فصل ٢ پروتي ين. Mannan binding protein (MBP), Mannan associated serine protease (MASP1, MASP2) C5, C6, C7, C8, C9.

Transkript

1 فصل ٢ سيستم آمپلمان آمپلمان اصطلاحي آلي است آه مشخص آننده گروهي از پروتي ينهاي پلاسمايي و پروتي ينهاي موجود در غشاء سلولي است آه در دفاع ميزبان نقش اساسي دارند.اين سيستم بسيار پيچيده آه تاآنون بيش از ٢۵ پروتي ين ا ن مشخص شده است انجام مي دهد: (١ (٢ (٣ (۴ شرآت در ليز سلولها باآتريها و ويروسهاي غشاء دار اپسونيزاسيون و انحلال آمپلكس ا نتي ژن ا نتي بادي توليد قطعات پپتيدي آه در تنظيم پاسخ ايمني والتهابي دخالت دارند آمك به فعال شدن لمفوسيت B براي توليد ا نتي بادي (جدول ٢-١ ) حداقل چهارعملكرد (شكل ٢-١ ) را پروتي ينهاي سيستم آمپلمان توسط سلولهاي مختلفي از جمله هپاتوسيتها ماآروفاژها وسلولهاي اپيتليال روده توليد مي شوند. اين پروتي ينها توسط عوامل مختلف واز مسيرهاي مختلف فعال مي شوند وجنانجه محصولات فعاليت اين سيستم به سلول هدف متصل شوند تجمع ا نها بر سطح سلول هدف سرانجام به ليز سلول هدف مي انجامد. از ا نجاي يكه اجزائ سيستم آمپلمان در يك مدل ا بشاري فعال مي شوند غيبت يكي از اجزاءاين سلسله ا بشار گونه سبب گسيختگي مراحل واآنش گرديده و واآنش همانجا متوقف مي شود. فعاليت آمپلمان از سه مسير مي تواند صورت پذيرد: مسير آلاسيك مسير لكتين و مسير ا لترناتيو آه هر سه به فعال شدن C5 ختم مي شود و فعاليت C5 منجر به فعال شدن مسير لايتيك مي گردد. جدول (١-٢) پروتي ينهاي سيستم آمپلمان مسير لايتيك مسير ا لترناتيو مسير لكتين مسير آلاسيك پروتي ينهاي C1qrs, C2, C3, C4 فعال شونده Mannan binding protein (MBP), Mannan associated serine protease (MASP1, MASP2) C3, Factor B& D* Properdin C5, C6, C7, C8, C9 پروتي ين آنترلي C1-INH, C4-BP Factors I* & H, DAF, CR1, etc. Protein S (vitronectin) اجزايي آه زير ا نها خط آشيده شده است پس از فعال شدن خاصيت ا نزيمي خود را بروز مي دهند اجزايي آه باعلامت ستاره مشخص شده اند در شكل طبيعي خود فعاليت ا نزيمي دارند. فعاليت آمپلمان: اگرچه سه مسير متفاوت براي فعال شدن آمپلمان وجود دارد و اين مسيرها در نحوه فعال شدن با يكديگر متفاوت هستند اما هر سه منجر به تشكيل مجموعه ا نزيمي مي شوند آه قادر به تجزيه ملكول C3 ودر نتيجه فعال آردن سيستم آمپلمان است. (شكل ١-٢) C3 است به همين خاطر مي گوي يم C3 جزء مرآزي

2 مسير آلاسيك فعاليت سيستم آمپلمان: شكل( ١-٢): C3 به عنوان جزء مرآزي سيستم آمپلمان عملكردهاي متنوع سيستم آمپلمان مسير آلاسيك با اتصال جزء شكل( ٢-٢ ):فعال شدن C3 درمسير آلاسيك ( IgG1,IgG2,IgG3) IgG ا نتي بادي به دومن CH2 C1 ژن باشند ودر موقعيت فضايي مناسب باشند ا غاز مي شود. ويا دومن CH3 ا نتي بادي IgM آه متصل به ا نتي جزء C1 متشكل از C1q+2C1r+2C1s است آه در حضور يون آلسيم به صورت مجتمع هستند و در حالت عادي دو ملكول مهار آننده ( C1inhbitor) C1 با پيوند غير آوالان به ا ن متصل است. وقتي C1q به ا نتي بادي ها متصل به ا نتي ژن آه در فاصله وموقغيت فضايي مناسبي نسبت به هم قرار دارند متصل شود تغير شكل فضايي رخ مي دهد و ملكول مهارآننده C1 جدا مي شود و C1r خاصيت ا نزيمي نشان مي دهد وسبب شكست شدن ملكول C1s مي گردد و به اين ترتيب C1s فعال مي شود C1s فعال عملكرد آونورتازي Convertase) ( C4-C2 دارد و قادر است C4 و C2 را تجزيه و در نتيجه فعال آند. فعال شدن C4 و = C2 توليد C3 آونورتاز C1s فعال فعاليت ا نزيمي داردو سبب تجزيهC4 به C4a و C4b مي شود C4b به غشا سلول متصل ميگردد در حاليكهC4a به عنوان يك پپتيدبا فعاليت بيولوژيك در موضع واآنش رها مي شود.در حضور يون منيزيم C2 به C4b متصل ميگردد وتحت تاثير C1s به دو جزء C2b وC2a شكسته مي شود C2a متصل به C4b باقي مي ماند ولي C2b به محيط ا زاد مي گردد. آمپلكس C4bC2a يك C3 Convertase است آه فعاليت ا نزيمي ا ن در C2a نهفته است. فعال شدن = C3 توليد C5 آونورتاز

3 C3b در موضعواآنش ا زاد ميگردد و C3a مي آند تجزيه وC3b C3a را به دوجزء آونورتاز فوق در حضور يون منيزيم ملكول C3 C3 به آمپلكس رابه C5a و دارد وقادر است ملكول C5 C5 Convertase را ايجاد آند آه خاصيت C4bC2aC3b متصل مي شود تا آمپلكس C4bC2a C5b تجزيه آند. توليدC5 آونورتاز پايان مسير آلاسيك است. علاوه بر ا نتي باديهاي IgG1 IgG3 IgM و IgG2 عوامل ديگري نيز مسير آلاسيك فعاليت آمپلمان را فعال مي آنند از جمله ) CRP از پروتي ين هاي فاز حاد) پروتي ين A استافيلوآوك DNA برخي رتروويروسها مايكوپلاسما و... مسير لكتيني فعاليت سيستم آمپلمان : شكل( ٣-٢): مسير لكتين اين مسير با عملكرد سه پروتي ين آه هر سه در سرم خون وجود دارند ا غاز مي شود: لكتين متصل شونده به مانان( Mannan-binding lectin Mannan-binding lectin-associated serine و دو سرين پروتي از به نام سرين پروتي از همراه لكتين متصل شونده به مانان( ( =MBL (protease=masp-1,masp-2 مانوز قندي است آه در سطح بسياري از عوامل ايجاد آننده بيماري وجود دارد MBL به مانوز متصل مي شود سپس با MASPs وارد واآنش مي گردد مجموعه MBL-MASPs شبيه مجموعهC1q-Ab اجزاء C4 وC2 را تجزيه وفعال مي آند (شكل ٣-٢). بنابراين مي توان گفت مسير لكتين ابزاري براي پاسخ دفاعي غير اختصاصي عليه بعضي از پاتوژنها مي باشد پيش از ا نكه ايمني اختصاصي و توليد ا نتي بادي ا غاز شود. مسير ا لترناتيو فعاليت سيستم آمپلمان: مسير ا لترناتيو با فعال شدن C3 ا غاز مي شود C3 فراوانترين پروتي ين سيستم آمپلمان است در محيط شيميايي خون وبافتها C3 به صورت مداوم ولي تدريجي وا رام هيدروليزمي گردد ودر نتيجه ا ن يك مولكول نا پايدار شبه C3i=C3b Like) C3b )توليد مي شود به اين فرايند سازوآار ا ماده باش C3-Tickover گويند. C3i مي تواندبه عوامل ا ميني وآربوآسيلي پروتي ينها وآربوهيدراتهاي عوامل مهاجم متصل شود اما چنانچه اين اتصال بر قرار نشود ظرف مدت زمان حدود ۶٠ ميكروثانيه C3i خنثي مي شود بنابراين فعال شدن خود به خودي C3 در صورتي باعث فعاليت ا بشار آمپلمان مي شود آه بسيار نزديك سطح فعال آننده انجام شود. اگر C3i به سطح فعال آننده متصل شود پايدار مي ماند ودر حضور يون منيزيم پروتي يني به نام فاآتور B به ا ن متصل مي شود ا نگاه پروتي ازي به نام فاآتور D سبب تجزيه فاآتور B مي شود ودر نتيجه اين عمل C3iBb آه خاصيت C3 آونورتازي دارد به وجود مي ا يد آه مي تواند مانند C3 آونورتاز مسير آلاسيك C3 را به دو جزء C3a وC3b تبديل نمايد. اگر C3b حاصل شده غير فعال نگردد مي تواند به فاآتور B متصل شود وبه واسطه عملكرد فاآتور D موجب توليد C3b Bb شود آه خاصيت C3 آونورتازي دارد.(شكل ٢-۴ )

4 شكل( ٢-۴ ):فعال شدن خود به خودي C3 البته بايد توجه داشت آه نيمه عمر C3bBb آم است پروتيي ين ديگري به نام پروپردين به ا ن متصل مي شودو سبب افزايش نيمه عمر اين ا نزيم مي شود به هيمن دليل به مسير ا لترناتيو مسير پروپردين هم مي گويند.به هرحال تثبيت C3 آونورتاز سبب شكسته شدن تعداد C3 بيشتري مي شود و مجموعه C3b(n) Bb به وجود مي ا يد آه مشروط برا نكه 3<n باشد مجموعه C3b(n)Bb فعاليت C5 آونورتازي نشان مي دهد وسبب تجزيه C5 وشروع فاز لايتيك وليزسلولي مي شود. مسير الترناتيو توسط باآتريهاي گرم منفي به ويژه گونه نايسريا برخي باآتريهاي گرم مثبت انگل ها و ويروس ها زايموزلن ديواره مخمرها فعال مي شود و اين ارگانيسم ها را ليز مي آند و يك ابزار دفاعي ذاتي قبل از شكل گيري پاسخ ايمني اختصاصي وتوليد ا نتي بادي است. علاوه بر اين ا نتي بادي هاي IgE IgG4 IgA ا نزيم شبه تريپسين سم مار آبري و... قادر به فعال آردن مسير ا لترناتيو هستند. فاز لايتيك phase) :( lytic دراين مرحله از فعاليت سيستم آمپلمان آه قسمت مشترك مسيرهاي مختلف است اجزا C5 تا C9 شرآت دارند. C5 آونورتاز توليد شده در يكي از مسيرهاي مذآور C5 را به C5a و C5b تجزيه مي آند. C5a به محيط عمل ا زاد مي شود و C5b بلافاصله به C6 متصل مي شود و سپس به C7 متصل مي شودو آمپلكس هيدروفوبيك C5bC6C7 شكل مي گيرد آه به غشا سلولي حمله مي آند (شكل ٢-۵ ) {البته بايد توجه داشت آه سلولهاي خودي مجاور سلول هدف از حمله اين آمپلكس مصون مي مانند يكي از عوامل مهار آننده اتصال C5b-7 به غشا پروتي ين S (ويترونكتين) است }. سپس جزء C8 به اين مجموعه اضافه مي شود و مانند يك مته غشا هدف را سوراخ مي آند با اضافه شدن Membrane Attack چند مولكول C9 آانالي در غشا ايجاد مي شود وبه ليز سلولي مي انجامد.به مجموعه 9- C5b آمپلكس تهاجم غشايي ) ( Complex:MAC گويند. علاوه بر پروتي ين S در سرم خون در سطح سلولهاي انسان پروتي ين CD59 (پروتكتين ( وجود دارد آه از تشكيل MAC جلوگيري مي آند. تنظيم فعاليت C3 آونورتاز: شكل (۵-٢) : فاز لايتيك فعاليت آمپلمان همانطور آه اشاره شد C3 جزء مرآزي سيستم آمپلمان است و در مسيرهاي سه گانه مذآورمجموعه هاي ا نزيمي شكل مي گيرد آه قادر به تجزيه C3 هستند (C3 آونورتاز) اما با توجه اين آه فعاليت سيستم آمپلمان در بدن هدفمند است عواملي مسي ول آنترل فعاليت سيستم آمپلمان هستند.مثلا در نظر بگيريد آه اگر فعاليت C3 آونورتازها آنترل نشود تجزيه بيش از حد C3 سبب تحليل رفتن C3 مي شود.

5 C3b حاصل ازشكست C3 در فازمايع عمر آوتاهي دارد مگر ا نكه به سطح فعال آننده متصل شود در غير اين صورت طريق گيرنده ( CR1) C3b آه نزديك به فاآتور تسريع آننده زوال Factor:DAF) (Decay Accelerating دارد برداشت مي شود وDAF هم مانع از اتصال فاآتور B و شكل گيري C3 آونورتاز مسير ا لترناتيو مي گردد (شكل ٢-۶ ) C3b سريعا از درسطح غشا سلولي قرار باشند. اتصال شكل (۶-٢) تنظيم فعاليت آمپلمان توسط DAF علاوه برسطح سلولها پروتي ين DAF به صورت محلول در پلاسما اشك و ادراروجود دارد و از تشكيل C3 آونورتاز هر دومسير ا لترناتيو وآلاسيك جلوگيري مي آند.نقص ژنتيكي در ا نزيمي آه مسي ول اتصال DAF به ليپيدهاي غشايي است سبب بيماري هموگلوبينوري حمله اي شبانه مي گردد آه با دوره هاي مكرر هموليز داخل عروقي همراه است به اين دليل آه گلبولهاي قرمز ا سيب پذير از سلولهاي هسته دار مي ic3b را به قطعات آوچكتري مانند C3b مي نمايد آه I را مستعد تجزيه توسط پروتي ازي به نام فاآتور C3b همچنين به CR1 C3b C3d C3e و... فاآتور تجزيه مي آند.پروتي ين سرمي به نام فاآتور H به جاي فاآتور B به C3b متصل مي شود و C3b را مستعد تجزيه توسط I مي آند در واقع فاآتور H نقش آوفاآتور I را در تجزيه C3b در مسير ا لترناتيو دارد.(شكل ٧-٢) شكل (٧-٢): همكاري فاآتور I وH در آنترل مسير ا لترناتيو پروتي از I همانند DAF در مهار C3 آونورتاز مسير آلاسيك هم نقش دارد به دليل اينكه مي تواند سبب تجزيه C3b متصل به CR1 شود و همينكه قدرت تجزيه C4b را داراست البته براي تجزيه C4b فاآتورآمكي ا ن گيرنده ( C4b-Binding Protein:C4b-BP) C4b است. نقص ژنتيكي آه منجر به فقدان فاآتور I شود سبب مي شود C3 آونورتاز مسير ا لترناتيو( C3bBb ( غير فعال نشود بنابراين به صورت مداومC3 فعال مي شود وبه فاآتورهاي B وH متصل مي شود و بدين ترتيب همه فاآتور B وقسمت اعظم C3 ا زادوفاآتورH به مصرف مي رسند.در نتيجه آمبود ژنتيكي فاآتور I سبب آمبود ثانويه اجزاي مسير ا لترناتيومي شود واين مساله برC3 وعملكرد مسيرهاي آلاسيك ولايتيك هم اثر مي گذارد. آمبود اجزاي مسيرهاي آلاسيك يا جانبي آمپلمان به ويژه C3 سبب آاهش توانايي اپسونيزه آردن باآتريها مي شود و به اختلال فگوسيتوز توسط ماآروفاژها ونوتروفيل ها مي انجامد اين بيماران دچار عفونتهاي باآتريايي مكرر با باآتريهاي گرم مثبت مي شوند آمبود اجزاي فاز لايتيك ممكن است سبب افزايش استعداد ابتلاء به عفونتهاي نايسريايي شود. باا زمايشي توانايي سرم بيمار رادر تخريب گويچه هاي قرمزي آه توسط ا نتي بادي حساس شده اند بررسي مي آنند اختلال در اين توانايي ممكن است از آمبود هر يك ازاجزاء آمپلمان ناشي شوداين ا زمايش را آمپلمان هموليتيك( CH ( گويند و مقداري از سرم آه بتواند ۵٠ درصذ گلبول قرمز حساس شده را در يك شرايط معين ليز آند CH50 گويند. اگر CH50 فردي غير طبيعي باشد با روشهاي اختصاصي نقص موجود در آمپلمان را پيگيري مي آنند.

6 بروز نقص ژنتيكي در اآثر اجزاء آمپلمان شناسايي شده است اما آمبود C3 جدي ترين نقص سيستم آمپلمان است.نقص سيستم آمپلمان در بيماريهاي آمپلكس ايمني مانند لوپوس وبرخي عفونتهاي حاد ومزمن به صورت ثانويه نيز ايجاد مي شود. فعاليت بيولوژيك سيستم آمپلمان : سيستم آمپلمان عملكردهاي متنوعي دربدن دارد (شكل ١-٢) آه در اينجا به چند فعاليت بيولوژيك شناخته شده ا ن در پاسخ ايمني والتهاب اشاره مي شود: توليد آينين: آينين ها موادي هستند آه قابليت انقباض عضله صاف و افزايش تراوايي عروق را دارند. C2b توليد شده در مسير آلاسك آمپلمان يك پيش آينين Prokinin است آه تحت تاثير پلاسمين فعاليت آينيني نشان مي دهد و سبب افزايش تراواي عروق ودر نتيجه ادم مي شود. مهار آننده ( C1INH) C1 فعال شدن C1 را آنترل مي آند نقص ژنتيكي اين مهار آننده سبب افزايش بيش از حد توليد C2b مي گردد وموجب بيماري ا نژيو ادم ارثي مي شود. اين بماري بادانازول Danazol) ( آه توليد C1INH را تحريك مي آند ويا با الفا ا مينوآاپروي يك اسيد آه سبب آاهش فعاليت پلاسمين مي شود درمان مي گردد. توليد ا نافيلاتوآسينها : C3a آه در جريان فعاليت سيستم آمپلمان ا زاد مي شوند همگي ا نافيلاتوآسين هستند. ا نافيلاتوآسين ها موجب دگرانولاسيون C5a C4a بازوفيل و ماست سل وانقباض عضلات صاف مي شوند و توليد خارج از آنترل ا نها عواقب پاتولوژيك به دنبال دارد. ا نافيلاتوآسين ها توسط انزيم آربوآسي پپتيداز B خنثي مي شوند. C3a مكن است در فعاليت سيتوتوآسيسيته هم نقش داشته باشد. توليد فاآتورهاي آموتاآتيك: C5a و C5b67 خاصيت آموتاآتيك دارند. C5a فعال آننده قوي نوتروفيل ها وماآروفاژها نيز مي باشدبنابراين پاسخ ايمني غير اختصاصي را تقويت مي آند همچنين سبب القاء بروزملكولهاي چسبندگي برسطح سلولهاي اندوتليال عروق شده دياپدز را تسهيل مي آند. ) CR1 ( در سطح سلولهاي فاگوسيت به ا نها متصل مي شود.لازم به ذآر است آه توليد اپسونين ها : C3b وC4b اپسونين هستند گيرنده نوع يك آمپلمان فاگوسيتوز غير اپسونيك مي تواند منجر به عفونت داخل سلولي شود. سيستم آمپلمان عملكردهاي ديگري نيز دارد مثلا محصولات حاصل از شكسته شدن ( ic3b,c3d,c3c) C3 در سطح سلولهاي مختلف گيرنده دارند آه با اتصال به ا نها فعاليت اين سلولها را تعديل مي آنند. C3c رها سازي نوتروفيل ها از مغزاستخوان را تحريك مي آند و باعث لوآوسيتوز مي شود. به طور آلي سيستم آمپلمان يكي ازاجزاء مهم ايمني ذاتي است و يكي ازعوامل آمكي ايمني اآتسابي هم محسوب مي شود. اهداف: ا شنايي با مسيرهاي مختلف فعاليت سيستم آمپلمان و درك اهميت وجود سيستم آمپلمان به عنوان بخشي از سيستم ايمني از اهداف مورد نظر اين فصل بود.شما بانقش محصولات مختلف حاصل از فعاليت سيستم آمپلمان در تقويت پاسخ ايمني ذاتي واآتسابي ا شنا شديد. مطالعه آنيد:

7 براي اينكه بدانيد سيستم آمپلمان چگونه به توليد ا نتي بادي آمك مي آند گيرنده هاي آمپلمان را مطالعه آنيد.