دور البروتينات في الدفاع عن الذات › سبب فقدان المناعة المكتسبة
فقدان المناعة المكتسبة: الخلايا المستهدفة و تطور الإصابة بالـ VIH
- أن تقارن مظهر غشاء لمفاوية مصابة بمظهر غشاء لمفاوية سليمة وتفسّر الفرق
- أن تحدّد الخلايا المستهدفة من طرف فيروس VIH وتعلّل هذا الاستهداف
- أن تصف بنية فيروس VIH وتستنتج طبيعة دعامته الوراثية
- أن تصف مراحل تطوّر الفيروس داخل الخلية اللمفاوية LT4
- أن تصف مراحل تطوّر الإصابة بالـ VIH وتستخرج سبب العجز المناعي
- أنّ اللمفاويات LT4 تفرز الأنترلوكين IL2 الذي يحفّز تكاثر LB و LT8
- أنّ اللمفاويات LT4 تحمل على غشائها مؤشّرات من نوع CD4
- أنّ الفيروس جسيم لا يتكاثر إلّا داخل خلية حيّة يستغلّ آلاتها
💭الفرضيات: نفترض أنّ هذا الفيروس يُحدث العجز المناعي بمهاجمة الخلايا اللمفاوية LT4 بالذات، وهي الخلايا التي رأينا أنّ الاستجابة النوعية كلّها تتوقّف عليها.
النشاط 1: مظهر غشاء اللمفاوية المصابة بفيروس VIH
لمعرفة ما يصيب الخلايا اللمفاوية عند الإصابة بهذا الفيروس، صُوّرت خليّتان لمفاويتان من نوع T بالمجهر الإلكتروني الماسح: إحداهما سليمة والأخرى مصابة. ثمّ صُوّر جزء من غشاء الخلية المصابة في ثلاث فترات زمنية متتالية من تطوّر الإصابة.
- قارن بين مظهر غشاء الخلية المصابة ومظهر غشاء الخلية السليمة.
- اشرح مظهر غشاء الخلية المصابة اعتمادا على اللقطات ز1 و ز2 و ز3.
- استنتج كيفية خروج الفيروسات الجديدة من الخلية المصابة.
إظهار الإجابةإخفاء الإجابة
- نقارن: يبدي غشاء الخلية اللمفاوية المصابة تبرعمات عديدة وكبيرة، بينما لا يحمل غشاء الخلية السليمة إلّا تعرّجات دقيقة ومنتظمة. والفرق ليس في الحجم العام للخلية، بل في سطحها وحده.
- نشرح: تبيّن اللقطات الثلاث المتتابعة أنّ كلّ نتوء يكبر ثمّ يضيق عند قاعدته ثمّ ينفصل في صورة جسيم فيروسي. فكثرة التبرعمات في غشاء الخلية المصابة راجعة إذن إلى تكاثر الفيروس داخلها ثمّ خروجه منها، وكلّ برعم فيروس في طريقه إلى الخارج.
- نستنتج: تخرج الفيروسات الجديدة من الخلية المصابة بظاهرة الإطراح الخلوي، أي بالتبرعم، فتأخذ في خروجها جزءا من الغشاء الهيولي للخلية. ولهذا يحمل الفيروس في بنيته طبقة فوسفوليبيدية أصلها الخلية المصابة نفسها.
النشاط 2: الخلايا المستهدفة من طرف فيروس VIH
لتحديد الخلايا التي يستهدفها هذا الفيروس، زُرعت خارج الجسم خلايا لمفاوية من نوع LT4 وأخرى من نوع LT8 مع فيروسات VIH، وتُوبعت نسبة كلّ نمط منهما مع مرور الزمن.
- حلّل منحنيي الوثيقة (2).
- استنتج الخلايا المستهدفة من طرف فيروس VIH.
- بيّن ما تصير إليه قدرة العضوية على تنشيط LB و LT8 إذا استمرّ هذا التناقص.
إظهار الإجابةإخفاء الإجابة
- نحلّل: ينطلق المنحنيان من النسبة 100. تبقى نسبة الخلايا LT8 شبه ثابتة طوال المتابعة، فلا تتراجع إلّا تراجعا طفيفا. أمّا نسبة الخلايا LT4 فتنخفض انخفاضا سريعا منذ البداية، ثمّ تواصل التناقص حتّى تكاد تنعدم في نهاية المتابعة.
- نستنتج: بما أنّ الخليّتين وُضعتا في الوسط نفسه ومع الفيروس نفسه، ولم تتأثّر إلّا إحداهما، فإنّ الخلايا المستهدفة من طرف فيروس VIH هي الخلايا اللمفاوية LT4. وثبات نسبة LT8 دليل على عدم تأثّرها بالفيروس.
- نبيّن: رأينا أنّ LT4 هي التي تتمايز إلى LTh المفرزة للـ IL2، وأنّ LB و LT8 لا تتكاثران ولا تتمايزان من غير هذا المبلّغ. فتناقص LT4 يحرم الاستجابة النوعية من محرّكها: تبقى LB و LT8 موجودة وقادرة على التعرّف، لكنّها تعجز عن التكاثر والتمايز.
النشاط 3: سبب استهداف الفيروس للخلايا LT4 دون غيرها
رأينا أنّ الفيروس يصيب LT4 ولا يصيب LT8، وكلتاهما لمفاوية من نوع T. فلا بدّ أن يكون الفارق في جزيء يحمله غشاء الأولى ولا يحمله غشاء الثانية. ولذلك ننتقل من سلّم الخلية إلى سلّم الجزيء، وننظر في منطقة التماسّ نفسها.
- صف منطقة التماسّ بين الفيروس والخلية اللمفاوية LT4.
- علّل استهداف فيروس VIH للخلايا LT4 دون الخلايا LT8.
- استنتج، إذا علمت أنّ أغشية البالعات الكبيرة تحمل هي أيضا البروتين CD4، ما إذا كانت هذه الخلايا معرّضة للإصابة.
إظهار الإجابةإخفاء الإجابة
- نصف: يحمل غشاء الفيروس غليكوبروتينا سطحيا هو gp120، ويحمل غشاء الخلية LT4 بروتينا غشائيا هو CD4. وفي منطقة التماسّ يدخل كلّ جزيء gp120 في جزيء CD4 دخولا تامّا، كما يدخل المفتاح في قفله: فالشكلان متكاملان.
- نعلّل: هذا التكامل البنيوي بين gp120 الفيروسي و CD4 الغشائي هو الذي يسمح بتثبيت الفيروس على الخلية. والخلايا LT4 وحدها هي التي تحمل CD4، أمّا LT8 فتحمل مؤشّرا آخر لا يتكامل مع gp120. ولهذا يصيب الفيروس الأولى ولا يصيب الثانية.
- نستنتج: ما دام التثبيت مشروطا بوجود CD4 وحده، فإنّ كلّ خلية تحمل هذا البروتين معرّضة للإصابة، مهما كان نمطها. فالبالعات الكبيرة، وهي تحمل CD4 على أغشيتها، تصاب هي أيضا بفيروس VIH. وهذا يوسّع الضرر: تُمَسّ الخلية العارضة كما تُمَسّ الخلية المساعدة.
النشاط 4: بنية فيروس VIH
قبل أن نتتبّع ما يفعله الفيروس داخل الخلية، لا بدّ من معرفة ما يحمله معه. فالرسم الموالي يبيّن بنية الجسيم الفيروسي في مقطع، والجدول يجمع مكوّناته الجزيئية ودور كلّ واحد منها.
| المكوّن | موقعه في الفيروس | دوره |
|---|---|---|
| طبقة فوسفوليبيدية | الغلاف الخارجي | تحدّ الجسيم الفيروسي، وأصلها غشاء الخلية المصابة |
| gp120 | غليكوبروتين سطحي مغروس في الغلاف | يتثبّت على البروتين CD4 لوجود تكامل بنيوي بينهما |
| gp41 | غليكوبروتين ضمني في قاعدة الشوكة | يسمح باندماج غشاء الفيروس بغشاء الخلية LT₄ |
| p2425 | بروتينات المحفظة | تحيط بالمادة الوراثية وتحميها |
| ARN | داخل المحفظة | حامل المعلومات الوراثية الخاصّة بالفيروس |
| أنزيم الاستنساخ العكسي | داخل المحفظة مع الـ ARN | يشكّل ADN انطلاقا من ARN |
- حدّد المكوّنات الجزيئية لفيروس VIH انطلاقا من الوثيقتين (4) و(5).
- استنتج الطبيعة الكيميائية لدعامته الوراثية.
- بيّن دور كلّ من gp120 والـ ARN الفيروسي وأنزيم الاستنساخ العكسي في إصابة الخلية اللمفاوية LT4.
إظهار الإجابةإخفاء الإجابة
- نحدّد المكوّنات: يتكوّن فيروس VIH من غلاف من الفوسفوليبيدات تنغرس فيه غليكوبروتينات سطحية gp120 وضمنية gp41؛ ومن محفظة بروتينية p24/25؛ ومن جزيئتي ARN؛ ومن أنزيم الاستنساخ العكسي المحمول داخل المحفظة مع المادة الوراثية.
- نستنتج: المادة الوراثية لفيروس VIH هي ARN وليست ADN. ولهذا يُصنَّف ضمن الفيروسات الراجعة، وهي فيروسات تحمل معلومتها الوراثية على ARN وتملك الأنزيم الذي يعيدها إلى شكل ADN.
- نبيّن الأدوار: gp120 يضمن التثبيت النوعي على البروتين CD4 لوجود تكامل بنيوي بينهما، فهو مفتاح الدخول. والـ ARN الفيروسي هو حامل المعلومات الوراثية الخاصّة بالفيروس. وأنزيم الاستنساخ العكسي يشكّل ADN انطلاقا من هذا الـ ARN، وهو ما يسمح للمعلومة الفيروسية بأن تندمج لاحقا في مادة الخلية الوراثية.
النشاط 5: دورة تكاثر فيروس VIH داخل الخلية LT4
رأينا كيف يتثبّت الفيروس على الخلية، وبقي أن نرى ما يفعله بعد الدخول. ويبيّن المخطّط الموالي دورة الفيروس داخل اللمفاوية LT4 في ثماني مراحل متتالية.
- صف مراحل دخول الفيروس إلى الخلية LT4 وتحرير محتواه.
- حدّد المرحلة التي تصير فيها المعلومة الوراثية الفيروسية جزءا من المادة الوراثية للخلية، وبيّن الأنزيم الذي يسمح بذلك.
- استنتج مصير الفيروسات الجديدة المتشكّلة وعواقب ذلك على الخلايا الأخرى.
إظهار الإجابةإخفاء الإجابة
- نصف الدخول: يتثبّت الفيروس على غشاء LT4 بفضل التكامل البنيوي بين gp120 الفيروسي و CD4 الغشائي. ثمّ يندمج غشاء الفيروس بغشاء الخلية بفضل gp41، فيُدخَل محتوى الفيروس إلى الهيولى ويبقى غشاؤه في الخارج. وهناك تزول المحفظة البروتينية فيتحرّر الـ ARN الفيروسي وأنزيم الاستنساخ العكسي.
- نحدّد: بواسطة أنزيم الاستنساخ العكسي يحدث نسخ عكسي للـ ARN الفيروسي إلى ADN فيروسي، يدخل بعد ذلك إلى نواة الخلية. وفي النواة يندمج هذا الـ ADN الفيروسي بـ ADN الخلية LT4: عند هذه المرحلة تصير المعلومة الفيروسية جزءا من مادة الخلية الوراثية، فتُنسَخ معها كلّما نسختها الخلية.
- نستنتج المصير: يُنسَخ الـ ADN الفيروسي المندمج إلى جزيئات ARN فيروسي و ARNm، تخرج إلى الهيولى فتُترجَم إلى بروتينات فيروسية. ثمّ تهاجر المكوّنات نحو الغشاء وتتشكّل فيروسات جديدة تتحرّر بالتبرعم، فتنتشر في الدم واللمف وتصيب خلايا LT4 أخرى. فالإصابة تتّسع من خلية واحدة إلى العضوية كلّها.
النشاط 6: مراحل تطوّر الإصابة وسبب العجز المناعي
يبقى فيروس VIH داخل الخلايا اللمفاوية عدّة سنوات دون أن تظهر على الشخص أعراض المرض. ولمتابعة ما يجري في هذه المدّة الطويلة، سُجّل عند شابّ أصيب بالفيروس تطوّر عدد اللمفاويات LT4 وشحنة الفيروس في الدم من الإصابة إلى نهاية التطوّر. ولكلّ منحنى محوره: عدد LT4 يُقرأ على اليسار بتدريج خطّي، وشحنة الفيروس تُقرأ على اليمين بتدريج لوغاريتمي.
| المرحلة | عدد اللمفاويات LT₄ (في مم³ من الدم) | شحنة الـ VIH (نسخ من ARN الفيروسي في مليلتر) | الأجسام المضادة ضد VIH في المصل |
|---|---|---|---|
| قبل الإصابة | نحو 1000 | منعدمة | غائبة |
| الإصابة الأوّلية (بضعة أسابيع) | تتناقص إلى نحو 500 ثمّ ترتفع إلى نحو 600 | ترتفع حتّى نحو 10⁶ في الأسبوع 6 ثمّ تتناقص إلى نحو 10³ | تبدأ في الظهور في نهاية المرحلة |
| مرحلة الترقّب (سنوات) | تتناقص ببطء حتّى نحو 200 | تتزايد تزايدا طفيفا حتّى نحو 10⁴ | موجودة في المصل |
| مرحلة العجز المناعي | تكاد تنعدم | ترتفع حتّى نحو 10⁶ | عاجزة عن مقاومة الفيروس |
- حلّل تطوّر المنحنيين في المراحل الثلاث المبيّنة في الوثيقة (7).
- استخرج سبب العجز المناعي عند نهاية التطوّر.
- علّل كون الشخص المصاب لا تظهر عليه أعراض المرض خلال مرحلة الترقّب رغم بقاء الفيروس في جسمه.
إظهار الإجابةإخفاء الإجابة
- نحلّل: قبل الإصابة يكون عدد LT4 أعظميا، نحو 1000 خلية في مم³ من الدم، وشحنة الفيروس منعدمة. وخلال الأسابيع الأولى ترتفع الشحنة حتّى قيمة أعظمية ويتناقص عدد LT4 إلى نحو 500، ثمّ تنعكس الحركتان فتتراجع الشحنة ويرتفع العدد إلى نحو 600. وخلال مرحلة الترقّب تبقى الشحنة منخفضة بينما يتناقص العدد ببطء حتّى نحو 200. وفي المرحلة الأخيرة يكاد العدد ينعدم وترتفع الشحنة ارتفاعا كبيرا.
- نستخرج: سبب العجز المناعي هو التناقص الشديد لعدد اللمفاويات LT4، وهي المسؤولة عن تنشيط مختلف أنماط الخلايا المناعية. ويؤكّده أنّ المنحنيين يتطوّران في اتّجاهين متعاكسين: كلّما تناقص عدد LT4 ارتفعت شحنة الفيروس، حتّى تصبح الأجسام المضادة عاجزة عن مقاومته.
- نعلّل: خلال مرحلة الترقّب يتدخّل الجهاز المناعي خلطيا وخلويا فيحدّ من تأثير الفيروس ويبقي شحنته منخفضة، فلا تظهر الأعراض على المصاب. غير أنّ هذا التوازن مؤقّت: عدد LT4 يتناقص فيه دون انقطاع، وهذا التناقص الصامت هو الذي يحضّر مرحلة العجز المناعي.
الخلايا المستهدفة وسبب استهدافها
يستهدف فيروس VIH كلّ خلية تحمل على غشائها البروتين CD4، وعلى رأسها اللمفاويات LT4، وكذلك البالعات الكبيرة. والسبب جزيئي بحت: بين الغليكوبروتين الغشائي الفيروسي gp120 والبروتين الغشائي CD4 تكامل بنيوي يسمح بالتثبيت. أمّا اللمفاويات LT8، وهي من النوع نفسه، فلا تحمل هذا المؤشّر فلا تصاب.
دورة الفيروس داخل الخلية اللمفاوية
بعد التثبيت بـ gp120 يندمج غشاء الفيروس بغشاء الخلية بفضل gp41، فيدخل المحتوى الفيروسي إلى الهيولى وتزول المحفظة، فيتحرّر الـ ARN الفيروسي وأنزيم الاستنساخ العكسي. ينسخ هذا الأنزيم الـ ARN عكسيا إلى ADN فيروسي يدخل النواة ويندمج في ADN الخلية.
ومن هنا تصير الخلية نفسها هي التي تصنع الفيروس: يُنسَخ الـ ADN المندمج إلى ARN فيروسي و ARNm، وتُترجَم هذه الأخيرة إلى بروتينات فيروسية، ثمّ تتجمّع المكوّنات عند الغشاء وتخرج فيروسات جديدة بالتبرعم لتصيب خلايا أخرى. وهذا الاندماج في المادة الوراثية هو ما يفسّر بقاء الفيروس سنوات دون أن يُقصى.
مراحل تطوّر الإصابة وسبب العجز المناعي
تتطوّر الإصابة في ثلاث مراحل. في الإصابة الأوّلية يتكاثر الفيروس بنشاط فترتفع شحنته ويموت عدد كبير من LT4، ثمّ تتدخّل الاستجابة المناعية فتخفض الشحنة وتظهر أجسام مضادة ضد الفيروس في المصل. وفي مرحلة الترقّب تبقى الشحنة منخفضة والأعراض غائبة، لكنّ عدد LT4 يتناقص فيها دون انقطاع: وهذا التناقص الصامت هو المهمّ.
وفي مرحلة العجز المناعي يتغلّب الفيروس نهائيا: يكاد ينعدم عدد LT4 وترتفع الشحنة الفيروسية، وتصبح الأجسام المضادة عاجزة عن مقاومة الفيروس، فتظهر أعراض السيدا. وسبب العجز واحد: التناقص الشديد لعدد اللمفاويات LT4، وهي المسؤولة عن تنشيط مختلف أنماط الخلايا المناعية. فالفيروس لا يهاجم كلّ الجهاز المناعي، بل يصيب الخلية التي يتوقّف عليها الباقي.
| المصطلح | معناه |
|---|---|
| الفيروسات الراجعة (Rétrovirus) | فيروسات مادتها الوراثية ARN، تعيدها إلى شكل ADN داخل الخلية |
| أنزيم الاستنساخ العكسي | أنزيم محمول في الفيروس، يسمح بتشكيل ADN انطلاقا من ARN |
| أنزيم الأنتغراز (الإدماج) | أنزيم يتواجد في فيروس VIH، يسمح بدمج الـ ADN الفيروسي في ADN الخلية LT₄ |
| تقنية Western Blot | تقنية تكشف عن الأجسام المضادة لبروتينات الفيروس في المصل: تُفصل البروتينات الفيروسية وتُثبَّت على شريط، ثمّ يُسكب عليه مصل الشخص، فيتشكّل معقّد في موضع البروتين المعنيّ ويُكشف عنه بتلوين |
Page 1/9
© Madrassati — a lesson written by Madrassati · madrassati.net