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
ที่มา Kurzgesagt – In a Nutshell Youtube Channel
