Vai trò của Hệ thống bổ thể đối với miễn dịch tế bào

. Có thể nói một trong những cơ chế miễn dịch đảm nhiệm chức năng chủ chốt từ sự nhận ra mầm bệnh đến được biến đổi thành hàng rào phòng thủ có hiệu quả chống lại sự nhiễm trùng ban đầu chính là hệ thống bổ thể. Việc thiếu hụt bổ thể đều có biểu hiện lâm sàng giống nhau mà ta có thể nhận thấy được đó là tăng đáng kể các bệnh có liên quan đến phức hợp miễn dịch như SLE (Lupus ban đỏ hệ thống), viêm cầu thận và viêm mạch. Ngoài các bệnh có liên quan đến phức hợp miễn dịch, các bệnh nhân bị nhiễm tái phát các vi khuẩn sinh mủ như các liên cầu khuẩn (Streptococcus) và tụ cầu khuẩn (Staphylococcus),…

Đề tài: Vai trò hệ thống bổ thể miễn dịch MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Lịch sử vấn đề .3 Đối tượng phạm vi nghiên cứu Nhiệm vụ nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Cấu trúc đề tài .4 Chương 1: Thành phần protein bổ thể Khái niệm .5 Nơi sản xuất bổ thể .5 3.Thành phần protein bổ thể Chương 2: Hoạt động hệ thống bổ thể 2.1 Cơ chế hoạt động .7 2.1.1 Trước hoạt hóa .7 2.1.2 Hoạt hóa 2.1.3 Sau hoạt hóa 2.2 Các đường hoạt hóa bổ thể 2.2.1 Con đường cổ điển 2.2.2 Con đường bên cạnh .11 2.2.3 Con đường Lectin 13 2.3 Phức hệ công màng (MAC) 15 2.4 Điều hòa hệ thống bổ thể 16 Chương 3: Vai trò sinh học hệ thống bổ thể .18 3.1 Hiệu qủa sinh học hoạt hóa bổ thể .18 3.1.1 Hình thành phản ứng viêm 18 3.1.2 Sự opsonin hóa kháng nguyên .19 3.1.3 Làm tan tế bào 20 3.1.4 Xử lí phức hợp miễn dịch .21 3.1.5 Trình diện kháng nguyên cho tế bào lympho B 22 SV: Nguyễn Quỳnh Thơ Đề tài: Vai trò hệ thống bổ thể miễn dịch 3.2 Các bệnh lý phát sinh thiếu hụt bổ thể bẩm sinh .23 3.3 Phương pháp miễn dịch sử dụng bổ thể 24 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .26 Kết luận .26 Kiến nghị 26 TÀI LIỆU THAM KHẢO 27 CÁC TỪ VIẾT TẮT .28 TỪ DÙNG TRONG MIỄN DỊCH 28 SV: Nguyễn Quỳnh Thơ Đề tài: Vai trò hệ thống bổ thể miễn dịch MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Môi trường sống xung quanh chứa nhiều tác nhân đe dọa sức khỏe Để tồn phát triển thể phải có chế để phản kháng lại xâm nhập yếu tố ngoại lai Và chế miễn dịch Có thể nói chế miễn dịch đảm nhiệm chức chủ chốt từ nhận mầm bệnh đến biến đổi thành hàng rào phòng thủ có hiệu chống lại nhiễm trùng ban đầu hệ thống bổ thể Việc thiếu hụt bổ thể có biểu lâm sàng giống mà ta nhận thấy tăng đáng kể bệnh có liên quan đến phức hợp miễn dịch SLE (Lupus ban đỏ hệ thống), viêm cầu thận viêm mạch Ngoài bệnh có liên quan đến phức hợp miễn dịch, bệnh nhân bị nhiễm tái phát vi khuẩn sinh mủ liên cầu khuẩn (Streptococcus) tụ cầu khuẩn (Staphylococcus),… Với vai trò chức quan trọng hệ thống bổ thể ứng dụng chúng việc nâng cao sức khỏe cho người nên chọn đề tài bổ thể để làm tiểu luận Lịch sử vấn đề Năm 1895, Bordet thấy huyết động vật thí nghiệm mẫn cảm (với vi khuẩn) có khả làm vi khuẩn ngưng kết mà sau làm vi khuẩn tan Tiếp phát huyết vật chứa hai yếu tố: - Yếu tố thứ nhất: xuất sau động vật thí nghiệm mẫn cảm, bền với nhiệt, có tác dụng làm vi khuẩn ngưng kết lại với Yếu tố gọi kháng thể - Yếu tố thứ hai: có sẵn huyết thanh, không bền với nhiệt, yếu tố làm tan vi khuẩn sau bị kháng thể làm ngưng kết, yếu tố gọi bổ thể Thuật ngữ "bổ thể" Paul Ehrlich giới thiệu vào cuối thập niên 1890 phần học thuyết hệ thống miễn dịch ông Theo học thuyết này, hệ thống miễn dịch gồm có tế bào có thụ thể đặc biệt bề mặt để nhận diện kháng nguyên Nhờ vào tạo miễn dịch với kháng nguyên, nhiều Receptor hình thành, sau chúng tỏa từ tế bào vào vòng tuần hoàn máu Những receptor này, mà gọi kháng thể, Ehrlich gọi "định kháng thể lưỡng hợp" để nhấn mạnh hai chức gắn kết chúng: chúng nhận bắt kháng nguyên đặc hiệu, đồng thời chúng nhận liên kết với thành phần không ổn định với nhiệt chống vi khuẩn Vì thế, Ehrlich đặt tên cho thành phần không ổn định với nhiệt bổ thể, thứ máu mà bổ sung cho tế bào hệ thống miễn dịch [1] Đối tượng phạm vi nghiên cứu - Đối tượng mà tiểu luận hướng tới hệ thống bổ thể vai trò tế bào miễn dịch - Phạm vi nghiên cứu: tìm hiểu thành phần protein bổ thể, đường hoạt hóa, vai trò sinh học hệ thống bổ thể phương pháp kĩ thuật sử dụng bổ thể phổ biến SV: Nguyễn Quỳnh Thơ Đề tài: Vai trò hệ thống bổ thể miễn dịch Nhiệm vụ nghiên cứu - Tiểu luận hướng tới nghiên cứu, góp phần làm rõ, mở rộng nâng cao kiến thức vai trò bổ thể - Từ nâng cao hiểu biết phòng chống bệnh tật - Khai thác kiến thức phục vụ cho công tác giảng dạy môn Sinh học 10 (Chương: Virut bệnh truyền nhiễm) trường trung học phổ thông Phương pháp nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu tài liệu: tìm sách trang web uy tín đề cập đến nội dung liên quan đến hệ thống bổ thể Bắt đầu chọn tài liệu viết hay phù hợp với ý tưởng, yêu cầu tiểu luận Phương pháp phân tích, so sánh tổng hợp lý thuyết: từ thông tin có từ nhiều nguồn tham khảo, bắt đầu đọc, phân tích so sánh nội dung tài liệu chọn Những vấn đề tài liệu chưa nói rõ tìm câu trả lời tài liệu khác Sau tổng hợp, lại cá nhân thu thập Phương pháp phân loại hệ thống hóa lý thuyết: nghiên cứu đề tài để giúp người có thêm hiểu biết đối tượng nghiên cứu, cần phải trình bày nội dung cách khoa học, hợp lý dễ hiểu Làm thành công Phương pháp tham khảo ý kiến chuyên gia: gặp khúc mắc khó giải đáp, tìm người có kinh nghiệm để học hỏi Phác thảo trình bày nội dung nghiên cứu đề tài đưa cho giáo viên hướng dẫn đánh giá, đóng góp ý kiến để hoàn thành tốt tiểu luận, đạt mục tiêu nhiệm vụ đặt Cấu trúc đề tài Bài tiểu luận vai trò hệ thống bổ thể tế bào miễn dịch gồm chương: Chương 1: Thành phần Protein bổ thể Chương 2: Hoạt động hệ thống bổ thể Chương 3: Vai trò sinh học hệ thống bổ thể Kết luận kiến nghị Chương 1: THÀNH PHẦN PROTEIN CỦA BỔ THỂ Khái niệm SV: Nguyễn Quỳnh Thơ Đề tài: Vai trò hệ thống bổ thể miễn dịch Bổ thể hệ thống protein huyết glycoprotein máu, bao gồm 40 loại protein (khoảng 5% protein hòa tan huyết tương), protein màng (các thụ thể yếu tố điều hòa) có khả tương tác lẫn phản ứng với màng tế bào sinh học[21] Hay theo nhà nghiên cứu Ehrlich, ông đưa định nghĩa đơn giản bổ thể hoạt động huyết để hoàn thành hoạt động kháng thể [2] Kí hiệu bổ thể C (Complement) Bổ thể đóng vai trò quan trọng đáp ứng miễn dịch bẩm sinh đáp ứng miễn dịch thích ứng kháng thể thực - Đáp ứng miễn dịch bẩm sinh: bổ thể kích hoạt mầm bệnh vừa xâm nhập vào thể tính đặc hiệu kháng nguyên nên bổ thể xem thành phần thuộc hệ thống miễn dịch bẩm sinh không đặc hiệu Tức là, vi sinh vật bị bao phủ protein bổ thể bị bắt giữ thực bào - Đáp ứng miễn dịch thích ứng: kháng thể thực cụ thể kháng thể tương tác đăc hiệu với tác nhân truyền bệnh hệ thống bổ thể cố định lên tất kháng thể để thực chức miễn dịch, theo cách hoạt hóa này, đáp ứng miễn dịch có bổ thể kháng thể tham gia thuộc loại miễn dịch đặc hiệu Quá trình phần miễn dịch dịch thể Nơi sản xuất bổ thể Qua thực nghiệm người ta thấy rằng, công nghệ In vitro: đại thực bào bạch cầu đơn nhân sản xuất hầu hết thành phần bổ thể, công nghệ in vivo: gan nơi chứng minh sản xuất thành phần bổ thể cho máu trừ C1 biểu mô đường tiêu hóa đường tiết niệu sản xuất [22] Các protein bổ thể tồn hệ tuần hoàn phân tử không hoạt động, bị kích thích phản ứng theo kiểu dây chuyền Thành phần protein bổ thể Mỗi thành phần bổ thể ký hiệu chữ số (ví dụ C1-C9), chữ (ví dụ B, D, H), tên thông thường Bao gồm nhóm sau: - C1 đến C9: thành phần protein tham gia vào đường cổ điển phức hệ công màng + C1 tạo thành từ tiểu đơn vị C1q, C1r, C1s (xem hình 1.1) + C2 – C9: gồm hai phần, phần lớn phân tử gọi b (binding) thường gắn kết với mầm bệnh, phần nhỏ gọi a (activated) phân tán Các mảnh peptit enzyme phân hủy kí hiệu C3a, C3b Chữ i kí hiệu cho phân tử hoạt tính, ví dụ: C3bi Trạng thái hoạt động phức hệ bổ thể kí hiệu gạch ngang đầu, ví dụ: C4bC2a - Các yếu tố: B, D, properdin, MBL, MASP–1, MASP–2 + B, D, properdin: tham gia vào đường hoạt hóa bên cạnh + MBL, MASP–1, MASP–2: tham gia vào đường Lectin Hình 1.1: phức hợp C1, cấu tạo từ tiểu đơn vị C1q, C1r, C1s [3] SV: Nguyễn Quỳnh Thơ Đề tài: Vai trò hệ thống bổ thể miễn dịch Đặc tính hoạt động đặc biệt bổ thể liên kết với bề mặt vật thể có hoạt tính sinh học phức hệ kháng nguyên – kháng thể, tế bào, vi khuẩn, virus, kí sinh trùng,… Chẳng hạn yếu tố C3 C4 bị phân hủy tạo vị trí liên kết với màng nhiên thời gian ngắn, thiếu chất tiếp nhận bổ thể lúc, phân tử bổ thể tự tuần hoàn máu nhanh chóng hoạt tính Vì bề mặt màng tế bào thân thể có acid sialic tác nhân bảo vệ chống lại liên kết C3b nên nghèo vị trí tiếp nhận bổ thể Chương 2: HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG BỔ THỂ SV: Nguyễn Quỳnh Thơ Đề tài: Vai trò hệ thống bổ thể miễn dịch 2.1 Cơ chế hoạt động 2.1.1 Trước hoạt hóa Các yếu tố bổ thể tồn hệ thống tuần hoàn phân tử không hoạt động – tiền enzyme (hay gọi proenzymes zymogens) Để hoạt hoá tiền enzyme có enzyme protease làm phân cắt phân tử loại mảnh ức chế bộc lộ vị trí hoạt động enzyme Quá trình hoạt hóa khuếch đại cách nhanh chóng để tạo nên hàng triệu phân tử hoạt động – dòng thác bổ thể Mỗi thành phần dạng hoạt hoá có thời gian bán huỷ ngắn, không tương tác với thành phần nhanh chóng bị bất hoạt Tác nhân phổ biến gây hoạt hoá bổ thể phức hợp KN – KT (phức hợp miễn dịch) 2.1.2 Hoạt hóa Để có hiệu lực bảo vệ thể chống lại xâm nhập mầm bệnh, protein bổ thể thành phần phải hoạt hóa Các thành phần kích hoạt thông qua đường khác Tổng quan ba đường hoạt hoá bổ thể giống khác là: - Giống: ba đường tạo enzyme C3 convertase, C5 convertase C5b, có chung chuỗi phản ứng cuối cùng, thành phần sau lại chuyển thành phức hợp công màng có tác dụng làm tan số tế bào, vi khuẩn virus khác (Hình 2.1) - Khác: ba đường khác cách khởi động + Con đường cổ điển khởi động C1 gắn vào phức hợp KN – KT + Con đường bên cạnh khởi động C3b gắn vào bề mặt hoạt hoá thành tế bào vi khuẩn + Con đường lectin khởi động lectin gắn mannose (MBL) gắn vào bề mặt vật lạ SV: Nguyễn Quỳnh Thơ Đề tài: Vai trò hệ thống bổ thể miễn dịch Hình 2.1 Tổng quan đường hoạt hóa bổ thể [4] 2.1.3 Sau hoạt hóa Sau hoạt hóa, hệ thống bổ thể có biểu để bảo vệ thể chống lại xâm nhiễm vật ngoại lai (Hình 2.2) - Opsonin hóa kháng nguyên - Tăng cường đáp ứng viêm - Phức hệ công màng (ly giải tế bào) - Hóa hướng động (dọn dẹp phức hợp miễn dịch) Hình 2.2 Bảo vệ thể chống lại xâm nhiễm vật ngoại lai [5] 2.2 Các đường hoạt hóa bổ thể SV: Nguyễn Quỳnh Thơ Đề tài: Vai trò hệ thống bổ thể miễn dịch 2.2.1 Con đường hoạt hóa cổ điển (classical pathway) a Vai trò: đường hoạt hóa có vai trò quan trọng miễn dịch bẩm sinh miễn dịch đặc hiệu, vì: - Con đường hoạt hóa thông qua đáp ứng miễn dịch nhờ gắn kết C1q vào phức hợp KN-KT (Hình 2.3), gọi đường hoạt hóa phụ thuộc vào KT Con đường đồng thời khởi động gắn kết trực tiếp C1q (protein dây chuyền hoạt hóa bổ thể) lên bề mặt vật ngoại lai Hình 2.3 Phức hợp C1qr2s2 gắn vào KT tạo phức hợp với KN bề mặt vi sinh vật [6] b Thành phần: hoạt động bổ thể theo đường cổ điển bao gồm thành phần từ C1 đến C5, ion Ca2+ Mg2+ c Nguyên tắc: - Sự hoạt hoá bổ thể theo đường cổ điển thường khởi động hình thành phức hợp KN – KT hoà tan gắn KT vào KN đích thích hợp ví dụ tế bào vi khuẩn IgM số phân lớp IgG định (IgG1, IgG2 IgG3) hoạt hoá đường cổ điển, có IgA IgE tham gia hoạt hoá - C1 tồn huyết dạng phức C1qr 2s2 giữ cho ổn định nhờ ion Ca2+ - Để cho tương tác ổn định KT C1q xuất phân tử C1q phải gắn với hai Fc vào đầu hình cầu (Hình 2.4) + KT IgM chủ yếu tồn dạng phân tử phẳng Tuy nhiên, tham gia trình hoạt hóa, IgM trải qua thay đổi đặc biệt cấu trúc dẫn đến tiếp xúc thuận lợi với C1q Vì phân tử IgM máu có khả hoạt hoá chuỗi bổ thể + KT IgG chứa có vị trí kết hợp C1q phần Fc Các IgG máu phân bố cách ngẫu nhiên, phải có hai phân tử đứng đủ gần bắt đầu có gắn C1q, có hoạt hóa bổ thể xảy SV: Nguyễn Quỳnh Thơ Đề tài: Vai trò hệ thống bổ thể miễn dịch Hình 2.4 Tương tác kháng thể bổ thể [7] Hoạt hóa bổ thể d Diễn biến: (xem hình 2.5): - Bước – hoạt hóa C1 kết nối C1 vào KT thông qua C1q dẫn đến hoạt hóa C1r tiếp hoạt hóa C1s để gắn với IgG hay IgM để tạo thành phức hợp Phức hợp protease phân cắt đặc hiệu với C4 thành phần C4a C4b, cắt C2 thành phần C2a C2b Bước – hoạt hóa C2 C4 (sự tạo thành C3 convertase): mảnh C4b gắn kết vào màng mảnh C4a phóng thích thể dịch C2a gắn vào màng, kết nối với C4b tạo thành phức hợp C4bC2a enzyme đặc hiệu cho C3 hoạt động mà vị trí C2b, C4bC2a hay gọi C3 convertase có mặt ion Mg2+ cắt C3 thành C3a C3b - Bước – hoạt hóa C3 (sự tạo thành C5 convertase): C3b gắn màng cách liên kết với C4b C2b, C3a giải phóng thể dịch Kết tạo thành phức hợp C4bC2aC3b, C5 convertase, phức hợp có khả phân hủy C5 với điều kiện C5 cố định vào phân tử C3b Sự tạo thành C5 convertase kết thúc đường hoạt hóa cổ điển Hình 2.5 trình hoạt hóa bổ thể đường cổ điển [8] SV: Nguyễn Quỳnh Thơ 10 Đề tài: Vai trò hệ thống bổ thể miễn dịch Hình 2.7 Cấu trúc phức hệ MBL – MASP1 – MASP2 [11] d Diễn biến: (Hình 2.8) - Bước – hoạt hóa MBL MBL bám vào vât lạ, kết nối MBL với MASP1 MASP2 để tạo thành phức hợp Phức hợp protease phân cắt đặc hiệu với C4 thành hai phần C4a C4b, cắt C2 thành hai phần C2a C2b Bước – hoạt hóa C2 C4 (sự tạo thành C3 convertase): mảnh C4b gắn kết vào màng mảnh C4a phóng thích dịch C2a gắn vào màng, kết nối với C4b tạo thành phức hợp C4bC2a enzyme đặc hiệu cho C3 hoạt động mà vị trí C2b, C4bC2a hay gọi C3 convertase - Bước – hoạt hóa C3 (sự tạo thành C5 convertase): tương tự đường cổ điển Sự sản sinh C5 convertase (C4bC2aC3b) bước cuối đường Lectin Hình 2.8 Quá trình hoạt hóa bổ thể theo đường Lectin [12] SV: Nguyễn Quỳnh Thơ 14 Đề tài: Vai trò hệ thống bổ thể miễn dịch Bảng 2.3.Các thành phần liên quan đến hình thành C3 convertase C5 convertase.[13] Con đường cổ điển Con đường lectin Con đường bên cạnh C4 + C2 C4 + C2 C3 + yếu tố B C1s MASP Yếu tố D C4b2a C4b2a3b C4b2a C4b2a3b C3bBb C3bBb3b C3b C3b C3b Các protein tiền thân Protease hoạt hoá C3 convertase C5 convertase Cấu thành gắn C5 2.3 Phức hệ công màng – MAC (Membrane Attack Complex) a Vai trò: cắm thủng màng tế bào vi khuẩn tế bào máu già cỗi virus có có lipide để phá hủy chúng b Thành phần: protein huyết từ C5 đến C9 (xem bảng 2.4) Bảng 2.4 Protein tham gia vào phức hợp công màng [14] Protein Chức C5b đầu tập hợp MAC C5 C5a kích thích vi khuẩn C6 Thành phần MAC liên kết với C5b sáp nhập vào C7 C7 Thành phần MAC liên kết C5b, C6 cắm vào màng lipide Thành phần MAC liên kết C5b, C6, C7 đầu liên kết C8 polimer hóa C9 Thành phần MAC liên kết C5b, C6, C7, C8 polimer hóa thành C9 lỗ màng c Nguyên tắc: - Phức hệ tập hợp nhờ C5b Protein chuẩn bị vị trí cho C6, C7, C8 bám lên Tuy nhiên cấu thành C5b ổn định dễ bị bất hoạt C6 không kip thời bám lên làm ổn định hoạt tính Cấu trúc C5b67 hình thành cài vào màng phospholipide kép chờ C8 đến kết hợp, nhiên tương tác không xảy cấu trúc C5b67 bị giải phóng gắn vào tế bào lân cận làm tan tế bào - Phức hệ hoàn thành C5b678 gắn với poly – C9, chiếm chỗ phospholipid màng, tạo thành kênh xuyên màng cắm thủng vào màng tế bào, gây rối loạn màng cho phép nước ion tự xâm nhập màng phá hủy chúng d Diễn biến: (Hình 2.9) - Bước – hoạt hóa C5: đường (cổ điển, bên cạnh lectin) tạo C5 convertase phân cắt C5 thành mảnh nhỏ C5a khuếch tán mảnh lớn C5b C5b cung cấp vị trí kết hợp cho thành phần sau MAC SV: Nguyễn Quỳnh Thơ 15 Đề tài: Vai trò hệ thống bổ thể miễn dịch - Bước – hoạt hóa C6, C7 C8: C5b liên kết với C6, C7 tạo thành phức hợp cắm vào lipide màng tế bào để tiếp nhận C8 → C5b678 Bước – hình thành phức hợp MAC: C5b678 khả phân hủy màng tế bào cần phải liên kết với 15 phân tử C9 polymer hóa xung quanh để hình thành MAC, dạng lỗ cắm sâu vào màng → tế bào bị thủng, không trì áp suất thẩm thấu nên bị tan chứa nhiều nước yếu tố điện giải Hình 2.9 Quá trình hình thành phức hợp công màng [15] 2.4 Điều hòa hệ thống bổ thể Vì hệ thống bổ thể không mang tính đặc hiệu, công vi sinh vật tế bào túc chủ, cần phải có chế điều hoà chi tiết để giới hạn cho phản ứng tập trung vào tế bào định mà (xem bảng 2.5) Cả đường cổ điển đường bên cạnh có số thành phần bền vững, thành phần chúng khuếch tán mà không tìm thấy chất tiếp nhận thích hợp bất hoạt cách tự nhiên, yếu tố điều hòa giúp ổn định thành phần hoạt hóa Và phức hệ công màng, yếu tố điều hòa giúp kiểm soát phá hủy tế bào cách hợp lí Cơ chế điều hòa: - Ở đường hoạt hóa bổ thể: tế bào hồng cầu bạch cầu lưu hành máu bộc lộ thụ thể dành cho mảnh bổ thể Các thụ thể dành cho bổ thể tham gia vào nhiều hoạt động sinh học hệ thống bổ thể Hơn số thụ thể dành cho bổ thể đóng vai trò việc điều hoà hoạt động bổ thể cách gắn thành phần bổ thể có hoạt động sinh học thoái hoá chúng thành sản phẩm bất hoạt Cụ thể sau: + Chất điều hòa hoạt động đường hoạt hóa cổ điển C1-INH, gắn kết vào phức hợp C1r - C1s hoạt động làm cho phức hợp tách khỏi C1q (phần gắn vào bề mặt tế bào) Bằng cách này, cắt đứt C1 dẫn đến SV: Nguyễn Quỳnh Thơ 16 Đề tài: Vai trò hệ thống bổ thể miễn dịch ngưng hoạt hóa tất thành phần khác, chẳng hạn C1-INH hạn chế phân cắt C2 C4 [25] + Điều hòa hoạt động C4 C4bp (C4 binding protein), kiểm soát protein liên kết với C4 [25] + Điều hòa phức hệ C4b2a kiểm soát protein có mặt bề mặt nhiều loại tế bào: CD55 (DAF) - yếu tố gây tăng phân rã, CD35 (CR1) - thụ thể cắt đứt liên kết C3, C5 convertase, CD46 (MCP) – protein cofactor màng tế bào CD46 [25] + Điều hòa phức hệ C3bB (ở đường hoạt hóa bên cạnh): Yếu tố H, CR1, MCP hay DAF gắn vào C3b ngăn cản không cho kết hợp với yếu tố B Một yếu tố điều hòa gắn vào C3b yếu tố I phân cắt C3b thành mảnh C3bi bất hoạt mảnh C3f hoà tan - Ở phức hợp công màng: có yếu tố tham gia điều hoà: + Protein S [16]: điều hoà cấu trúc: o C5b67: giải phóng sau gắn vào tế bào lân cận gây nguy tan cách “oan uổng” cho tế bào khoẻ mạnh, để khắc phục protein S gắn vào C5b67 gây chuyển đổi nước ngăn ngừa cài cắm C5b67 vào màng tế bào lân cận o C9: protein S gắn vào C5b67 giữ không cho C9 gắn vào C5b67 hoà tan polymer hoá ngăn ngừa tiêu thụ C9 cách vô ích + HRF CD59: Trong nhiều năm người ta biết tan tế bào bổ thể hiệu bổ thể lấy từ loài khác với loài tế bào bị tan Cuối nguyên nhân phát lạ thường tìm nhờ khám phá protein màng có màng nhiều loại tế bào khác có tác dụng ngăn cản tạo thành phức hợp công màng Hai protein yếu tố giới hạn đồng loại (homologous restriction factor viết tắt HRF) CD59 Cả hai protein màng ngăn không cho tế bào bị tan bổ thể cách không đặc hiệu cách gắn vào C8, ngăn không cho C9 lắp ráp vào C5b678 ngăn phức hệ cài vào màng nguyên sinh chất Chương 3: VAI TRÒ SINH HỌC CỦA HỆ THỐNG BỔ THỂ SV: Nguyễn Quỳnh Thơ 17 Đề tài: Vai trò hệ thống bổ thể miễn dịch 3.1 Hiệu qủa sinh học hoạt hóa bổ thể Bổ thể có vai trò thành phần trung gian quan trọng đáp ứng thể dịch cách khuếch đại đáp ứng lên chuyển thành chế đề kháng hữu hiệu để phá huỷ vi sinh vật virus xâm nhập vào thể Đặc biệt bổ thể đóng vai trò quan trọng chống nhiễm khuẩn Hầu hết trường hợp thiếu bẩm sinh thành phần bổ thể bị nhiễm khuẩn liên tiếp Những hiệu sinh học chủ yếu hoạt hóa bổ thể là: - Gây cảm ứng phản ứng viêm việc giải phóng độc tố gây phản vệ - Tạo tượng opsonin hóa vi sinh vật tế bào lạ Hiện tượng opsonin hóa đóng vai trò bắt buộc khả thực bào - Tạo phân hủy màng tế bào vi khuẩn tế bào máu già cỗi virus có vỏ lipide - Tạo điều kiện trình diện kháng nguyên cho tế bào lympho B - Làm phức hợp miễn dịch (KN+KT) thải bỏ “rác” làm lắng đọng mạch máu gây rối loạn bệnh lí giúp bạch cầu toán tế bào chết Ngoài bổ thể hoạt hóa có vai trò tạo “giao lưu” miễn dịch bẩm sinh miễn dịch thu qua làm tăng sản xuất kháng thể, tăng trí nhớ miễn dịch, Vai trò sinh học cụ thể số bổ thể (bảng 2.6) Bảng 2.6 Vai trò sinh học số bổ thể [26] Thành phần Tác dụng sinh học Hiệu C2b (prokinin) Tập trung dịch thể Phù C3a Gây thoát bọng bạch cầu kiềm tế (anaphylatoxin) bào mast Phản vệ Tăng tính thấm mạch, co trơn Cảm ứng tế bào T ức chế C3b sản Opsonin hóa, hoạt hóa trình thực Thực bào phẩm bào C4a Tăng tính thấm mạch, co trơn Phản vệ (anaphylatoxin) Hoạt hóa tế bào kiềm, mast C4b Opsonin hóa Thực bào C5a Tăng tính thấm mạch, co trơn Hoạt Phản vệ (anaphylatoxin, hóa tế bào kiềm, mast Hóa hướng động Phản ứng yếu tố hóa hướng huy động bạch cầu trung tính, kích viêm động) thích chuyển hóa oxy hóa Mẫn cảm Quá mẫn giải phóng leukocyte (góp phần vào muộn trình bệnh lí hen suyễn phế Điều hòa quản) Mẫn cảm lympho Th miễn dịch C5b67 Hóa hướng động, kết dính với tế Phản ứng bào khác viêm, ly giải tế bào xung quanh SV: Nguyễn Quỳnh Thơ 18 Đề tài: Vai trò hệ thống bổ thể miễn dịch 3.1.1 Hình thành phản ứng viêm Trong trình hoạt hóa hệ thống bổ thể, hoạt động phân cắt C4, C3 hay C5 nhờ phức hợp xúc tác tạo mảnh: nhỏ lớn Mảnh lớn giữ lại phức hợp để tiếp tục tham gia tạo MAC, mảnh nhỏ C3a, C4a, C5a giải phóng thể dịch thực chức riêng – hoạt tính sinh học quan trọng hình thành phản ứng viêm (Hình 3.1) C1q có thụ thể tiểu cầu xúc tiến trình đông máu Cả C3a, C4a, C5a gây triệu chứng co thắt trơn, tăng tính thấm thành mạch, tăng cường liên kết bạch cầu lên thành mạch nơi bị viêm Dẫn đến: - Rò rỉ chất dịch từ mạch máu Sự thoát khỏi mạch máu phân tử miễn dịch bổ thể - Tăng di chuyển đại thực bào, lympho đến vùng mô có xâm nhiễm mầm bệnh Đặc biệt C5a còn: Hoạt hóa tế bào mast bạch cầu kiềm làm giải phóng histamin (một amin sinh học lưu trữ hạt nhỏ tế bào mast, chất trung gian quan trọng tăng mẫn cảm tức thì), amin liên kết với thụ thể đặc hiệu mô gây nên tính thấm mạch co bóp trơn ruột phế quản Có tính hóa hướng động hấp dẫn bạch cầu trung tính, đại thực bào đến thực bào vật ngoại lai SV: Nguyễn Quỳnh Thơ 19 Đề tài: Vai trò hệ thống bổ thể miễn dịch Hình 3.1 Vai trò hoạt hóa bổ thể [17] 3.1.2 Sự opsonin hóa kháng nguyên Mầm bệnh lạ xâm nhập vào thể, xảy trình tiếp xúc KN bổ thể Khi hệ thống bổ thể đựợc hoạt hóa để chống lại mầm bệnh C5a có tính hóa hướng động, xem tác nhân hấp dẫn, mời gọi bạch cầu trung tính, đại thực bào đến vây bắt vật lạ xâm nhập thể Còn yếu tố để giúp bạch cầu dễ dàng nhận diện tiến hành “ăn” vật lạ, lúc vai trò C3b (yếu tố gây opsonin hoá chủ yếu), bên cạnh có C4b tham gia (xem hình 3.1 3.2) - Nếu KN lạ xâm nhập thể lần KN bao phủ yếu tố bổ thể C3b, điều quan trọng giúp cho tế bào thực bào, đặc biệt đại thực bào nhận diện "ăn" KNlạ đó.Vì tế bào có receptor cho yếu tố C3b, nên tạo điều kiện thuận lợi cho thực bào - Nếu KN lạ xâm nhập vào thể, thể có KT chống lại bệnh, lúc KN lạ có KT bổ thể gắn lên bề mặt Mặt khác bề mặt tế bào thực bào có receptor cho KT có thụ thể bổ thể C3b, xuất tín hiệu giúp tế bào thực bào nhận diện Điều tạo dễ dàng SV: Nguyễn Quỳnh Thơ 20 Đề tài: Vai trò hệ thống bổ thể miễn dịch cho việc gắn KN vào tế bào thực bào Chính gắn kết thúc đẩy cho tiến trình phá hủy KN Hình 3.2 Quá trình opsonin hóa vi khuẩn [18] 3.1.3 Làm tan tế bào Kết thúc đường hoạt hóa tập hợp protein bổ thể để hình thành phức hệ công màng có nhiệm vụ làm tan tế bào Về thành phần, hoạt động trình bày phần trước (mục 2.3 Phức hệ công màng) Ưu điểm: kiềm chế lan rộng virus thời kỳ nhiễm cấp tính ngăn ngừa tái nhiễm có khả làm tan nhiều loài vi sinh vật, virus, hồng cầu tế bào có nhân Đặc biệt, hệ thống bổ thường hiệu việc làm tan vi khuẩn gram âm Hạn chế: - Nhiều loại vi sinh vật hình thành chế trốn thoát Chẳng hạn vi khuẩn gram dương thường kháng lại tượng chúng có lớp peptidoglycan thành tế bào, lớp có tác dụng ngăn cản không cho phức hợp công màng cài vào màng vi khuẩn - Một tế bào có nhân có xu hướng kháng lại tượng tan tế bào bổ thể Ðể làm tan tế bào có nhân cần phải tạo nhiều phức hợp công màng - Hầu hết tế bào ung thư, có khả nhận chìm phức hợp công màng vào tế bào Nếu phức hợp công màng bị loại đủ sớm tế bào sửa chữa lại tổn thương màng tái lập lại trạng thái ổn định áp xuất thẩm thấu Ðó lý việc sử dụng KT đơn đặc hiệu với KN tế bào ung thư để tạo tượng tan tế bào nhờ bổ thể thường kết quả; thực KT đơn phải gắn độc tố chất đồng vị phóng xạ tác nhân có khả giết chết tế bào ung thư 3.1.4 Xử lí phức hợp miễn dịch SV: Nguyễn Quỳnh Thơ 21 Đề tài: Vai trò hệ thống bổ thể miễn dịch Phức hợp miễn dịch hình thành KT kết hợp với KN, hình thành mạng lưới không gian ba chiều tạo phân tử lượng lớn Tích tụ nhiều phức hợp lâu ngày gây độc cho thể Xử lý thải trừ phức hợp miễn dịch trở nên dễ dàng nhiều có bổ thể tham gia Cụ thể: - Hoạt hóa theo đường cổ điển giúp khống chế kích thước phức hợp miễn dịch - Hoạt hóa theo đường bên cạnh giúp phức hợp dễ hòa tan khó lắng đọng - Việc gắn bổ thể giúp tế bào thực bào tăng khả bắt giữ (ăn) tiêu huỷ chúng, nhờ hạn chế khả gây bệnh - Giúp bạch cầu toán tế bào chết sinh lý máu cách gắn C3b lên tế bào này, chế “thải bỏ rác” Có thể thấy rõ tầm quan trọng hoạt động bổ thể bệnh nhân bị bệnh Lupus ban đỏ hệ thống - SLE Các bệnh nhân có lượng phức hợp miễn dịch tồn đọng thể lớn bệnh nhân phải chịu đựng tổn thương mô nghiêm trọng tim, khớp, da, phổi, mạch máu, gan, thận hệ thần kinh Nguyên nhân giảm sút, thiếu hụt hoạt động không hiệu thành phần huyết bổ thể, CR1, glycoprotein, dẫn tới ảnh hưởng đến việc làm tan lọc phức hợp miễn dịch cách thoả đáng, kết phức hợp tồn dai dẳng tổn thương mô có tính chất hệ thống (Hình 3.3) Hình 3.3 Hậu bệnh SLE [19] 3.1.5 Trình diện kháng nguyên cho tế bào lympho B Ngoài KN, hoạt hóa tế bào B đòi hỏi tín hiệu protein bổ thể cung cấp Thành phần chủ yếu hệ thống bổ thể tham gia trình C3 Cơ chế hoạt hóa: SV: Nguyễn Quỳnh Thơ 22 Đề tài: Vai trò hệ thống bổ thể miễn dịch Bước 1: Phân cắt C3 tạo C3b có khả liên kết với vi khuẩn phức hợp KN – KT C3b lại phân cắt thêm mảnh gọi C3d, mảnh gắn vi khuẩn Bước 2: Hình thành nên phức hợp C3d KN C3d với phức hợp KN – KT gắn vào tế bào B, Ig màng gắn với KN CR2 gắn với C3d (Hình 5) CR2 bộc lộ tế bào B trưởng thành dạng kết hợp với hai protein màng khác CD19 CD81 Phức hợp CR2-CD19CD81 thường gọi phức hợp đồng thụ thể tế bào B CR2 gắn với KN qua mảnh C3d đồng thời với Ig màng gắn trực tiếp vào KN Bước 3: Sự gắn CD3 vào thụ thể bổ thể tế bào B mang CD19 lại gần kinase kết hợp BCR (phức hợp thụ thể tế bào B), đuôi bào tương CD19 nhanh chóng phosphoryl hóa → hóa nhiều đường tín hiệu, mà quan trọng đường phức hợp KN – Ig bề mặt tạo Kết đáp ứng tế bào B ngày mạnh lên Tầm quan trọng hệ thống bổ thể đáp ứng miễn dịch dịch thể chứng minh qua nhiều thí nghiệm, với kết tính miễn dịch tạo có C3d mạnh so với KN gắn vào Ig màng 1.000 lần Hình 3.4 Vai trò trình diện kháng nguyên bổ thể với tế bào B [20] 3.2 Các bệnh lý phát sinh thiếu hụt bổ thể bẩm sinh Thiếu hụt đồng hợp tử thành phần giai đoạn sớm đường cổ điển (C1q, C1r, C1s, C4 C2) có biểu lâm sàng giống mà ta SV: Nguyễn Quỳnh Thơ 23 Đề tài: Vai trò hệ thống bổ thể miễn dịch nhận thấy tăng đáng kể bệnh có liên quan đến phức hợp miễn dịch SLE, viêm cầu thận viêm mạch, tiểu đường type I, viêm gan tự miễn Các trường hợp thiếu hụt bổ thể cho thấy rõ tầm quan trọng tương tác bổ thể giai đoạn sớm để tạo C3b, thành phần vô quan trọng việc làm tan lọc phức hợp miễn dịch Thiếu C1 bệnh hay gặp nhiễm sắc thể thường với tần xuất 1/1.000 Thiếu yếu tố tăng nguy có mắc bệnh phù mạch di truyền với đặc điểm lâm sàng phù cục mô thường sau chấn thương, lại nguyên nhân rõ ràng Phù xuất da ổ bụng đường hô hấp gây đau bụng tắc nghẽn khí đạo Thiếu hụt C3 có biểu lâm sàng trầm trọng nhất, điều phản ánh vai trò trung tâm C3 việc hoạt hoá C5 phức hợp công màng hai đường cổ điển không cổ điển Bệnh nhân xác định thiếu hụt C3 em bé bị nhiễm khuẩn trầm trọng thường xuyên chẩn đoán nhầm gammaglobulin miễn dịch (agammaglobulinemia), tiến hành xét nghiệm lại thấy lượng globulin miễn dịch bình thường thiếu C3 Trường hợp cho thấy chức vô quan trọng hệ thống bổ thể việc chuyển đáp ứng KT dịch thể thành chế đề kháng hữu hiệu cho thể Ða số bệnh nhân bị thiếu hụt C3 bị tái phát nhiễm khuẩn có biểu bệnh có liên quan đến phức hợp miễn dịch Thiếu hụt C5, C6, C7 C8 kèm theo nhiễm khuẩn Gam âm (Neisseria) Thiếu hụt C9 lại biểu lâm sàng, điều cho thấy số trường hợp không thiết phải có đầy đủ phức hợp công màng tượng tan tế bào bổ thể xảy Thiếu hụt yếu tố D properdin thành phần giai đoạn sớm đường không cổ điển dường có liên quan đến trường hợp nhiễm Neisseria bệnh có liên quan đến phức hợp miễn dịch Giảm sút C1 – INH (giảm số lượng giảm chức năng) gây phù nề loạn thần kinh chức mạch Thiếu hụt yếu tố H I dễ gây nhiễm trùng tái phát gây bệnh mề đay, thiếu máu tan huyết, viêm thận tiểu cầu Thiếu hụt DAF chất ức chế khác phức hệ công màng gây bệnh Hemoglobin niệu đêm Hậu làm tăng khả thiếu máu mạn tính bổ thể phá hủy hồng cầu 3.3 Phương pháp miễn dịch sử dụng bổ thể Kĩ thuật miễn dịch có tham gia bổ thể thực phản ứng hoạt hóa ban đầu cố định với phân đoạn bổ thể C1q mảnh Fc phân tử IgM IgG kết hợp với KN Sự hoạt hóa phản ứng có bổ thể dẫn tới phân hủy phân tử mang KN tế bào Một phương pháp kĩ thuật ứng dụng phổ biến Kĩ thuật phân hủy tế bào bổ thể [27] SV: Nguyễn Quỳnh Thơ 24 Đề tài: Vai trò hệ thống bổ thể miễn dịch - - Đối tượng: tế bào hồng cầu Nguyên tắc: hồng cầu sử dụng kết hợp với KT đặc hiệu điều kiện không ngưng kết trộn lẫn với môi trường sinh phẩm để xét nghiệm Phương pháp: Cường độ tan hồng cầu đánh giá sau ủ 30 phút, 37 0C li tâm Tiếp theo đo mật độ quang học hemoglobin giải phóng Người ta định lượng bổ thể có mặt môi trường theo đơn vị CH-50 (là kí hiệu hoạt động phân hủy hồng cầu làm nhạy cảm loạt kháng thể đặc hiệu) Một đơn vị CH-50 số lượng bổ thể cần thiết để làm phân hủy nửa số lượng hồng cầu huyền phù Kết luận: Đây xét nghiệm cần thiết nghi ngờ bệnh nhân bị thiếu hụt di truyền thành phần bổ thể đó, tức bệnh nhân thường bị nhiễm trùng lặp lặp lại bệnh nhân thành viên gia đình bị SLE hay hội chứng giống SLE SV: Nguyễn Quỳnh Thơ 25 Đề tài: Vai trò hệ thống bổ thể miễn dịch KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Hệ miễn dịch hệ thống cấu trúc trình sinh học thể chống lại bệnh tật cách xác định kháng nguyên lạ giết chết vi sinh vật lạ, tế bào bất thường Đó mạng lưới vô phức tạp tế bào, mô phận giúp bảo vệ thể người khỏi tác nhân xâm nhập vi khuẩn, virus, ký sinh trùng, rối loạn tế bào Để đáp ứng miễn dịch hiệu nhanh chóng thiếu có mặt yếu tố thuộc hệ thống bổ thể Với đề tài hệ thống bổ thể làm rõ vai trò bổ trợ yếu tố tế bào miễn dịch Đầu tiên nhận mầm bệnh, thu hút bạch cầu đến thực bào, hỗ trợ trình thực bào Thứ hai, tăng cường phản ứng viêm thể Thứ ba, ly giải tế bào vật ngoại lai Cuối hỗ trợ trình diện kháng nguyên với tế bào B Từ bệnh nghiêm trọng mà người mắc phải thiếu hụt bổ thể Tìm hiểu cụ thể thành phần protein bổ thể, ba đường hoạt hóa phương pháp kĩ thuật sử dụng bổ thể làm tan tế bào hồng cầu nhằm nâng cao sức khỏe người Bên cạnh thành công đạt được, tiểu luận số hạn chế Kính mong quý Thầy (Cô) đóng góp ý kiến để khắc phục hoàn thiện đề tài sau Kiến nghị Qua trình nghiên cứu đề tài thực tế tìm hiểu, có số đề xuất: - Bổ thể đóng vai trò quan trọng với hệ miễn dịch, lại chưa giới thiệu, đề cập cụ thể chương trình giảng dạy Khoa sư phạm Sinh học không nói tới chương trình giảng dạy trường phổ thông Tôi đề nghị đưa kiến thức hệ thống bổ thể bổ sung vào chương trình giảng dạy để người hiểu rõ tầm quan trọng - Phần lớn bổ thể thể gan tạo ra, nên vấn đề tổ thương gan hay suy giảm chức gan gây giảm mạnh số lượng bổ thể dẫn tới tăng bệnh miễn dịch Vì thế, cần có quan tâm mức, hướng tới gan Thăm khám định kì để chuẩn đoán, chữa trị bệnh kịp thời theo lời khuyên tư vấn bác sĩ - Bệnh Lupus ban đỏ hệ thống bệnh tự miễn dẫn đến nhiều bệnh nghiêm trọng Nguyên nhân khó xác định, thiếu hụt bổ thể suy giảm chức miễn dịch hay nói cách khác kiểm soát hệ thống miễn dịch Với mức độ nguy hiểm bệnh, đề nghị tổ chức buổi hội thảo trao đổi nguyên nhân, biểu cách chữa trị kịp thời để người có hiểu biết định bệnh này, cải thiện sức khỏe tránh biến chứng xấu xảy mắc bệnh TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] http://xetnghiemmau.com SV: Nguyễn Quỳnh Thơ 26 Đề tài: Vai trò hệ thống bổ thể miễn dịch https://vi.wikipedia.org [2] http://www.slideshare.net [3] https://lookfordiagnosis.com [4] http://voer.edu.vn [5] https://vi.wikipedia.org [6] http://www.slideshare.net [7] http://voer.edu.vn [8] https://quizlet.com [9] http://course1.winona.edu [10] http://www.immunologyschools.com [11] http://www2.le.ac.uk [12] https://www.studyblue.com [13] http://www.benhhoc.com [14] http://www.yduocvn.com [15] http://www.benhhoc.com [16] https://vi.wikipedia.org [17] http://www.cheapproduct.ga [18] https://vi.wikipedia.org [19] http://songkhoe.vn [20] http://elearning.lrc-hueuni.edu.vn [21] Đỗ Ngọc Liên, Miễn dịch học sở (2008), NXB Đại học Quốc gia Hà Nội, trang 61 [22] Đái Duy Ban, Miễn dịch phân tử bệnh lý miễn dịch (2012), NXB Khoa học tự nhiên công nghệ, trang 108 [23] Đái Duy Ban, Miễn dịch phân tử bệnh lý miễn dịch (2012), NXB Khoa học tự nhiên công nghệ, trang 112 [24] Đái Duy Ban, Miễn dịch phân tử bệnh lý miễn dịch (2012), NXB Khoa học tự nhiên công nghệ, trang 113 [25] Đỗ Ngọc Liên, Miễn dịch học sở (2008), NXB Đại học Quốc gia Hà Nội, trang 73 [26] Đái Duy Ban, Miễn dịch phân tử bệnh lý miễn dịch (2012), NXB Khoa học tự nhiên công nghệ, trang 116 [27] Đỗ Ngọc Liên, Miễn dịch học sở (2008), NXB Đại học Quốc gia Hà Nội, trang 82 CÁC TỪ VIẾT TẮT BCR: B cell receptor complex C1 – INH: C1 Inhibitor SV: Nguyễn Quỳnh Thơ 27 Đề tài: Vai trò hệ thống bổ thể miễn dịch C4pb: C4 – Binding protein CD: cụm biệt hóa CR1: Thụ thể DAF: CD55 Fc: : thụ thể tế bào đặc hiệu, bao gồm thành phần truyền tín hiệu thành phần kết nối Ig .Ig: Immunoglobulin KN: kháng nguyên 10 .KT: Kháng thể 11 .MAC: Membrane Attack complex- phức hợp công màng 12 .MBL: manose binding lectin 13 MASP: MBL Assosiated Serine Protease 14 MCP: CD46 15 SLE: systemic lupus erythematosus, bệnh ban đỏ hệ thống CỤM TỪ DÙNG TRONG MIỄN DỊCH Endotoxin: nội độc tố vi khuẩn In vitro: trình diễn ống nghiệm, tế bào sống In vivo: trình diễn thể sống Receptor: kháng thể lưỡng hợp, có hai chức gắn kết Một chúng nhận bắt kháng thể đặc hiệu Hai chúng nhận liên kết với thành phần không đặc hiệu – bổ thể .Tế bào Mast (mast cell) hay dưỡng bào: tế bào tác động hiệu lực phản ứng tăng mẫn cảm tức Có nguồn gốc từ tủy xương SV: Nguyễn Quỳnh Thơ 28