بحث عن جهاز المناعة فى الجسم

في علم المناعة ، ضد (أضداد) أو الجسم المضاد (بالإنجليزية: Antibody) هو بروتين على شكل الحرف Y الإنكليزي ويتواجد في الدم والسوائل الجسدية الأخرى في الفقاريات، و يتم استخدامه من قبل جهاز المناعة للتعرف على الأجسام الأجنبية و تحيدها مثل البكتريا والفيروسات. يطلق على الجسم المضاد اسم الكلوبيولين المناعي أيضا.
تكوين الجسم المضاد وتحدده
تتكون الأضداد مثل بقية البروتينات من وحدات ثانوية تدعى الأحماض الأمينية وهناك 200 نوعا من هذه الأحماض التي يمكن ربطها معاً بمختلف الارتباطات لتكوين سلسلة بروتينية. إن مكونات السلسلة من الاحماض الامينية والتتابع الذي تترتب فيه تلك الاحماض على طول السلسلة يحدد كيفية التفاف السلسلة في هيئة ثلاثية الابعاد وربما ترتبط بسلاسل أخرى.
الكلوبولينات المناعية هي جزيئات الاضداد التي لها مظهر تركيبي يعكس وظيفتها . تتكون جزيئة الضد من نوعين من سلاسل البروتين القريبة من بعضها توصف إحداها بالخفيفة والأخرى بالثقيلة.
عندما قورنت تتابعات الأحماض الامينية للسلاسل الخفيفة من مختلف الاجسام المضادة في آخر عقدين من القرن العشرين وجد نوربيرت هيلشمان Norbert Hilshmann الذي كان في حينها يعمل في معهد روكفلر للبحوث الطبية ان تلك السلاسل ذات خواص غريبة. إذ ان تتابع السلاسل من الأضداد المختلفة يختلف من سلسلة لأخرى لكن الاختلافات تعزى إلى النصف الأول من كل سلسلة اما بقية السلسلة ففيها نفس التتابع في جميع الأضداد العائدة لنوع معين .
الجزيئة ذات الوظيفتين
أنواع الأضداد في الثدييات الاسم الأنواع الوصف مجمعات الأجسام المضادة
IgA 2 يوجد في مناطق الميوكوزا mucosa مثلاً في الأمعاء، في المجاري التنفسية والمجارية البولية، وتحمي هذه المناطق من الاستعمار من قِبل المكروبات.[1] بعض الأجسام المضادة من المجمعات التي ترتبط بعدة جزيئات مستضدة.
IgD 1 يعمل بصورة أساسية كمستقبل مستضدات على سطح الخلايا البائية.[2] وظيفته معروفة بصورة أقل من الأنواع الأخرى.
IgE 1 يرتبط بمثيري الحساسية allergens ويحفز إطلاق الهستامين histamine من خلايا الماست mast cells، وله دور في الحساسية. أيضاً يحمي ضد الديدان الطفيلية.[3]
IgG 4 بأشكاله الأربع، يوفر أغلبية المناعة المبنية على الأجسام المضادة ضد المكروبات الغازية.[3]
IgM 1 متواجد على سطح الخلايا البائية ويتم إفرازه بطمع avidity عالي جداً. يقضي على المكروبات في بداياتهم في المناعة المتوسطة للخلايا البائية قبل أن يكون هناك IgG بما فيه الكفاية.[2][3]
يعتبر وجود التغاير والثبات في جزيئة البروتين ذا اهمية وظيفية قيمة وفي الواقع فإن جزيئة الجسم المضاد مزدوجة الوضيفة فكل سلسلة فيها منطقة متغايرة (تشكل حوالي نصف السلسلة الخفيفة وربع السلسلة الثقيلة) ومنطقة أخرى ثابتة. والمناطق المتغايرة من السلاسل هي التي تنطوي في الفراغ لتشكل موقع إرتباط الجسم المضاد من المستضد وهو الموقع الذي يرتبط بمستضد معين يوجه الجسم المضاد نحوه، وإن تغيير تتابع الاحماض الامينية في المنطقة المتغايرة يغير التركيب الكيميائي لمواقع الارتباط وبذلك يغير كفاءة تعامل الجسم المضاد مع اي مستضد مثل تغيير بروز في الجزء المسنن في مفتاح يؤدي إلى جعل المفتاح يناسب قفلاً آخر. اما المنطقة الثابت للسلاسل الخفيفة للجسم المضاد فهي مثل رأس المفتاح الذي يكون متطابقاً من مفتاح لاخر لماركة معينة ونوع معين ويؤدي وضيفة مشتركة لكل المفاتيح.
تؤدي المنطقة الثابتة في جزيئة الجسم المضاد لنوع معين نفس الوضيفة في كل جزيئة جسم مضاد من ذلك النوع، فمثلاً هناك نوعان من السلاسل الخفيفة في معظم الحيوانات الفقارية هما كابا ولامدا kappa & lambda وكل جزيئة جسم مضاد يجب ان تحتوي على سلاسل خفيفة من هذا النوع أو ذاك، وفي اي نوع من الكائنات تتماثل المنطقة الثابتة للسلاسل الخفيفة (كابا ولامدا) مع المنطقة الثابتة للسلاسل الأخرى العائدة لنفس النوع والاكثر من ذلك فان كل جزيئة جسم مضاد تمتلك نوعا واحداً من خمسة أنواع من السلاسل الثقيلة وهي: Alpha الفا ، Gamma كاما ، Epsilon ابسيلون ، Mu ميو ، Delta دلتا، وإن نوع السلسلة الثقيلة يحدد صنف الجلوبيولين المناعي بأنه IgA, IgG, IgE, IgM, IgD. وعلى سبيل المثال، يكون لجميع السلاسل الثقيلة فإن الأجسام المضادة من صنف IgM نفس تتابع المنطقة الثابتة Mu، كما يكون لجميع السلاسل الخفيفة نفس تتابع المناطق الثابتة كابا ولامدا، لكن من جهة أخرى تختلف المناطق المتغايرة من جسم مضاد لآخر لتعكس خواصها الوراثية المختلفة.
تقوم المناطق الثابتة للسلاسل الثقيلة بتحديد الفعالية الوضيفية للجسم المضاد وكيف يؤدي الجسم المضاد مهمته المناعية في الجسم فمثلاً لو اخذنا جسما مضاداً منطقته المتغايرة متخصصة بمستضد يوجد على حبوب اللقاح، فإذا كانت السلسلة الثقيلة من نوع دلتا فإن الجسم المضاد الذي ستكونه هذه المنطقة هو IgD الذي سيبقى مرتبطاً بسطح الخلية التي تكونه، وإذا كانت المنطقة الثقيلة كاما (Gamma) فإن الجسم المضاد الناتج سيكون IgG ويتوقع ان يدور في الدم وإذا كانت المنطقة الثفيلة ابسيلون (Epsilon) فالجسم المضاد هو IgE ويمكن أن يرتبط بسطح خلية معينة تفرز الهستامين Histamine الذي يسبب اعراض حمى القش Hay Fever أو الربو، وعندها يتدخل الجسم المضاد ليتفاعل مع مستضد حبوب اللقاح، ان جميع الاجسام المضادة متحصصة نوعيا لنفس المستضد وخصوصاً مستضد حبوب اللقاح، والاكثر من ذلك فإن نفس الوظائف توجد في الاجسام المضادة الموجهة ضد مستضدات أخرى ، لذلك فان الوضيفة المؤثرة للجسم المضاد لا تعتمد على المنطقة المتغايرة.
فرضية (دراير) و (بينيت)
Dreyer-Bennett Hypothesis
Crystal Clear app kdict.png مقال تفصيلي :فرضية دراير وبينيت
لقد وفرت المظاهر التركيبية للأجسام المضادة أولى الحلول للاصل الوراثي لتنوعها فقد شخّص وليم ج. دراير و ج.كلود بينيت William J. Dreyer & J. Claude Bennet اللذان كانا يعملان في المعهد التكنولوجي في كاليفورنيا في منتصف الستينات بان مليوناً من الاجسام المضادة المختلفة يمكن تكوينها بدمج 1000 سلسلة خفيفة مختلفة مع 1000 سلسلة ثقيلة مختلفة. ومع ذلك فأنهما تساءلا حول امكانية تشخيص المعلومات الوراثية لهذا التنوع في البروتينات وما هو التنظيم الذي يتسب اليه التركيب الغريب (المتغاير والثابت) في كل سلسلة.
الوظيفة
بسبب كون الأضداد متواجدة بصورة حرة في مجرى الدم، يتم تصنيفهم ضمن ال humoral immune system. الأجسام المضادة المتواجدة في الدم يتم صنعها من قبل الخلايا البائية المنسوخة التي تستجيب لمستضد واحد فقط، مثلاً قطعة بروتين محددة متواجدة على غلاف الفيروس.[4]
الأضداد تساهم في المناعة بثلاث طرق: منع الجراثيم من الدخول إلى أو تحطيم الخلايا عن طريق الالتصاق بهم؛ أويقومون بتحفيز عملية إزالة جرثومة معينة بتحفيز الماكروفيجز macrophages وخلايا أخرى بارتداء الجرثومة؛ كما ويستطيعون أيضاً بدأ عملية تدمير الجرثومة بصورة مباشرة عن طريق تحفيز حواس مناعية أخرى مثل الجهاز المتمم Complement Pathway.
المعادلة

يتبع

الفيروسات والبكتريا الداخلية يجب أن تدخل الخلية لبدأ عملية النسخ؛ ويحصلا على الدخول إلى الخلية عن طريق الاتصال بجزيئات معينة على سطح الخلية. الأجسام المضادة التي تتعرف على الفيروسات تقوم بحجز قابلية هذا على الاتصال بالجزيئة المفضلة عن طريق الاتصال المباشر بهم. الفيروس المحجوز لا يستطيع ان يدخل الخلية. بعض الأجسام المضادة، مثل ال IgA، تستطيع ان تتصل مباشرة بالمكروب في الغشاء المخاطي لمنع استعمار الأغشية المخاطية. وبعض الأجسام المضادة في ضد-السموم تقوم بمعادلة السموم بعد الاتصال بهم وحجزهم. [5]
بعض الفيروسات تستطيع الهروب من الجهاز المناعي عندما لا يمكن معادلتها من قِبل الأجسام المضادة. كمثال، بعض الفيروسات مثل فيروس نقص المناعة البشري HIV، لا يمكن تغطيتهم بصورة كاملة من قبل جسم مضاد معادل، حيث أن في بعض الأحيان قد تقوم هذه الأجسام المضادة بمساعدة الإصابة بالفيروس بدل منعه؛ يفضل فيروس نقص المناعة البشري HIV بإصابة الخلايا التي تتصل بالأجسام المضادة . [3]. خلال بعض الأمراض (Chronic Diseases) مثل الهيربيس (herpes)، الالتهاب لا طالما يتم معالجته بصورة سريعة من قبل الجهاز المناعي، ولكن بعض الخلايا تبقي جزءاً من الفيروس فيها والذي يؤدي إلى بدأ الالتهاب مرة أخرى وظهور الأعراض؛ لا يمكن أن يتم القضاء بصورة تامة على الالتهاب. [3]
تشغيل الجهاز المتمم
الأضداد التي تلتصق بسطح المستضدات ، كمثال على البكتريا، أولاً تقوم بجذب مكونة الجهاز المتمم عن طريق جزء ال Fc منهم والبدأ بتشغيل الجهاز المتمم الكلاسيكي[4]. هذا ينتج عن قتل البكتريا بطريقتين[3]. الأولى، التصاق الجسم المضاد والجزيئات المتممة تؤشر المكروب لأن يُبتلع من قِبل البلاعم phagocytes في عملية تدعى الطهاية (opsonization). تُجذب هذه البلاعم من قِبل بعض الجزيئات المتممة التي تتكون في الجهاز المتمم. الثانية، بعض مكونات الجهاز المتمم تقوم بصنع نظام مهاجم للغشاء membrane attack complex لمساعدة الأضداد على قتل البكتريا مباشرة.[6]
FcAr.png
تشغيل الخلايا المؤثرة
من أجل مقاومة الجراثيم التي تستنسخ نفسها خارج الخلايا، تقوم الأضداد بالإلتصاق بلجراثيم لربطهم مع بعض، مما يجعلهم يلتصقون. ولأن الأضداد لها طرفان ، يستطيع ان يربط أكثر من مستضد واحد مع الآخر بالإلتصاق مع نفس الموقع (الأبيتوب epitope) على سطح المستضد. عند تغليف المكروب، تقوم الأجسام المضادة بتشبيه دور المؤثر ضد المكروب في الخلايا التي تميز جزء ال Fc الخاص بهم.[3]
تلك الخلايا التي تتعرف على المكروبات المغطاة لهم مستقبلي Fc التي، كما يقترح الاسم، يتعرفون على جزء ال Fc لكل من الأجسام المضادة IgA، IgG، IgEE. عند ارتباط جسم مضاد معين مع مستقبل Fc على خلية معينة، يتم تحفيز دور المؤثر لتلك الخلية؛ الخلايا الفاجية تبدأ بالبلع، خلايا الماست والمتعادلة تبدأ بخسارة التحبب، والخلايا القاتلة الطبيعية تبدأ بإطلاق السيتوكينات وجزيئات سم الخلايا؛ التي في النهاية تنتج بتدمير المكروب المصاب به. مستقبلات Fc تكون محددة بالأبدال isotype-specific، وذلك يعطي مطاطية كبيرة للجهاز المناعي، حيث تساعده على إطلاق إستجابات مناعية محددة للمكروبات المختلفة. [7]
الإستخدامات
الإستخدامات الطبية
تشخيص الأمراض
إن تم التقاط تركيز معين من جسم مضاد في الدم، قد يدل هذا على وجود الفيروس المعادي للجسم المضاد (المستضد) حيث أن وجود الفيروس يحفز على إنتاج الأجسام المضادة له بصورة أكبر. وهذا قد يساعد الأطباء على إتخاذ الإجراءات اللازمة لمعالجة المصاب بهذا الفيروس.
معالجة الأمراض
استخدام الأجسام المضادة المستنسخة الموجهة targeted monoclonal antibodies قد حقق نجاح في معالجة أمراض مثل الروماتيزم rheumatoid arthritis[8]، مرض التصلب المتعدد multiple sclerosis[9]، داء الصدفيه psoriasis[10]، والعديد من السرطانات مثل سرطان القولون-والمستقيم colorectal cancer، سرطانات الرأس والرقبة وسرطان الثدي.[11]
الإستخدام في البحوث
صورة فلورية لخلايا
الأجسام المضادة المحددة يتم إنتاجها عن طريق حقن الثديات بالمستضد، مثل الفئران أو الجرذان أو الأرانب في حالة الإنتاج الصغير الكمية للأجسام المضادة، أو العنزة، أو الخروف أو الحصان في حالة الإنتاج الكبير الكمية للأجسام المضادة. الدم المعزول من هذه الحيوانات يحتوي على عدة أجسام مضادة كلها تتعرف على نفس المستضد، تسمى الأجسام المضادة ذات عدة نسخ Polyclonal، وتكون هذه الأجسام المضادة في المصل serum، والذي يمكن تسميته الآن بضد المصل antiserum. المستضدات يمكن حقنها إلى الدجاج لتكوين أجسام مضادة في صفار البيض.[12]
من أجل الحصول على ضد محدد لحاتمة (epitope) من المستضد، يجب عزل الخلايا اللمفاوية lymphocytes التي تنتج الأضداد ، ويتم تخليدها بدمجها مع خلية سرطانية. الخلايا المدمجة تدعى هيبريدوما hybridoma، والتي سوف تظل خالدة وتنمو وتنتج الأجسام المضادة في بيئة زرع الخلايا. يتم عزل هيبريدوما مفردة عن طريق الإستنساخ المخفف dilution cloning لتكوين مستنسخات خلوية التي كلها تنتج نفس الجسم المضاد؛ وعندها يتم إطلاق اسم الجسم المضاد المستنسخ monoclonal antibody على هذه الأجسام المضادة.[13] كل من الأجسام المضادة ذات عدة نسخ والأجسام المضادة المستنسخة يتم تصفيتها باستخدام عملية فصل المواد على بروتين أ/ج مرتبط بالمستضد Protein A/G antigen-affinity chromatography. [14]
الإستخدام
تستخدم الأضداد المصفاة في البحوث ، في العديد من التطبيقات. فهي تُستخدم لتحديد هوية ومكان البروتينات داخل وخارج الخلية. تستخدم الأضداد في جهاز عد الخلايا Flow Cytometry للتفريق بين أنواع الخلايا من البروتينات الذي يظهروه؛ مختلف أنواع الخلايا تظهر مجموعات مختلفة من بروتينات أو جزيئات التمايز عن السطح ، ويتم التعرف على مختلف البروتينات داخل الخلية والذي يتم إفرازها.[15] ويتم أيضاً استخدامها في الترسيب المناعي immunoprecipitation لفصل البروتينات عن أي شيء ملتصق بهم (الترسيب المناعي المشارك co-immunoprecipitation) من جزيئات أخرى في الخلية، [16] في تحاليل البلوت الغربي Western blot للتعرف على البروتينات المفصولة كهربائياً.[17] وفي كيمياء الأنسجة المناعية immunohistochemistry أو الفلور المناعي immunofluorescence لفحص وجود البروتين في أقسام نسيجية أو لتحديد مكان البروتين دخل الخلاية بمساعدة المجهر.[15][18] كما يمكن أيضاً اكتشاف البروتين وتحديده مع الاجسام المضادة ، باستخدام تقنيات "إلايزا" ELISA و "إيلايزبوت" ELISPOT.[19][20]
تاريخ
بدأت دراسة الأجسام المضادة في 1890 عندما قام إميل فون بيرنج وشيباسابورو كيتاساتو بوصف فعالية الجسم المضاد ضد سموم الجزاز tetanuss والدفثيريا diphtheria. بيرينج وكيتاساتو وضعوا نظرية عن المناعة humoral immunity، مقترحين أن هناك متوسط في المصل serum الذي قد يتفاعل مع المستضد الأجنبي.[21][22]

» كيف نقوي جهاز المناعة في الجسم ـ جهاز المناعة في الجسم
» 9 أطعمة تعمل على تقوية جهاز المناعة
» مقال علمى عن جهاز العين - دراسه علميه عن جهاز العين - بحث علمى عن جهاز العين
» بحث عن صيانة جهاز الكمبيوتر - بحص تعليمى عن صيانه جهاز الكمبيوتر كامل بالتنسيق
» المناعة , بحث عن علم المناعة - دراسه عن علم المناعة - بحث جاهز عن علم المناعة