Skip to main content
Global

16.6: סופר אנטיגנים

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    209064

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    מטרות למידה
    1. הגדר סופר-אנטיגן.
    2. תאר בקצרה את המנגנון שבאמצעותו סופר-אנטיגנים גורמים נזק לגוף.
    3. ציין 2 סופר-אנטיגנים ותן דוגמה לחיידק המייצר כל אחד מהם.

    כפי שנלמד קודם לכן תחת פתוגניות חיידקית, סופר אנטיגנים הם רעלים מסוג I שיכולים לעורר תגובה חיסונית מזיקה. אקסוטוקסינים הם רעלים, לרוב חלבונים בטבע, המופרשים מחיידק חי אך משתחררים גם עם תמוגה חיידקית. בנוסף, חלק מהחיידקים משתמשים במערכת הפרשה מסוג 3 או במערכת הפרשה מסוג 4 כדי להזריק רעלים ישירות לתאים אנושיים. ישנם שלושה סוגים עיקריים של אקסוטוקסינים:

    1. סופר אנטיגנים (רעלים מסוג I),
    2. אקסוטוקסינים הפוגעים בקרומי התא המארח (רעלים מסוג II)
    3. רעלני A-B ורעלנים אחרים המפריעים לתפקוד התא המארח (רעלים מסוג III).

    נבחן סופר-אנטיגנים ותפקידם ברגישות יתר.

    מטרות למידה
    1. הגדר סופר-אנטיגן.
    2. תאר בקצרה את המנגנון שבאמצעותו סופר-אנטיגנים גורמים נזק לגוף.
    3. ציין 2 סופר-אנטיגנים ותן דוגמה לחיידק המייצר כל אחד מהם.

    חיידק מודגש

    1. קרא את התיאור של סטרפטוקוקוס פיוגנים והתאם את החיידק לתיאור האורגניזם והזיהום שהוא גורם.

    סופר אנטיגנים הם רעלים חיידקיים יוצאי דופן המקיימים אינטראקציה עם מספר גדול במיוחד של לימפוציטים T4. הם נקשרים לפני השטח של תא המטרה אך אינם נכנסים לתא.

    u3fig2e.jpg
    איור\(\PageIndex{1}\): קישור של אפיטופים פפטידים מאנטיגנים אקסוגניים למולקולות MHC-II. אנטיגנים אקסוגניים הם אלה מתאי הגוף החיצוניים. דוגמאות כוללות חיידקים, וירוסים חופשיים, שמרים, פרוטוזואה ורעלים. אנטיגנים אקסוגניים אלה נכנסים לתאים המציגים אנטיגן או APCs (מקרופאגים, תאים דנדריטים ולימפוציטים B) באמצעות פגוציטוזיס. החיידקים נבלעים ומונחים בפגוזום. לאחר שהליזוזומים מתמזגים עם הפגוזום, אנטיגנים חלבוניים מתפרקים על ידי פרוטאזות לסדרה של פפטידים. פפטידים אלה נקשרים בסופו של דבר לחריצים במילקולות MHC-II ומועברים אל פני השטח של ה- APC. לימפוציטים מסוג T4 מסוגלים לזהות מתחמי פפטיד/MHC-II באמצעות קולטני תאי T (TCR) ומולקולות CD4 שלהם. אנטיגנים אקסוגניים, כגון וירוסים, נבלעים ומונחים בפגוזום. ליזוזומים מתמזגים עם הפגוזום ויוצרים פגוליזוזום. אנטיגנים חלבוניים מתפרקים לסדרה של פפטידים. מולקולות MHC-II מסונתזות ברטיקולום האנדופלזמי ומועברות לקומפלקס גולגי. לאחר ההרכבה, בתוך הרשת האנדופלזמית, חלבון הנקרא השרשרת הבלתי משתנה (Ii) מתחבר לחריץ קושר הפפטיד של מולקולות MHC-II ובדרך זו מונע מפפטידים המיועדים להיקשר למולקולות MHC-I בתוך ה-ER מלהיצמד ל-MHC-II. 5&6. מולקולות MHC-II עם שרשרת Ii קשורה מועברות כעת לקומפלקס גולגי, ומונחות בשלפוחיות. השלפוחיות המכילות את מולקולות MHC-II מתמזגות עם הפגליזוזומים המכילים פפטיד. שרשרת Ii מוסרת והפפטידים חופשיים כעת להיקשר לחריצים של מולקולות MHC-II. מולקולות MHC-II עם פפטידים קשורים מועברות לממברנה הציטופלזמית שם הן מעוגנות. כאן ניתן לזהות את מתחמי הפפטיד וה-MHC-II על ידי לימפוציטים T4 באמצעות TCRs ומולקולות CD4 בעלות צורה משלימה.

    אנטיגנים קונבנציונליים נבלעים על ידי תאים המציגים אנטיגן (APC), מתפרקים לאפיטופים, נקשרים לחריץ הפפטיד של מולקולות MHC-II ומונחים על פני ה-APC (איור). \(\PageIndex{1}\) כאן הם מזוהים על ידי לימפוציטים T4 ספציפיים בעלי TCR עם צורה מתאימה (איור). \(\PageIndex{2}\)

    supagn2.jpg
    איור\(\PageIndex{2}\): קישור של לימפוציטים T4 לאנטיגנים קונבנציונליים. אנטיגנים קונבנציונליים מזוהים רק על ידי לימפוציטים T4 ספציפיים בעלי TCR עם צורה המתאימה לפפטיד של אותו אנטיגן הקשור למולקולות MHC-II.

    עם זאת, סופר-אנטיגנים נקשרים ישירות לחלק החיצוני של מולקולות MHC-II ומפעילים מספר רב של לימפוציטים T4 (איור). \(\PageIndex{3}\) הפעלה זו של מספר גדול מאוד של לימפוציטים T4 גורמת להפרשת כמויות מוגזמות של ציטוקין הנקרא אינטרלוקין -2 (IL-2) וכן להפעלה של לימפוציטים מסוג T בעלי תגובה עצמית. התגובה הנורמלית לאנטיגן קונבנציונאלי גורמת להפעלה של אולי 1 מכל 10,000 לימפוציטים מסוג T; סופראנטיגנים יכולים להפעיל עד 1 מכל 5 לימפוציטים מסוג T.

    supagn3.jpg
    איור\(\PageIndex{3}\): קישור של סופר אנטיגנים. אנטיגנים קונבנציונליים מזוהים רק על ידי לימפוציטים T4 ספציפיים בעלי TCR עם צורה המתאימה לפפטיד של אותו אנטיגן הקשור למולקולות MHC-II. סופראנטיגנים, לעומת זאת, נקשרים ישירות לחלק החיצוני של מולקולות MHC-II ול- TCR ומפעילים לימפוציטים T4 רבים. TCR ספציפי אינו נדרש להפעלה.

    ייצור רמות גבוהות של IL-2 עלול לגרום למחזור IL-2 בדם המוביל לתסמינים כגון חום, בחילה, הקאות, שלשולים וחולשה. עם זאת, גירוי עודף של הפרשת IL-2 יכול להוביל גם לייצור ציטוקינים דלקתיים כגון גורם נמק גידול-אלפא (TNF-alpha), אינטרלוקין -1 (IL-1), כימוקינים דלקתיים כגון IL-8 וגורם מפעיל טסיות (PAF), ויכול להוביל לאותו נזק אנדותל, תסמונת מצוקה נשימתית חריפה, קרישה תוך-וסקולרית מופצת, הלם וכשל במערכת איברים מרובה שנראה לעיל עם LPS ותאי חיידקים אחרים גורמי קיר. הפעלה של לימפוציטים מסוג T תגובתי עצמית יכולה גם להוביל להתקף אוטואימוני.

    להלן דוגמאות לסופר-אנטיגנים.

    1. תסמונת הלם רעיל רעלן -1 (TSST-1), המיוצר על ידי כמה זנים של סטפילוקוקוס אאורוס. אקסוטוקסין זה גורם לתסמונת הלם רעיל (TSS). ייצור מוגזם של ציטוקינים מוביל לחום, פריחה והלם.
    2. אקסוטוקסין פירוגני סטרפטוקוקלי (Spe), המיוצר על ידי זנים פולשניים נדירים וזני קדחת ארגמנית של סטרפטוקוקוס פיוגנים (קבוצת A בטא סטרפטוקוקים). S pyogenes מייצר מספר SPEs שהם ציטוטוקסיים, פירוגניים, משפרים את ההשפעות הקטלניות של אנדוטוקסינים ותורמים לנזק דלקתי הנגרם על ידי ציטוקינים. SPEs אחראים לגרימת תסמונת הלם רעיל סטרפטוקוקלי (STSS) לפיה ייצור מוגזם של ציטוקינים מוביל לחום, פריחה והפעלת מפל ההלם. נראה כי ה- SPEs אחראים גם להשראת דלקת נמק, מחלה שעלולה להרוס את העור, השומן והרקמה המכסים את השריר (הפאשיה). SPE B הוא גם מבשר לפרוטאז ציסטאין שיכול להרוס את רקמת השרירים.

    קרא את התיאור של סטרפטוקוקוס פיוגנים, ותוכל להתאים את החיידק לתיאורו בבחינה.

    1. אנטרוטוקסינים סטפילוקוקליים (SE), המיוצריםעל ידי זנים רבים של סטפילוקוקוס אאורוס. אקסוטוקסינים אלה גורמים להרעלת מזון סטפילוקוקלית. ייצור מוגזם של Il-2 גורם לחום, בחילה, הקאות ושלשולים. ההקאות עשויות לנבוע גם מרעלים אלה המגרים את עצב הוואגוס ברירית הקיבה השולטת בהקאות.
    2. אנטרוטוקסין ETEC, המיוצר על ידי E. coli enterotoxogenic (ETEC), אחד הגורמים השכיחים ביותר לשלשול של המטיילים.
    תרגיל: שאלות חשיבה-זוג-שתף

    מהו המנגנון שבאמצעותו סופר-אנטיגנים מובילים בסופו של דבר ל- SIRS?

    סיכום

    1. אנטיגנים קונבנציונליים מוכרים רק על ידי תאי T4 ספציפיים בעלי TCR עם צורה מתאימה.
    2. סופר אנטיגנים הם רעלים חיידקיים יוצאי דופן המקיימים אינטראקציה עם מספר גדול במיוחד של לימפוציטים T4.
    3. הפעלה של מספר גדול מאוד של לימפוציטים T4 גורמת להפרשת כמויות מוגזמות של ציטוקין הנקרא אינטרלוקין -2 (IL-2).
    4. גירוי עודף של הפרשת IL-2 יכול גם להוביל לייצור דלקתי ויכול להוביל לאותו נזק אנדותל, תסמונת מצוקה נשימתית חריפה, קרישה תוך-וסקולרית מופצת, הלם ואי ספיקת מערכת איברים מרובים הנראים עם דלקת הנגרמת על ידי PAMP.
    5. דוגמאות לסופר-אנטיגנים כוללות תסמונת הלם רעיל רעלן -1 (TSST-1), אקסוטוקסינים פירוגניים סטרפטוקוקליים (SPE), אנטרוטוקסינים סטפילוקוקליים (SE) ואנטרוטוקסין E. coli (ETEC) אנטרוטוקסין.

    שאלות

    ללמוד את החומר בסעיף זה ולאחר מכן לכתוב את התשובות לשאלות אלה. לא רק ללחוץ על התשובות ולכתוב אותם. זה לא יבחן את הבנתך במדריך זה.

    1. הגדר סופראנטיגן (ans).
    2. תאר בקצרה את המנגנון שבאמצעותו סופר-אנטיגנים גורמים נזק לגוף. (נס)
    3. ציין 2 סופר-אנטיגנים ותן דוגמה לחיידק המייצר כל אחד מהם.
      1. (נס)
      2. (נס)
    4. בחירה מרובה (ans)