים שונים. כלומר, הוא נרכש.

כאשר תאים אלה מגלים אורגניזם בפעם השנייה, הם מפעילים קו התקף תאים וקו הומורלי. השנייה כוללת שחרור נוגדנים, חלבונים המנטרלים רעלים ומסמנים פתוגנים לחיסול.

נוגדנים, בתורם, יכולים להפעיל קבוצת חלבונים המרכיבים את מערכת המשלים. האחרון עוזר להרוס במהירות חיידקים ותאים שכבר נגועים.

מערכת השלמה

מערכת המשלים היא קבוצה של חלבוני פלזמה שמופעלים על ידי נוכחות של אורגניזמים פתוגניים.

למרות שהפעלה זו תלויה במקרים רבים בנוגדנים (רכיבים של תגובות אדפטיביות), ניתן להפעיל אותה גם בהיעדרם. מסיבה זו הוא נחשב למרכיב חשוב בתגובות מולדות.

ישנם יותר מ- 30 חלבונים המרכיבים מערכת זו, הם מקיימים אינטראקציה זה עם זה כדי להשלים את הפעולה של נוגדנים ותאים פגוציטים בביטול פתוגנים.

חלבונים אלה זוהו עם האות "C" להשלמה, והם נוצרים על ידי שילוב של 9 חלבונים (C1 עד C9). כולם מהווים פרוטאזות ומוחזקים במחזור ערנות וחסרי פעילות בגוף.

ברגע שמתגלה נוכחות של מיקרואורגניזם זר, הם מופעלים על ידי פעולת פרוטאזות אחרות, כך שהם ימשיכו להתקפה להגנת האורגניזם.

כעת, ניתן לבצע הפעלה זו באמצעות שלושה מסלולים שונים: המסלול הקלאסי, האלטרנטיבה ותוואי הרצינות. למרות שאלו נבדלים זה מזה בהתרחשות ההפעלה, כולם חופפים להיווצרות קומפלקס התקפה על קרום הפתוגן (MAC).

מתחם זה נוצר על ידי שיוך של חלבונים רבים בפנים החיצוניות של קרום הפתוגן שמגיע לשיאו ביצירת נקבוביות או חורים בו.

כיצד מתרחשת הפעלת מערכת ההשלמה?

ההפעלה מתרחשת באתרים בהם מתרחשת זיהום ונגרמת על ידי נוכחות של מיקרואורגניזמים פולשים.

במהלכו, כל חלבוני השלמה הלא פעילים בתחילה מופעלים בתגובת שרשרת. כלומר, ברגע שאחד הופעל, האחרון מפעיל את הבא וכן הלאה.

פרוטאזות אקטיביות נוצרות על ידי מחשוף של חלבון מבשר או זימוגן (בצורה לא פעילה). האחרון חותך את הבא לשניים על ידי הפעלתו.

לפיכך, הפעלת קבוצת חלבונים קטנה בתחילת המפגע גורמת לעלייה עצומה בהפעלת זימוגנים רצופים (הגברה).

הגברה זו מסייעת להיווצרות מהירה של מתחם ההתקף הממברנה של הפתוגן. זה מקדם את פתיחת הנקבוביות שבסופו של דבר ישברו טפילים, חיידקים ואורגניזמים אחרים המסוגלים לגרום לזיהום.

ניתן להפעיל את התוסף בשלוש דרכים עצמאיות

למרות שהמטרה הסופית עם הפעלת השלמה היא תמיד היווצרות קומפלקס התקף קרום הפתוגן, ישנן שלוש דרכים בהן ניתן להשיג זאת. ההתחלה של כל אחד מהם תלויה בפעולה של מולקולות שונות.

עם זאת, כולם מתכנסים בהפעלה של C3 convertase, חלבון שחותך את חלבון C3 ל- C3a ו- C3b. האחרון נקשר לקרום הפתוגן ולשברים C5 ל- C5a ו- C5b. C5b נקשר גם לקרום ומגייס את שאר החלבונים שיתאספו ויולידו את הנקבובית (C6, C7, C8 ו- C9).

דרך קלאסית

הוא מקבל שם זה על היותו הדרך הראשונה לתאר. זה מהווה נקודת חיבור בין מנגנוני התגובה המולדת וההסתגלותית שכן הוא מופעל על ידי מתחמי נוגדנים שקודם לכן נקשרו לפני השטח של הפתוגן.

זה מתחיל בקשירת C1q (החלבון הראשון של מפל השלמים) לקרום המיקרואורגניזם הפולש. איחוד זה יכול להתקיים בשלוש דרכים שונות:

- ישירות עם רכיבי חלבון ושאינם חלבונים על פני השטח של חיידקים, כמו חומצה ליפוטיכואית שנמצאת בחיידקים חיובי לגרם.

- חלבון תגובתי C, חלבון פלזמה הנקשר לשאריות פוספוכולין הקיימות בפוליסכרידים במשטח החיידק.

- למתחמי חיסון, המורכבים משני נוגדנים או יותר של איזוטיפים IgG או IgM שקודם לכן נקשרו לפתוגן.

מסלול לקטין

הפעלה באמצעות מסלול זה תלויה בזיהוי של פחמימות ספציפיות שנחשפות על פני הפתוגן על ידי חלבונים הנקראים לקטינים.

לקטינים הם חלבונים המקיימים אינטראקציה רק ​​עם פחמימות. כמה דוגמאות לכך הן: חלבון ה- MLB הנקשר באופן ספציפי לפוליסכרידים המכילים את המנאוס הסוכר שנמצא על פני הנגיפים והחיידקים, וכאלה שמזהים רק שאריות N-acetylglucosamine הקיימות בדופן החיידק.

נתיב חלופי

מסלול זה מופעל ישירות על ידי קשירת חלבון C3 (המייצר C3b) שכבר פעיל על פני הפתוגן.

חשוב לדעת כי בהיעדר זיהומים C3b מתרחש במסלול זה בערכים נמוכים מאוד. כמויות מוגבלות אלה של C3b נשמרות ללא פעילות על ידי פעולת חלבון המכונה גורם H.

רק כאשר יש זיהום ו- C3 נקשר למחולל המחלה, מתחמקת ההשפעה הרגולטורית של גורם H וזה נקשר לגורם שני המכונה גורם B. זה האחרון נפסק על ידי פעולת גורם D והמוצרים נקשרים ל- C3 שכבר נמצא בקרום היוצר את C3 המרה.

מכאן נעקבים אחר שלבי ההפעלה המשותפים לשלושת המסלולים.

מאפיינים

זה מאפשר הרס מהיר של תאים פתוגניים דרך היווצרות נקבוביות ההורס במהירות את הממברנה שלהם.

על ידי קשירת חלבוני משלים מופעלים, זה מסמן פתוגנים שיוכרו ויטמעו על ידי תאים פגוציטים להשמדה. תהליך זה מכונה אופסוניזציה.

השברים הקטנים המופקים מהתמוטטות זימוגנים פועלים ככימותרפיה כימית שמגייסת יותר פגוציטים לאתר ההדבקה.

זה מאפשר לנטרל וירוסים פולשים. כלומר, זה לא מפעיל אותם כך שהם מאוחרים יותר לפגוציטציה ומחוסלים.

מחלות קשורות

צילום רנטגן ברגל עם דלקת מפרקים שגרונית, מחלה הנגרמת כתוצאה מחסרים במערכת השלמה. מאת Lariob, מ- Wikimedia Commons.

ליקויים בסינתזה של חלבונים משלימים כמו גם גורמים המייצרים הפעלה לא מוסדרת של חלבונים אלה יכולים להוביל למחלות רבות.

הליקויים נגרמים בדרך כלל מטעויות גנטיות המביאות לאירועי הפעלה שגויים. התוצאה היא כישלון ברגישות מוגברת לזיהומים, מחלות ראומטיות ואנגיואדמה (בצקת עור ורירית).

היעדר ויסות, כמו היעדר גורם H, יכול לגרום לעודף הפעלה. זה מסתיים בדלקת לא מבוקרת, המיוצרת על ידי תמוגה של תאים משלהם.

הפניות

1. אלברטס ב ', ג'ונסון א', לואיס ג'יי, רף מ ', רוברטס ק', וולטר פ . 2002. ביולוגיה מולקולרית של התא, מהדורה רביעית. ניו יורק: גרלנד מדע.
2. McCulloch J, Martin SJ. מבחני פעילות סלולרית. 1994. אימונולוגיה סלולרית, עמ '95-113.
3. Rich R, Fleisher T, Shearer W, Schroeder H, Frew A, Weyand C. 2012. Immunology Clinical, מהדורה רביעית. קנדה: Elsevier.
4. סרמה ג'יי.וי, המחלקה הפלסטינית. מערכת המשלים. מחקר של תאים ורקמות. 2011; 343 (1), 227-235.
5. תומאס ג'יי, קולט ריצ'רד א. גולדסבי מכללת אמסטרסט ברברה אוסבורן. חאבייר דה לאון פרגה (עורכת). 2006. במהדורה השישית של אימונולוגיה של קובי. עמ. 37, 94-95.
6. טרסקסה ל. ליקויים בהשלמה. אבחון מעבדה. הצגת המרשם הספרדי של ליקויים בתוסף. המרשם הספרדי של ליקויים משלימים. 2000; 19: 41-48.