Bài giảng y sinh Bổ thể

3/21/2014 BỔ THỂ TS.BS Phan Ngọc Tiến 2014 MỤC TIÊU Trình bày đường hoạt hóa bổ thể khác Hiểu chế enzym không enzym hoạt hóa bổ thể Trình bày tính chất sinh học sản phẩm hoạt hóa bổ thể Nêu ý nghĩa hệ thống bổ thể đề kháng ký chủ, viêm tổn hại thân ký chủ Trình bày chế điều hòa hoạt hóa bổ thể sản phẩm chúng 3/21/2014 I CHỨC NĂNG CỦA BỔ THỂ Thuật ngữ bổ thể đề cập đến protein huyết nhạy cảm nhiệt có khả phân giải vi khuẩn, (Hoạt động bổ thể bị hủy hoại (bị bất hoạt) huyết đun nóng 560C 30’) Tuy nhiên, bổ thể có vai trò hỗ trợ cho đề kháng ký chủ theo nhiều đường khác - Bổ thể opsonin hóa vi khuẩn để thúc đẩy thực bào; - Bổ thể thu hút hoạt hóa nhiều loại tế bào khác gồm có đại thực bào; đa nhân trung tính… - Bổ thể có tham gia điều hòa đáp ứng kháng thể hỗ trợ cho lọc phức hợp miễn dịch tế bào chết có chương trình - Bổ thể có tác động gây hại đến thân ký chủ; đóng góp vào chế viêm hủy hoại mô khơi mào cho phản ứng phản vệ Bổ thể gồm có 20 loại protein khác huyết sản xuất nhiều loại tế bào đa dạng gồm có tế bào gan, đại thực bào, tế bào biểu mô ruột Một số protein bổ thể gắn vào globulin miễn dịch hay thành phần màng tế bào Số khác tiền enzym mà hoạt hóa tạo hay nhiều protein bổ thể Sự phân tách protein bổ thể cho mảnh nhỏ giúp hoạt hóa tế bào, tăng tính thấm thành mạch hay opsonin hóa vi khuẩn 3/21/2014 (nhánh, bên) II QUÁ TRÌNH HOẠT HÓA BỔ THỂ Sự hoạt hóa bổ thể chia thành bốn đường (hình 1): đường cổ điển, đường lectin, đường hoạt hóa không cổ điển (con đường nhánh), đường công (hay ly giải) màng Cả đường cổ điển không cổ điển dẫn đến hoạt hóa C5 convertase dẫn tới sản xuất C5b – thành phần chủ yếu hoạt hóa đường công qua màng Men chuyển C5 3/21/2014 A CON ĐƯỜNG CỔ ĐIỂN Sự hoạt hóa C1(hình 2) C1 có loại protein khác (C1q, C1r C1s), gắn vào vùng Fc IgG IgM, kháng thể gắn với kháng nguyên, gắn kết bổ thể vào Fc đòi hỏi phải có ion canxi magie Sự gắn C1 từ C1q, C1q phải liên kết với tối thiểu phân tử kháng thể trước cố định chắn Sự gắn C1q dẫn tới hoạt hóa C1r sau đến lượt C1s Kết quả: hình thành “C1qrs” hoạt hóa, enzyme phân tách C4 thành mảnh C4a C4b Sự hoạt hóa C4 C2 ( Sự hình thành C3 convertase) Các mảnh C4b gắn vào màng mảnh C4a phóng thích vào môi trường nội môi “C1qrs” hoạt hóa phân tách C2 thành C2a C2b C2a gắn vào màng có liên kết với C4b, C2b phóng thích vào môi trường Phức hợp C4bC2a hay gọi C3 convertase, phân tách C3 thành C3a C3b Sự hoạt hóa C3 ( Sự hình thành C5 convertase) C3b gắn vào màng có liên kết với C4b C2a, C3a phóng thích vào môi trường C4bC2aC3b hay gọi C5 convertase Sự hình thành C5 convertase kết thúc đường cổ điển Một vài sản phẩm đường có hoạt tính sinh học góp phần vào chế đề kháng ký chủ dẫn tới tác động có hại tạo mà chế điều hòa Bảng tóm tắt hoạt động sinh học đường bổ thể cổ điển 3/21/2014 C4bC2aC3b 3/21/2014 Nếu đường cổ điển không điều hòa, có sản xuất tiếp tục C2b, C3a, and C4a Do đó, phải có đường điều hòa hoạt động đường cổ điển Bảng tóm tắt yếu tố điều hòa đường cổ điển Sự quan trọng C1-INH điều hòa trình cổ điển chứng tỏ qua mô hình thí nghiệm khiếm khuyết chất kìm hãm Thiếu hụt C1-INH có liên hệ với hình thành bệnh lý phù mạch di truyền B CON ĐƯỜNG LECTIN Con đường Lecithin (hình 3) tương tự lộ trình cổ điển, khởi đầu gắn lectin gắn mannose (MBL) với bề mặt vi khuẩn có diện polysaccharides chứa mannose (mannans) Sự gắn MBL với tác nhân bệnh lý dẫn đến liên kết hai protease, MASP-1 MASP-2 (MBL-associated serine proteases) MASP-1 MASP-2 tương tự C1r C1s, MBL tương tự C1q Sự hình thành phức hợp phân tử MBL/MASP-1/MASP-2 dẫn tới hoạt hóa MASPs phân chia đơn vị C4 thành C4a C4b Mảnh C4b gắn vào màng mảnh C4a phóng thích vào vi môi trường 3/21/2014 MASPs hoạt hóa phân chia C2 thành C2a C2b C2a gắn vào màng mối liên kết với C4b C2b phóng thích vào môi trường Phức hợp C4bC2a tạo C3 convertase, phân chia C3 thành C3a C3b C3b gắn vào màng gắn với C4b C2a C3a phóng thích vào môi trường C4bC2aC3b C5 convertase Sự tạo thành C5 convertase điểm kết thúc đường lectin Các hoạt động sinh học protein điều hòa đường lectin tương tự với đường cổ điển 3/21/2014 C CON ĐƯỜNG NHÁNH (BÊN) Con đường không cổ điển bắt đầu với hoạt hóa C3 cần phải có Yếu tố B D cation Mg++, có huyết bình thường Vòng khuếch đại hình thành C3b (Hình 4) Trong huyết xảy trình thủy phân tự phát mức độ nhỏ C3 để tạo C3i Yếu tố B gắn vào C3i trở nên nhạy với yếu tố D, yếu tố phân tách yếu tố B thành Bb Phức hợp C3iBb hoạt động C3 convertase phân tách C3 thành C3a C3b Một C3b tạo thành, yếu tố B gắn vào trở nên nhạy với phân tách yếu tố D Phức hợp C3bBb hình thành C3 convertase tạo thêm nhiều C3b, khuếch đại sản xuất C3b Nếu trình tiếp diễn mà kiểm soát, kết giảm sụt nồng độ C3 huyết Do vậy, sản xuất đột ngột C3b kiểm soát chặt chẽ 3/21/2014 Kiểm soát vòng khuếch đại (Hình 6) Do C3b tạo đột ngột gắn lên màng tế bào ký chủ tự thân, tương tác với DAF (decay accelerating factor), khóa liên kết yếu tố B với C3b ngăn chặn hình thành thêm C3 convertase Hơn nữa, DAF thúc đẩy tách rời Bb khỏi C3b C3 convertase tạo thành, ngăn chặn sản xuất thêm C3b Một số tế bào có loại receptor bổ thể - complement receptor (CR1) Sự gắn C3b vào CR1 tạo thuận lợi cho thoái giáng enzym C3b yếu tố I Bên cạnh đó, gắn C3 convertase (C3bBb) vào CR1 làm tách rời liên kết Bb khỏi phức hợp Do đó, tế bào có thụ thể CR1 này, CR1 đóng vai trò kiểm soát vòng khuếch đại Cuối cùng, yếu tố H gắn vào C3b dính tế bào tạo thuận lợi cho thoái giáng enzym C3b yếu tố I Như vậy, vòng khuếch đại kiểm soát Khóa hình thành C3 convertase, Tách rời liên kết C3 convertase, hay Sự tiêu thụ C3b Tầm quan trọng việc kiểm soát vòng khuếch đại thấy bệnh nhân có thiếu hụt gen chi phối yếu tố H hay I Những bệnh nhân có thiếu hụt C3 tăng tính mẫn cảm với yếu tố nhiễm trùng 3/21/2014 10 3/21/2014 Bền vững hóa C convertase chất hoạt hóa (bảo vệ) bề mặt (Hình 7) Khi gắn vào chất hoạt hóa thích hợp đường không cổ điển, C3b gắn vào yếu tố B, phân tách enzym yếu tố D để sản xuất C3 convertase (C3bBb) Tuy nhiên, C3b đề kháng với thoái giáng yếu tố I C3 convertase nên không thoái giáng nhanh chóng, bền vững hóa yếu tố bề mặt Phức hợp bền vững hóa properdin gắn vào C3bBb Các chất hoạt hóa đường không cổ điển thành phần bề mặt tác nhân gây bệnh bao gồm: LPS vi khuẩn Gram-âm vách tế bào số vi khuẩn men Do đó, C3b gắn vào chất hoạt động bề mặt, C3 convertase tạo thành bền vững tiếp tục tạo thêm C3a C3b nhờ phân tách C3 11 3/21/2014 Sự hình thành C5 convertase (hình 8) Một số C3b tạo C3 convertase bền hóa bề mặt chất hoạt động liên kết với phức hợp C3bBb để tạo phức hợp C3bBbC3b Đây C5 convertase đường không cổ điển Sự hình thành C5 convertase điểm cuối đường không cổ điển Con đường không cổ điển hoạt hóa nhiều vi khuẩn Gram âm, số vi khuẩn gram dương vài virus ký sinh trùng Do vậy, đường không cổ điển hoạt hóa bổ thể giữ vai trò khác bảo vệ chống lại vài tác nhân sinh bệnh trước phối hợp với đáp ứng kháng thể Thiếu hụt C3 dẫn tới tăng tính mẫn cảm với tác nhân Con đường không cổ điển đường đầu tiên, đường cổ điển Lectin phát triển từ Con đường cổ điển giữ vai trò đề kháng không đặc hiệu chống lại nhiễm trùng mà không kèm theo tham gia kháng thể giữ vai trò đề kháng chống lại số lượng lớn tác nhân sinh bệnh 12 3/21/2014 CON ĐƯỜNG TẤN CÔNG (LY GIẢI) MÀNG (hình 9) C5 convertase từ đường cổ điển (C4b2a3b), Lectin (C4b2a3b) hay không cổ điển (C3bBb3b) phân tách C5 thành C5a C5b C5a tồn huyết C5b nhanh chóng liên kết với C6 C7 đính vào màng Tuần tự theo C8 gắn vào, theo sau vài phân tử C9 Những phân tử C9 tạo nên lõi màng mà qua thành phần tế bào thoát ly giải xuất Sự ly giải trình sử dụng enzym; cho tổn hại vật lý lên màng tế bào Phức hợp bao gồm C5bC6C7C8C9 gọi tên phức hợp công màng (membrane attack complex (MAC)) 13 3/21/2014 C5a tạo thành đường ly giải có số khả hoạt động sinh học Nó chất sinh phản ứng phản vệ mạnh Hơn nữa, yếu tố hóa động cho bạch cầu trung tính kích thích đại thực bào sản xuất cytokine gây viêm Hoạt động kiểm soát khả bất hoạt carboxypeptidase B (C3-INA) Một số phức hợp C5b67 tạo thành tách rời khỏi màng vào huyết tương, gắn vào tế bào lân cận dẫn tới ly giải chúng Quá trình tổn hại tế bào lân cận ngăn chặn Protein S (vitronectin) Protein S gắn vào phức hợp hòa tan C5b67 ngăn ngừa gắn vào tế bào khác 14 3/21/2014 Tài liệu Roitt, Brostoff, Male Immunology 6th Edition, Mosby, 2002 15 ... NĂNG CỦA BỔ THỂ Thuật ngữ bổ thể đề cập đến protein huyết nh y cảm nhiệt có khả phân giải vi khuẩn, (Hoạt động bổ thể bị h y hoại (bị bất hoạt) huyết đun nóng 560C 30’) Tuy nhiên, bổ thể có vai... mô ruột Một số protein bổ thể gắn vào globulin miễn dịch hay thành phần màng tế bào Số khác tiền enzym mà hoạt hóa tạo hay nhiều protein bổ thể Sự phân tách protein bổ thể cho mảnh nhỏ giúp hoạt... khác - Bổ thể opsonin hóa vi khuẩn để thúc đ y thực bào; - Bổ thể thu hút hoạt hóa nhiều loại tế bào khác gồm có đại thực bào; đa nhân trung tính… - Bổ thể có tham gia điều hòa đáp ứng kháng thể