Klasični put aktivacije sistema komplementa. Sistem komplementa: opšta ideja Klasični put dijagrama aktivacije komplementa

Priroda i karakteristike komplementa. Komplement je jedan od važnih faktora humoralnog imuniteta, koji igra ulogu u zaštiti organizma od antigena. Komplement je složen kompleks proteina krvnog seruma, koji je obično u neaktivnom stanju i aktivira se kada se antigen spoji s antitijelom ili kada se antigen agregira. Komplement se sastoji od 20 interakcijskih proteina, od kojih su devet glavne komponente komplementa; označeni su brojevima: C1, C2, SZ, C4... C9. Faktori B, D i P (properdin) takođe igraju važnu ulogu. Proteini komplementa pripadaju globulinima i međusobno se razlikuju po nizu fizičko-hemijskih svojstava. Posebno se značajno razlikuju u molekularnoj težini, a imaju i složen sastav podjedinica: Cl-Clq, Clr, Cls; SZ-NZZA, SZ; C5-C5a, C5b, itd. Komponente komplementa se sintetišu u velikim količinama (koji čine 5-10% svih proteina krvi), neke od njih formiraju fagociti.

Funkcije komplementa raznovrstan: a) učestvuje u lizi mikrobnih i drugih ćelija (citotoksični efekat); b) ima hemotaktičku aktivnost; c) učestvuje u anafilaksiji; d) učestvuje u fagocitozi. Shodno tome, komplement je komponenta mnogih imunoloških reakcija čiji je cilj oslobađanje organizma od mikroba i drugih stranih ćelija i antigena (na primjer, tumorske ćelije, transplantacija).

Mehanizam aktivacije komplementa je vrlo složen i predstavlja kaskadu enzimskih proteolitičkih reakcija, što rezultira stvaranjem aktivnog citolitičkog kompleksa koji uništava zid bakterija i drugih stanica. Postoje tri poznata puta aktivacije komplementa: klasični, alternativni i lektinski.

Klasičnom stazom komplement se aktivira kompleksom antigen-antitijelo. Za to je dovoljno da jedan IgM molekul ili dva IgG molekula učestvuju u vezivanju antigena. Proces počinje dodavanjem komponente C1 u AG + AT kompleks, koji se razlaže na podjedinice Clq, Clr i C Is. Zatim, reakcija uključuje sekvencijalno aktivirane „rane“ komponente komplementa u sljedećem nizu: C4, C2, C3. Ova reakcija ima karakter intenzivirajuće kaskade, odnosno kada jedan molekul prethodne komponente aktivira nekoliko molekula sljedeće. Komponenta "ranog" komplementa C3 aktivira komponentu C5, koja ima svojstvo vezivanja za ćelijsku membranu. Na komponenti C5, uzastopnim dodavanjem "kasnih" komponenti C6, C7, C8, C9, formira se litički ili membranski napadni kompleks koji narušava integritet membrane (tvori rupu u njoj), a ćelija umire kao rezultat osmotske lize.

Alternativni put aktivacija komplementa se dešava bez učešća antitela. Ovaj put je karakterističan za zaštitu od gram-negativnih mikroba. Kaskadna lančana reakcija u alternativnom putu počinje interakcijom antigena (na primjer, polisaharida) s proteinima B, D i properdinom (P), nakon čega slijedi aktivacija S3 komponente. Nadalje, reakcija se odvija na isti način kao i na klasičan način - formira se kompleks napada na membranu.

Lectin pathway aktivacija komplementa se takođe dešava bez učešća antitela. Pokreće ga poseban protein koji veže manozu u krvnom serumu, koji, nakon interakcije s ostacima manoze na površini mikrobnih stanica, katalizira C4. Daljnji niz reakcija sličan je klasičnom putu.

Prilikom aktivacije komplementa nastaju produkti proteolize njegovih komponenti - podjedinica C3 i C3b, C5a i C5b i drugih, koje imaju visoku biološku aktivnost. Na primjer, C3 i C5a učestvuju u anafilaktičkim reakcijama i kemoatraktanti su, C3b ima ulogu u opsonizaciji objekata fagocitoze, itd. Dolazi do složene kaskadne reakcije komplementa uz učešće Ca 2+ i Mg 2+ jona.

Sistem komplementa

Kompleks napada na membranu koji uzrokuje lizu stanica.

Sistem komplementa- kompleks složenih proteina koji su stalno prisutni u krvi. Ovo je kaskadni sistem proteolitičkih enzima dizajniran za humoralnu zaštitu tijela od djelovanja stranih agenasa; uključen je u provedbu imunološkog odgovora tijela. Važna je komponenta i urođenog i stečenog imuniteta.

Istorija koncepta

Krajem 19. stoljeća otkriveno je da krvni serum sadrži određeni “faktor” koji ima baktericidna svojstva. Godine 1896. mladi belgijski naučnik Jules Bordet, radeći na Pasteur institutu u Parizu, pokazao je da sirutka sadrži dvije različite supstance čije zajedničko djelovanje dovodi do lize bakterija: termostabilni faktor i termolabilni faktor (gubi svojstva kada surutka se zagreva) faktor. Toplotno stabilni faktor, kako se ispostavilo, može djelovati samo na određene mikroorganizme, dok je faktor toplinski labilan imao nespecifično antibakterijsko djelovanje. Termolabilni faktor je kasnije nazvan dopuna. Termin "komplement" skovao je Paul Ehrlich kasnih 1890-ih. Ehrlich je bio autor humoralne teorije imuniteta i uveo je mnoge termine u imunologiju koji su kasnije postali općeprihvaćeni. Prema njegovoj teoriji, ćelije odgovorne za imunološke reakcije imaju na svojoj površini receptore koji služe za prepoznavanje antigena. Ove receptore sada nazivamo „antitela“ (osnova varijabilnog receptora limfocita je antitelo klase IgD vezano za membranu, ređe IgM. Antitela drugih klasa u odsustvu odgovarajućeg antigena nisu vezana za ćelije ). Receptori se vezuju za specifični antigen, kao i za termolabilnu antibakterijsku komponentu krvnog seruma. Ehrlich je faktor labilan na toplinu nazvao "komplementom" jer ova komponenta krvi "služi kao komplement" ćelijama imunog sistema.

Ehrlich je vjerovao da postoji mnogo komplemenata, od kojih se svaki veže za vlastiti receptor, baš kao što se receptor vezuje za specifični antigen. Nasuprot tome, Bordet je tvrdio da postoji samo jedna vrsta "komplementa". Početkom 20. vijeka spor je riješen u Bordeovu korist; Pokazalo se da se komplement može aktivirati uz učešće specifičnih antitijela ili samostalno, na nespecifičan način.

Opšti pregled

Komponente sistema komplementa

Komplement je proteinski sistem koji uključuje oko 20 komponenti koje međusobno djeluju: C1 (kompleks od tri proteina), C2, C3, ..., C9, faktor B, faktor D i niz regulatornih proteina. Sve ove komponente su rastvorljivi proteini sa mol. težine od 24.000 do 400.000, cirkulišu u krvi i tkivnoj tečnosti. Proteini komplementa sintetiziraju se uglavnom u jetri i čine oko 5% ukupne frakcije globulina krvne plazme. Većina je neaktivna dok se ne aktivira ili imunološkim odgovorom (koji uključuje antitijela) ili direktno invazijom mikroorganizama (vidi dolje). Jedan od mogućih rezultata aktivacije komplementa je sekvencijalna asocijacija takozvanih kasnih komponenti (C5, C6, C7, C8 i C9) u veliki proteinski kompleks koji uzrokuje ćelijsku lizu (litički ili membranski napadni kompleks). Agregacija kasnih komponenti nastaje kao rezultat niza uzastopnih reakcija proteolitičke aktivacije uz učešće ranih komponenti (C1, C2, C3, C4, faktor B i faktor D). Većina ovih ranih komponenti su proenzimi, koji se sekvencijalno aktiviraju proteolizom. Kada se bilo koji od ovih proenzima cijepa na specifičan način, on postaje aktivan proteolitički enzim i cijepa sljedeći proenzim, itd. Budući da se mnoge aktivirane komponente čvrsto vežu za membrane, većina ovih događaja se dešava na površini stanica. Centralna komponenta ove proteolitičke kaskade je C3. Njegova aktivacija cijepanjem je glavna reakcija cijelog lanca aktivacije komplementa. C3 se može aktivirati kroz dva glavna puta - klasični i alternativni. U oba slučaja, C3 se razgrađuje enzimskim kompleksom koji se zove C3 konvertaza. Dva različita puta dovode do stvaranja različitih C3 konvertaza, ali oba nastaju kao rezultat spontane kombinacije dvije komponente komplementa aktivirane ranije u lancu proteolitičke kaskade. C3 konvertaza cepa C3 na dva fragmenta, od kojih se veći (C3b) vezuje za ciljnu ćelijsku membranu pored C3 konvertaze; kao rezultat, formira se enzimski kompleks još veće veličine sa izmijenjenom specifičnošću - C5 konvertaza. C5 konvertaza zatim cepa C5 i na taj način inicira spontano sklapanje litičkog kompleksa od kasnih komponenti, C5 do C9. Budući da svaki aktivirani enzim cijepa mnoge molekule sljedećeg proenzima, aktivacijska kaskada ranih komponenti djeluje kao pojačavač: svaki molekul aktiviran na početku cijelog lanca dovodi do stvaranja mnogih litičkih kompleksa.

Glavne faze aktivacije sistema komplementa.

Klasični i alternativni putevi aktivacije sistema komplementa.

Sistem komplementa funkcioniše kao biohemijska kaskada reakcija. Komplement se aktivira pomoću tri biohemijska puta: klasičnog, alternativnog i lektinskog puta. Sva tri aktivaciona puta proizvode različite varijante C3 konvertaze (protein koji razgrađuje C3). Klasičan način(otkriveno je prvo, ali je evolutivno novo) za aktivaciju su potrebna antitijela (specifičan imuni odgovor, stečeni imunitet), dok alternativa I lektin putevi mogu biti aktivirani antigenima bez prisustva antitijela (nespecifični imuni odgovor, urođeni imunitet). Ishod aktivacije komplementa u sva tri slučaja je isti: C3 konvertaza hidrolizuje C3, stvarajući C3a i C3b i izazivajući kaskadu dalje hidrolize elemenata sistema komplementa i aktivacionih događaja. U klasičnom putu, aktivacija C3 konvertaze zahtijeva formiranje C4bC2a kompleksa. Ovaj kompleks nastaje cijepanjem C2 i C4 od strane C1 kompleksa. C1 kompleks se, zauzvrat, mora za aktivaciju vezati za imunoglobuline klase M ili G. C3b se vezuje za površinu patogenih mikroorganizama, što dovodi do većeg “interesa” fagocita za ćelije povezane sa C3b (opsonizacija). C5a je važan kemoatraktant koji pomaže privlačenju novih imunoloških stanica u područje aktivacije komplementa. I C3a i C5a imaju anafilotoksičnu aktivnost, direktno uzrokujući degranulaciju mastocita (i posljedično oslobađanje inflamatornih medijatora). C5b započinje formiranje membranskih napadačkih kompleksa (MAC), koji se sastoje od C5b, C6, C7, C8 i polimernog C9. MAC je citolitički krajnji proizvod aktivacije sistema komplementa. MAC formira transmembranski kanal koji uzrokuje osmotsku lizu ciljne stanice. Makrofagi gutaju patogene označene komplementom.

Biološke funkcije

Trenutno se razlikuju sljedeće funkcije:

1. Opsonizirajuća funkcija. Odmah nakon aktivacije sistema komplementa, formiraju se opsonizirajuće komponente koje oblažu patogene organizme ili imunološke komplekse, privlačeći fagocite. Prisustvo receptora za C3b na površini fagocitnih ćelija pojačava njihovo vezivanje za opsonizirane bakterije i aktivira proces apsorpcije. Ovo bliže vezivanje ćelija vezanih za C3b ili imunoloških kompleksa za fagocitne ćelije naziva se fenomen imunološkog vezivanja.
2. Solubilizacija (tj. rastvaranje) imunih kompleksa (sa C3b molekulom). Sa nedostatkom komplementa, razvija se patologija imunološkog kompleksa (stanja slična SLE). [SLE = sistemski eritematozni lupus]
3. Učešće u upalnim reakcijama. Aktivacija sistema komplementa dovodi do oslobađanja biološki aktivnih supstanci (histamin, serotonin, bradikinin) iz tkivnih bazofila (mastocita) i bazofilnih granulocita u krvi, koje stimulišu upalni odgovor (upalni medijatori). Biološki aktivne komponente koje nastaju tokom razgradnje C3 I C5, dovode do oslobađanja vazoaktivnih amina kao što je histamin iz tkivnih bazofila (mastocita) i bazofilnih granulocita u krvi. Zauzvrat, ovo je praćeno opuštanjem glatkih mišića i kontrakcijom kapilarnih endotelnih ćelija, povećavajući vaskularnu permeabilnost. Fragment C5a i drugi proizvodi aktivacije komplementa pospješuju kemotaksiju, agregaciju i degranulaciju neutrofila i stvaranje slobodnih radikala kisika. Primjena C5a životinjama rezultirala je arterijskom hipotenzijom, plućnom vazokonstrikcijom i povećanom vaskularnom permeabilnosti zbog oštećenja endotela.
   C3a funkcije:
   • djeluju kao hemotaktički faktor, uzrokujući migraciju neutrofila prema mjestu njihovog oslobađanja;
   • induciraju vezivanje neutrofila za vaskularni endotel i jedan za drugi;
   • aktiviraju neutrofile, uzrokujući da razviju respiratorni udar i degranulaciju;
   • stimuliraju proizvodnju leukotriena neutrofilima.
4. Citotoksična ili litička funkcija. U završnoj fazi aktivacije sistema komplementa, od kasnih komponenti komplementa formira se membranski napadni kompleks (MAC), koji napada membranu bakterijske ili bilo koje druge ćelije i uništava je.

Aktivacija sistema komplementa

Klasičan način

Klasični put se pokreće aktivacijom kompleksa C1(uključuje jedan molekul C1q i po jedan molekul C1r i C1s). C1 kompleks se vezuje preko C1q za imunoglobuline klase M i G povezane sa antigenima. Heksamerni C1q je oblikovan kao buket neotvorenih tulipana, čiji se "pupoljci" mogu vezati za mjesto antitijela. Za pokretanje ovog puta dovoljan je jedan IgM molekul; aktivacija IgG molekulima je manje efikasna i zahtijeva više IgG molekula.

S1q veže se direktno za površinu patogena, to dovodi do konformacijskih promjena u molekuli C1q, i uzrokuje aktivaciju dva molekula serinskih proteaza C1r. Oni cijepaju C1s (također serinsku proteazu). C1 kompleks se zatim vezuje za C4 i C2, a zatim ih cijepa da bi formirao C2a i C4b. C4b i C2a se međusobno vezuju na površini patogena i formiraju klasični put C3 konvertaze, C4b2a. Pojava C3 konvertaze dovodi do cijepanja C3 na C3a i C3b. C3b formira, zajedno sa C2a i C4b, C5 konvertazu klasičnog puta. C5 se cijepa na C5a i C5b.C5b ostaje na membrani i spaja se sa kompleksom C4b2a3b.Potom se spajaju C6, C7, C8 i C9, koji polimerizira i unutar membrane se pojavljuje cijev. To narušava osmotsku ravnotežu i, kao rezultat turgora, bakterija puca. Klasični način radi preciznije, jer uništava svaku stranu ćeliju.

Alternativni put

Alternativni put se pokreće hidrolizom C3 direktno na površini patogena. Alternativni put uključuje faktore B i D. Uz njihovu pomoć nastaje enzim C3bBb. Protein P ga stabilizira i osigurava njegovo dugotrajno funkcionisanje. Zatim, PC3bBb aktivira C3, što rezultira stvaranjem C5 konvertaze i pokreće formiranje kompleksa napada na membranu. Dalja aktivacija terminalnih komponenti komplementa odvija se na isti način kao i klasičnim putem aktivacije komplementa. U tečnosti, u kompleksu C3bBb, B se zamenjuje faktorom H i pod uticajem deaktivirajućeg jedinjenja (H) prelazi u C3bi.Kada mikrobi uđu u organizam, kompleks C3bBb počinje da se akumulira na membrani. Veže se za C5, koji se razdvaja na C5a i C5b. C5b ostaje na membrani. Zatim se spajaju C6,C7,C8 i C9.Nakon povezivanja C9 sa C8 dolazi do polimerizacije C9 (do 18 molekula se međusobno umreži) i formira se cev koja prodire kroz membranu bakterije, pumpa se voda i bakterija eksplodira.

Alternativni put se razlikuje od klasičnog na sledeći način: kada je sistem komplementa aktiviran, formiranje imunih kompleksa nije potrebno, ono se dešava bez učešća prvih komponenti komplementa - C1, C2, C4. Odlikuje ga i to što se pokreće odmah nakon pojave antigena - njegovi aktivatori mogu biti bakterijski polisaharidi i lipopolisaharidi (koji su mitogeni), virusne čestice i tumorske ćelije.

Lektinski (manozni) put aktivacije sistema komplementa

Lektinski put je homologan klasičnom putu aktivacije komplementa. Koristi lektin koji veže manozu (MBL), C1q-sličan protein klasičnog aktivacionog puta, koji se veže za ostatke manoze i druge šećere na membrani, omogućavajući prepoznavanje raznih patogena. MBL je protein sirutke koji pripada grupi proteina koletina, koji se sintetizira prvenstveno u jetri i može aktivirati kaskadu komplementa direktnim vezanjem za površinu patogena.

U krvnom serumu, MBL formira kompleks sa MASP-I i MASP-II (Manan-binding lectin Associated Serine Protease, MBL-binding serine proteases). MASP-I i MASP-II su vrlo slični C1r i C1s klasičnog puta aktivacije i mogu imati zajedničkog evolucijskog pretka. Kada se više MBL aktivnih mjesta veže za specifično orijentirane ostatke manoze na fosfolipidnom dvosloju patogena, MASP-I i MASP-II se aktiviraju i cijepaju C4 protein na C4a i C4b i C2 protein na C2a i C2b. C4b i C2a se zatim kombinuju na površini patogena i formiraju C3 konvertazu, a C4a i C2b deluju kao hemoatraktanti za ćelije imunog sistema.

Regulacija sistema komplementa

Sistem komplementa može biti veoma štetan za tkiva domaćina, tako da njegova aktivacija mora biti dobro regulisana. Većina komponenti je aktivna samo kao dio kompleksa, a njihovi aktivni oblici mogu postojati vrlo kratko. Ako za to vrijeme ne upoznaju sljedeću komponentu kompleksa, tada aktivni oblici gube kontakt sa kompleksom i postaju neaktivni. Ako je koncentracija bilo koje komponente ispod praga (kritične), tada rad sistema komplementa neće dovesti do fizioloških posljedica. Sistem komplementa reguliran je posebnim proteinima koji se nalaze u krvnoj plazmi u čak većim koncentracijama od samih proteina sistema komplementa. Ti isti proteini prisutni su na membranama vlastitih ćelija tijela, štiteći ih od napada proteina sistema komplementa.

Regulatorni mehanizmi uglavnom funkcionišu u tri tačke.

1. C1. C1 inhibitor kontrolira klasične puteve i puteve aktivacije lektina. Djeluje na dva načina: ograničava djelovanje C4 i C2 vezivanjem C1r i C1s proteaza i na sličan način isključuje lektinski put uklanjanjem MASP enzima iz MBP kompleksa.
2. C3 convertase. Životni vijek C3 konvertaze je smanjen faktorima koji ubrzavaju propadanje. Neki od njih nalaze se na površini vlastitih ćelija (na primjer, DAF i CR1). Oni djeluju na C3 konvertaze i na klasični i alternativni put aktivacije. DAF ubrzava razgradnju alternativnog puta C3 konvertaze. CR1 (C3b/C4b receptor) nalazi se uglavnom na površini eritrocita i odgovoran je za uklanjanje opsoniziranih imunoloških kompleksa iz krvne plazme. Ostale regulatorne proteine ​​proizvodi jetra i rastvaraju se u krvnoj plazmi u neaktivnom stanju. Faktor I je serinska proteaza koja cijepa C3b i C4b. C4-vezujući protein (C4BP) razgrađuje C4 i pomaže faktoru I u razgradnji C4b. Faktor H se vezuje za glikozaminoglikane, koji se nalaze na vlastitim ćelijama, ali ne i na ćelijama patogena. Ovaj protein je kofaktor faktora I i takođe inhibira aktivnost C3bBb.
3. C9. CD59 i homologni restrikcioni faktor inhibiraju polimerizaciju C9 tokom formiranja kompleksa napada na membranu, sprečavajući njegovo formiranje.

Uloga sistema komplementa u bolestima

Sistem komplementa igra veliku ulogu u mnogim imunološkim bolestima.

Postoje tri mehanizma (puta) aktivacija komplementa: klasični, alternativni i lektinski.

Klasičan put aktivacije komplementa

Klasični put aktivacije komplementa povezan je sa formiranjem imunog kompleksa (antigen-antitijelo), za koji je potrebno 5-6 dana. Počinje s prvom komponentom komplementa (C1), koja stupa u interakciju sa svojim Fc receptorom s antitijelima imunog kompleksa, povezujući nekoliko njihovih Fc fragmenata. Stoga je IgM molekul, koji sadrži 5 Fc mjesta odjednom, pogodniji za aktiviranje komplementa.

C1 komponenta se sastoji od 3 podkomponente - q, r i s. Aktivirani Clq mijenja svoju konformaciju i stiče sposobnost da veže C1r, koji nakon aktivacije stupa u interakciju sa Cls. Formirani Clqrs kompleks uključuje C4 komponentu u kaskadi, od koje se odvaja C4a fragment. Preostali C4b fragment se ponovo fiksira za antitijelo ili membranu ciljne stanice, nakon čega se veže C2a fragment. U tom slučaju, rascijepljeni C2b se oslobađa i ulazi u krvnu plazmu. C4b-C2a kompleks je C3 konvertaza, a cjelokupnu daljnju sudbinu komplementa određuje ovaj enzim. Receptori za fragmente komponente C3 nalaze se na mnogim ćelijama, zbog čega je ona najaktivnija komponenta sistema. Na ovoj komponenti se kombinuju klasični i alternativni putevi (slika 2).

Nakon toga, kada se treća komponenta cijepa od strane C3 konvertaze, formira se konvertaza 5. komponente komplementa (C4b-C2a-C3b), koja vezuje C5 i cijepa ga na C5a i C5b. C5a ulazi u plazmu, a C5b učestvuje u daljem aktiviranju kaskade. Naredne komponente se ne degradiraju nakon aktivacije. Nakon toga se sekvencijalno aktiviraju komponente C6-C9, koje se fiksiraju na površini mete, formirajući membranski napadni kompleks (MAC). U ovom slučaju, C8 ide duboko u fosfolipidni dvosloj citoleme ciljne ćelije i formira patološku rupu u njoj, a nekoliko komponenti C9 polimerizira unutar formirane rupe, čineći morfološki supstrat zidova patološke pore. Ovo sprečava zatvaranje formiranog kanala (vidi sliku 2).

Budući da unutarćelijska sredina ima visoku osmolarnost, vanćelijska voda juri kroz patološke pore u citoplazmu. S tim u vezi, intracelularni pritisak konstantno raste, što dovodi do kritičnog povećanja napetosti citoleme i naknadnog pucanja ćelije. Opisani mehanizam naziva se osmotska liza i karakterističan je za stanice s elastičnim vanjskim omotačem (na primjer, ćelije prožete virusom ili tumorske ćelije). Bakterije imaju čvrsti ćelijski zid koji sprečava nagle promene u veličini ćelije. Stoga se smatra da, uz osmotske mehanizme, bakterijski agensi umiru zbog gubitka esencijalnih (strateški važnih) metabolita kroz formirane pore, kao i kao rezultat narušavanja fiziološke ionske asimetrije između citoplazme i ekstracelularno okruženje. Budući da se ciljne stanice aktivno opiru komplementom posredovanoj lizi (endocitoza ili egzocitoza membranskih područja koja sadrže patološke pore), opisana funkcionalna “imobilizacija” je također neophodna u slučaju tumorskih ili virusom inficiranih stanica.

Alternativni put aktivacije komplementa

Alternativni put (vidi sliku 2) aktivacije počinje sa S3 komponentom, a zatim se odvija slično klasičnom. Inicijatori su lipopolisaharidi (LPS) bakterijskih ćelijskih zidova, gljivični zimozan i mnoge druge supstance sa kojima C3b fragment interaguje, proizvod spontane hidrolize S3 komponente, uvek prisutne u krvnoj plazmi. Nakon toga, fiksirani C3b se veže za B-faktor, koji mijenja njegovu konformaciju i postaje osjetljiv na djelovanje D-faktora enzima plazme. Aktivirani B-faktor hidrolizira ovaj enzim, što dovodi do oslobađanja Bb i Ba fragmenata. Kompleks LPS-C3b-Bb je nestabilan, stoga se stabilizuje dodatkom properdina (faktor P).P-C3b-Bb kompleks je C3 konvertaza alternativnog puta aktivacije komplementa. Faktori B, D i properdin pripadaju sistemu properdina, koji je strateški važan za implementaciju alternativnog puta aktivacije komplementa.

Citolitička aktivnost komplementa u alternativnom putu aktivacije određena je svojstvima ljuske mikroorganizma. Kako u ovom slučaju nema potrebe za stvaranjem imunoloških kompleksa, alternativni put se implementira odmah po dolasku patogena.

Lektinski put aktivacije komplementa

Nedavno je takođe identifikovan lektinski put aktivacije komplementa. Obavlja se zahvaljujući takozvanim lektinima - proteinima sposobnim da vežu ugljikohidrate na ćelijske zidove bakterija i gljivica. Klasični lektin je protein koji vezuje manozu. Materijal sa sajta

Kada se aktivira kaskada komplementa, određeni broj fragmenata pojedinačnih komponenti (C4a, C2b, C3a, C5a, kao i C3b i C4b) se oslobađa u plazmu, obavljajući niz važnih funkcija. Dakle, komplement je veoma ekonomičan sistem, budući da su čak i nusproizvodi reakcije takođe obdareni izraženom biološkom aktivnošću. Oni potiču razvoj upale na mjestu neutralizacije patogena. Dakle, fragmenti C3a, C4a i C5a (anafilatoksini) odmah izazivaju degranulaciju mastocita, što dovodi do oslobađanja histamina i razvoja lokalne hiperemije, hipertermije i edema. Istovremeno, C5a i Ba (hemoatraktanti) pospješuju ulazak neutrofila u leziju, tj. razvoj njegove ćelijske infiltracije. A fragmenti C3b i C4b djeluju kao opsonini, olakšavajući prepoznavanje i hvatanje patogena od strane fagocita. Sve to dovodi do stvaranja eksudata, prvo seroznog, u kojem prevladava plazma tekućina, a zatim i gnojnog, koji sadrži veliku količinu tkivnog detritusa, mrtvih patogena i uništenih neutrofila. Oslobođeni C2b fragment podstiče akumulaciju supstanci sličnih kininu, što dovodi do povećane vazodilatacije, izaziva bol, a takođe izaziva aktivaciju Hagemanovog faktora (XII faktor sistema

Razlike između klasičnog puta aktivacije sistema komplementa i alternativnog su prvenstveno sljedeće:

• Za aktiviranje sistema komplementa na klasičnom putu neophodno je formiranje specifičnih imunoglobulina (IgG ili IgM) i imunih kompleksa, za šta je potrebno određeno vreme;
• Klasični put aktivacije sistema komplementa počinje sa prvim, takozvanim ranim, komponentama komplementa: C1, koji se sastoji od tri podkomponente (Clq, CIr, Cls), a zatim C4, C2 i C3.

Da bi imunološki kompleks aktivirao sistem komplementa, on mora sadržavati najmanje dva IgG molekula; za IgM je dovoljan jedan molekul. Najaktivniji su IgM, IgG i njegova tri podtipa: IgG1, IgG2, IgG3. Aktivacija sistema komplementa se dešava kada se Clq veže za određeno mesto (region) u Fc regionu imunoglobulina. Za IgG ovo je CH2 domen, a za IgM to je CH4 domen, koji je dio Fc fragmenta imunoglobulina.

Kao što je pomenuto, sistem komplementa se aktivira kaskadno. To znači da kada se prethodna komponenta komplementa aktivira, ona se dijeli. Jedna od komponenti ostaje na površini ćelije, koja učestvuje u formiranju imunološkog kompleksa, a druga komponenta je rastvorljiva i „ide“ u tečnu fazu, odnosno u krvni serum. Komponenta koja ostaje na imunološkom kompleksu poprima svojstva enzima i sposobnost da utječe na sljedeće komponente komplementa, aktivirajući ih.

Dakle, aktivacija komplementa duž klasičnog puta (vidi shemu 1) počinje s prvom podkomponentom komplementa (Clq), koja je fiksirana za Fc fragmente imunoglobulina. U ovom slučaju dolazi do konformacijskih promjena u molekuli Clq, što omogućava da se C1r veže za nju, koja zauzvrat stječe sposobnost fiksiranja i aktiviranja Cls. Kao rezultat toga, od sastavnih dijelova C1 formira se aktivni kompleks, koji stječe sposobnost aktiviranja C4.

Formiranje aktivnog C1 sprečava C1 inhibitor. Njegova uloga je vrlo važna u kontroli aktivnosti kojom se komplement aktivira klasičnim putem. Uz kongenitalni nedostatak (količina ili funkcija) inhibitora C1, razvija se bolest tzv angioedem .

Klasičan put aktivacije komplementa

Formiranje aktiviranog C1 dovodi do aktivacije C4, koji se raspada na dva fragmenta - C4a, koji prelazi u otopljeno stanje, i C4b, koji ostaje na površini ćelijske membrane, koji je dio imunološkog kompleksa, i stiče svojstva enzima esteraze sposobnog da aktivira C2. Nastali aktivirani C4b, u prisustvu jona magnezijuma, razdvaja C2 na dva fragmenta - C2a i C2b. U ovom slučaju, C2a se pridružuje C4b i formira se nova supstanca koja ima enzimska svojstva - konvertaza komponente 3 komplementa klasičnog aktivacionog puta. Rezultirajuća C3 konvertaza (C4b2a) cijepa C3 na C3a i C3b. C3 prelazi u otopljeno stanje, a C3b je ključ i za klasični i za alternativni put aktivacije komplementa, tj. u ovom trenutku oba puta aktivacije komplementa konvergiraju i tada se proces odvija na jedan način. U ovoj fazi takođe deluje inaktivator (C3b-inaktivator), koji se još naziva faktor I. On sprečava prekomernu aktivaciju komplementa C3. U ovom slučaju, C3b se dijeli na neaktivne fragmente – C3c i C3d.

Aktivirani C3b, vezujući se za kompleks C4b i 2a, pretvara se u novi enzim - konvertazu 5. komponente komplementa. Od ovog trenutka počinje sklapanje terminalnih (konačnih) komponenti sistema komplementa C5 - C9, koje se na kraju formiraju u membranski napadni kompleks (MAC). Pod uticajem C5 konvertaze (C4b2a3b), C5 se cepa na C5a, mali fragment i C5b, veći. C5a prelazi u otopljeno stanje, a C5b je prva komponenta kompleksa napada na membranu, koji ima receptore za C6 ​​i C7. Počevši od C6, proteini se ne razlažu dalje u sistemu komplementa. Rezultirajući kompleks C5b67 stječe sposobnost vezivanja za membranu ciljne stanice. Nakon toga, C8 se veže za aktivirani kompleks C5b67 vezan za membranu i, u principu, u ovom slučaju (tj. čak iu odsustvu C9) je već moguć početak lize ciljnog ćelijskog zida. Vezanje C9 za kompleks C5b678 značajno pojačava citolizu ciljnog ćelijskog zida. Nastali kompleks C5b6789 izaziva pojavu u lipidnom proteinu ćelijske membrane cilindričnih pora dužine oko 15 mm i prečnika 8-12 mm, što omogućava elektrolitima i vodi da prođu kroz oštećenu membranu u ćeliju i uzrokuju osmotska liza ćelije.

/ 20
Najgore Najbolji

Komplement je složen sistem proteina (više od 20) u krvnom serumu koji imaju enzimsku aktivnost. Glavnih 13 komponenti sistema komplementa označeno je slovom C sa odgovarajućim brojem (CI, C2, C3, itd.) Nastaju u jetri i luče ih makrofagi. Aktivacija sistema komplementa se dešava na klasične i alternativne načine u vidu lančane reakcije kontrolisane sa 7 regulatornih proteina. Štaviše, svaka prethodna komponenta kaskade aktivira nekoliko sljedećih zbog njihovog enzimskog cijepanja. Aktivirane komponente su označene linijom iznad.

Prirodni inhibitor komplementa C1 (C1 inhibitor) inhibira spontanu aktivaciju Clq komponente.

Klasični put aktivacije Pokreće ga kompleks antigen-antitijelo u prisustvu Ca i Mg kationa, obično na površini ciljne stanice. Kompleks antigen-antitijelo se vezuje za C1q, koji veže C1rs, a zatim aktivira i cijepa C4 na C4a i C4b. C4b se vezuje za C1 ili za površinu ciljne ćelije. Tada mu se pridružuje C2. On se, pak, dijeli na C2a i C2b od strane prethodne komponente. C2a ostaje povezan sa C4b. Ovaj kompleks se naziva konvertaza klasičnog puta aktivacije komplementa. On dijeli SZ komponentu na S3 i S3b. C3b se vezuje za klasični put konvertaze i ovaj makromolekularni kompleks aktivira komponentu C5. Raspada se na C5a i C5b. Komponente C6, C7, C8 i C9 su sekvencijalno vezane za C5b na membrani ciljne ćelije. Kompleks C5b-C9 naziva se kompleksom membranskog napada (MAC). Mehanizam njegovog litičkog djelovanja ima mnogo zajedničkog s perforinom. MAK je integriran u membranu ciljne stanice zbog hidrofobnih interakcija, formirajući transmembranski kanal. Preko njega ioni natrijuma i voda ulaze u ćeliju, a ioni kalija izlaze, što dovodi do citolize.

Klasični put aktivacije komplementa mogu pokrenuti proteini A stafilokoka, kompleksi C-reaktivnog proteina sa mikrobnim produktima itd.

Alternativni put aktivacije Komplement je nespecifičan. Pokreću ga lipopolisaharidi ćelijskog zida bakterije (endotoksini), agregirani imunoglobulini, lijekovi itd. Rezultirajuća komponenta C3b, u prisustvu jona magnezija, vezuje se za serumski faktor B (neaktivna serinska proteaza). Faktor D, aktivna serumska proteaza, djeluje na kompleks S3bB. Ona dijeli faktor B na Ba i Bb. Rezultirajući kompleks C3bBb je konvertaza alternativnog puta aktivacije. Normalno je nestabilan, ali ga stabilizuje protein properdin (protein P). Konvertaza alternativnog puta aktivira komponentu C5. Dalja aktivacija komplementa se ne razlikuje od klasičnog puta. Dakle, komponenta C3 je vodeća u aktivaciji komplementa duž oba puta, određujući procese citolize. Tokom procesa aktivacije komplementa nastaju biološki aktivni fragmenti. Dakle, komponente C3 i C5a su anafilatoksini i djeluju na makrofage, granulocite i mastocite. Nastali patološki proces klinički se manifestira alergijskim i pseudoalergijskim reakcijama.

Kod bolesti praćenih stvaranjem imunoloških kompleksa (autoimune bolesti, infekcije), nivo proteina komplementa se smanjuje - hipokomplementemija. Nivo komplementa je najviši kod zamoraca, pa se njihov krvni serum koristi kao „komplement“ u serološkim testovima.

Komponente aktiviranog komplementa se vezuju za receptore komplementa koji se nalaze na leukocitima: CR1(CD35) - receptor tipa 1, vezuje C3b, koji se nalazi na eritrocitima i leukocitima, takođe vezuje Epstein-Barr virus; CR2(CD21) vezuje C3d, prisutan na limfocitima; CR3(CD11b/CD18) vezuje se za C3bi, eksprimira se na granulocitima i učestvuje u fagocitozi; CR4 (CD11c/CD18) za S3 je prisutan na fagocitima.

Interakcijom sa ovim ćelijskim receptorima, proizvodi aktivacije komplementa stimulišu funkcije leukocita i izazivaju upalu; ojačati antimikrobni imunitet.