Video

Transkrypcja

Każda żywa istota musi walczyć z innymi żywymi istotami, które chcą się nią pożywić.

Tak więc, organizmy wielokomórkowe ewoluujące przez miliardy lat, wymyśliły sposoby aby się chronić.

Współcześni ludzie dysponują zaawansowaną siecią obronną,

między innymi fizycznymi barierami, komórkami obronnymi i swoistymi fabrykami broni.

Ale jedna z najważniejszych obron naszego ciała jest w dużej mierze nieznana:

Układ dopełniacza

Wyewoluował ponad 700 milionów lat temu i jest armią ponad 30 różnych białek,

które współpracują ze sobą w skomplikowanym i wytwornym tańcu, aby powstrzymać intruzów.

Podsumowując, około 15 kwintylionów tych białek znajduje się w każdym płynie twojego ciała.

Te białka kierowane wyłącznie chemią

są jedną z najefektywniejszych broni jakie posiadamy do walki z intruzami.

Wiele innych części układu odpornościowego stanowi tylko narzędzia służące do aktywacji układu dopełniacza.

Co może też być bardzo niebezpieczne.

Wyobraź sobie, że w twojej krwi pływa kwintylion maleńkich bomb, które mogą wybuchnąć w każdej chwili.

Dlatego też nasze komórki posiadają liczne mechanizmy zabezpieczające je przez przypadkowym atakiem ze strony układu dopełniacza.

Dobrze, więc co dokładnie robi układ dopełniacza i co sprawia, że może być tak niebezpieczny?

W skrócie, układ dopełniacza robi trzy rzeczy:

okalecza wrogów, aktywuje układ odpornościowy i tworzy w nich dziury doprowadzając ich do śmierci.

Ale jak?

W końcu to tylko bezmyślne białka bez wolnej woli, dryfujące bez celu.

Okazuje się, że jest to część strategii.

Białka dopełniacza unoszą się niejako pasywnie.

Nie robią nic, dopóki nie zostaną aktywowane i nie zmienią swojego kształtu.

W świecie białek twój kształt determinuje do czego jesteś zdolny a do czego nie.

Ponieważ kształt określa z czym możesz wejść w interakcję oraz w jaki sposób.

Na przykład, w formie pasywnej, możesz zupełnie nic nie robić.

Jednak forma aktywna pozwala ci na przykład zmienić kształt innych protein,

aktywując je aby mogły one aktywować kolejne.

Mechanizmy takie jak te, mogą zacząć reakcje łańcuchowe, które rozprzestrzeniają się bardzo szybko.

Wyobraź sobie białka dopełniacza jako miliony zapałek umieszczonych bardzo blisko siebie.

Kiedy jedna zajmie się ogniem, zapalą się również inne.

Wtedy pali się coraz mocniej i nagle powstaje wielki pożar.

Ukazuje to, że faktyczny mechanizm działania układu dopełniacza jest odrobinę skomplikowany i przytłaczający.

Uprośćmy to zatem.

Wyobraź sobie teraz, że skaleczyłeś się i zgraja bakterii dostaje się do rany,

a potem do otaczającej ją tkanki.

Atak naszego dopełniacza rozpoczyna się od białka C3.

C3 to pierwsza zapałka, iskra która zainicjuje nasz ogień.

Aby to zrobić, białko C3 musi zmienić swoją formę z pasywnej na aktywną.

Sposób w jaki się to dzieje jest dość skomplikowany, ale uznajmy, że dzieje się to losowo,

dzięki innym białkom dopełniacza, które wiążą się z wrogami lub poprzez przeciwciała.

Wszystko co powinieneś wiedzieć, to że C3 dzieli się na dwa mniejsze białka,

C3a i C3b, które są w formie aktywnej.

Jedna z części - białko C3b jest jak pocisk naprowadzający, którego celem są bakterie, grzyby i wirusy.

Ma ono ułamek sekundy na znalezienie ofiary, w przeciwnym wypadku będzie zneutralizowane przez cząsteczki wody.

Jeśli C3b wykryje swój cel, zakotwicza się mocno na jego powierzchni i nie puszcza.

Dzięki temu zmienia ono swój kształt po raz kolejny.

W tej nowej formie jest zdolne do chwytania kolejnych protein i zapoczątkowania małej reakcji łańcuchowej,

zmieniającej jego kształt kilkukrotnie i dodającej inne komplementarne białka.

Ostatecznie przekształca się w platformę rekrutującą znaną jako konwertaza C3.

Platforma ta specjalizuje się w aktywowaniu kolejnych białek C3, które rozpoczną ten cykl na nowo.

Rozpoczyna się pętla wzmacniająca.

Wkrótce, tysiące białek pokryje bakterię.

Z punktu widzenia bakterii to bardzo źle.

Może to doprowadzić do uszkodzenia bakterii sprawiając, że będzie ona bezradna lub do jej uszkodzenia.

Wyobraź sobie, że siedzi na tobie tysiąc much.

Ale jest coś jeszcze.

Pamiętasz drugą część C3 - białko C3a?

C3a jest jak sygnał ostrzegawczy.

Tysiące z nich odpływają poza pole walki zwracając na siebie uwagę.

Pasywne komórki układu odpornościowego zauważają białka C3a,

i wyrwane z drzemki podążają za proteinami aby namierzyć miejsce infekcji.

Im więcej białek alarmowych napotkają, tym bardziej są agresywne.

W ten sposób dopełniacz wzywa posiłki dokładnie do tego miejsca, w którym są potrzebne.

Jak dotąd układ dopełniacza spowolnił najeźdźców i wezwał pomoc.

Teraz zaczyna aktywnie pomagać w uśmierceniu wroga.

Pierwszymi komórkami odpornościowymi, które docierają na pole bitwy są fagocyty.

Są to komórki które połkną cię w całości, zamkną w potrzasku, a potem strawią przy pomocy kwasu.

Ale aby połknąć nieprzyjaciela, muszą go najpierw złapać.

Nie jest to łatwe, ponieważ bakterie zdecydowanie nie chcą być złapane i są jakby “śliskie”.

Ale teraz, białka dopełniacza, które przytwierdziły się do bakterii

działają jak klej, który ułatwia komórkom układu odpornościowego polowanie na swe ofiary.

Ale robi się jeszcze ciekawiej.

Wyobraź sobie po raz kolejny, że obsiadły cię muchy.

Teraz wyobraź sobie, że zmieniły się w osy.

Zaraz zacznie się kolejna reakcja łańcuchowa.

Platforma rekrutująca C3, znajdująca się na powierzchni bakterii, ponownie zmienia swoją formę

i rozpoczyna nabór nowych białek.

Razem rozpoczynają budowę większej struktury: kompleksu atakującego błonę.

Krok po kroku, nowe proteiny o kształcie długich włóczni zakotwiczają się głęboko w błonie bakterii,

dopóki nie stworzą w niej dziury, której nie da się załatać.

Płyny napływają do wnętrza bakterii powodując wylewanie się ich wnętrzności.

Bakterie “wykrwawiają się” na śmierć.

Pozostałe bakterie zostają okaleczone i rozproszone przez dopełniacza,

aby zostać unicestwione przez nowo przybyłe komórki odpornościowe.

Inwazja została zniszczona w zarodku zanim zyskała szansę aby stać się niebezpieczną.

Prawdopodobnie nawet tego nie zauważysz.

Podczas gdy bakterie nie są zadowolone z działania dopełniacza,

wrogami, przeciw którym może być on najbardziej użyteczny, są wirusy.

Wirusy mają jednak jeden problem: muszą przemieszczać się z komórki do komórki.

Poza wnętrzem komórki mają nadzieję, że przypadkowo w jakąś uderzą, aby przy odrobinie szczęścia ją zainfekować.

Są tutaj kompletnie bezbronne,

a dopełniacz jest w stanie przechwycić je i uszkodzić, unieszkodliwiając je

oraz naprowadzić układ odpornościowy aby je pożarł.

Bez układu dopełniacza infekcje wirusowe byłyby zdecydowanie bardziej śmiertelne.

Ale chwileczkę, skoro mamy tak efektywną broń, dlaczego w ogóle chorujemy?

Problem polega na tym, że na wojnie obie strony przystosowują się.

Przykładowo kiedy wirus krowianki atakuje komórkę

zmusza ją do produkcji jego własnych protein co blokuje aktywację układu dopełniacza.

W ten sposób wirus tworzy sobie bezpieczne strefy wokół zainfekowanych komórek.

Uśmiercając je i zarażając kolejne komórki ma większą szansę na sukces.

Albo na przykład niektóre bakterie mogą wyłapywać pewne cząsteczki z krwi, nie aktywując przy tym dopełniacza

co czyni je niewidzialnymi.

Zatem system dopełniacza, choć jest niezwykle ważny

jest tylko jednym graczem w złożonej i pięknej organizacji, jaką jest nasz układ odpornościowy.

Piękny przykład tego, jak wiele bezmyślnych elementów może razem robić inteligentne rzeczy.

To wideo było sponsorowane przez was.

Ten kanał nie istniałby bez waszego wsparcia.

Trudno nam wyrazić, jak bardzo jesteśmy za to wdzięczni.

W 2019 roku stworzenie przeciętnego wideo kurzgesagt zajęło przynajmniej 1200 godzin.

Potrzeba miesięcy na badania, napisanie skryptów oraz ich edycję pod okiem ekspertów,

ilustrowanie i animowanie każdej sceny od szkicu oraz komponowanie własnej muzyki.

Jest to możliwe tylko dzięki połączeniu pomocy sponsorów,

waszemu wsparciu na Patreon i sprzedaży towarów

takich jak ten plakat i kartki pocztowe na temat układu dopełniacza, które stworzyliśmy.

Jeśli chcesz nas wesprzeć

możesz to zrobić poprzez oglądanie naszych filmów, zostanie patronem na Patreon oraz, być może, nabycie ptaka na własność

lub też poprzez kupno jednego z naszych kalendarzy czy plakatów.

Celem kurzgesagt jest tworzenie najlepszych filmów jakie potrafimy

oraz czynienie nauki bardziej przystępną.

Wielkie dzięki, że dzięki wam jest to możliwe.