Funkcije sistema komplementa. Sistem komplementa: pregled

Sistem komplementa

Kompleks napada na membranu koji uzrokuje lizu stanica.

Sistem komplementa- kompleks kompleksnih proteina, stalno prisutan 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 su odgovorne za imunološke reakcije, na svojoj površini imaju 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. težak od 24.000 do 400.000, cirkuliše u krvi i tkivna tečnost. 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 mogući rezultati aktivacija komplementa - sekvencijalna kombinacija takozvanih kasnih komponenti (C5, C6, C7, C8 i C9) u veliki proteinski kompleks koji uzrokuje lizu ćelija (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 događa 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 Različiti putevi dovode do stvaranja različitih C3 konvertaza, ali obe nastaju kao rezultat spontane kombinacije dve komponente komplementa koje su ranije aktivirane 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 velike veličine sa izmenjenom 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 puta aktivacije proizvode različite varijante C3 konvertaza (protein koji cijepa 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 hidrolizira C3, stvarajući C3a i C3b i izazivajući kaskadu dalje hidrolize elemenata sistema komplementa i aktivacijskih događaja. U klasičnom putu, aktivacija C3 konvertaze zahtijeva formiranje C4bC2a kompleksa. Ovaj kompleks nastaje cijepanjem C2 i C4 od strane C1 kompleksa. Kompleks C1 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 hemoatraktant koji pomaže privlačenju novih ćelija u područje aktivacije sistema komplementa. imune ćelije. 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 tkivni bazofili(mastociti) i bazofilni granulociti krv biološki aktivne supstance(histamin, serotonin, bradikinin), koji stimulišu inflamatorni odgovor (inflamatorni medijatori). Biološki aktivni sastojci, koji nastaju tokom cijepanja C3 I C5, dovode do oslobađanja vazoaktivnih amina kao što je histamin iz tkivnih bazofila (mastocita) i bazofilnih granulocita u krvi. Ovo je pak praćeno opuštanjem glatke mišiće i smanjenje kapilarnih endotelnih ćelija, povećana vaskularna permeabilnost. Fragment C5a i drugi proizvodi aktivacije komplementa pospješuju kemotaksiju, agregaciju i degranulaciju neutrofila i stvaranje slobodnih radikala kisika. Davanje C5a životinjama dovelo je do arterijska hipotenzija, sužavanje plućnih sudova i povećana vaskularna permeabilnost 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.

Faktor C3e, nastao cijepanjem faktora C3b, ima sposobnost da izazove migraciju neutrofila iz koštana srž, iu ovom slučaju biti uzrok leukocitoze.

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, dok njihovi aktivni oblici mogu postojati vrlo kratko vrijeme. 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.

Sistem komplementa je složen kompleks serumskih globulina. Ovaj kaskadni sistem proteolitičkih enzima namenjen je humoralnoj zaštiti organizma od delovanja stranih agenasa i uključen je u sprovođenje imunološkog odgovora organizma. Proteini sistema komplementa pružaju brz i efikasan odgovor na inicijalno slab signal i dovode ga do funkcionalnih posljedica. Komponente sistema komplementa obično se označavaju latiničnim slovima.

Postoje dva mehanizma za aktiviranje sistema komplementa:

klasična;

alternativa.

Ovi mehanizmi se povezuju na nivou 5. komponente i zatim se nastavljaju na isti način.

Klasičan način.

Mehanizam pokretanja je formiranje kompleksa antigen-antitijelo (AG-AT) na površini ciljne stanice. Istovremeno se javljaju konformacijske promjene u molekuli imunoglobulina (označuje se: Ig ili AT). Kao rezultat ovih promjena, Ig stiče sposobnost da veže C 1 q komponentu komplementa. C 1 r i C 1 s im se pridružuju i cijeli ovaj kompleks prolazi kroz konformacijsko preuređenje i pretvara se u C 1 esterazu, koja djeluje na C 4, C 4 a se cijepa, a C 4 b je dio kompleksa. Tada se C2 pridružuje kompleksu, formirajući novi supstrat za djelovanje C1s, C2b se cijepa, a C2a postaje dio kompleksa.

Dobijeni kompleks naziva se “C 3 -konvertaza”, a pod njegovim djelovanjem se cijepa peptid C 3 a, a C 3 b je dio kompleksa, koji se sada naziva “C 5 -konvertaza”. C5 konvertaza deluje na C5, odvaja C5a od njega, a C5b je deo kompleksa.

Nakon toga, C 6, C 7 i C 8 su sekvencijalno povezani sa C 5 b. Kao rezultat, formira se kompleks koji je sposoban vezati 2 molekula C9.

Ako se ovaj proces odvija na površini ciljne ćelije, tada komponente C 5 b-C 9 kompleksa formiraju membranski napadni kompleks, koji formira transmembranske kanale na površini ciljne ćelije koji su potpuno propusni za elektrolite i vodu. Ciljna ćelija umire.

Nusproizvodi (sporedni) procesa C 3 a i C 5 a imaju svojstva anafilotoksina.

Regulacija klasičnog puta.

Većina komponenti je aktivna samo kao dio kompleksa. Njihovi aktivni oblici mogu postojati vrlo kratko. Ako za to vrijeme ne ispune sljedeću komponentu, 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.

Inhibitori endogene proteinaze takođe učestvuju u regulaciji sistema komplementa. Najefikasniji od njih je C1 inhibitor.

Alternativni način.

Razlika između alternativnog puta i klasičnog je u tome što ne zahtijeva stvaranje imunoloških kompleksa da bi ga pokrenuo.

Mehanizam okidanja alternativnog puta je stvaranje C 3 b iz C 3 pod utjecajem nekog okidačkog faktora: na primjer, polisaharida bakterijskog ćelijskog zida.

C3b formira kompleks sa faktorom “B” (C 3 bB), koji je izložen proteazi D (uvek aktivna u krvnoj plazmi!). Kao rezultat, “Ba” se odcjepljuje i formira se kompleks C3bBb, koji ima proteolitičku aktivnost prema C5 - odcjepa C5a od njega.

Nakon toga, reakcije se odvijaju na isti način kao i na klasičan način.

Supstrat za C 3 b je takođe C 3, zbog čega više velika količina C 3 b - uočena je pozitivna povratna sprega. Stoga su čak i male količine C 3 bBb dovoljne da se dobije sve više i više aktivni oblik(pojačanje početno slabog signala).

Alternativni put normalno radi uvijek i vrlo aktivno, što omogućava brzi nespecifični odgovor na uvođenje stranih ćelija.

U regulaciji sistema komplementa učestvuju specifični inhibitori koji regulišu brzinu enzima ključnih reakcija.

Dopuna je sistem koji se sastoji od samih proteina komplementa, membranskih receptora za komplement, plazme i membranskih regulatora aktivnosti komplementa.

Proteini sistema komplementa

Sami proteini komplementa su niz glikoproteina i proteinskih faktora u krvnoj plazmi, uključujući 9 različitih komponenti. Oni formiraju višeenzimsku molekularnu kaskadu, u kojoj je proizvod jedne reakcije supstrat za drugu. U tom slučaju dolazi do postepenog povećanja litičkog potencijala i inicijalno slab inicijalni stimulans dovodi do snažnog konačnog antimikrobnog efekta.

Receptori za sistem komplementa

Postoje 4 tipa receptora za komponente komplementa (receptor komplementa, CR - I, II, III, IV). Prvi tip receptora (CR) nalazi se na površini ćelija koje predstavljaju antigen i crvenih krvnih zrnaca. Posreduje u hvatanju patogena za koji su vezani opsonini C3b i C4b. Vezivanje imunoloških kompleksa eritrocitima osigurava njihov transport do jetre i slezene, gdje se nalaze makrofagi. Drugi tip receptora (CR II) eksprimiran je na B limfocitima i folikularnim dendritskim ćelijama. Učestvuje u fiksaciji ovih ćelija: imunoloških kompleksa u germinativnim centrima folikula limfni čvorovi, uzrokujući dalju somatsku hipermutagenezu imunoglobulinskih receptora B-limfocita i formiranje memorijskih B-ćelija. CR III i CR IV po svojoj prirodi pripadaju β 2 -integrinima (molekuli adhezije) i specifični su za iC3b (inaktiviran pod uticajem faktora H) i C3d. Ovi receptori se nalaze pretežno na fagocitima i obavljaju dvostruku funkciju. Prvo, pospješuju migraciju fagocita na mjesto upale, budući da mogu stupiti u interakciju s molekulima adhezijske membrane ICAM-1 i ICAM-2, čija je ekspresija na stanicama tkiva jedan od orijentira za usmjereno kretanje. Drugo, fagociti, koji prodiru u leziju zahvaljujući CR III CR IV, prepoznaju komponente komplementa, što pospješuje fagocitozu patogena označenog opsoninom.

Inhibitori komplementa

Uz brojne komponente komplementa, u krvnoj plazmi cirkulišu proteini sa antagonističkim svojstvima, koji ograničavaju aktivaciju sistema komplementa tokom neutralizacije patogena. Jedan od najvažnijih je inhibitor prve komponente (C1-inhibitor), čiji nedostatak uzrokuje povećan rizik razvoj naslednog angioedema. Takozvani faktor H osigurava inaktivaciju C3b, podstičući njegovo dalje cijepanje na fragmente C3c i C3d, a faktor I uništava C3b i C4b.

Kao što vidite, 2 faktora plazme neutrališu C3b odjednom. To je neophodno za ispravan rad alternativnog puta, jer višak ovog fragmenta uzrokuje nerazumnu hiperaktivaciju komplementa, uzrokujući ozbiljno samooštećenje. Do pokretanja kaskade dolazi upravo zbog C3b, nastalog tokom spontane hidrolize C3. Treba napomenuti da je spontana hidroliza uvek ograničena, što sprečava moguću hiperaktivaciju sistema. U isto vrijeme, pod djelovanjem C3 konvertaze, fragment C3b se formira u količini dovoljnoj da pokrene novu kaskadu, čijim se odvijanjem oslobađa dodatni dio C3b. Zbog ove pozitivne povratne informacije, komplement povećava svoj litički potencijal dok količina patogena ostaje nepromijenjena. Međutim, ako se opisani proces ne kontrolira, sasvim je moguća nerazumna hiperaktivacija komplementa na alternativnom putu i kao rezultat toga oštećenje vlastitog tkiva. Štaviše, alternativni mehanizam može biti potenciran i C3b, koji se oslobađa kao rezultat klasičnog puta aktivacije koji se odvija paralelno. Stoga je za ispravan rad cijelog sistema neophodna adekvatna deaktivacija rezultirajućeg C3b.

Budući da komplement vrši prepoznavanje uzoraka, a membranske strukture vlastitih stanica normalno prolaze kroz dinamičke promjene, postoji potencijalna opasnost od autoagresije posredovane komplementom. Da bi se to spriječilo, zaštitni proteini se "ugrađuju" u membrane vlastitih stanica, deaktivirajući kaskadu komplementa. Radi se o o faktoru ubrzanja propadanja (DAF), koji se nalazi na krvnim stanicama, epitelnim stanicama i endotelnim stanicama. Poboljšava katabolizam ključnih enzima kaskade - C3 i C5 konvertaza. Proteini za zaštitu membrane također uključuju protein kofaktor membrane (MCP), koji je kofaktor u proteolizi C3b i C4b pomoću faktora 1.

Uloga sistema komplementa

Uloga sistema komplementa je: Materijal sa sajta

• Omogućava citolizu (uništenje modificiranih vlastitih stanica) i baktericidno djelovanje (uništenje bakterija). U tom smislu komplement dopunjuje (lat. complementare - dopuniti) djelovanje lizozima.
• Stvaranje anafilatoksina (C3a, C4a i C5a), koji induciraju oslobađanje histamina i drugih biološki aktivnih supstanci iz mastocita i bazofila, uzrokujući razvoj vazodilatacije, plazmoragije i kontrakcije glatkih mišića bronha.
• Sprovođenje kemotaktičkog efekta na neutrofile, eozinofile i monocite, što dovodi do ćelijske infiltracije žarišta upale.
• Osiguravanje adhezije, opsonizacije i fagocitoze, što doprinosi uništavanju patogena.
• Pružanje otpornosti na viruse (fragmenti C1-C9 su sposobni da liziraju viruse; fragment C3b je opsonin; pojedinačne komponente komplementa blokiraju prodor virusa u ćeliju).
• Učestvovanje u čišćenju imunih kompleksa, koji se uništavaju direktno komplementom i makrofagima slezene i jetre koji sadrže receptore za komplement (prvenstveno za Clq).
• Osiguravanje prevencije samoozljeđivanja tijekom upale, jer se zbog uništavanja cirkulirajućih imunoloških kompleksa sprječava mogućnost razvoja patologije imunološkog kompleksa (glomerulonefritis, vaskulitis).
• Provođenje aktivacije

dopuna - suštinski element imunološki sistem kičmenjaka i ljudi, koji igra ključnu ulogu u humoralni mehanizamštiti organizam od patogena. Termin je prvi uveo Ehrlich da označi komponentu krvnog seruma, bez koje je baktericidna svojstva nestao. Nakon toga je utvrđeno da je ovaj funkcionalni faktor skup proteina i glikoproteina koji, u interakciji jedni s drugima i sa stranom ćelijom, uzrokuju njenu lizu.

Complement se doslovno prevodi kao "komplement". U početku se smatrao samo još jednim elementom koji pruža baktericidna svojstva živog seruma. Moderne reprezentacije o ovom faktoru mnogo šire. Utvrđeno je da je komplement složen, fino regulisan sistem koji u interakciji sa humoralnim i ćelijskim faktorima imunog odgovora ima snažan uticaj na razvoj. upalna reakcija.

opšte karakteristike

U imunologiji, sistem komplementa je grupa serumskih proteina kičmenjaka koji pokazuju baktericidna svojstva i urođeni su mehanizam humoralne odbrane organizma od patogena, sposobnih da djeluju samostalno iu kombinaciji s imunoglobulinima. U potonjem slučaju, komplement postaje jedna od poluga specifičnog (ili stečenog) odgovora, budući da sama antitijela ne mogu uništiti strane ćelije, već djeluju indirektno.

Efekat lize se postiže stvaranjem pora na membrani strane ćelije. Takvih rupa može biti mnogo. Kompleks koji perforira membranu sistema komplementa naziva se MAC. Kao rezultat njegovog djelovanja, površina strane ćelije postaje rupičasta, što dovodi do oslobađanja citoplazme prema van.

Komplement čini oko 10% svih proteina u serumu. Njegove komponente su uvijek prisutne u krvi, bez ikakvog djelovanja dok se ne aktiviraju. Svi efekti komplementa su rezultat uzastopnih reakcija - bilo razgradnje njegovih sastavnih proteina ili dovode do stvaranja njihovih funkcionalnih kompleksa.

Svaka faza takve kaskade podliježe strogoj regulaciji povratnih informacija, koja, ako je potrebno, može zaustaviti proces. Aktivirane komponente komplementa pokazuju širok spektar imunoloških svojstava. Istovremeno, efekti na organizam mogu biti i pozitivni i negativan uticaj.

Osnovne funkcije i efekti komplementa

Akcija aktiviran sistem dopuna uključuje:

• Liza stranih ćelija bakterijske i nebakterijske prirode. Izvodi se zbog formiranja posebnog kompleksa, koji se ugrađuje u membranu i u njoj pravi rupu (perforira).
• Aktivacija uklanjanja imunoloških kompleksa.
• Opsonizacija. Vezivanjem na ciljne površine, komponente komplementa ih čine privlačnima za fagocite i makrofage.
• Aktivacija i hemotaktičko privlačenje leukocita na mjesto upale.
• Formiranje anafilotoksina.
• Olakšavanje interakcije ćelija koje predstavljaju antigen i B ćelija sa antigenima.

Dakle, komplement ima kompleksno stimulativno dejstvo na ceo imuni sistem. Međutim, prekomjerna aktivnost ovog mehanizma može negativno utjecati na stanje organizma. Negativni komplementi uključuju:

• Pogoršanje kursa autoimune bolesti.
• Septički procesi (podložni masovnoj aktivaciji).
• Loš uticaj na tkivu u području nekroze.

Defekti u sistemu komplementa mogu dovesti do autoimunih reakcija, tj. do oštećenja sopstvenih zdravih tkiva imunološki sistem. Zato postoji tako stroga višestepena kontrola aktivacije ovaj mehanizam.

Proteini komplementa

Funkcionalno, proteini sistema komplementa podijeljeni su na komponente:

• Klasični put (C1-C4).
• Alternativni put (faktori D, B, C3b i properdin).
• Kompleks napada na membranu (C5-C9).
• Regulatorna frakcija.

Brojevi C proteina odgovaraju redosledu njihovog otkrića, ali ne odražavaju redosled njihove aktivacije.

Regulatorni proteini sistema komplementa uključuju:

• Faktor H.
• C4 vezujući protein.
• Protein membranskog kofaktora.
• Komplementni receptori prvog i drugog tipa.

C3 je ključan funkcionalni element, budući da se nakon njegovog razgradnje formira fragment (C3b) koji se vezuje za membranu ciljne ćelije, započinjući proces formiranja litičkog kompleksa i pokreće takozvanu amplifikacionu petlju (mehanizam pozitivne povratne sprege).

Aktivacija sistema komplementa

Aktivacija komplementa je kaskadna reakcija u kojoj svaki enzim katalizira aktivaciju sljedećeg. Ovaj proces se može odvijati i uz učešće komponenti stečenog imuniteta (imunoglobulina) i bez njih.

Postoji nekoliko načina za aktiviranje komplementa, koji se razlikuju po redoslijedu reakcija i skupu proteina koji su uključeni u njega. Međutim, sve ove kaskade dovode do jednog rezultata - formiranja konvertaze koja cijepa C3 protein na C3a i C3b.

Postoje tri načina da aktivirate sistem komplementa:

• Classical.
• Alternativa.
• Lectin.

Među njima je samo prvi povezan sa stečenim imunološkim sistemom, a ostali imaju nespecifičnu prirodu djelovanja.

U svim putevima aktivacije mogu se razlikovati 2 faze:

• Početak (ili stvarna aktivacija) - uključuje čitav niz reakcija do formiranja C3/C5 konvertaze.
• Citolitički - odnosi se na formiranje membranskog napadačkog kompleksa (MAC).

Drugi dio procesa je sličan u svim fazama i uključuje proteine ​​C5, C6, C7, C8, C9. U ovom slučaju, samo C5 prolazi kroz hidrolizu, a ostatak se jednostavno spaja, formirajući hidrofobni kompleks sposoban da ubaci i perforira membranu.

Prva faza se zasniva na sekvencijalnom pokretanju enzimske aktivnosti proteina C1, C2, C3 i C4 hidrolitičkim cijepanjem na velike (teške) i male (lake) fragmente. Rezultirajuće jedinice su označene malim slovima a i b. Neki od njih vrše prijelaz u citolitičku fazu, dok drugi djeluju kao humoralni faktori imunološkog odgovora.

Klasičan način

Klasični put aktivacije komplementa počinje interakcijom C1 enzimskog kompleksa sa grupom antigen-antitijelo. C1 je dio od 5 molekula:

• C1q (1).
• C1r(2).
• C1s (2).

U prvom koraku kaskade, C1q se vezuje za imunoglobulin. To uzrokuje konformacijsko preuređenje cijelog C1 kompleksa, što dovodi do njegove autokatalitičke samoaktivacije i stvaranja aktivnog enzima C1qrs, koji cijepa C4 protein na C4a i C4b. U tom slučaju sve ostaje vezano za imunoglobulin, a time i za membranu patogena.

Nakon postizanja proteolitičkog efekta, antigenska grupa - C1qrs vezuje za sebe C4b fragment. Takav kompleks postaje pogodan za vezivanje za C2, koji se pod uticajem C1s odmah cepa na C2a i C2b. Kao rezultat, stvara se C3 konvertaza C1qrs4b2a, čije djelovanje formira C5 konvertazu, koja pokreće formiranje MAC-a.

Alternativni put

Ova aktivacija se inače naziva mirovanjem, jer se hidroliza C3 odvija spontano (bez učešća posrednika), što dovodi do periodičnog, bezuzročnog stvaranja C3 konvertaze. Alternativni put se javlja kada se patogen još nije formirao. U ovom slučaju, kaskada se sastoji od sljedećih reakcija:

1. Prazna hidroliza C3 da bi se formirao fragment C3i.
2. C3i se vezuje za faktor B, formirajući C3iB kompleks.
3. Povezani faktor B postaje dostupan za cijepanje pomoću D-proteina.
4. Ba fragment se uklanja i ostaje kompleks C3iBb, a to je C3 konvertaza.

Suština slepe aktivacije je da je u tečnoj fazi C3 konvertaza nestabilna i brzo hidrolizira. Međutim, nakon sudara s membranom patogena, on se stabilizira i pokreće citolitičku fazu sa stvaranjem MAC-a.

Lectin pathway

Lektinski put je vrlo sličan klasičnom. Glavna razlika leži u prvom koraku aktivacije, koji se ne događa kroz interakciju s imunoglobulinom, već kroz vezivanje C1q za terminalne manan grupe prisutne na površini. bakterijske ćelije. Dalje aktiviranje se provodi potpuno identično klasičnom putu.

O. Sistem komplementa je uključen inaktivacija mikroorganizama, uklj. posreduje u djelovanju antitijela na mikrobe.

B. Aktivne frakcije sistema komplementa aktiviraju fagocitozu(opsonini - C3b i C5b).

B. Učestvuju aktivne frakcije sistema komplementa formiranje upalnog odgovora.

Njihovo djelovanje na mastocite uzrokuje degranulaciju potonjih.

Anafilotoksini također djeluju na glatke mišiće, što ih dovodi do kontrakcije.

Djeluju i na zid krvnih žila: izazivaju aktivaciju endotela i povećanje njegove permeabilnosti, što stvara uslove za ekstravazaciju (izlazak) tekućine i krvnih stanica iz vaskularnog korita tokom razvoja upalne reakcije.

C3a djeluje kao imunosupresor (tj. potiskuje imuni odgovor).

C5a je imunostimulans (tj. pojačava imuni odgovor).

Kompleks C5bC6C7C8C9 nastao kao rezultat aktivacije komplementa naziva se membranski napadni kompleks (MAC).

Za izvođenje bakteriolize ili citolize potrebna je aktivacija komponenti komplementa od C3 do C9 klasičnim ili alternativnim putem. Veliki fragmenti C3b i C4b djeluju kao opsonini - adsorbirani na površini stanica, pojačavaju fagocitnu reakciju i promoviraju imunološku adheziju kompleksa Ag-AT-komplementa na površinu imunokompetentnih stanica (B-limfocita). Polipeptidi niskomolekularnih fragmenata - C3, C5a potiču oslobađanje biogenih amina (histamin, serotonin) iz mastocita, izazivaju kontrakciju glatkih mišića, povećavaju vaskularnu permeabilnost, uzrokuju hemotaksiju neutrofila i monocita do mjesta upale. CI-C4 komponente neutraliziraju neke viruse. Sintezu proteina komplementa provode ćelije mononuklearnog fagocitnog sistema, fiblasti i jetra. Ljudi imaju genetske defekte u većini komponenti komplementa. Klinički se manifestuju u obliku sindroma sistemskog eritematoznog lupusa, rekurentnih piogenih infekcija i angioedema.

Podaci o funkcionalnoj aktivnosti proteina komplementa i njihovim koncentracijama daju vrlo važne informacije o toku bolesti i mogu se koristiti za procjenu težine bolesti, efikasnosti terapijskih mjera i prognoze bolesti.

Metode za proučavanje sistema komplementa

I. Određivanje ukupne hemolitičke aktivnosti klasičnog puta. Krvni serum se razblaži fiziološkim rastvorom 1:10 i dodaje u epruvete u zapremini od 0,05 do. 0,5 ml. Zapremina uzorka se podesi na 1,5 ml fiziološkim rastvorom i doda se 1,5 ml hemolitičkog sistema (mešavina jednakih zapremina 3% suspenzije ovčijih eritrocita i hemolitičkog seruma). Epruvete su inkubirane na 37°C tokom 45 minuta, ohlađene na 4°C da bi se zaustavila reakcija i centrifugirane na 1500 rpm tokom 4-5 minuta. Nakon centrifugiranja određuje se volumen seruma koji uzrokuje lizu 50% senzibiliziranih eritrocita (konvencionalna hemolitička jedinica aktivnosti komplementa - CH 50), zatim se izračunava količina CH 50 po ml cijelog seruma. Kod zdravih ljudi, titar komplementa (CH 50 po ml) je otprilike 40-60 CH 50.

Utvrđuje se i hemolitička aktivnost alternativnog puta komplementa, ali umjesto senzibiliziranih eritrocita ovaca, za blokiranje klasičnog aktivacijskog puta koriste se nesenzibilizirani eritrociti kunića i fiziološki rastvor koji sadrži Mg ione, ali bez Ca.

2. Određivanje funkcionalne aktivnosti pojedinih komponenti. Ova metoda vam omogućava da odredite broj funkcionalno aktivnih molekula u 1 ml krvnog seruma. Za to se senzibiliziranim eritrocitima dodaje reagens za određenu komponentu komplementa (kao reagens se koristi ili mješavina komponenata komplementa, isključujući potrebnu, ili krvni serum bez aktivnosti ove komponente. Serum za titraciju komponente klasičnog puta se razblažuje 40-50 puta, a alternativno - 5-7 puta. Na ovaj način moguće je ustanoviti defekt u pojedinim komponentama i odrediti profil komplementa kod različitih bolesti.

3. Imunohemijsko određivanje koncentracije komponenata komplementa. Ova metoda istraživanja vam omogućava da odredite koncentraciju svakog proteina komplementa koristeći antiserume (antitijela) na njih. Koncentracija proteina se izražava u g/l. Za određivanje se koristi metoda radijalne imunodifuzije kod arape.

4 Određivanje aktivnosti komplementa i njegovih komponenti radijalnom hemolizom u agar gelu. Hemolitički sistem se pomiješa sa rastopljenim agarom u omjeru 1:7 i brzo se sipa u sterilne Petrijeve posude. Nakon stvrdnjavanja, u agaru se prave bunari prečnika 4 mm (do 15 rupa na 1 šoljici). Jažice se napune test serumima i ploče se stave u frižider na 4°C na 21 sat kako bi se omogućilo da proteini komplementa difundiraju u agar. Zatim se čaše stavljaju u termostat na 60 minuta kako bi se otkrile zone hemolize. Kriterijum za aktivnost komplementa je kvadrat prečnika zona hemolize.