Ефекторната роля на комплемента. Протеини от системата на комплемента: свойства и биологична активност. Класически път на активиране на системата на комплемента

Биологични функции на комплемента

Одинцов Ю.Н., Перелмутер В.М. Биологични функции на комплемента

Одинцов Ю.Н., Перелмутер В.М.

Сибирска държава медицински университет, Томск

© Одинцов Ю.Н., Перелмутер В.М.

Комплементът е един от най-важните резистентни фактори в организма. Системата на комплемента може да участва в различни ефекторни механизми, главно в лизис (комплементарно убиване) и опсонизация на микроорганизми. Макрофагите могат да участват в превключването на литичната функция на комплемента към опсоничната. Функциите на комплемента при бактериози зависят от патогенезата на инфекциозното заболяване.

Ключови думи: комплемент, бактериолиза, опсонизация, инфекциозен процес.

Един от истинските основни съпротивителни фактори е комплементът. Основните му функции са бактериален лизис, бактериална опсонизация за фагоцитоза. Промяната на литичната функция за опсонична функция зависи от макрофагите. Функциите на комплемента при бактериоза зависят от характеристиките на патогенезата на инфекциозното заболяване.

Ключови думи: комплемент, бактериолиза, опсонизация, инфекциозен процес.

UDC 576:8.097.37

Човешкото тяло има две основни линии на защита срещу патогени на инфекциозни заболявания: неспецифична (резистентност) и специфична (имунитет).

Факторите на първата линия на защита (съпротива) се характеризират с редица Общи черти: 1) те се образуват много преди срещата с патогена (вътрематочен период); 2) неспецифични; 3) са генетично обусловени; 4) генотипно и фенотипно разнородни (хетерогенни) в популацията; 5) висока устойчивост към един патоген може да се комбинира с ниска устойчивост към друг; 6) резистентността зависи главно от функционалното състояние на макрофагите, което се контролира от гени, които не са свързани с HLA, и състоянието на системата на комплемента (контролирана от HLD).

Комплементът е многокомпонентна плазмена ензимна система, чийто състав и функция като цяло са добре проучени и е един от най-важните фактори за устойчивостта на организма. През 1960-1970г. беше особено популярно определянето на титъра на комплемента като един от показателите за резистентност. И в момента много изследвания са посветени на изследването на функцията на комплемента. Има обаче

не само определени трудности и противоречия при обяснението на механизма на активиране на комплемента, но все пак

някои механизми на активиране и функциониране на комплемента остават недостатъчно проучени. Тези противоречиви въпроси включват механизма на действие на инхибиторите на активирането на комплемента in vivo, механизма на превключване на активирането на комплемента от литична към опсонична функция и разбирането на ролята на комплемента в саногенезата при различни инфекции.

Има 14 протеина (компоненти) на кръвната плазма, които изграждат системата на комплемента. Те се синтезират от хепатоцити, макрофаги и неутрофили. Повечето от тях принадлежат към р-глобулините. Съгласно приетата от СЗО номенклатура системата на комплемента се обозначава със символа C, а отделните й компоненти със символите Cl, C2, C3, C4, C5, C6, C7, C8, C9 или главни букви(D, B, P). Част от компонентите (Cl, C2, C3, C4, C5, B) се разделят на съставните им субкомпоненти - по-тежки, с ензимна активност и по-малко тежки, без ензимна активност, но запазващи самостоятелна биологична функция. Активираните комплекси от протеини на системата на комплемента са маркирани с лента над комплекса (например C4b2a3b - C5 конвертаза).

В допълнение към комплементните протеини (C1-C9), при осъществяването на своята биологична активност, те вземат

участие и други протеини, които изпълняват регулаторни функции:

а) рецептори на клетъчната мембрана на макроорганизма за субкомпоненти на комплемента: CR1(CD35), CR2(CD21), CR3(CD11b/CD18), CR4(CD11c/CD18), C1qR, C3a/C4aR, C5aR;

б) мембранни протеини на клетки на макроорганизми: мембранен кофакторен протеин (MCP или MCP - мембранно-свързан кофактор на протеолиза, CD46), фактор за ускоряване на дисоциацията (FAD или DAF - фактор за ускоряване на разпадането, CD55), протекторин (CD59);

в) протеини на кръвната плазма, които извършват положителна или отрицателна регулация: 1) положителна регулация - фактор B, фактор D, пропердин (P); 2) отрицателна регулация - фактор I, фактор H, протеин-свързващ C4b (C4 свързващ протеин, C4bp), C1 инхибитор (C1-inh, serpin), S-протеин (vitronectin).

По този начин повече от 30 компонента участват във функциите на системата на комплемента. Всеки протеинов компонент (субкомпонент) на комплемента има определени свойства (Таблица 1).

Обикновено компонентите на комплемента са в плазмата в неактивно състояние. Те стават активни в процеса на многостепенни реакции на активиране. Активираните компоненти на комплемента действат в определен ред под формата на каскада от ензимни реакции, а продуктът от предишното активиране служи като катализатор за включването на нов субкомпонент или компонент на комплемента в последващата реакция.

Системата на комплемента може да участва в различни ефекторни механизми:

1) лизиране на микроорганизми (допълнително убиване);

2) опсонизация на микроорганизми;

3) разделяне на имунните комплекси и тяхното изчистване;

4) активиране и хемотаксично привличане на левкоцити към фокуса на възпалението;

5) засилване на индукцията на специфични антитела чрез: а) засилване на локализацията на антигена върху повърхността на В-лимфоцити и антиген-представящи клетки (АРС); б) понижаване на прага на активиране на В-лимфоцитите.

Най-важните функции на комплемента са лизиране на патогенни мембрани и опсонизация на микроорганизми.

маса 1

Компоненти и подкомпоненти на комплемента, включени в класическите и алтернативни пътища на активиране на комплемента

Компонент (подкомпонент) Молекулно тегло, kD Подкомпонент Серумна концентрация, μg/ml Функция

C1 1124 1 C1q 2 C1r 2 C1s - Ензимен комплекс

Clq 460 - 80 Свързване към дълговерижен ^ или 1dM комплекс антиген-антитяло

Clr 166 - 30-50 Протеаза, активираща Cb

Cls 166 - 30-50 Серинова протеаза, активираща С4 и С2

C2 110 2a, 2b 15-25 Форма C3-конвертаза (C4b2a) и след това C5-конвертаза (C4b2a3b) на класическия път

SZ 190 3a, 3b 1200

С4 200 4а, 4б 350-500

C5 191 5a, 5b 75 Образуване на мембранно атакуващ комплекс, който образува пора в мембраната на целевата клетка

Фактор B 95 Ba, Bb 200 форма C3-конвертаза (C3bbp) и след това C5-конвертаза (Cbbbb) на алтернативния път

Фактор D 25 - 1

Properdin(R) 220 25 Алтернативен път С3-конвертазен стабилизатор (C3bb), блокира дисоциацията на C3bb под действието на фактор H

Допълнителен лизис на микроорганизми

Лизисът на микроорганизмите възниква в резултат на образуването на мембранно атакуващ комплекс (MAC), състоящ се от

един от компонентите на комплемента. В зависимост от това как е настъпило образуването на MAC, има няколко начина за активиране на комплемента.

Класически (имунокомплексен) път на активиране на комплемента

Този път на активиране на комплемента се нарича класически, защото е първият описан и дълго време остава единственият известен днес. В класическия път на активиране на комплемента началната роля играе комплексът антиген-антитяло (имунен комплекс (IC)). Първата връзка в активирането на комплемента е свързването на С^-субкомпонента на С1 компонента с имуноглобулина на имунния комплекс. По-специално, в случай на активиране на комплемента от имуноглобулини от клас G (Ig31, IgG2, IgG3, Ig4), това се извършва от аминокиселинни остатъци в позиции 285, 288, 290, 292 на тежката верига на DO. Активирането на това място става само след образуването на комплекса антиген-антитяло (AG-AT). Способността за активиране на комплемента по класическия път се притежава с намаляваща интензивност с 1dM, Ig3, DO1 и DO2.

Компонентът на комплемента C^ се състои от три субединици (фиг. 1), всяка от които има два центъра за свързване с 1g в комплекса AG-AT. Така една пълна молекула C^ има шест такива центъра. По време на образуването на комплекса AG-1gM, молекулата C^ се свързва с поне два втори домена (CH2) на същата молекула 1gM и когато имуноглобулини от клас G участват в образуването на комплекса AG-AT, тя се свързва с втори домейни (CH2) на поне две различни молекули ^ в комплексите AG-^. Прикрепен към AG-AT, C^ придобива свойствата на серинова протеаза и инициира активирането и включването на две C1r молекули в C^. C1r от своя страна инициира активирането и включването на две други молекули, C^, в C^. Активираният C^ има активност на серин естераза.

След това C^ на комплекса C1 разцепва C4 на по-голям фрагмент C4b и по-малък фрагмент C4a. C4b е свързан чрез ковалентни връзки с амино и хидроксилни групи на молекулите на клетъчната мембрана (фиг. 2). C4b, фиксиран върху повърхността на мембраната (или на AG-AT комплекса), свързва C2, който става достъпен за ензимно разцепване от същата серинова протеаза C^. В резултат на това се образуват малък фрагмент 2b и по-голям фрагмент C2a, които чрез комбиниране със C4b, прикрепен към повърхността на мембраната, образуват ензимен комплекс C4b2a, на-

наречена C3-конвертаза на класическия път на активиране на комплемента.

Ориз. Фиг. 1. Компоненти на ензимния комплекс C1 (1d2r2e) и неговото взаимодействие с комплекса антиген-антитяло (AG-I или AG-1gM): J - верига, която комбинира пентамерни мономери

СЗВВ -» -СЗВВР

аз------------------

Подсилващ контур Фиг. 2. Активиране на комплемента по класическия път

Получената C3 конвертаза взаимодейства с C3 и го разцепва на по-малък C3 фрагмент и по-голям C3b фрагмент. Концентрацията на C3 в плазмата е най-високата от всички компоненти на комплемента и един ензимен комплекс C4b2a (C3-конвертаза) е в състояние да разцепи до 1000 молекули C3. Това създава висока концентрация на C3b върху повърхността на мембраната (усилване на образуването на C3b). След това C3b се свързва ковалентно с C4b, който е част от C3-конвертазата. Образуваният тримолекулен комплекс C4b2a3b е C5-конвертаза. C3b в C5-конвертазата се свързва ковалентно с повърхността на микроорганизмите (фиг. 2).

Субстратът за C5 конвертазата е C5 компонентът на комплемента, чието разцепване завършва с образуването на по-малък C5a и по-голям C5b. Относно-

образуването на C5b инициира образуването на мембранен атакуващ комплекс. Протича без участието на ензими чрез последователно добавяне на компоненти C6, C7, C8 и C9 на комплемента към C5b. C5b6 е хидрофилен, а C5b67 е хидрофобен комплекс, който е включен в липидния двоен слой на мембраната. Прикрепването към C5b67 C8 допълнително потапя получения комплекс C5b678 в мембраната. И накрая, 14 молекули C9 са фиксирани към комплекса C5b678. Образуваният C5b6789 е комплексът за атака на мембраната. Полимеризацията на C9 молекулите в комплекса C5b6789 води до образуването на несвита пора в мембраната. Водата и N8+ навлизат в клетката през порите, което води до клетъчен лизис (фиг. 3).

Разтворени съединения

Интензивността на образуване на MAC в класическия път на активиране на комплемента се увеличава поради амплификационната верига на алтернативния път на активиране на комплемента. Цикълът на усилване започва от момента на образуване ковалентна връзка C3b с повърхността на мембраната. Във формирането на примката участват три. допълнителен протеинплазма: B, D и P (правилен дин). Под въздействието на фактор D (серин естераза), C3b-свързаният протеин B се разцепва на по-малък Ba фрагмент и по-голям Bb фрагмент, който се свързва с C3b (виж Фиг. 2). Добавянето на пропердин, който действа като стабилизатор на комплекса C3b Bb, към комплекса C3bb завършва образуването на алтернативния път C3-конвертаза, C3bbp. Алтернативният път C3 конвертаза разцепва C3 молекули, за да образува допълнителен C3b, което води до все повече и повече C5 конвертаза и в крайна сметка повече MAA. MAC действие-

et независимо и вероятно индуцира апоптоза през каспазния път.

Алтернативен (спонтанен) път на активиране на комплемента

Механизмът на активиране на комплемента по алтернативния път се дължи на спонтанна хидролиза на тиоетерната връзка в нативната С3 молекула. Този процес протича постоянно в плазмата и се нарича "активиране на празен ход" на С3. В резултат на хидролизата на С3 се образува неговата активирана форма, обозначена като С31.Освен това C3i свързва фактор В. Фактор D разделя фактор В в комплекса C3iB на малък Ba фрагмент и голям Bb фрагмент. Полученият C3iBb комплекс е C3-конвертаза в течна фаза на алтернативния път на активиране на комплемента. След това конвертазата в течна фаза C3iBb разцепва C3 на C3a и C3b. Ако C3b остане свободен, той се разрушава чрез хидролизиране от вода. Ако C3b се свързва ковалентно с повърхността на бактериална мембрана (мембраната на всеки микроорганизъм), тогава той не претърпява протеолиза. Освен това, той инициира образуването на верига за усилване на алтернативен път. Фактор B е прикрепен към фиксирания C3b (C3b има по-голям афинитет към фактор B, отколкото към фактор H), образува се комплекс C3bB, от който фактор D

отцепва малък фрагмент от Ba. След добавяне на пропердин, който е стабилизатор на комплекса C3bb, се образува комплексът C3bbp, който е алтернативен път на C3-конвертазата, свързана с повърхността на мембраната. Свързаната C3 конвертаза инициира прикрепването на допълнителни C3b молекули на същото място (C3b амплификация), което води до бързо локално натрупване на C3b. Освен това, свързаната C3 конвертаза разцепва C3 на C3a и C3b. Прикрепването на C3b към C3 конвертазата образува C3bb3 комплекс (C3b2bb), който е алтернативен път на C5 конвертаза. След това компонентът C5 се разцепва и се образува MAC, както при класическия път на активиране на комплемента.

Спонтанна хидролиза

аз__________________________ аз

Gain Loop

Ориз. 4. Алтернативен (спонтанен) път на активиране на комплемента

"idle" активиране

Микроорганизъм

Път на активиране на лектин комплемент

Липополизахаридите (LPS) на грам-отрицателни бактерии, които могат да съдържат остатъци от маноза, фукоза, глюкозамин, се свързват с лектини (суроватъчни протеини, които силно свързват въглехидратите) и индуцират лектиновия път на активиране на комплемента. Например, тригер за лектиновия път на активиране на комплемента може да бъде манан-свързващ лектин (MBL), като C2, който принадлежи към семейството на калций-зависимите лектини.

Той се комбинира с манозата, която е част от бактериалната клетъчна стена, и придобива способността да взаимодейства с две манан-свързващи лектин-свързани серинови протеинази, MASP1 и MASP2, идентични съответно на C1r и C13.

Взаимодействието [MSL-MASP1-MASP2] е аналогично на образуването на комплекса [C^-C1r-C^]. Впоследствие активирането на комплемента става по същия начин, както при класическия път (фиг. 5).

4a 2b C3a C3b C5a

Gain Loop

Ориз. 5. Лектинов път на активиране на комплемента (М - маноза като част от повърхностните структури на клетката, например LPS)

Протеините от семейството на пентраксините, които имат свойствата на лектини, като амилоиден протеин, С-реактивен протеин, също са способни да активират комплемента чрез лектиновия път, взаимодействайки със съответните субстрати на бактериалните клетъчни стени. Така С-реактивният протеин активира форсфорилхолина в клетъчната стена на Грам-положителните бактерии. И тогава активираният форфорилхолин започва класическия начин за сглобяване на компоненти на комплемента.

C3b, който се образува от C3, под въздействието на всяка C3-конвертаза, се свързва с целевата мембрана и става място допълнително образование C3b. Този етап от каскадата се нарича "усилваща верига". Какъвто и да е пътят на активиране на комплемента, ако не е блокиран от един от регулаторните фактори, той завършва с образуването на мембранен атакуващ комплекс, който образува несвиваща се пора в бактериалната мембрана, което води до нейната смърт.

Алтернативните и лектиновите пътища на активиране на комплемента чрез времето на задействане при инфекциозно заболяване са ранни. Те могат да се активират още в първите часове след навлизането на патогена във вътрешната среда на макроорганизма. Класическият път на активиране на комплемента е късен: той започва да "работи" само когато се появят антитела (1 dM,

Регулаторни протеини за активиране на комплемента

Процесът на активиране на комплемента се регулира от мембранни (Таблица 2) и плазмени (Таблица 3) протеини.

Пътищата за активиране на комплемента и образуването на MAC могат да бъдат блокирани от различни фактори:

1) класически, лектин:

Действието на C1 инхибитор, който свързва и инактивира C1g и C^;

Потискане на образуването на C3-конвертаза на класическия и лектинов път (C4b2a) под въздействието на фактори I, H, C4-Lp, FUD, ICD и C^1;

Потискане на взаимодействието на компонентите на комплемента с повърхността на клетките на макроорганизма чрез действието на FUD ^55), CR1 (CD35), ICD ^46);

2) алтернатива:

Дисоциация на комплексите C3iBb и C3bb чрез действието на Н фактора;

C3b разцепване от фактор I с участието на един от трите кофактора: фактор Н (плазма), CR1 или LAB (свързан на повърхността на клетките на макроорганизма);

Потискане на образуването на C3-конвертаза на алтернативния път на повърхността на клетките на макроорганизма чрез действието на FUD, CR1 или LAB.

таблица 2

Мембранни регулаторни протеини

Клетъчен (разположен върху мембраните на клетките на макроорганизма)

Фактор Изразяване на клетки Функция Резултат

CR1 ^35) В-лимфоцити; моноцити (макрофаги); гранулоцити; фоликуларни дендритни клетки; NK клетки Потиска свързването на C2 към C4b; предизвиква и ускорява дисоциацията на C4b2a на C4b и 2a; кофактор на катаболизъм C4b под действието на фактор I; кофактор на катаболизъм C3b под действието на фактор I; ускорява дисоциацията на C3bb с освобождаването на c3b Потиска активирането на комплемента чрез всеки път на мембраните на собствените клетки на тялото

МКБ ^46) Т-лимфоцити; В-лимфоцити; моноцити (макрофаги); гранулоцити; дендритни клетки; NK клетки Потиска образуването на конвертази: C4b2a и C3bb; кофактор на катаболизъм C4b под действието на фактор I; катаболизъм кофактор C3b под действието на фактор I Същото

FUD ^55) Т-лимфоцити; В-лимфоцити; моноцити (макрофаги); гранулоцити; дендритни клетки; NK клетки; тромбоцити Инхибира образуването на C4b2a конвертаза по класическия път; инхибира образуването на алтернативен път C3bb конвертаза; инхибира свързването на C2 към C4b; ускорява дисоциацията на C4b2a на C4b и 2a; ускорява дисоциацията на C3bb с освобождаването на c3b

Protectin (L59) Всички клетки макро- Свързва се с 5b678 и инхибира потапянето му в мембраната Предотвратява лизис

организъм | и внедряване на C9 | собствени клетки

Таблица H

Плазмени регулаторни протеини

Фактор Функция Молекулно тегло и серумна концентрация Осъществяване на ефект върху соматичните клетки и (или) върху патогени

Фактор H (лесно се свързва със сиаловите киселини на повърхността на клетките на макроорганизма) Потиска образуването на C4b2a конвертаза по класическия път; инхибира образуването на алтернативен път C3bBb конвертаза; причинява дисоциация на C3iBb конвертазата в течна фаза в C3i и Bb; кофактор на катаболизма C3i и Bb; причинява дисоциация на C3bBb конвертаза в C3b и Bb 150 Kda, 500 µg/ml

Фактор I (плазмена протеаза) Инхибира образуването на класически път C4b2a конвертаза 90 Kda, 35 µg/ml

Заедно с един от кофакторите (ICB, CR1, C4bp) разделя 4b на C4c и C4d; заедно с един от кофакторите (MCB, CR1, H) разцепва C3b; катаболен фактор C3b и C3i Потиска активирането на комплемента през всеки път на мембраните на собствените клетки на тялото

C4bp (C4 свързващ протеин, протеин свързващ C4b) Инхибира C2 свързването към C4b; инхибира образуването на конвертаза C4b2a на класическия път; причинява дисоциация на C4b2a на C4b и 2a; катаболизъм кофактор C4b под въздействието на фактор I 560 Kda, 250 µg/ml

C1 инхибитор (C 1-inh, serpin) Свързва и инхибира C1r и C1 s (серин протеазен инхибитор); разцепва C1r и C1s от C1q (C1q остава свързан с Fc фрагмента на Ig); ограничава времето за контакт на C1 s с C4 и C2; ограничава спонтанното активиране на C1 в кръвната плазма 110 Kda, 180 µg/ml

S-протеин (витронектин) Образува комплекса 5b67-S, инактивира способността му да инфилтрира липидния слой на мембраната 85 Kda, 500 µg/ml Блокира образуването на MAC

Потискане на образуването на MAC За разлика от тях регулаторните протеини от плазмен произход

йони инхибират активирането на комплемента не само на повърхността соматични клеткино и върху мембраните на патогените.

Опсонизация на микроорганизми чрез компоненти на комплемента

Допълнителният лизис на микроорганизмите е ранна реакция на макроорганизма към навлизането на патогени във вътрешната му среда. Подкомпонентите C2b, C3a, C4a, C5a и Ba, образувани по време на активирането на комплемента чрез алтернативния или лектинов път, привличат клетки към мястото на възпалението и активират техните ефекторни функции.

От компонентите на комплемента, 3b и 4b имат главно опсонизиращи свойства. За тяхното образуване са необходими две условия: първото е активиране на комплемента по един от описаните по-горе пътища, а второто е блокиране на процеса на активиране, което прави невъзможно образуването на МАС и лизис на патогена. Ето в какво се състои

на повърхността на патогените.

1. Хидрофобният комплекс C5b67, който започва да се включва в липидния двоен слой на мембраната, може да бъде инактивиран от S-протеина (витронектин). Полученият комплекс 5b67S не може да бъде въведен в липидния слой на мембраната.

2. Прикрепването на компонент 8 към комплекса C5b67 в течната фаза може да бъде блокирано от липопротеини с ниска плътност (LDL).

3. Потапянето в мембраната на C5b678 и прикрепването на C9 предотвратява CD59 (протектин), протеин на клетъчната мембрана на макроорганизма.

4. Отстраняване на мембранни фрагменти от клетки на макроорганизъм с вграден MAC чрез ендоцитоза или екзоцитоза.

По този начин регулаторните протеини от клетъчен произход независимо инхибират активирането на комплемента с образуването на MAC само на повърхността на соматичните клетки и не са ефективни при инхибиране на литичния

Има съответни рецептори за мембранен C3b и неговия мембранен субкомпонент на разграждане на C3b върху клетки на макроорганизми (Таблица 4). C3b и инактивираният C3b (C3b) са лиганди за рецепторите CR1 (C3b, C3b), CR3 (C3b), CR4 (C3b), разположени върху неутрофили, моноцити (макрофаги) и ендотел на пъпната връв. СЗЬ и СЗЫ действат като активни опсонини.

Предполага се, че комбинираното действие на фактори I и H може да превключи образуването на литичен комплекс (MAC, комплементарно убиване) към друг механизъм на унищожаване на патогена - фагоцитно убиване (фиг. 6). Разтворимите инхибитори на активирането на комплемента (I и H), произведени от макрофаги, които по-късно се появяват в мястото на възпалението, действат в микросредата на фагоцита, предотвратявайки образуването на C3 конвертаза на бактериалната повърхност и по този начин осигурявайки присъствието на „свободен“ C3b. Макрофаговият рецептор за C3b свързва лиганда (C3b) и фиксира бактерията върху повърхността на макрофага. Неговата фагоцитоза се осъществява със съвместното участие на два комплекса лиганд-рецептор: рецепторът за C3b + C3b и FcyR + ^. Другата двойка - C3b + C3 рецептор - инициира фагоцитоза дори без участието на антитела.

Биологичното значение на превключването на активирането на комплемента от литична към опсонична функция вероятно е, че всички бактерии, които не са лизирани преди среща с фагоцит, трябва да бъдат фагоцитирани от C3b-опсонин. Такъв механизъм за превключване на активирането на комплемента към опсонично е необходим не само за фагоцитозата на жизнеспособни патогени в ранните стадии на инфекцията, но също така и за използването на фрагменти от микроорганизми от фагоцити.

Таблица 4

Рецептори за субкомпоненти на комплемента

Рецептор (рецептор на комплемента, CR) Лиганди Експресия върху клетки Свързващ ефект

CR1 (CD35) C3bi > C3b, C4b Неутрофили, моноцити (макрофаги), В-лимфоцити, фоликуларни дендритни клетки, еритроцити, бъбречен гломеруларен епител Опсонизирана фагоцитоза, активиране на В-лимфоцити, транспорт на имунни комплекси върху еритроцитите

CR3 (CD11b/CD18) C3bi Неутрофили, моноцити (макрофаги), NK клетки, фоликуларни дендритни клетки Опсонизирана фагоцитоза

CR4 (p 150-95) (CD11c/CD18) C3bi Неутрофили Опсонизирана фагоцитоза

CR2 (CD21), компонент на комплекса B-лимфоцитно ядро-рецептор (BCR + CD19, CR2, CD81) C3bi, C3dg B-клетки, фоликуларни дендритни клетки Подобрява реакциите на активиране на BCR, индуцира нефагоцитирано свързване на AG-AT комплекса върху фоликуларните дендритни клетки

превключване на литичната програма за активиране на комплемента към опсоничната.

В реалните условия на инфекциозния процес, преминаването към програмата за активиране на опсоничния комплемент, която осигурява фагоцитоза на патогена и изчистване на имунни комплекси, може да възникне поради ефектите на регулаторните протеини. Сглобяването на компонентите на комплемента върху мембраната може да завърши с образуването на мембранен атакуващ комплекс или може да бъде прекъснато на нивото на образуване на 4b и дори по-активно на нивото на образуване на 3b от фактори I и H.

Фактор I е основният ензим, който разгражда C3b. Фактор Н в този процес действа като кофактор. Действайки заедно, те имат способността да инактивират както течнофазния, така и мембранния C3b (свободен или като част от която и да е конвертаза), отцепвайки C3f фрагмента от него (инактивираният C3b се обозначава като C3b). След това те продължават да разделят CZY по следния начин:

φ ^ подкомпонент подкомпонент

sz z z z z

Блокиране на по-нататъшното активиране на комплемента

бактерия

Преминаване към процеса на фагоцитоза

Фактор Н (кофактор)

Макрофаг

Абсорбция на бактерии

Y рецептор към Pc фрагмент X,1 C3b компонент на комплемента

1| |1 V рецептор за C3b или C33 компонента на комплемента

Ориз. 6. Превключване на активирането на комплемента към фагоцитоза

Уместно е да се разгледа въпросът за възможната роля на комплемента в патогенезата на различни групи бактериози, предварително разделени в зависимост от механизма на саногенезата.

Токсигенни бактериози (дифтерия, газова гангрена, ботулизъм, тетанус и др.). Обичайната локализация на патогените е входната врата на инфекцията. Основният ефектор на патогенезата е токсин (Т-зависим антиген, антиген от първи тип). Т-зависимите повърхностни антигени на тези бактерии играят незначителна роля в индуцирането на имунния отговор. Основният ефектор на саногенезата е антитоксин.Типът на имунния отговор е T1l2. Възстановяването се дължи на образуването и последващото елиминиране на имунни комплекси, както и фагоцитно убиване на бактерии във фокуса на възпалението. Ролята на комплемента при тези бактериози вероятно е ограничена до участие в елиминирането на имунните комплекси токсин-антитоксин. Комплементът не играе съществена роля в неутрализирането на токсините (т.е. в саногенезата на токсигенни инфекции).

Нетоксигенни негрануломатозни бактериози

1. Патогените съдържат повърхностни Т-независими антигени (Т "1 антигени, антигени от втори тип):

Бактериите съдържат класически LPS (тиантигени на ентеропатогенни Escherichia coli, Salmonella, Shigella и др.). Обичайната локализация на патогените е от входната врата в лигавиците на чревния тракт до регионалните лимфни възли. Основният ефектор на патогенезата е ендотоксинът и живите бактерии. Типът имунен отговор е T1l2. Имунен

Отговорът към LPS се характеризира с производството на антитела от клас IgM. Саногенезата възниква главно в резултат на унищожаването на бактериите по нефагоцитен начин в пред-имунната фаза на инфекциозния процес поради лектина и алтернативните пътища на активиране на комплемента. В имунната фаза на инфекциозния процес - поради имунен лизис с участието на 1dM и комплемент по класическия път на активиране. Фагоцитозата не е от съществено значение за саногенезата при бактериозите от тази група. Активирането на системата на комплемента при тези заболявания може да допринесе за саногенезата;

Бактериите съдържат повърхностни (капсулни) 7!-антигени (пневмококи, хемофилни бактерии и др.). Обичайната локализация на патогените - от входната врата в лигавиците на дихателните пътища до регионалните лимфни възли, често прониква в кръвта. Основният ефектор на патогенезата са живите бактерии. Типът имунен отговор е T1l2. При имунния отговор към повърхностните антигени се образуват антитела от клас IgM. Саногенезата се осъществява главно поради унищожаването на бактериите по нефагоцитен начин в предимунната фаза на инфекциозния процес поради лектина и алтернативните пътища на активиране на комплемента. В имунната фаза на инфекциозния процес - поради имунен лизис с участието на 1dM и комплемент по класическия път на активиране. В случай на проникване на бактерии от тази група в кръвта, далакът, основното място на фагоцитоза на слабо опсонизирани (или неопсонизирани) бактерии, играе основна роля в прочистването на макроорганизма от патогени - и способността да

DM „цели“ бактериите, сенсибилизирани от него за фагоцитоза от Купферови клетки, последвано от прехвърляне на бактериални фрагменти, които все още не са напълно дезинтегрирани в жлъчните капиляри. Жлъчните соли разграждат бактериалните фрагменти, които се екскретират в червата. Активирането на системата на комплемента при тази група заболявания може също да допринесе за саногенезата.

2. Патогените съдържат повърхностни Т-зависими антигени (Т-антигени, антигени от първи тип).

Локализация на патогени (стафилококи, стрептококи и др.) - входни врати (кожа, лигавици), регионални лимфни възли, системно увреждане (органи). Основните фактори на патогенезата са живите бактерии и в по-малка степен техните токсини. В имунния отговор ясно се вижда промяна в синтеза на!dM до DO. Типът имунен отговор с адекватен ход на инфекциозно заболяване (при пациенти без признаци на имунна недостатъчност) е T1r2. Саногенезата се задвижва от имунна фагоцитоза, имунен лизис и антитоксини. При тези инфекции, в преимунната фаза, саногенезата се осъществява чрез алтернативен път на активиране на комплемента и опсонизиране на бактерии от продукти на активиране на комплемента, последвано от тяхната фагоцитоза. В имунната фаза на инфекциозния процес саногенезата е свързана с комплементарно убиване в класическия път на активиране на комплемента, включващ!dM и DO, както и с фагоцитоза на бактерии, опсонизирани от продукти на активиране на комплемента и DO.

Грануломатозни бактериози

1. Патогени на остри неепителиоидни клетъчни грануломатозни бактериози (листерия, салмонела тиф, паратиф А, В и др.).

Патогените съдържат повърхностни Т-зависими антигени. Ефекторите на патогенезата са живи бактерии. Фагоцитозата е непълна. Типът имунен отговор е T1r2 и TM. Появата на!dM е придружена от образуване на грануломи. Промяната!dM на DO води до обратно развитие на грануломи. Саногенезата се осъществява чрез алтернативен път на активиране на комплемента и опсонизация на бактерии чрез продукти на активиране на комплемента с последваща фагоцитоза. В имунната фаза на инфекциозния процес саногенезата е свързана с комплементарно убиване в класическия път на активиране на комплемента, включващ!dM и DO, както и с фагоцитоза на бактерии, опсонизирани от продукти на активиране на комплемента и DO.

2. Причинители на хронични епителиоидноклетъчни грануломатозни бактериози (mycobacterium tuberculosis, проказа; бруцела и др.).

Патогените съдържат повърхностни Т-зависими антигени. Ефекторите на патогенезата са живи бактерии. Фагоцитозата е непълна. Тип имунен отговор - Th2 и Th1. Появата на IgM, очевидно, също може да бъде водещ фактор за образуването на грануломи. Действието на Thl-set цитокини не е достатъчно за завършване на фагоцитозата, което води до появата на епителни клетки в гранулома. Нито един от вариантите на активиране на комплемента в саногенезата не играе съществена роля.

Заключение

Комплементът (система на комплемента) е един от първите хуморални фактори, с които се сблъсква патогенът, когато навлезе във вътрешната среда на макроорганизма. Механизмите на активиране на компонентите на комплемента позволяват използването му както за лизиране на патогени, така и за засилване на фагоцитозата. Не всички бактериални инфекциозни заболявания могат да се използват като прогностичен тест за съдържанието и нивото на комплемента в кръвта.

Литература

1. Одинцов Ю.Н., Перелмутер В.М., Климентьева Т.К. Tuftsin: роля в развитието на негрануломатозни и грануломатозни бактериози // Bul. сиб. лекарство. 2002. Т. 1. № 3. С. 98-102.

2. Перелмутер В.М., Одинцов Ю.Н. Основната функция на имуноглобулините клас М (IgM) е регулирането на пропускливостта на хемато-тъканната бариера за бактерии и техните антигени // Бул. сиб. лекарство. 2005. Т. 4. № 3. С. 38-42.

3. Ройт А. Основи на имунологията. пер. от английски. М.: Мир, 1991. 328 с.

4. Roit A, Brostoff J, Mail D. Имунология. пер. от английски. М.: Мир, 2000. 581 с.

5. Хайтов Р.М., Игнатиева Г.А., Сидорович И.Г. Имунология. Москва: Медицина, 2000. 432 с.

6.Yarilin AA Основи на имунологията. Москва: Медицина, 1999. 607 с.

7. Alban S., Classen B., Brunner G., Blaschek W. Диференциация между модулиращите комплемента ефекти на арабиногалактан-протеин от Echinacea purpurea и хепарин // Planta Med. 2002. V. 68 (12). С. 1118-1124.

8. Ambrosio A.R., De Messias-Reason I.J. Leishmania (Viannia) braziliensis: взаимодействие на маноза-свързващ лектин с повърхностни гликоконюгати и активиране на комплемента. Независим от антитялото защитен механизъм // Parasite Immunol. 2005. Т. 27. С. 333-340.

9. Andersson J., Larsson R, RichterR. и др. Свързване на моделен регулатор на активирането на комплемента (RCA) към повърхността на биоматериала: повърхностно-свързаният фактор Н инхибира активирането на комплемента // Биоматериали. 2001. Т. 22. С. 2435-2443.

10. Бохана-Кащан О., Зипорен Л., Донин Н. и др. Клетъчни сигнали, трансдуцирани от комплемент // Mol. Immunol. 2004. Т. 41. С. 583-597.

11. Bohlson S.S., Strasser J.A., Bower J.J., Schorey J.S. Роля на комплемента в патогенезата на Mycobacterium avium: in vivo и in vitro анализи на отговора на гостоприемника към инфекция в отсъствието на компонент на комплемента C3 // Infect. Immunol. 2001. V. 69. P. 7729-7735.

12. Браун JS, Hussell T, Gilliland S.M. и др. Класическият път е доминиращият път на комплемента, необходим за вроден имунитет към инфекция със Streptococcus pneumoniae при мишки // Proc. Natl. акад. наука САЩ. 2002. V. 99. P. 16969-16974.

13. Caragine T.A., Okada N., Frey A.B., Tomlinson S. Тумор-експресиран инхибитор на ранния, но не късния комплементен литичен път усилва туморния растеж в плъх модел на човешки рак на гърдата // Cancer Res. 2002. Т. 62. С. 1110-1115.

14. Celik I., Stover C, Botto M. et al. Роля на класическия път на активиране на комплемента при експериментално индуциран полимикробен перитонит // Infect. имунна. 2001. V. 69. P. 7304-7309.

15. Донин Н, Юрианц К., Зипорен Л. и др. Резистентността към комплемента на човешки карциномни клетки зависи от мембранни регулаторни протеини, протеин кинази и сиалова киселина // Clin. Exp. Immunol. 2003. Т. 131. С. 254-263.

16. Fernie-King B.A., Seilly D.J., Willers Ch. и др. Стрептококовият инхибитор на комплемента (SIC) инхибира комплекса за атака на мембраната чрез предотвратяване на усвояването на c567 върху клетъчните мембрани // Имунология. 2001. Т. 103. Брой 3. С. 390-408.

17. Frumeaux-Bacchi V., Dragon-Durey M.A., Blouin J. et al. Изследване на системата на комплемента в клиничната практика // Ann. Med. Международен (Париж). 2003. Т. 154. С. 529-540.

18. Imai M., Ohta R., Okada N, Tomlinson S. Инхибирането на регулатор на комплемента in vivo подобрява терапията с антитела в модел на аденокарцином на млечната жлеза, Int. J. Рак. 2004. Т. 110. С. 875-881.

19. Jiang H, WagnerE, Zhang H, Frank M.M. Инхибиторът на комплемент 1 е регулатор на алтернативния път на комплемента // J. Exp. Med.

2001. В. 194. № 11. С. 1609-1616.

20. Langeggen H, Berge K.E., Johnson E, Hetland G. Човешки ендотелни клетки на пъпната вена експресират комплементен рецептор 1 (CD35) и комплементен рецептор 4 (CD11c/CD18) in vitro // Възпаление.

2002. Т. 26. № 3. С. 103 - 110.

21. Laufer J., Katz Y, Passwell J.H. Екстрахепатален синтез на комплементни протеини при възпаление // Mol. Immunol. 2001. Т. 38. С. 221-229.

22. Leslie R.G.Q., Nielsen C.H. Класическите и алтернативни пътища на активиране на комплемента играят различни роли в спонтанното отлагане на C3 фрагмент и образуването на мембранен атакуващ комплекс (MAC) върху човешки В лимфоцити // Имунология. 2004. Т. 111. Брой 1. С. 86-98.

23. Lukas T.J., MunozH., Erickson B.W. Инхибиране на C1-медиирана имунна хемолиза от мономерни и димерни пептиди от втория постоянен домен на човешки имуноглобулин G // J. Immunology. 1981. Т. 127. № 6. С. 2555-2560.

24. Nauta A.J., Daha M.R., Tijsma O. et al. Мембранният атакуващ комплекс на комплемента индуцира активиране на каспаза и апоптоза // Europ. J. of Immun. 2002. Т. 32. Брой 3. С. 783-792.

25. Nielsen C.H., Marquait H.V., Prodinger W.M., Leslie R.G. CR2-медиирано активиране на пътя на комплемента води до образуване на мембранни атакуващи алтернативни комплекси върху човешки В лимфоцити // Immunol. 2001. Т. 104. С. 418-422.

26. Nielsen C.H., Pedersen M.L., Marquart H.V. и др. Ролята на рецепторите на комплемента тип 1 (CR1, CD35) и 2 (CR2, CD21) в насърчаването на отлагането на C3 фрагмент и образуването на мембранно атакуващ комплекс върху нормални периферни човешки В клетки // Eur. J. Immunol. 2002. Т. 32. С. 1359-1367.

27. Ren B., McCrory M.A., Pass C. et al. Вирулентната функция на Streptococcus pneumoniae повърхностен протеин А включва инхибиране на активирането на комплемента и увреждане на медиираната от рецептора на комплемента защита // J. Immunol. 2004. V. 173. P. 7506-7512.

28. Roos A., Ramwadhdoebe T.H., Nauta A.J. и др. Терапевтично инхибиране на ранната фаза на активиране на комплемента // Имунобиология. 2002. Т. 205. С. 595-609.

29. Roos A., Bouwman L.H., Munoz J. et al. Функционална характеристика на лектиновия път на комплемента в човешки серум // Mol. Immunol. 2003. Т. 39. С. 655-668.

30. Song H, He C., Knaak C. et al. Комплементен рецептор 2-медиирано насочване на инхибитори на комплемента към местата на активиране на комплемента // J. Clin. Инвестирам. 2003. Т. 111. С. 1875-1885.

31. Thiel S, Petersen S.V., Vorup-Jensen T. et al. Взаимодействие на C1q и манан-свързващ лектин (MBL) с C1r, C1s, MBL-асоциирани серинови протеази 1 и 2 и MBL-асоцииран протеин MAp19 // J. Immunol. 2000. V. 165. P. 878-887.

32. Windbichler M., Echtenacher B., Hehlgans T. et al. Участие на лектиновия път на активиране на комплемента в антимикробна имунна защита по време на експериментален септичен перитонит // Инфекция и имунитет. 2004. Т. 72. № 9. С. 5247-5252.

8381 0

Системата на комплемента, състояща се от около 30 протеина, както циркулиращи, така и експресирани върху мембраната, е важен ефекторен клон както на вродените, така и на антитяло-медиираните адаптивни имунни отговори. Терминът "комплемент" идва от факта, че е установено, че този чувствителен към температура кръвен серум материал "допълва" способността на антителата да убиват бактерии. Известно е, че комплементът играе основна роля в защитата срещу много инфекциозни микроорганизми.

Най-важните компоненти на неговата защитна функция са: 1) производството на опсонини - молекули, които повишават способността на макрофагите и неутрофилите за фагоцитоза; 2) производството на анафилатоксини - пептиди, които предизвикват локални и системни възпалителни реакции; 3) директно убиване на микроорганизми.

Известни са и други важни функции на комплемента, като засилване на антиген-специфични имунни отговори и поддържане на хомеостаза (стабилност в тялото) чрез премахване на имунни комплекси и мъртви или умиращи клетки. Знаем също, че нарушаването на активирането на комплемента може да доведе до увреждане на клетките и тъканите в тялото.

Компонентите на комплемента се синтезират в черния дроб, както и от клетки, участващи във възпалителния отговор. Концентрацията на всички протеини на комплемента в циркулиращата кръв е приблизително 3 mg/ml. (За сравнение: концентрацията на IgG в кръвта е около 12 mg/mL) Концентрациите на някои компоненти на комплемента са високи (например около 1 mg/mL за C3), докато други компоненти (като фактор D и C2) присъстват в следи от количества..

Пътища за активиране на комплемента

При активиране отделните компоненти се разделят на фрагменти, обозначени с малки букви. По-малкият от разделените фрагменти обикновено се обозначава с буквата "a", по-големият - "b". В исторически план обаче по-големият от разцепените C2 фрагменти обикновено се означава като C2a, а по-малкият като C2b. (Въпреки това, в някои текстове и статии, фрагменти от C2 компоненти на комплемента са обозначени обратно.) Други фрагменти на разцепване също са обозначени с малки букви, например C3d.

Има три пътя за активиране на комплемента:класически, лектин и алтернатива.

Началото на всеки от пътищата на активиране се характеризира със свои собствени компоненти и процеси на разпознаване, но на по-късни етапи и в трите случая се използват едни и същи компоненти. Свойствата на всеки път на активиране и веществата, които ги активират, се обсъждат по-нататък.

класически начин

Други активатори са определени вируси, мъртви клетки и вътреклетъчни мембрани (напр. митохондрии), имуноглобулинови агрегати и β-амилоид, открит в плаките при болестта на Алцхаймер. С-реактивният протеин е острофазов протеин - компонент на възпалителния отговор; той се свързва с полизахарида фосфорилхолин, експресиран на повърхността на много бактерии (напр. Streptococcus pneumoniae) и също така активира класическия път.

Класическият път се инициира, когато С1 се прикрепи към антитяло в комплекс антиген-антитяло, като например антитяло, свързано с антиген, експресиран на повърхността на бактерия (Фигура 13.1). Компонент C1 е комплекс от три различни протеина: Clq (съдържащ шест идентични подкомпонента), свързани с две молекули (всяка с две) - Clr и Cls. При активиране на Cl, неговите глобуларни региони - субкомпоненти на Clq - се свързват с Clq-специфичен регион на Fc фрагментите или на една IgM, или на две близко разположени IgG молекули, свързани с антигена (свързването на IgG е показано на фиг. 13.1).

По този начин IgM и IgG антителата са ефективни активатори на комплемента. Човешките имуноглобулини, които имат способността да се свързват с Cl и да го активират, в низходящ ред на тази способност, са: IgM>> IgG3> IgG 1 » IgG2. Имуноглобулините IgG4, IgD, IgA и IgE не взаимодействат с Clq, не го фиксират или активират, т.е. не активирайте комплемента по класическия път.

След като C1 се свърже с комплекса Cls антиген-антитяло, той придобива ензимна активност. Тази активна форма е известна като Cls-естераза. Той разделя следващия компонент на класическия път - C4 - на две части: C4a и C4b. По-малка част - C4a - остава в разтворено състояние, а C4b се свързва ковалентно с повърхността на бактерията или друго активиращо вещество.

След това частта от C4b, прикрепена към клетъчната повърхност, свързва C2, който се разцепва от Cls. При разцепването на С2 се получава фрагмент С2b, който остава в разтворено състояние и С2а. На свой ред C2a се прикрепя към C4b на клетъчната повърхност, за да образува комплекса C4b2a. Този комплекс се нарича C3 конвертаза на класическия път, защото, както ще видим по-късно, този ензим разцепва следващия компонент, C3.

лектинов път

На фиг. Фигура 13.1 показва как бактериалните манозни остатъци се свързват с циркулиращия комплекс маноза-свързващ лектин (MBL); подобен по структура на Clq на класическия път) и две свързани протеази, наречени свързани с маноза серинови протеази (MASP-1 и -2). Това свързване активира MAP-1 за последващо разцепване на компонентите на класическия път на комплемента, C4 и C2, за образуване на C4b2a, класическия път C3 конвертаза, върху бактериалната повърхност. И MASP-2 има способността директно да разцепва C3. По този начин лектиновият път след фазата на активиране на C3 е подобен на класическия.

Алтернативен път

Активирането става при липса на специфични антитела. По този начин алтернативният път на активиране на комплемента е ефекторен клон на вродената имунна защитна система. Някои компоненти на алтернативния път са уникални за него (серумни фактори B и D и пропердин, известен също като фактор P), докато други (C3, C3b, C5, C6, C7, C8 и C9) се споделят с класическия път.

Компонентът C3b се появява в кръвта в малки количества след спонтанно разцепване на реактивната тиолова група в C3. Този "предварително съществуващ" C3b е способен да се свързва с хидроксилните групи на протеини и въглехидрати, експресирани върху клетъчните повърхности (виж Фигура 13.1). Натрупването на C3b върху клетъчната повърхност инициира алтернативен път.

Може да възникне както върху чужда, така и върху собствена клетка на тялото; по този начин, по отношение на алтернативния път, той винаги работи. Въпреки това, както е обсъдено по-подробно по-долу, собствените клетки на тялото регулират хода на реакциите на алтернативния път, докато не-собствените клетки нямат такива регулаторни способности и не могат да предотвратят развитието на последващи събития на алтернативния път.

Ориз. 13.1. Стартиране на класически, лектин и алтернативни пътища. Демонстрация на активиране на всеки път и образуване на C3 конвертаза

В следващата стъпка от алтернативния път, суроватъчен протеин, фактор B, се свързва с C3b на клетъчната повърхност, за да образува комплекса C3bB. След това фактор D разцепва фактор B, който се намира на клетъчната повърхност в комплекса C3bB, което води до фрагмент от Ba, който се освобождава в околната течност, и Bb, който остава свързан с C3b.Този C3bBb е алтернативен път C3 конвертаза, която разцепва C3 до C3a и C3b.

Обикновено C3bBb се разтваря бързо, но може да се стабилизира, когато се комбинира с пропердин (виж Фиг. 13.1). В резултат на това стабилизираният с пропердин C3bBb е способен да свързва и разцепва големи количества C3 за много кратко време. Натрупването на клетъчната повърхност на тези бързо се образува в в големи количества C3b води до почти "експлозивен" старт на алтернативния път. По този начин, свързването на пропердин към C3bBb създава алтернативна верига за усилване на пътя. Способността на пропердина да активира амплификационната верига се контролира от противоположното действие на регулаторните протеини. Следователно активирането на алтернативния път не се случва през цялото време.

Активиране на C3 и C5

Ориз. 13.2. Разцепване на компонент С3 от С3-конвертаза и компонент С5 от С5-конвертаза в класическия и лектинов (отгоре) и алтернативен (отдолу) път. Във всички случаи C3 се разцепва на C3b, който се отлага върху клетъчната повърхност, и C3, който се освобождава в течната среда. По същия начин C5 се разцепва на C5b, който се отлага върху клетъчната повърхност, и C5a, който се освобождава в течната среда.

Свързването на C3b към C3 конвертазите, както по класическия, така и по алтернативния път, инициира свързването и разцепването на следващия компонент, C5 (виж Фиг. 13.2). Поради тази причина C3 конвертазите, свързани с C3b, се класифицират като C5 конвертази (C4b2a3b в класическия път; C3bBb3b в алтернативата). Когато C5 се разцепи, се образуват два фрагмента. Фрагмент C5a се освобождава в разтворима форма и е активен анафилатоксин. Фрагментът C5b се свързва с клетъчната повърхност и образува ядро ​​за свързване с крайните компоненти на комплемента.

терминален път

Ориз. 13.3 Образуване на мембранно атакуващ комплекс. Компонентите на комплемента на късната фаза - C5b-C9 - последователно се свързват и образуват комплекс върху клетъчната повърхност. Многобройни C9 компоненти се прикрепят към този комплекс и се полимеризират, за да образуват поли-C9, създавайки канал, който обхваща клетъчната мембрана.

Първата фаза на образуването на MAC е прикрепването на C6 към C5b върху клетъчната повърхност. След това C7 се свързва с C5b и C6 и прониква през външната мембрана на клетката. Последващото свързване на C8 към C5b67 води до образуването на комплекс, който прониква по-дълбоко в клетъчната мембрана. Върху клетъчната мембрана C5b-C8 действа като рецептор за C9, молекула от перфоринов тип, която се свързва с C8.

Допълнителни С9 молекули взаимодействат в комплекс с С9 молекулата, образувайки полимеризиран С9 (поли-С9). Тези поли-С9 образуват трансмембранен канал, който нарушава осмотичния баланс в клетката: през него проникват йони и навлиза вода. Клетката набъбва, мембраната става пропусклива за макромолекулите, които след това напускат клетката. Резултатът е клетъчен лизис.

Р. Койко, Д. Съншайн, Е. Бенджамини

КОРЕСПОНДЕНТНА АКАДЕМИЯ ЗА СЛЕДДИПЛОМНО ОБРАЗОВАНИЕ

КОРЕСПОНДЕНТНА АКАДЕМИЯ ЗА СЛЕДДИПЛОМНО ОБРАЗОВАНИЕ

К. П. Кашкин, Л. Н. Дмитриева

ПРОТЕИНИ ОТ СИСТЕМАТА НА КОМПЛЕМЕНТА: СВОЙСТВА И БИОЛОГИЧНА АКТИВНОСТ (Лекция)

Катедрата по имунология на Русия медицинска академияследдипломно обучение на Министерството на здравеопазването на Руската федерация, Москва

Защитата на организма от чужди агенти се осъществява с участието на много така наречени неантиген-специфични клетъчни и хуморални фактори на имунитета. Последните са представени от различни кръвни протеини и пептиди. присъства и в други телесни течности. Хуморалните антиген-специфични имунни фактори или сами имат антимикробни свойства, или са в състояние да активират други хуморални и клетъчни механизми на имунната защита на организма.

През 1894 г. V. I. Isaev и R. Pfeiffer показват, че пресният кръвен серум на имунизирани животни има бактериолитични свойства. По-късно този антимикробен серумен фактор е наречен алексин (гръцки alexo - защитава, отразява) или допълва и се характеризира като термолабилен фактор, който осигурява лизиране на микроби в имунния серум, както и лизиране на еритроцити, сенсибилизирани от антитела.

Според съвременните идеи,комплементът е система от серумни протеини, които могат да се активират в резултат на взаимодействието на някои от първоначалните компоненти на системата с комплекси антиген-антитяло или с други молекули, които активират системата.

Протеините на системата на комплемента са представени от 13 гликопротеина на кръвната плазма. Системата се регулира от седем протеина на кръвната плазма и множество протеини и рецептори, свързани с клетъчните мембрани.

В литературата системата на комплемента се обозначава с латинската буква C", докато отделните компоненти се обозначават допълнително с арабски цифри (Cl, C2, C3 и т.н.) или главни букви (фактори: B, D): субединици на комплемента, както и като продукти на разцепване или активиране на протеинови системи - допълнително с малки латински букви (например: Clq, C3a, C3b и др.);

активираните форми на компонентите на комплемента могат да бъдат обозначени с черта отгоре (Cl, C3, B и т.н.). Номерирането на компонентите С" съответства на хронологията на тяхното откриване и не винаги съвпада с последователността на участие на компонентите в реакцията на активиране на системата на комплемента.

Активирането на системата на комплемента възниква в резултат на взаимодействието на някои протеини на системата на комплемента, циркулиращи в кръвта, с активиращи агенти. Такова взаимодействие променя конформационната структура на молекулите на съответните компоненти на комплемента, така че протеиновите молекули отварят области, които могат да взаимодействат със следващите компоненти на системата, да ги фиксират и понякога да ги разделят.

Този "каскаден" тип активиране е характерен както за системата на комплемента, така и за много други кръвни протеинови системи. Когато системата на комплемента се активира, плазменоразтворимите нативни протеини на комплемента се „консумират“ и се фиксират върху различни неразтворими носители (агрегати от молекули, клетъчни повърхности и др.).

Класически път на активиране на системата на комплемента

Известни са два основни пътя на активиране на комплемента - класическият, открит първо, и алтернативният, установен по-късно. Класическият път се различава от алтернативния по това, че активирането на системата се инициира от Clq субкомпонента на комплемента в резултат на взаимодействието на Clq с Fc фрагмента на конформационно променена IgG и IgM кръв. Конформационни промени в Fc фрагменти в IgG и IgM възникват, когато тези кръвни имуноглобулини взаимодействат с антигени, както и изкуствено в резултат на термично (63 ° C, 10 минути) или химично (диазобензидин) третиране на имуноглобулини.

В зависимост от ролята, която играят отделните компоненти на комплемента в процеса на активиране и осигуряване на функцията на системата, протеините на комплемента могат да бъдат разделени на няколко блока: разпознаващи (Cl), активиращи системата (C2, C4, C3) и атакуващи клетъчните мембрани (C5, C6, C7, C8, C9). Свойствата на протеините, включени в тези блокове, са обобщени в табл. I. Активирането на системата на комплемента по класически начин започва с Clq субкомпонента на комплемента, конформационните промени в молекулите на които "задействат" този процес (фиг. 1). Clq е серумен гликопротеин, изграден от 18 полипептидни вериги от три типа: A, B и C. Вериги A, B и C от N-края на веригите се събират заедно, за да образуват шест кълбовидни глави. Самите вериги A, B и C се държат заедно чрез дисулфидни връзки, образувайки шест колагенови тройни спирали. С-терминалите на полипептидните вериги на всичките шест Clq спирали се държат заедно. Формата на молекулата Clq наподобява мекотело с шест пипала (фиг. 2). Подобно на колагена, Clq съдържа големи количества глицин, хидроксипролин и хидроксилизин. Около 8% от масата на Clq се състои от въглехидрати, сред които преобладават гликозилгалактозилните остатъци. Clq няма ензимна активност, но с помощта на своите шест колагеноподобни триспирални нишки - "пипала" - той взаимодейства както с комплекси от C1r, така и Cls субкомпоненти на комплемента, циркулиращи в кръвта (участъци от нишки между глобуларните глави и централната част на Clq молекулата), и с Fc области на конформационно променени IgG и IgM молекули (глобуларни глави в свободните краища на шест Clq нишки). Изолиран от кръвта, Clr компонентът на комплемента е димер (C1Gs), дисоцииращ при рН 5,0 в две мономерни C1g молекули. Всеки C1r мономер е представен от полипептидна верига от 688 аминокиселинни остатъка. Полипептидната верига на мономера образува един домен в края на молекулата. По време на димеризацията мястото на контактно свързване на мономерите е разположено между тези домени, така че C1r3 димерът има асиметрична "X" форма. Активираният C1r2 е серинова протеаза и в конструкцията на активен

Ориз. 1. Класическият начин за активиране на системата на комплемента.

а - компоненти на комплемента във водната фаза; b- компоненти на комплемента, имобилизирани върху клетъчните мембрани; Ag - антигени на клетъчната мембрана;при- антитела къмсъответни антигени от класове IgM и IgG; МАК. - комплекс за мембранна атака.

Комплементът е една от най-важните полифункционални системи на тялото. От една страна, той може да се разглежда като основен ефектор на антитяло-зависимите реакции. Той участва не само в литични и бактерицидни реакции, но и в други антитяло-зависими ефекти, сред които повишаването на фагоцитозата е една от най-важните му функции in vivo. От друга страна, комплементът действа като основна система - усилвател на възпалителните реакции. Възможно е в еволюционен аспект това да е неговата основна (първична) функция и изобщо не е необходимо да се свързва с антитела и други имунологични механизми.
Централното събитие в процеса на активиране на комплемента е разцепването на компонента С3 по класическия (назован само защото е открит първи, а не поради изключителното му значение) и алтернативни пътища. Вторият основен момент е възможната дълбочина на процеса: спира
независимо дали е на етапа на разделяне на C3, като същевременно осигурява редица биологични ефекти, или се задълбочава допълнително (от C5 до C9). Последният етап на активиране често се нарича терминален, краен (мембранна атака), той е общ, идентичен за класическия и алтернативния път и литичната функция на комплемента е свързана с него.
Понастоящем има най-малко 20 плазмени протеини, които са комбинирани в системата на комплемента. Основно те са разделени на 3 групи. Компонентите, участващи в класическия път на активиране и в крайната (мембранна атака) стъпка са обозначени като Clq, Clr, C1, C4, C2, C3, C5, C6, C7, C8 и C9. Протеините, включени в алтернативния път на активиране, се наричат ​​фактори и се обозначават като C, D, R. Накрая се разграничава група протеини, които регулират интензивността на реакцията, или група контролни протеини: те включват инхибитора C1 ( C1INH), C3b инактиватор (C3bINa ), pIH фактор - C4 - BP, инхибитор на анафилотоксин. Фрагментите, получени в резултат на ензимното разцепване на основните компоненти, са обозначени с малки букви (например C3, C3b, C3d, C5a и т.н.). За обозначаване на компоненти или фрагменти с ензимна активност върху техните символи се поставя лента, например Cl, C42, C3bBb.
Следното е съдържанието на отделните компоненти на комплемента в кръвния серум:
Концентрация на компонента, µg/ml
класически начин
C1 70
C1 34
C1 31
С4 600
C2 25
SZ 1200
Алтернативен път
Имот 25
Фактор B 200
Фактор D 1
Мембранен атакуващ комплекс
C5 85
C6 75
C7 55
C8 55
C9 60
Регулаторни протеини
С1 инхибитор 180
Фактор H 500
Фактор I 34
Системата на комплемента е един от "задействащите" ензими.
кални системи, както и системата за кръвосъсирване, фибринолизата и образуването на кинини. Характеризира се с бърз и бързо нарастващ отговор на стимулация. Това усилване (амплификация) се причинява от каскадно явление, което се характеризира с факта, че продуктите от една реакция са катализатори за следващата. Такава каскада може да бъде линейна, еднопосочна (напр. класически път на комплемента) или да включва вериги за обратна връзка (алтернативен път). Така и двата варианта се осъществяват в системата на комплемента (схема 1).
Класическият път се активира от имунни комплекси

антиген - антитяло, което включва IgM, IgG като антигени (подкласове 3, 1, 2; те са подредени в низходящ ред на активност). В допълнение, класическият път може да се активира от IgG агрегати, CRP, ДНК и плазмин. Процесът започва с активирането на C1, който се състои от 3 компонента Clq, Clr, Cls. Clq (относителен молекулна маса 400), има особена структура: 6 субединици с колагенова пръчка и неколагенова глава, 6 пръчки са комбинирани в края на молекулата, противоположна на главата. На главите има места за прикрепване към молекули на антитела, докато местата за прикрепване на C1G и Cls са разположени върху колагенови пръчици. След като Clq се прикрепи към AT, C1r става C1r, активна протеаза, чрез конформативни трансформации. разцепва Cls, превръщайки целия комплекс в С1 серинестераза. Последният разделя C4 на 2 фрагмента - C4a и C4b и C2 на C2a и C2b. Полученият C4b2b(a) комплекс е активен ензим, който разцепва C3 компонента (C3 конвертаза на класическия път); понякога се обозначава като C42.
Класическият път се регулира от C1 инхибитора (C1INH), който инхибира активността на C1r и Cls чрез необратимо свързване с тези ензими. Установено е, че C1INH също намалява активността на каликреин, плазмин и фактор на Хагеман. Вроденият дефицит на този инхибитор води до неконтролирано активиране на С4 и С2, проявяващо се като вроден антиедем.
Алтернативният (пропердин) път се състои от серия от последователни реакции, които не включват Cl, C4 и C2 компоненти и въпреки това водят до активиране на C3. В допълнение, тези реакции водят до активиране на механизма за крайна мембранна атака. Активирането на този път се инициира от ендотоксин на грам-отрицателни бактерии, някои полизахариди като инулин и зимозан, имунни комплекси (IC), съдържащи IgA или IgG, и някои бактерии и гъбички (напр. Staf. epidermis, Candida albicans). В реакцията участват четири компонента: фактори D и B, C3 и пропердин (P). В този случай фактор D (ензим) е подобен на Cls на класическия път, C3 и фактор B, съответно, са подобни на компонентите C4 и C2. В резултат на това се образува конвертазата C3bBb по алтернативния път. Полученият комплекс е изключително нестабилен и за да изпълнява функцията си, той се стабилизира от пропердин, образувайки по-сложен C3bBbF комплекс. Регулаторните протеини на алтернативния път са piH и C3b инактиватора (C3JNA). Първият се свързва с C3b и образува мястото на свързване за инактиватора (C3bINA). Изкуственото премахване на тези фактори или техният генетичен дефицит, чието съществуване е установено наскоро при хората, води до неконтролирано активиране на алтернативния път, което потенциално може да доведе до пълно изчерпване на C3 или фактор B.
Механизъм за атака на терминалната мембрана. Както вече беше споменато, и двата пътя се събират в C3-компонента, който се активира от получените C42 или C3bBb конвертази. За
образуването на С5-конвертаза изисква разцепването на допълнително количество С3. C3b, свързан на клетъчната повърхност, и свободните B, P или p1H образуват място за свързване на C5 и правят последното чувствително към протеолиза на която и да е от C3 конвертазите. В същото време малък пептид C5a се отцепва от C5, а останалият голям C5b се прикрепя към клетъчната мембранаи има парцел за прикрепване на сат. След това последователно се закрепват компоненти C7, C8, C9. В резултат на това се образува стабилен трансмембранен канал, който осигурява двупосочно движение на йони и вода през билипидния слой на клетката. Мембраната се уврежда и клетката умира. Така по-специално се извършва убиването на чужди микроорганизми.
По време на активирането на комплемента се образуват редица фрагменти, пептиди, които играят важна роля в процесите на възпаление, фагоцитоза и алергични реакции.
По този начин, разцепването на С4 и С2 с помощта на Cls води до повишаване на съдовата пропускливост и е в основата на патогенезата на вродения анти-едем, свързан с дефицит на С1 инхибитора. Пептидите C3a и C5a имат свойствата на анафилотоксин. Чрез свързване на мастоцитите и базофилите те индуцират освобождаването на хистамин. Свързвайки се с тромбоцитите, C3 предизвиква секрецията на серотонин. Анафилотоксичната активност на C3a и C5a лесно се унищожава от карбоксипептидаза В, която разцепва аргинина от тези пептиди. Получените продукти придобиват свойствата на хемоатрактанти по отношение на полиморфонуклеарни клетки, еозинофили и моноцити. Комплексът C5i67, който няма хемолитични свойства, и B-фрагментът предизвикват хемотаксис само в полиморфонуклеарните левкоцити. Нормалният човешки серум съдържа CFi фактор, който инхибира активността на C5a по отношение на полиморфонуклеарните клетки, елиминирайки способността му да стимулира освобождаването на лизозомни ензими. Пациенти със саркоидоза и болест на Ходжкин имат излишък на CFi. Това може да обясни дефекта във функционирането на тези клетки. Друг C3b пептид е силен опсонин за полиморфонуклеарни клетки (PMN) и макрофаги. Рецептори за този пептид са открити и в други клетки (моноцити и В-лимфоцити), но тяхното значение за функционирането на тези клетки все още не е ясно. Свързването на комплемента от лимфоцитите, което е част от имунния комплекс, може да играе роля при формирането на първичния имунен отговор.
Изследването на системата на комплемента в клиничната практика може да се използва за диагностициране на заболяването, определяне на активността на процеса и оценка на ефективността на терапията. Нивото на серумния комплемент във всеки един момент зависи от баланса на синтеза, катаболизма и консумацията на неговите компоненти.
Ниските стойности на хемолитичната активност на комплемента могат да отразяват недостатъчността на отделните компоненти или наличието на продукти от неговото разцепване в кръвообращението. Трябва също да се има предвид
че интензивната локална консумация на комплемент в области като плеврата, ставни кухини не може да се комбинира с промяна в нивото на комплемента и серума. Например, при някои пациенти с ревматоиден артрит нивото на серумния комплемент може да бъде нормално, докато в синовиалната течност може да бъде рязко намалено поради активната му консумация. Определянето на комплемента в синовиалната течност е много важно за диагнозата.
Вродени недостатъци на комплемента. Унаследяването на дефицитите на комплемента е автозомно рецесивно или кодоминантно, така че хетерозиготите имат около 50% нормално ниводопълващи компоненти. В повечето случаи вродените дефицити на ранните иницииращи компоненти (C1, C4, C2) са свързани със системен лупус еритематозус. Индивидите с дефицит на С компонент са податливи на повтарящи се пиогенни инфекции. Дефицитът на крайния компонент е придружен от повишена чувствителност към гонококови и менингококови инфекции. При тези дефицити на комплемента се появява и системен лупус еритематозус, но по-рядко. Най-честият е вроденият дефицит на С2. Хомозиготен дефицит на тази черта се открива при няколко автоимунни заболявания, включително лупус-подобни заболявания, болест на Шонлайн-Хенох, гломерулонефрит и дерматомиозит. Индивиди, хомозиготни за тази черта, не показват повишена чувствителност към инфекция, ако алтернативният път на активиране функционира нормално. Сред практически здрави хора са открити хомозиготи с дефицит на С2.
Хетерозиготният дефицит на С2 може да бъде свързан с ювенилен ревматоиден артрит и системен лупус еритематозус. Семейни проучвания са установили, че недостатъците на C2 и C4 са свързани с някои HLA хаплотипове.
Дефицитът на регулаторните протеини на системата на комплемента също може да има клинични прояви. Така при вроден дефицит на C3INA се наблюдава клинична картина, подобна на тази при дефицит на C3, тъй като приемът на последния по алтернативен път става неконтролиран.

СЛАЙД 1

Лекция номер 4. Хуморални фактори на вродения имунитет

1. Система на комплемента

2. Протеини на острата фаза на възпалението

3. Биогенни амини

4. Липидни медиатори

5. Цитокини

6. Интерферони

СЛАЙД 2

Хуморален компонент на вродения имунитетТя е представена от няколко взаимосвързани системи - системата на комплемента, цитокинова мрежа, бактерицидни пептиди, както и хуморални системи, свързани с възпалението.

Работата на повечето от тези системи е подчинена на един от двата принципа – каскаден и мрежов. Според принципа на каскадата функционира системата на комплемента, при чието активиране се извършва последователното включване на фактори. В този случай ефектите от каскадните реакции се проявяват не само в края на пътя на активиране, но и в междинните етапи.

Мрежовият принцип е характерен за цитокиновата система и предполага възможността за едновременно функциониране на различни компоненти на системата. Основата за такава система е близка връзка, взаимно влияние и значителна степен на взаимозаменяемост на мрежовите компоненти.

СЛАЙД 3

Допълнение- сложен протеинов комплекс от кръвен серум.

Системата на комплемента се състоиот 30 протеина (компоненти, или фракции, допълващи системи).

Активирансистема на комплемента поради каскаден процес: продуктът от предишната реакция действа като катализатор за последващата реакция. Освен това, когато се активира фракцията на компонента, в първите пет компонента се получава неговото разделяне. Продуктите от това разделяне се означават като активни фракции на системата на комплемента.

1. По-големи фрагменти(обозначава се с буквата b), образувана по време на разцепването на неактивната фракция, остава на клетъчната повърхност - активирането на комплемента винаги се случва на повърхността на микробната клетка, но не и върху собствените й еукариотни клетки. Този фрагмент придобива свойствата на ензим и способността да действа върху следващия компонент, като го активира.

2. По-малък фрагмент(означава се с буквата а) е разтворим и "оставя" в течната фаза, т.е. в кръвния серум.

Означени са фракции на системата на комплементаразлично.

1. Девет - първите открити - протеини от системата на комплемента отбелязани с буквата С(от английска думадопълнение) със съответната цифра.

2. Останалите фракции на системата на комплемента са обозначени други латински буквиили техните комбинации.

СЛАЙД 4

Пътища за активиране на комплемента

Има три пътя на активиране на комплемента: класически, лектин и алтернативен.

СЛАЙД 5

1. класически начинактивирането на комплемента е основното. Участва в този път на активиране на комплемента основна функция на антителата.

Активиране на комплемента по класическия път задейства имунния комплекс: антиген-имуноглобулинов комплекс (клас G или M). Мястото на антитялото може да "заеме" С-реактивен протеин- такъв комплекс също активира комплемента по класическия път.

Класически път на активиране на комплемента извършенопо следния начин.

А. Първо фракция C1 се активира: събира се от три субфракции (C1q, C1r, C1s) и се превръща в ензим С1-естераза(С1qrs).

b. С1-естераза разделя фракцията C4.

V. Активната фракция C4b се свързва ковалентно с повърхността на микробните клетки – тук се присъединява към фракцията C2.

г. Фракция C2 в комплекс с фракция C4b се разцепва от C1-естераза с образуване на активната фракция С2b.

д. Активни фракции C4b и C2b в един комплекс - С4bС2b- Притежаващи ензимна активност. Този т.нар Класически път C3 конвертаза.

д. С3 конвертаза разделя C3 фракцията, натрупвам големи количества от активната фракция C3b.

и. Активна фракция С3b се присъединява към комплекса C4bC2bи го превръща в C5 конвертаза(С4bС2bС3b).

ч. C5 конвертаза разделя фракцията C5.

И. Получената активна фракция C5b се присъединява към фракцията C6.

й. C5bC6 комплекс се присъединява към фракцията C7.

л. Комплекс С5bС6С7 вградени във фосфолипидния двоен слой на мембраната на микробната клетка.

м. Към този комплекс протеин С8 се присъединяваИ протеин С9. Този полимер образува пора с диаметър около 10 nm в мембраната на микробна клетка, което води до лизиране на микроба (тъй като на повърхността му се образуват много такива пори - „активността“ на една единица C3-конвертаза води до появата на около 1000 пори). Комплекс С5bС6С7С8С9,образуван в резултат на активиране на комплемента се нарича мемран атакуващ комплекс(МАК).

СЛАЙД 6

2. лектинов пътАктивирането на комплемента се задейства от комплекс от нормален кръвен серумен протеин - мананс-свързващ лектин (MBL) - с въглехидрати от повърхностните структури на микробните клетки (с остатъци от маноза).

СЛАЙД 7

3. Алтернативен пътАктивирането на комплемента започва с ковалентното свързване на активната C3b фракция - която винаги присъства в кръвния серум в резултат на спонтанното разцепване на C3 фракцията, което постоянно се случва тук - с повърхностните молекули на не всички, но някои микроорганизми.

1. По-нататъшно развитие развиват сепо следния начин.

А. C3b свързва фактор В, образувайки C3bB комплекс.

b. Свързан с C3b фактор B действа като субстрат за фактор D(серумна серин протеаза), която го разцепва, за да образува активния комплекс С3bВb. Този комплекс има ензимна активност, структурно и функционално е хомоложен на C3-конвертазата на класическия път (C4bC2b) и се нарича C3-конвертазен алтернативен път.

V. Самата C3 конвертаза по алтернативен път е нестабилна. За да може алтернативният път на активиране на комплемента да продължи успешно този ензим стабилизиран от фактор P(пропердин).

2. Основен функционална разликаАлтернативен начин за активиране на комплемента, в сравнение с класическия, е бързият отговор на патогена: тъй като не е необходимо време за натрупване на специфични антитела и образуване на имунни комплекси.

Важно е да се разбере, че както класическият, така и алтернативният път на активиране на комплемента работят паралелно, като също се усилват (т.е. усилват) взаимно. С други думи, комплементът се активира не „или от класическия, нито от алтернативния“, а чрез „както от класическия, така и от алтернативния“ път на активиране. Това, с добавянето на пътя на активиране на лектин, е единичен процес, различните компоненти на който могат просто да се проявят в различна степен.

СЛАЙД 8

Функции на системата на комплемента

Системата на комплемента играе много важна роля в защитата на гостоприемника срещу патогени.

1. Системата на комплемента участва в инактивиране на микроорганизми, вкл. медиира действието на антителата върху микробите.

2. Активни фракции на системата на комплемента активират фагоцитозата (опсонини - C3b и C5b).

3. Участват активни фракции на системата на комплемента образуване на възпалителен отговор.

СЛАЙД 9

Активните фракции на комплемента С3а и С5а се наричат анафилотоксини, тъй като те участват, наред с други неща, в алергична реакция, наречена анафилаксия. Най-силният анафилотоксин е C5a. Анафилотоксини опериратвърху различни клетки и тъкани на макроорганизма.

1. Ефектът им върху мастни клеткипричинява дегранулация.

2. Анафилотоксините действат и върху гладка мускулатуракоето ги кара да се свиват.

3. Те също работят върху съдова стена: предизвикват активиране на ендотела и повишават неговата пропускливост, което създава условия за екстравазация (изход) на течност и кръвни клетки от съдовото русло по време на развитието на възпалителна реакция.

В допълнение, анафилотоксините са имуномодулатори, т.е. действат като регулатори на имунния отговор.

1. C3aдейства като имуносупресор (т.е. потиска имунния отговор).

2. C5aе имуностимулант (т.е. засилва имунния отговор).

СЛАЙД 10

Протеини в острата фаза

Някои хуморални реакции на вродения имунитет са подобни по предназначение на реакциите на адаптивния имунитет и могат да се считат за техни еволюционни предшественици. Такива реакции на вродения имунитет имат предимство пред адаптивния имунитет в скоростта на развитие, но техният недостатък е липсата на специфичност за антигени. Няколко реакции на вроден и адаптивен имунитет, които са сходни по резултати, бяха обсъдени по-горе в раздела за комплемента (алтернативно и класическо активиране на комплемента). Друг пример ще бъде обсъден в този раздел: протеините от острата фаза, в ускорена и опростена версия, възпроизвеждат някои от ефектите на антителата.

Острофазовите протеини (реагенти) са група протеини, секретирани от хепатоцитите. По време на възпаление производството на протеини от острата фаза се променя. С увеличаване на синтеза протеините се наричат ​​положителни, а с намаляване на синтеза те се наричат ​​отрицателни реагенти на острата фаза на възпалението.

Динамиката и тежестта на промените в серумната концентрация на различни протеини от острата фаза по време на развитието на възпалението не са еднакви: концентрацията на С-реактивния протеин и серумния амилоид Р се увеличава много силно (десетки хиляди пъти) - бързо и за кратко (практически се нормализира до края на 1-вата седмица); нивата на хаптоглобин и фибриноген се увеличават по-слабо (стотици пъти), съответно, на 2-ра и 3-та седмица от възпалителния отговор. В тази презентация участват само положителните реагенти имунни процеси.

СЛАЙД 11

Според изпълняваните функции се разграничават няколко групи острофазови протеини.

ДА СЕ транспортни протеинивключват преалбумин, албумин, орозомукоид, липокалини, хаптоглобин, трансферин, мано-свързващи и ретинол-свързващи протеини и др. Те играят ролята на носители на метаболити, метални йони и физиологично активни фактори. Ролята на факторите от тази група се увеличава значително и се променя качествено по време на възпаление.

Създава се друга група протеази(трипсиноген, еластаза, катепсини, гранзими, триптази, химази, металопротеинази), чието активиране е необходимо за образуването на много възпалителни медиатори, както и за изпълнението на ефекторни функции, по-специално функцията убиец. Активирането на протеазите (трипсин, химотрипсин, еластаза, металопротеинази) се балансира от натрупването на техните инхибитори. α2-макроглобулинът участва в потискането на активността на протеазите от различни групи.

В допълнение към изброените, протеините от острата фаза включват фактори на коагулация и фибринолиза, както и протеини на извънклетъчния матрикс(напр. колагени, еластини, фибронектин) и дори протеини от системата на комплемента.

СЛАЙД 12

Пентраксини.Протеините от семейството на пентраксините най-пълно проявяват свойствата на реагентите на острата фаза: през първите 2-3 дни от развитието на възпалението тяхната концентрация в кръвта се увеличава с 4 порядъка.

С-реактивен протеин и серумен амилоид Pпроизведени и секретирани от хепатоцитите. Основният индуктор на техния синтез е IL-6. Протеинът PTX3 се произвежда от миелоид (макрофаги, дендритни клетки), епителни клетки и фибробласти в отговор на стимулация чрез TLR, както и под действието на провъзпалителни цитокини (напр. IL-1β, TNFα).

Концентрацията на пентраксини в серума се увеличава рязко по време на възпаление: С-реактивен протеин и серумен амилоид Р - от 1 μg / ml до 1-2 mg / ml (т.е. 1000 пъти), PTX3 - от 25 до 200-800 ng / ml. Пиковата концентрация се достига 6-8 часа след предизвикване на възпалението. Пентраксините се характеризират със способността да се свързват с голямо разнообразие от молекули.

С-реактивният протеин е идентифициран за първи път поради способността му да свързва С полизахарида ( пневмокок), което му е дало името. Пентраксините взаимодействат и с много други молекули: C1q, бактериални полизахариди, фосфорилхолин, хистони, ДНК, полиелектролити, цитокини, протеини на извънклетъчния матрикс, серумни липопротеини, компоненти на комплемента, помежду си, както и с Ca 2+ и други метални йони.

За всички разглеждани пентраксини има рецептори с висок афинитет върху миелоидни, лимфоидни, епителни и други клетки. В допълнение, тази група протеини в острата фаза има доста висок афинитет към рецептори като FcγRI и FcγRII. Множеството молекули, с които пентраксините взаимодействат, определя голямото разнообразие от техните функции.

Разпознаването и свързването на PAMP от пентраксините дава основание да ги разглеждаме като вариант на разтворими патоген-разпознаващи рецептори.

към най-важното функции на пентраксинитеразглеждат тяхното участие в реакциите на вроден имунитет като фактори, предизвикващи активиране на комплемента чрез C1q и участващи в опсонизацията на микроорганизмите.

Комплемент-активиращата и опсонизираща способност на пентраксините ги прави своеобразни "протоантитела", частично изпълняващи функциите на антитела върху начална фазаимунен отговор, когато все още не са разработени истински адаптивни антитела.

Ролята на пентраксините във вродения имунитет също се състои в активирането на неутрофилите и моноцитите/макрофагите, регулирането на синтеза на цитокини и проявата на хемотаксична активност срещу неутрофилите. В допълнение към участието в реакциите на вроден имунитет, пентраксините регулират функциите на извънклетъчния матрикс по време на възпаление, контрол на апоптозата и елиминиране на апоптотичните клетки.

СЛАЙД 13

Биогенни амини

Тази група медиатори включва хистамин и серотонин, съдържащи се в гранулите на мастоцитите. Освободени по време на дегранулацията, тези амини причиняват различни ефекти, които играят ключова роля в развитието на ранните прояви на незабавна свръхчувствителност.

Хистамин (5-β-имидазолилетиламин)- основният медиатор на алергията. Образува се от хистидин под въздействието на ензима хистидин декарбоксилаза.

Тъй като хистаминът се съдържа в гранулите на мастоцитите в готов вид и процесът на дегранулация протича бързо, хистаминът се появява много рано във фокуса на алергична лезия и веднага във висока концентрация, което определя проявите на непосредствена свръхчувствителност. Хистаминът се метаболизира бързо (95% за 1 мин.) с участието на 2 ензима - хистамин-N-метилтрансфераза и диаминооксидаза (хистаминази); това произвежда (в съотношение приблизително 2:1), съответно, N-метилхистамин и имидазол ацетат.

Съществуват 4 вида рецептори за хистамин Н1-Н4. При алергични процеси хистаминът действа главно върху гладката мускулатура и съдовия ендотел, като се свързва с техните Н1 рецептори. Тези рецептори осигуряват сигнал за активиране, медииран от трансформацията на фосфоинозитиди с образуването на диацилглицерол и мобилизиране на Ca2+.

Тези ефекти се дължат отчасти на образуването на азотен оксид и простациклин в клетките (мишени на хистамина). Действайки върху нервните окончания, хистаминът предизвиква усещане за сърбеж, характерно за алергични прояви на кожата.

При хората хистаминът играе важна роля в развитието на кожна хиперемия и алергичен ринит. По-малко очевидно е участието му в развитието на общи алергични реакции и бронхиална астма. В същото време чрез Н2 рецепторите хистаминът и свързаните с него вещества имат регулаторен ефект, понякога намалявайки проявите на възпаление, отслабвайки хемотаксиса на неутрофилите и тяхното освобождаване на лизозомни ензими, както и освобождаването на самия хистамин.

Чрез Н2 рецепторите хистаминът действа върху сърцето, секреторните клетки на стомаха, инхибира пролиферацията и цитотоксичната активност на лимфоцитите, както и тяхната секреция на цитокини. Повечето от тези ефекти се медиират от активиране на аденилат циклаза и повишаване на вътреклетъчните нива на сАМР.

Данните за относителната роля на различни хистаминови рецептори в осъществяването на неговото действие са много важни, тъй като много антиалергични лекарства са блокери на Н1 (но не на Н2 и други) хистаминови рецептори.

СЛАЙД 14

липидни медиатори.

Хуморалните фактори играят важна роля в регулацията на имунните процеси, както и в развитието на алергични реакции. липидна природа. Най-многобройните и важни от тях са ейкозаноидите.

Ейкозаноидите са метаболитни продукти на арахидоновата киселина, мастна полиненаситена киселина, чиято молекула съдържа 20 въглеродни атома и 4 ненаситени връзки. Арахидоновата киселина се образува от мембранни фосфолипиди като директен продукт от действието на фосфолипаза А (PLA) или индиректен продукт на PLC-медиирани трансформации.

Образуването на арахидонова киселина или ейкозаноиди възниква, когато се активират различни видове клетки, особено тези, които участват в развитието на възпаление, по-специално алергични: ендотелни и мастоцити, базофили, моноцити и макрофаги.

Метаболизмът на арахидоновата киселина може да се осъществи по 2 начина - катализиран от циклооксигеназа или 5'-липоксигеназа. Циклооксигеназният път води до образуване на простагландини и тромбоксани от нестабилни междинни продукти - ендопероксидни простагландини G2 и H2, а липоксигеназният път води до образуване на левкотриени и 5-хидроксиейкозатетраеноат чрез междинни продукти (5-хидроперокси-6,8,11,14 -ейкозатетраенова киселина и левкотриен А4), както и липоксини - продукти на двойно липоксигениране (под действието на две липоксигенази - виж по-долу).

Простагландините и левкотриените проявяват алтернативни физиологични ефекти в много отношения, въпреки че има значителни разлики в активността в тези групи.

Обща собственостот тези групи фактори - преобладаващият ефект върху съдовата стена и гладките мускули, както и хемотаксичният ефект. Тези ефекти се осъществяват чрез взаимодействието на ейкозаноидите със специфични рецептори на клетъчната повърхност. Някои членове на семейството на ейкозаноидите усилват действието на други вазоактивни и хемотаксични фактори, като анафилатоксини (C3a, C5a).

СЛАЙД 15

Левкотриени (LT)- С 20 мастни киселини, чиято молекула съдържа ОН група в позиция 5 и странични вериги, съдържащи сяра, в позиция 6, например глутатион.

Има 2 групи левкотриени:

Един от тях включва левкотриени C4, D4 и E4, наречени цистеинил-котриени (Cys-LT),

Вторият включва един фактор - левкотриен В4.

Левкотриените се образуват и секретират в рамките на 5-10 минути след активиране на мастоцитите или базофилите.

Левкотриен С4 присъства в течната фаза за 3-5 минути, докато се превръща в левкотриен D4. Левкотриен D4 съществува през следващите 15 минути, като бавно се превръща в левкотриен Е4.

Левкотриените упражняват своето действие чрез рецептори, принадлежащи към групата на пуриновите рецептори от семейството на родопсиноподобните рецептори, които проникват през мембраната 7 пъти и са свързани с протеин G.

Левкотриеновите рецептори се експресират върху клетки от далака, кръвни левкоцити, освен това CysLT-R1 присъства върху макрофаги, чревни клетки, въздушен епител, а CysLT-R2 присъства върху надбъбречни и мозъчни клетки.

Цистеинил левкотриени (особено левкотриен D4) предизвикват спазъм на гладката мускулатура и регулират локалния кръвен поток, понижавайки кръвното налягане. Цистеинил левкотриените са медиатори на алергичните реакции, по-специално на бавната фаза на бронхоспазма при бронхиална астма.

В допълнение, те потискат пролиферацията на лимфоцитите и насърчават тяхната диференциация.

Преди това комплексът от тези фактори (левкотриени С4, D4 и Е4) се наричаше бавно реагиращо вещество А. Левкотриен В4 (дихидроксиейкозатетраенова киселина) проявява хемотаксичен и активиращ ефект главно върху моноцити, макрофаги, неутрофили, еозинофили и дори Т клетки.

Друг продукт на липоксигеназния път, 5-хидроксиейкозатетраеноат, е по-малко активен от левкотриените, но може да служи като хемоатрактант и активатор на неутрофили и мастоцити.

СЛАЙД 16

Простагландини (PG) - С 20 -мастни киселини, чиято молекула съдържа циклопентанов пръстен.

Варианти на простагландини, които се различават по вида и позицията на заместващите групи (окси-, хидрокси-), се обозначават с различни букви; числата в името показват броя на ненаситените връзки в молекулата.

Простагландините се натрупват във фокуса на възпалението по-късно от кинините и хистамина, малко по-късно от левкотриените, но едновременно с монокините (6-24 часа след началото на възпалението).

В допълнение към вазоактивния и хемотаксичен ефект, постигнат в сътрудничество с други фактори, простагландините (особено простагландин Е2) имат регулаторен ефект върху възпалителните и имунните процеси.

Екзогенният простагландин Е2 причинява някои прояви на възпалителния отговор, но потиска имунния отговор и алергичните реакции.

Така простагландин Е2 намалява цитотоксичната активност на макрофагите, неутрофилите и лимфоцитите, пролиферацията на лимфоцитите и производството на цитокини от тези клетки.

Насърчава диференциацията на незрели лимфоцити и клетки от други хематопоетични серии.

Някои от ефектите на простагландин Е2 са свързани с повишаване на нивото на вътреклетъчния сАМР.

Простагландините E2 и D2 инхибират агрегацията на тромбоцитите; простагландините F2 и D2 карат бронхиалната гладка мускулатура да се съкращава, докато простагландин Е2 я отпуска.

СЛАЙД 17

Тромбоксан А2 (THA2) - С 20 мастна киселина; в молекулата му има 6-членен кислородсъдържащ пръстен.

Това е много нестабилна молекула (полуживот - 30 s), която се превръща в неактивен тромбоксан B2.

Тромбоксан А2 причинява свиване на кръвоносните съдове и бронхите, агрегация на тромбоцитите с освобождаване на ензими и други активни фактори, които допринасят за митогенезата на лимфоцитите.

Друг продукт на циклооксигеназния път е простагландин I2(простациклин) също е нестабилен. Той упражнява своето действие чрез сАМР, силно разширява кръвоносните съдове, повишава тяхната пропускливост и инхибира агрегацията на тромбоцитите.

Заедно с пептидния фактор брадикинин, простациклинът предизвиква усещане за болка при възпаление.

СЛАЙД 18

цитокини

Подобна информация.