ĐỘC TỐ PHẢN VỆ: LOẠI, CHỨC NĂNG VÀ THỤ THỂ - SINH HỌC - 2025

Các chất độc phản vệ là các đoạn peptit có trọng lượng phân tử thấp được tạo ra bằng cách kích hoạt hệ thống bổ thể. Chúng rất ưa nước, có cấu trúc xoắn alpha liên kết bởi 3 cầu nối disulfua.

Chúng được kích hoạt bằng cách phân cắt protein bằng cách phân cắt tại một vị trí cụ thể, tạo thành các đoạn a và b. Các peptide này liên kết với các thụ thể cụ thể được biểu hiện trên bề mặt tế bào và khuếch đại một loạt các phản ứng viêm, hoạt động như chất kích hoạt tế bào.

Độc tố phản vệ protein C5a. Bởi Jawahar Swaminathan và nhân viên MSD tại Viện Tin học Sinh học Châu Âu, từ Wikimedia Commons.

Các chức năng tác động của nó bao gồm điều hòa hóa học, giải phóng các chất trung gian gây viêm, và kích hoạt bạch cầu hạt, tế bào mast và đại thực bào. Gần đây, người ta cũng chỉ ra rằng phản vệ sinh ra cục bộ trong các mô do sự hiện diện của mầm bệnh.

Các loại

Độc tố phản vệ bao gồm các peptit C3a, C5a và C4a. Đây là những đoạn phân cắt có khối lượng phân tử thấp (~ 10 kDa) của chuỗi α của các thành phần bổ thể C3, C4 và C5, tương ứng, được giải phóng trong quá trình hoạt hóa bổ thể.

Tuy nhiên, cần lưu ý rằng đối với C4a, nó chỉ được chứng minh rằng nó liên kết với thụ thể có ái lực thấp và chưa có thụ thể cụ thể nào được xác định.

Về phần mình, C5a là peptit mạnh nhất trong số các peptit này, tức là, nó thúc đẩy quá trình viêm và là chất thu hút hóa trị mạnh đối với bạch cầu trung tính, đại thực bào và bạch cầu đơn nhân.

Mặc dù động vật có xương sống thấp hơn sở hữu hệ thống bổ thể được cho là hoạt động tương tự như ở động vật có vú, nhưng các thụ thể phản vệ trước đây chưa được đặc trưng ở bất kỳ động vật có xương sống không phải động vật có vú nào.

Đặc trưng

Độc tố phản vệ được tạo ra từ sự phân cắt của enzym trong quá trình hoạt hóa bổ thể thông qua các con đường cổ điển, lectin hoặc thay thế.

Trong dòng hoạt hóa bổ thể, sự phân cắt C3 hoặc C5 bởi các chuyển đổi C3 hoặc C5 dẫn đến việc tạo ra một đoạn lớn, C3b hoặc C5b, và một đoạn peptit nhỏ, C3a hoặc C5a.

C3b và C5b tiếp tục chuỗi hoạt hóa bổ thể trên bề mặt vi sinh vật hoặc tế bào, trong khi C3a và C5a được giải phóng trong pha dịch để hoạt động như phản vệ, trung gian cho các hoạt động sinh học khác nhau.

Chúng làm tăng tính thấm thành mạch, kích thích co bóp cơ trơn và cảm ứng giải phóng histamin từ tế bào mast và hạt tiết từ bạch cầu hạt và đại thực bào.

Hơn nữa, C5a, một trong những peptit mạnh nhất, là chất hóa trị mạnh đối với bạch cầu trung tính và các loại bạch cầu khác.

Đặc tính chemoattractant vẫn chưa được quy cho C4a, trong khi những đặc tính của C3a dường như nhắm mục tiêu chủ yếu vào bạch cầu ái toan, tế bào mast và tế bào gốc tạo máu, co cơ trơn, tăng tính thấm của mao mạch máu và thậm chí là sốc phản vệ.

Tóm tắt về con đường kích hoạt tầng bổ sung. Bởi Perhelion, từ Wikimedia Commons.
.

Sự liên kết của C5a và C3a với cơ chế bệnh sinh

Mặc dù tình trạng viêm qua trung gian C5a và C3a đóng một vai trò quan trọng trong việc kiểm soát nhiễm trùng, một số nghiên cứu lâm sàng đã chỉ ra rằng chúng cũng liên quan đến cơ chế bệnh sinh của các bệnh viêm và tự miễn khác nhau như nhiễm trùng huyết, lupus ban đỏ hệ thống (SLE) , sẩy thai, hội chứng kháng thể kháng phospholipid (APS), thiếu máu cục bộ và hen suyễn.

Do đó, người ta cho rằng tấn công các thụ thể C5a và C3a và / hoặc các phối tử có thể làm giảm các phản ứng viêm không mong muốn, cũng như tổn thương mô trong một số tình trạng bệnh lý nhất định. C5a và C3a có thể là mục tiêu điều trị hiệu quả.

Người nhận

Nói chung, phản vệ gây ra phần lớn các hoạt động sinh học thông qua sự gắn kết của ba thụ thể liên quan, đó là; thụ thể C3a, thụ thể C5a và thụ thể giống C5a, C5L2.

Ở người, ba loại thụ thể xuyên màng đã được xác định làm trung gian cho các hoạt động của phản vệ: C3aR, đặc biệt liên kết với C3a; C5aR, liên kết với C5a; và C5L2, mà cả ba chất độc phản vệ đều có thể là phối tử.

Hai thụ thể đầu tiên liên kết với protein G điều hòa, trong khi thụ thể C5L2 đã được chứng minh là ngăn chặn các con đường tín hiệu qua trung gian protein G.

Sự phân bố của các thụ thể này không chỉ giới hạn ở bạch cầu. Chúng cũng được biểu hiện trong nhiều loại tế bào không phải dòng tủy, bao gồm tế bào gan, tế bào biểu mô phổi, tế bào nội mô, tế bào hình sao não và tế bào vi mô.

Trong các loại tế bào này, chúng có thể làm trung gian cho sự tham gia của các chất độc phản vệ trong các tình trạng bệnh lý mạch máu, phổi, tái tạo và thoái hóa thần kinh khác nhau.

Nếu chất độc phản vệ không liên kết với các thụ thể của chúng, chúng sẽ được tiêu hóa nhanh chóng bởi các carboxypeptidase trong huyết tương, giúp loại bỏ cặn arginine ở đầu C ra khỏi mỗi peptide.

Các dẫn xuất arginine không hoạt động hoặc có hoạt tính thấp hơn từ 10 đến 1000 lần so với peptide bản địa.

Hệ thống bổ sung ở động vật có xương sống thấp hơn

Động vật có xương sống thấp hơn, chẳng hạn như bò sát, lưỡng cư và cá, sở hữu hệ thống bổ thể, theo nhiều cách, được coi là tương tự về mặt chức năng như của động vật có vú.

Các phản ứng miễn dịch bảo vệ qua trung gian bổ sung, chẳng hạn như phân giải tế bào và opso hóa, đã được chứng minh ở một số loài động vật này.

Gần đây, C3a của loài Ciona gutis trong áo tunicate đã được chứng minh là có các hoạt động hóa học đối với các tế bào hemocytes của áo dài, cho thấy sự hiện diện của một thụ thể C3aR ở những động vật này.

Về phần chúng, các protochordates có thể không có C4a và C5a, vì vậy người ta tin rằng con đường hoạt hóa bổ thể cổ điển, tạo ra C4a và con đường lytic, tạo ra C5a, không có ở những động vật này.

Tuy nhiên, cá có xương sống sở hữu tất cả các con đường kích hoạt bổ thể đã biết, và các phân tử C3, C4 và C5 đã được xác định từ một số loài cá. Điều thú vị là cá có nhiều dạng đồng dạng của một số thành phần bổ thể, bao gồm C3, C2 / Bf, C4 và C5.

Mặc dù các chức năng khác nhau đã được đề xuất cho các đồng dạng C3, vẫn còn phải xác định xem có các thụ thể khác nhau cho các đồng dạng này hay không.

Người giới thiệu

1. Từ Yang. Độc tố phản vệ. Sổ tay về Peptide Hoạt tính Sinh học.pp.625-630 http://dx.doi.org/10.1016/B978-0-12-385095-9.00085-3
2. Gennaro R, Simonic T, Negri A, Mottola C, Secchi C, Ronchi S, Romeo D. Đoạn C5a của bổ thể bò. Làm sạch, xét nghiệm sinh học, trình tự axit amin và các nghiên cứu cấu trúc khác. Tạp chí Hóa sinh Châu Âu. Năm 1986; 155 (1): 77-86.
3. Hà Lan CH, Lambris JD. Cơ quan thụ cảm độc tố phản vệ C5a chức năng ở loài truyền tín hiệu. Tạp chí Miễn dịch học. Năm 2004; 172 (1): 349-355.
4. Klos A, Tenner AJ, Johswich K, Ager R, Reis ES, Köhlc J. Vai trò của Độc tố phản vệ trong Sức khỏe và Bệnh tật. Miễn dịch học phân tử. Năm 2009; 46 (14): 2753-2766.
5. Ogata RT, Rosa PA, Zepf NE. Trình tự của gen đối với thành phần bổ thể C4. Tạp chí Hóa học Sinh học. 1989, 264 (28): 16565-16572.
6. Peng Q, Li K, Sacks SH, Zhou W. Vai trò của độc tố phản vệ C3a và C5a trong việc điều chỉnh các phản ứng miễn dịch bẩm sinh và thích ứng. Mục tiêu Thuốc Viêm & Dị ứng. Năm 2009; 8 (3): 236-246.