วิดีโอ

สรุป

ทุกชีวิตล้วนต้องสู้กับสิ่งมีชีวิตอื่นที่ต้องการจะเขมือบพวกเขา

การที่สิ่งมีชีวิตระดับเซลล์วิวัฒนาการมาได้ตลอดหลายพันล้านปีที่ผ่านมานั้น มันจึงต้องมีวิธีต่าง ๆ ในการป้องกันตัวเอง

ทำให้มนุษย์ในปัจจุบันมีระบบการป้องกันตัวที่ซับซ้อน

อาทิ กำแพงกั้นทางกายภาพ เซลล์ป้องกัน และโรงงานผลิตอาวุธ

แต่หนึ่งในการป้องกันที่สำคัญของร่างกายที่ยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด คือ…

ระบบคอมพลีเมนต์ (Complement System)

มันวิวัฒนาการมาตลอด 700 ล้านปีที่แล้ว และมีกองกำลังโปรตีนมากกว่า 30 ชนิด…

ที่ทำงานร่วมกันอย่างสวยงามและซับซ้อนเพื่อหยุดผู้รุกราน

โดยทั่วไป มีพวกมันถึง 15 ล้านล้านล้านตัว แทรกซึมอยู่ในของเหลวทุกส่วนของร่างกายคุณ

ถูกควบคุม ด้วยปฏิกิริยาเคมี เพียงเท่านั้น

โปรตีนเหล่านี้เป็นหนึ่งในอาวุธที่มีประสิทธิภาพที่สุดที่เราใช้ต่อสู้กับผู้รุกราน

ส่วนใหญ่แล้วระบบภูมิคุ้มกันส่วนอื่นเป็นเพียงแค่ตัวกระตุ้นระบบคอมพลีเมนต์

แต่มันก็อันตรายด้วยเช่นกัน

ลองคิดดูว่าเหมือนมีระเบิดเล็ก ๆ ล้านล้านลูกในเลือดของคุณ ซึ่งสามารถระเบิดเมื่อใดก็ได้

ฉะนั้นเซลล์ของเราจึงใช้กลไกต่าง ๆ มากมายในการป้องกันคอมพลีเมนต์โจมตีพวกเดียวกัน

โอเค ถ้างั้นจริง ๆ แล้วมันมีหน้าที่อะไรกัน และทำไมมันถึงอันตราย?

สรุปคร่าว ๆ คือ ระบบคอมพลีเมนต์มีหน้าที่ 3 อย่าง:

ทำให้ศัตรูหยุดทำงาน กระตุ้นระบบภูมิคุ้มกัน และเจาะรูพวกมันจนมันตาย

แต่ยังไงล่ะ?

พวกมันคือโปรตีนที่ล่องลอยไปรอบ ๆ โดยไม่มีทิศทางหรือความต้องการใด ๆ

แต่นั่นแหละคือกลยุทธ์ของพวกมัน

โปรตีนคอมพลีเมนต์จะล่องลอยไปรอบ ๆ ในโหมดแพสซีฟ

ไม่ทำสิ่งใดเลยจนกว่าจะถูกกระตุ้น และเปลี่ยนรูปร่าง

ในโลกของโปรตีน รูปร่างเท่านั้นที่จะกำหนดว่ามันจะสามารถทำอะไรได้

เพราะรูปร่างกำหนดว่ามันจะสามารถมีปฎิกิริยากับสิ่งใดด้วยวิธีใด

เช่น ในตอนรูปร่างแพสซีฟคุณอาจไม่ทำอะไร..

แต่ในรูปร่างแอ็กทีฟคุณอาจอย่างเช่น เปลี่ยนรูปร่างโปรตีนอื่น…

โดยการกระตุ้นพวกมัน และให้พวกมันกระตุ้นกันต่อไปเรื่อย ๆ

กลไกเช่นนี้สามารถสร้างปฎิกิริยาลูกโซ่ ซึงจะเพาะกระจายไปอย่างรวดเร็ว

ลองคิดดูว่าโปรตีนคอมพลีเมนต์เหมือนกับไม้ขีดไฟหลายล้านก้านที่อยู่ใกล้กันมาก ๆ

เมื่อมีก้านหนึ่งติดไฟ มันจะลามไปรอบ ๆ

ยิ่งลามมากเท่าไร ไฟยิ่งโหมกระหน่ำ

การแสดงให้เห็นกลไกจริง ๆ ของระบบคอมพลีเมนต์นั้นเป็นสิ่งที่ซับซ้อนเกินไป

ดังนั้นเราจึงขอกล่าวแบบง่าย ๆ

ลองจินตนาการว่าคุณถูกของบาดและมีแบคทีเรียมากมายเข้าสู่บาดแผล

และกระจายไปเนื้อเยื่อรอบ ๆ

คอมพลีเมนต์จะเริ่มโจมตีด้วย C3

C3 คือไม้ขีดก้านแรก เป็นจุดที่ก่อให้เกิดประกายไฟ

การจะทำเช่นนั้น C3 ต้องเปลี่ยนจากโหมดแพสซีฟเป็นแอ็กทีฟ

กระบวนการเกิดนั้นซับซ้อน เอาเป็นว่ามันเกิดอย่างสุ่ม ๆ…

ผ่านโปรตีนคอมพลีเมนต์ที่ติดกับศัตรู หรือผ่านแอนติบอดี้

สิ่งที่คุณต้องรู้ก็คือ C3 จะแยกเป็นโปรตีนชิ้นเล็ก ๆ 2 ส่วน…

C3a และ C3b ซึ่งถูกกระตุ้นแล้ว

โดยโปรตีน C3b จะเป็นเสมือนจรวจที่เจาะจงกับแบคทีเรีย ฟังไจ และไวรัส

มันมีเวลาแค่เสี้ยววินาทีในการหาเหยื่อ ไม่อย่างนั้นมันจะถูกทำลายโดยโมเลกุลน้ำ

เมื่อ C3b พบเป้าหมายแล้ว มันจะยึดตัวเองอย่างแน่นกับผิวของเหยื่อและจะฝังตัวอยู่อย่างนั้น

เมื่อนทำอย่างนั้น โปรตีนจะเปลี่ยนรูปร่างอีกครั้ง

ซึ่งรูปร่างใหม่นั่นจะสามารถยึดจับกับโปรตีนอื่นได้ และสร้างปฎิกิริยาลูกโซ่อีกครั้ง

โดยเปลี่ยนรูปร่างหลายต่อหลายครั้งและเพิ่มจำนวนโปรตีนคอมพลีเมนต์เข้ามา

ท้ายที่สุด มันจึงกลายร่างเป็นฐาน ที่เรียกว่า C3 Convertase

ฐานนี้จะเป็นผู้เชี่ยวชาญในการกระตุ้นโปรตีน C3 ซึ่งจะเริ่มทั้งวงจรอีกครั้ง

วัฏจักรนี้จึงเริ่มขึ้น

ในไม่ช้า โปรตีนเป็นพันก็ได้ปกคลุมแบคทีเรีย

สำหรับแบคทีเรียแล้วนี่เป็นสิ่งที่เลวร้าย

มันสามารถทำให้แบคทีเรียหยุดการทำงานและทำอะไรไม่ได้ หรือชะลอมันลง

ลองคิดดูว่ามีเหมือนแมลงวันนับพันปกคลุมตัวคุณ

แต่ที่มากกว่านั้น

คุณยังจำอีกส่วนของ C3 ได้ไหม?

โปรตีน C3a

C3a เป็นเหมือนเครื่องส่งสัญญาณเตือนภัย

พวกมันนับพันไหลลอยออกไปจากสนามรบ และกรีดร้องเพื่อเรียกร้องความสนใจ

เซลล์คุ้มกันชนิดแพสซีฟสังเกตเห็นโปรตีน C3a

และตื่นจากการหลับใหลเพื่อตามโปรตีนกลับไปยังจุดที่ติดเชื้อ

ยิ่งมีโปรตีนมาปลุกมันมากเท่าไร พวกมันจะยิ่งดุร้ายขึ้น

ด้วยวิธีนี้ คอมพลีเมนต์จึงนำทางกองกำลังไปยังจุดที่พวกมันต้องการได้ถูกต้อง

ตอนนี้ คอมพลีเมนต์ก็ได้ชะลอผู้รุกรานและร้องขอความช่วยเหลือ

จากนั้น มันจะเรื่มการโจมตีศัตรูโดยตรง

เซลล์ภูมิคุ้มกันชุดแรกที่มาถึงสนามรบคือ ฟาโกไซต์ (phagocytes)

มันคือเซลล์ที่กลืนกิน กักขัง และฆ่าศัตรูด้วยกรด

แต่ในการกลืนกินนั้นจะต้องเข้าถึงตัวศัตรูได้เสียก่อน

ซึ่งเป็นไม่เป็นเรื่องง่าย เพราะแบคทีเรียไม่ยอมให้จับและค่อนข้างลื่นด้วย

แต่ในตอนนี้ คอมพลีเมนต์ที่ได้ยึดตัวเองติดกับแบคทีเรียนั้น…

เป็นเสมือนกาวที่ง่ายต่อการจับเหยื่อของเซลล์ภูมิคุ้มกัน

แต่มันยังดีกว่านั้นได้อีก

ลองคิดดูว่าแมลงวันที่ปกคลุมเมื่อกี้…

ในตอนนี้ได้เปลี่ยนเป็นต่อ

ปรากฏการณ์ลูกโซ่ครั้งใหม่กำลังจะเริ่มขึ้น

บนผิวของแบคทีเรีย ฐาน C3 ได้เปลี่ยนรูปร่างอีกครั้ง…

และเริ่มรับโปรตีนตัวใหม่

ความร่วมมือนี้ ก่อให้เกิดโครงสร้างที่ใหญ่ขึ้น เรียกว่า เครื่องโจมตีเยื่อหุ้มเซลล์ (Membrane Attack Complex)

โปรตีนรูปร่างใหม่นี้มีลักษณะเป็นหอกยาว ๆ แทงลึกเข้าในเยื่อหุ้มของแบคทีเรีย

จนกระทั่งเกิดรูที่ไม่สามารถปิดได้

ของเหลวที่ใหลเข้าไปในแบคทีเรีย ทำให้ภายในของมันรั่วออกมาสู่ภายนอก..

ไหลออกหมดจนตาย

แบคทีเรียที่ยังหลงเหลือจะทำอะไรไม่ได้ หรือถูกก่อกวนโดยคอมพลีเมนต์…

และถูกกำจัดต่อไปโดยเซลล์ภูมิคุ้มกันที่มาถึง

การรุกรานนี้ถูกจำกัดวงให้แคบลงก่อนที่มันจะกลายเป็นอันตราย

คุณแทบไม่รู้ตัวเลยตัวซ้ำ

แต่ในขณะที่แบคทีเรียกำลังแย่เพราะคอมพลีเมนต์อยู่นั้น…

แท้จริงแล้วศัตรูที่คอมพลีเมนต์ ได้เปรียบสูงสุด คือ ไวรัส

ไวรัสมีปัญหาอย่างเดียวคือ พวกมันต้องเดินทางจากเซลล์ไปเซลล์

เมื่อออกนอกเซลล์ พวกมันวิ่งเข้าชนเซลล์อื่นอย่างสุ่ม ๆ เพื่อแพร่เชื้อใส่โดนอาศัยดวงล้วนๆ

ณ จุดนี้ ไวรัสจะไม่สามารถป้องกันตัวได้

และในที่สุดคอมพลีเมนต์จะขัดขวางแล้วทำให้มันไม่เป็นอันตรายได้

และชี้นำให้ระบบภูมิคุ้มกันกลืนกินมันต่อไป

ถ้าปราศจากคอมพลีเมนต์ การติดเชื้อจากไวรัสจะเป็นอันตรายอย่างมาก

แต่เดี๋ยวนะ ถ้าพวกเรามีอาวุธที่มีประสิทธิภาพขนาดนั้น ทำไมเราจึงยังป่วยอยู่ล่ะ?

ปัญหาก็คือในสงครามนี้ ทั้งสองฝ่ายเกิดการปรับตัว

เช่น เมื่อไวรัสโรคฝีดาษแพร่เข้าสู้เซลล์

มันจะเข้าควบคุมโปรตีนที่ปิดการทำงานของคอมพลีเมนต์ลง

ด้วยวิธีนี้ ไวรัสจึงสร้างเขตปลอดภัยรอบ ๆ เซลล์ที่แพร่เชื้อเข้าไปได้

เมื่อไวรัสฆ่าเซลล์นั้นและพยายามแพร่เชื้อต่อ มันมีโอกาสสูงมากที่จะทำสำเร็จ

หรือแบคทีเรียบางชนิดสามารถหยิบโมเลกุลอย่างเฉพาะเจาะจงได้จากเลือด ซึ่งจะทำให้ระบบคอมพลีเมนต์ไม่โจมตีมัน…

และทำให้พวกมันล่องหน

ดังนั้นระบบคอมพลีเมนต์ที่สำคัญอย่างมากนี้…

จึงเป็นแค่ผู้เล่นคนหนึ่งในการจัดการที่สวยงามและซับซ้อนของระบบภูมิคุ้มกัน

เป็นตัวอย่างสวยงามของสิ่งที่ไม่มีชีวิตจิตใจ แต่สามารถทำสิ่งฉลาด ๆ ร่วมกันได้

วิดีโอนี้ได้รับการสนับสนุนจากคุณ

ถ้าปราศจากการสนับสนุนโดยตรงจากคุณ ช่องนี้อาจไม่เกิดขึ้น

และเป็นการยากที่จะอธิบายว่าพวกเรารู้สึกขอบคุณมากเพียงใด

ในปี 2019 วิดีโอของ kurzgesagt ใช้เวลาจัดทำเฉลี่ยอย่างน้อย 1,200 ชั่วโมง

เราใช้เวลาเป็นเดือนค้นคว้าและเขียนบทที่ชัดเจนกับผู้เชี่ยวชาญ…

ยกตัวอย่างและทำแอนิเมชัน และใส่ดนตรีประกอบ

ทั้งหมดนี้เกิดขึ้นมาได้จากความร่วมมือของผู้สนับสนุน…

การสนับสนุนของคุณใน Patreon และการขายสินค้า…

อย่างเช่นโปสเตอร์และโปสต์การ์ดนี้ที่เราทำเกี่ยวกับระบบคอมพลีเมนต์

หากตัวคุณต้องการจะสนับสนุนพวกเรา…

คุณสามารถทำได้เช่นกัน โดยดูและกลายเป็น Patreon และคุณอาจได้รับตัวละครนกส่วนตัว

หรือ อาจได้รับปฏิทินหรือโปสเตอร์ของเรา

จุดมุ่งหมายของ kurzgesagt คือการสร้างวิดีโอให้ดีที่สุดเท่าที่ทำได้…

และทำให้วิทยาศาตร์เข้าถึงได้ง่าย

ต้องขอบคุณที่ทำให้สิ่งนี้เป็นไปได้