Rolul efector al complementului. Proteinele sistemului complement: proprietăți și activitate biologică. Calea clasică de activare a sistemului complementului

Funcțiile biologice ale complementului

Odintsov Yu.N., Perelmuter V.M. Funcțiile biologice ale complementului

Odintsov Yu.N., Perelmuter V.M.

Statul Siberian universitate medicala, Tomsk

© Odintsov Yu.N., Perelmuter V.M.

Complementul este unul dintre cei mai importanți factori de rezistență din organism. Sistemul complement poate lua parte la diferite mecanisme efectoare, în primul rând la liza (uciderea complementară) și opsonizarea microorganismelor. Macrofagele pot lua parte la comutarea funcției litice a complementului la cea opsonică. Funcțiile complementului în bacterioze depind de patogeneza bolii infecțioase.

Cuvinte cheie: complement, bacterioliză, opsonizare, proces infecțios.

Unul dintre adevărații factori de rezistență de bază este complementul. Principalele funcții ale acestuia constau în liza bacteriană, opsonizarea bacteriană pentru fagocitoză. Alterarea funcției litice pentru funcția opsonică depinde de macrofage. Funcțiile complementului la bacterioză depind de caracteristicile de fatogeneză în bolile infecțioase.

Cuvinte cheie: complement, bacterioliză, opsonizare, proces infecțios.

UDC 576:8.097.37

Corpul uman are două linii principale de apărare împotriva agenților patogeni ai bolilor infecțioase: nespecific (rezistență) și specific (imunitate).

Factorii primei linii de apărare (rezistență) sunt caracterizați printr-un număr de aspecte comune: 1) se formează cu mult înainte de întâlnirea cu agentul patogen (perioada intrauterină); 2) nespecifice; 3) sunt determinate genetic; 4) genotipic și fenotipic eterogen (eterogen) în populație; 5) rezistența ridicată la un agent patogen poate fi combinată cu rezistența scăzută la altul; 6) rezistența depinde în primul rând de starea funcțională a macrofagelor, care este controlată de gene care nu sunt asociate cu HLA, și de starea sistemului complement (controlat de HLD).

Complementul este un sistem enzimatic plasmatic multicomponent, a cărui compoziție și funcție sunt în general bine studiate și este unul dintre cei mai importanți factori ai rezistenței organismului. În anii 1960-1970. a fost deosebit de popular să se determine titrul complementului ca unul dintre indicatorii rezistenței. Și în prezent, o mulțime de cercetări este dedicată studiului funcției complementului. Cu toate acestea, există

nu numai anumite dificultăţi şi contradicţii în explicarea mecanismului de activare a complementului, dar totuşi

unele mecanisme de activare şi funcţionare a complementului rămân insuficient studiate. Aceste probleme controversate includ mecanismul de acțiune al inhibitorilor activării complementului in vivo, mecanismul de comutare a activării complementului de la funcția litică la funcția opsonică și înțelegerea rolului complementului în sanogeneză în diferite infecții.

Există 14 proteine ​​(componente) ale plasmei sanguine care alcătuiesc sistemul complementului. Sunt sintetizate de hepatocite, macrofage și neutrofile. Majoritatea lor aparțin p-globulinelor. Conform nomenclaturii adoptate de OMS, sistemul de complement este notat cu simbolul C, iar componentele sale individuale prin simbolurile Cl, C2, C3, C4, C5, C6, C7, C8, C9 sau litere mari(D, B, P). O parte din componente (Cl, C2, C3, C4, C5, B) este împărțită în subcomponentele lor constitutive - mai grele, cu activitate enzimatică și mai puțin grele, fără activitate enzimatică, dar păstrându-se independente. functie biologica. Complexele activate de proteine ​​ale sistemului complement sunt marcate cu o bară deasupra complexului (de exemplu, C4b2a3b - C5 convertaza).

În plus față de proteinele complement (C1-C9), în implementarea activității sale biologice, acestea iau

participarea și alte proteine ​​care îndeplinesc funcții de reglare:

a) receptori de membrană celulară de macroorganisme pentru subcomponentele complementului: CR1(CD35), CR2(CD21), CR3(CD11b/CD18), CR4(CD11c/CD18), C1qR, C3a/C4aR, C5aR;

b) proteine ​​de membrană ale celulelor macroorganismelor: proteina cofactor de membrană (MCP, sau MCP - cofactor de proteoliză asociat cu membrană, CD46), factor de accelerare a disocierii (FAD, sau DAF - factor de accelerare a descompunerii, CD55), protectină (CD59);

c) proteinele plasmatice sanguine care efectuează reglare pozitivă sau negativă: 1) reglare pozitivă - factor B, factor D, properdin (P); 2) reglare negativă - factor I, factor H, C4b care leagă proteinele (proteina de legare C4, C4bp), inhibitor C1 (C1-inh, serpină), proteina S (vitronectină).

Astfel, mai mult de 30 de componente sunt implicate în funcțiile sistemului de complement. Fiecare componentă proteică (subcomponentă) a complementului are anumite proprietăți (Tabelul 1).

În mod normal, componentele complementului sunt în plasmă într-o stare inactivă. Ei devin activi în procesul de reacții de activare în mai multe etape. Componentele complementului activate acționează într-o ordine specifică sub forma unei cascade de reacții enzimatice, iar produsul activării anterioare servește ca catalizator pentru includerea unei noi subcomponente sau componente a complementului în reacția ulterioară.

Sistemul complement poate fi implicat în diferite mecanisme efectoare:

1) liza microorganismelor (ucidere complementară);

2) opsonizarea microorganismelor;

3) scindarea complexelor imune și eliminarea acestora;

4) activarea și atracția chemotactică a leucocitelor către focarul de inflamație;

5) intensificarea inducţiei de anticorpi specifici prin: a) intensificarea localizării antigenului pe suprafaţa limfocitelor B şi a celulelor prezentatoare de antigen (APC); b) scăderea pragului de activare al limfocitelor B.

Cele mai importante funcții ale complementului sunt liza membranelor patogene și opsonizarea microorganismelor.

tabelul 1

Componentele și subcomponentele complementului implicate în căile clasice și alternative de activare a complementului

Component (subcomponent) Greutate moleculară, kD Subcomponent Concentrație serică, μg/ml Funcție

C1 1124 1 C1q 2 C1r 2 C1s - Complex enzimatic

Clq 460 - 80 Legare la un lanț lung ^ sau complex antigen-anticorp 1dM

Clr 166 - 30-50 Cb activator de protează

Cl 166 - 30-50 Serin proteaza activând C4 și C2

C2 110 2a, 2b 15-25 Formă C3-convertază (C4b2a), apoi C5-convertază (C4b2a3b) a căii clasice

SZ 190 3a, 3b 1200

С4 200 4a, 4b 350-500

C5 191 5a, 5b 75 Formarea unui complex de atac membranar care formează un por în membrana celulei țintă

Factorul B 95 Ba, Bb 200 Formă C3-convertază (C3bbp) și apoi C5-convertază (Cbbbb) a căii alternative

Factorul D 25 - 1

Properdin(R) 220 25 Cale alternativă stabilizator C3-convertază (C3bb), blochează disocierea C3bb sub acțiunea factorului H

Liza complementară a microorganismelor

Liza microorganismelor are loc ca urmare a formării unui complex de atac membranar (MAC), format din

una dintre componentele complementului. În funcție de modul în care a avut loc formarea MAC, există mai multe moduri de activare a complementului.

Calea clasică (imunocomplex) de activare a complementului

Această cale de activare a complementului este numită cea clasică deoarece a fost prima descrisă și a rămas multă vreme singura cunoscută astăzi. În calea clasică de activare a complementului, rolul de pornire este jucat de complexul antigen-anticorp (complexul imun (IC)). Prima legătură în activarea complementului este legarea subcomponentului C ^ a componentei C1 la imunoglobulina complexului imun. În special, în cazul activării complementului de către imunoglobulinele de clasă G (Ig31, IgG2, IgG3, Ig4), aceasta se realizează de către resturile de aminoacizi la pozițiile 285, 288, 290, 292 ale lanțului greu DO. Activarea acestui situs are loc numai după formarea complexului antigen-anticorp (AG-AT). Capacitatea de a activa complementul de-a lungul căii clasice este deținută cu intensitate descrescătoare cu 1dM, Ig3, DO1 și DO2.

Componenta complementului C^ constă din trei subunități (Fig. 1), fiecare dintre ele având doi centre pentru legarea la 1g în complexul AG-AT. Astfel, o moleculă C^ completă are șase astfel de centre. În timpul formării complexului AG-1gM, molecula C^ se leagă de cel puțin două domenii secundare (CH2) ale aceleiași molecule de 1gM, iar când imunoglobulinele de clasă G participă la formarea complexului AG-AT, se leagă de al doilea domeniu (CH2) a cel puțin două molecule diferite ^ în complecșii AG-^. Atașat la AG-AT, C^ dobândește proprietățile unei serin proteaze și inițiază activarea și încorporarea a două molecule C1r în C^. C1r, la rândul său, inițiază activarea și încorporarea altor două molecule, C^, în C^. C^ activat are activitate serin-esteraza.

C^ al complexului C1 scindează apoi C4 într-un fragment C4b mai mare și un fragment C4a mai mic. C4b este conectat prin legături covalente cu grupările amino și hidroxil ale moleculelor membranei celulare (Fig. 2). C4b fixat pe suprafața membranei (sau a complexului AG-AT) leagă C2, care devine disponibil pentru clivaj enzimatic de către aceeași serin protează C^. Ca urmare, se formează un fragment mic 2b și un fragment mai mare C2a, care, prin combinarea cu C4b atașat la suprafața membranei, formează complexul enzimatic C4b2a, pe-

numită C3-convertază a căii clasice de activare a complementului.

Orez. Fig. 1. Componentele complexului enzimatic C1 (1d2r2e) și interacțiunea acestuia cu complexul antigen-anticorp (AG-I sau AG-1gM): J - lanț care combină monomeri pentameri

SZVV -» -SZVVR

eu------------------

Bucla de armare Fig. 2. Activarea complementului prin calea clasică

Convertaza C3 rezultată interacționează cu C3 și o scindează într-un fragment C3 mai mic și un fragment C3b mai mare. Concentrația plasmatică a C3 este cea mai mare dintre toate componentele complementului, iar un complex enzimatic C4b2a (C3-convertază) este capabil să scindeze până la 1000 de molecule C3. Acest lucru creează o concentrație mare de C3b pe suprafața membranei (amplificarea formării C3b). Apoi C3b se leagă covalent la C4b, care face parte din C3-convertază. Complexul trimolecular format C4b2a3b este o C5-convertază. C3b din C5-convertază se leagă covalent la suprafața microorganismelor (Fig. 2).

Substratul pentru C5 convertaza este componenta C5 a complementului, a cărei scindare se termină cu formarea unui C5a mai mic și a unui C5b mai mare. Despre-

formarea C5b inițiază formarea unui complex de atac membranar. Se procedează fără participarea enzimelor prin adăugarea secvenţială a componentelor C6, C7, C8 şi C9 ale complementului la C5b. C5b6 este un complex hidrofil și C5b67 este un complex hidrofob care este încorporat în stratul dublu lipidic al membranei. Atașarea la C5b67 C8 scufundă în continuare complexul C5b678 rezultat în membrană. Și, în cele din urmă, 14 molecule C9 sunt fixate la complexul C5b678. C5b6789 format este complexul de atac membranar. Polimerizarea moleculelor C9 din complexul C5b6789 duce la formarea unui por necolapsat în membrană. Apa și N8+ intră în celulă prin por, ceea ce duce la liza celulară (Fig. 3).

Compuși dizolvați

Intensitatea formării MAC în calea clasică de activare a complementului crește datorită buclei de amplificare a căii alternative de activare a complementului. Bucla de amplificare începe din momentul formării legătură covalentă C3b cu suprafața membranei. Trei sunt implicați în formarea buclei. proteine ​​suplimentare plasmă: B, D și P (prop-din). Sub influența factorului D (serina esterază), proteina B legată de C3b este scindată într-un fragment Ba mai mic și un fragment Bb mai mare, care se leagă de C3b (vezi Fig. 2). Adăugarea de properdin, care acționează ca un stabilizator al complexului C3b Bb, la complexul C3bb completează formarea căii alternative C3-convertază, C3bbp. Calea alternativă C3 convertaza scindează moleculele C3 pentru a forma C3b suplimentar, rezultând din ce în ce mai multă C5 convertază și în cele din urmă mai multă MAA. Acțiune MAC-

et independent și, posibil, induce apoptoza prin calea caspazei.

Cale alternativă (spontană) de activare a complementului

Mecanismul de activare a complementului prin calea alternativă se datorează hidrolizei spontane a legăturii tioeter din molecula C3 nativă. Acest proces are loc constant în plasmă și se numește activare „inactiv” a C3. Ca rezultat al hidrolizei C3, se formează forma sa activată, denumită C31. În plus, C3i leagă factorul B. Factorul D împarte factorul B din complexul C3iB într-un fragment Ba mic și un fragment Bb mare. Complexul C3iBb rezultat este o C3-convertază în fază lichidă a căii alternative de activare a complementului. Apoi, convertaza în fază lichidă C3iBb scindează C3 în C3a și C3b. Dacă C3b rămâne liber, este distrus prin hidrolizare de apă. Dacă C3b se leagă covalent de suprafața unei membrane bacteriene (membrana oricărui microorganism), atunci nu suferă proteoliză. Mai mult, inițiază formarea unei bucle de amplificare a căii alternative. Factorul B este atașat de C3b fix (C3b are o afinitate mai mare pentru factorul B decât pentru factorul H), se formează un complex C3bB, din care factorul D

desparte un mic fragment de Ba. După adăugarea de properdin, care este un stabilizator al complexului C3bb, se formează complexul C3bbp, care este o cale alternativă C3-convertază legată de suprafața membranei. Convertaza C3 legată inițiază atașarea moleculelor C3b suplimentare la același loc (amplificare C3b), ceea ce duce la acumularea locală rapidă de C3b. Mai mult, convertiza C3 legată scindează C3 în C3a și C3b. Atașarea C3b la C3 convertazei formează complexul C3bb3 (C3b2bb), care este o cale alternativă a convertazei C5. Apoi, componenta C5 este scindată și se formează MAC, ca în calea clasică de activare a complementului.

Hidroliza spontană

eu_________________________Eu

Bucla de câștig

Orez. 4. Cale alternativă (spontană) de activare a complementului

activare „inactiv”.

Microorganism

Calea de activare a complementului de lectină

Lipopolizaharidele (LPS) ale bacteriilor gram-negative, care pot conține reziduuri de manoză, fucoză, glucozamină, sunt legate de lectine (proteine ​​din zer care leagă puternic carbohidrații) și induc calea lectinei de activare a complementului. De exemplu, un declanșator al căii lectinei de activare a complementului poate fi o lectină care leagă mananul (MBL), precum C2, care aparține familiei de lectine dependente de calciu.

Se combină cu manoza, care face parte din peretele celular bacterian și dobândește capacitatea de a interacționa cu două serin proteinaze asociate lectinei care se leagă de manan, MASP1 și MASP2, identice cu C1r și, respectiv, C13.

Interacțiunea [MSL-MASP1-MASP2] este analogă cu formarea complexului [C^-C1r-C^]. Ulterior, activarea complementului are loc în același mod ca și în calea clasică (Fig. 5).

4a 2b C3a C3b C5a

Bucla de câștig

Orez. 5. Calea lectinei de activare a complementului (M - manoza ca parte a structurilor de suprafață ale celulei, de exemplu, LPS)

Proteinele din familia pentraxinelor, care au proprietățile lectinelor, cum ar fi proteina amiloidă, proteina C reactivă, sunt, de asemenea, capabile să activeze complementul prin calea lectinei, interacționând cu substraturile corespunzătoare ale pereților celulari bacterieni. Astfel, proteina C reactivă activează forsforilcolina în peretele celular al bacteriilor Gram-pozitive. Și apoi forsforilcolina activată începe modul clasic de asamblare a componentelor complementului.

C3b, care se formează din C3, sub influența oricărei C3-convertaze, se leagă de membrana țintă și devine un sit educatie suplimentara C3b. Această etapă a cascadei se numește „bucla de amplificare”. Oricare ar fi calea de activare a complementului, dacă nu este blocată de unul dintre factorii de reglare, se termină cu formarea unui complex de atac membranar care formează un por care nu se colapsează în membrana bacteriană, ceea ce duce la moartea acesteia.

Căile alternative și ale lectinei de activare a complementului prin momentul declanșării bolilor infecțioase sunt precoce. Ele pot fi activate deja în primele ore după ce agentul patogen intră în mediul intern al macroorganismului. Calea clasică de activare a complementului este târzie: începe să „funcționeze” doar când apar anticorpi (1 dM,

Proteine ​​reglatoare de activare a complementului

Procesul de activare a complementului este reglat de proteinele membranare (Tabelul 2) și plasmatice (Tabelul 3).

Căile de activare a complementului și formarea MAC pot fi blocate de diverși factori:

1) clasic, lectin:

Acțiunea unui inhibitor C1 care leagă și inactivează C1g și C^;

Suprimarea formării de C3-convertază a căii clasice și lectinei (C4b2a) sub influența factorilor I, H, C4-Lp, FUD, ICD și C^1;

Suprimarea interacțiunii componentelor complementului cu suprafața celulelor macroorganismelor prin acțiunea FUD ^55), CR1 (CD35), ICD ^46);

2) alternativă:

Disocierea complexelor C3iBb și C3bb prin acțiunea factorului H;

scindarea C3b de către factorul I cu participarea unuia dintre cei trei cofactori: factorul H (plasmă), CR1 sau LAB (legat pe suprafața celulelor macroorganismelor);

Suprimarea formării C3-convertazei căii alternative pe suprafața celulelor macroorganismelor prin acțiunea FUD, CR1 sau LAB.

masa 2

Proteine ​​reglatoare ale membranei

Celular (situat pe membranele celulelor macroorganismului)

Expresia factorului pe celule Funcție Rezultat

CR1 ^35) limfocite B; monocite (macrofage); granulocite; celule dendritice foliculare; Celulele NK Suprimă legarea C2 la C4b; determină și accelerează disocierea C4b2a în C4b și 2a; cofactor de catabolism C4b sub actiunea factorului I; cofactor de catabolism C3b sub actiunea factorului I; accelerează disocierea C3bb cu eliberarea de c3b Suprimă activarea complementului prin orice cale de pe membranele celulelor proprii ale corpului

ICD ^46) limfocite T; limfocite B; monocite (macrofage); granulocite; celulele dendritice; Celulele NK Suprimă formarea convertazelor: C4b2a și C3bb; cofactor de catabolism C4b sub actiunea factorului I; cofactor de catabolism C3b sub actiunea factorului I La fel

FUD ^55) limfocite T; limfocite B; monocite (macrofage); granulocite; celulele dendritice; celule NK; trombocitele Inhibă formarea convertazei C4b2a a căii clasice; inhibă formarea convertizei C3bb a căii alternative; inhibă legarea lui C2 la C4b; accelerează disocierea C4b2a în C4b și 2a; accelerează disocierea lui C3bb cu eliberarea lui c3b

Protectină (L59) Toate celulele macro- Se leagă de 5b678 și inhibă imersiunea acestuia în membrană Previne liza

organism | și implementarea C9 | propriile celule

Tabelul H

Proteine ​​reglatoare plasmatice

Factorul Funcție Greutatea moleculară și concentrația serică Realizarea efectului asupra celulelor somatice și (sau) asupra agenților patogeni

Factorul H (se leagă ușor de acizii sialici de pe suprafața celulelor macroorganismului) Suprimă formarea convertazei C4b2a a căii clasice; inhibă formarea convertizei C3bBb a căii alternative; determină disocierea convertazei C3iBb în fază lichidă în C3i și Bb; cofactor de catabolism C3i și Bb; determină disocierea convertazei C3bBb în C3b și Bb 150 Kda, 500 µg/ml

Factorul I (proteaza plasmatică) Inhibă formarea căii clasice C4b2a convertazei 90 Kda, 35 µg/ml

Împreună cu unul dintre cofactori (ICB, CR1, C4bp) împarte 4b în C4c și C4d; împreună cu unul dintre cofactorii (MCB, CR1, H) scindează C3b; factorul de catabolism C3b și C3i Suprimă activarea complementului prin orice cale de pe membranele celulelor proprii ale corpului

C4bp (proteina de legare C4, C4b de legare a proteinei) Inhibă legarea C2 la C4b; inhibă formarea convertazei C4b2a a căii clasice; determină disocierea C4b2a în C4b și 2a; cofactor de catabolism C4b sub influența factorului I 560 Kda, 250 µg/ml

Inhibitor C1 (C1-inh, serpin) Leagă și inhibă C1r și C1 s (inhibitor de serin protează); scindează C1r și C1s de C1q (C1q rămâne asociat cu fragmentul Fc al Ig); limitează timpul de contact al lui C1 s cu C4 și C2; limitează activarea spontană a C1 în plasma sanguină 110 Kda, 180 µg/ml

Proteina S (vitronectină) Formează complexul 5b67-S, își inactivează capacitatea de a infiltra stratul lipidic al membranei 85 Kda, 500 µg/ml Blochează formarea MAC

Suprimarea formării MAC În contrast, proteinele reglatoare de origine plasmatică

ionii inhibă activarea complementului nu numai la suprafață celule somatice dar şi pe membranele agenţilor patogeni.

Opsonizarea microorganismelor de către componentele complementului

Liza complementară a microorganismelor este o reacție timpurie a unui macroorganism la pătrunderea agenților patogeni în mediul său intern. Subcomponentele C2b, C3a, C4a, C5a și Ba formate în timpul activării complementului prin intermediul căii alternative sau ale lectinei atrag celulele la locul de inflamație și își activează funcțiile efectoare.

Dintre componentele complementului, 3b și 4b au în principal proprietăți opsonizante. Sunt necesare două condiții pentru formarea lor: prima este activarea complementului prin una dintre căile descrise mai sus, iar a doua este blocarea procesului de activare, ceea ce face imposibilă formarea MAC și liza patogenului. Acesta este ceea ce constă

pe suprafața agenților patogeni.

1. Complexul hidrofob C5b67, care începe să fie încorporat în stratul dublu lipidic al membranei, poate fi inactivat de proteina S (vitronectină). Complexul 5b67S rezultat nu poate fi introdus în stratul lipidic al membranei.

2. Atașarea componentei 8 la complexul C5b67 în faza lichidă poate fi blocată de lipoproteinele de joasă densitate (LDL).

3. Imersia în membrana lui C5b678 și atașarea lui C9 previne CD59 (protectina), o proteină a membranei celulare a macroorganismului.

4. Îndepărtarea fragmentelor de membrană ale celulelor macroorganismelor cu MAC încorporat prin endocitoză sau exocitoză.

Astfel, proteinele reglatoare de origine celulară inhibă în mod independent activarea complementului cu formarea MAC numai pe suprafața celulelor somatice și nu sunt eficiente în inhibarea litică.

Există receptori corespunzători pentru membrana C3b și subcomponenta sa membranară a degradării C3b pe celulele macroorganismelor (Tabelul 4). C3b și C3b inactivat (C3b) sunt liganzi pentru receptorii CR1 (C3b, C3b), CR3 (C3b), CR4 (C3b) localizați pe neutrofile, monocite (macrofage) și endoteliul cordonului ombilical. СЗЬ și СЗЫ acționează ca opsonine active.

Se presupune că acțiunea combinată a factorilor I și H poate comuta formarea unui complex litic (MAC, uciderea complementară) la un alt mecanism de distrugere a patogenului - uciderea fagocitară (Fig. 6). Inhibitorii solubili ai activării complementului (I și H), produși de macrofagele care apar ulterior în locul inflamației, acționează în micromediul fagocitar, împiedicând formarea convertazei C3 pe suprafața bacteriană și asigurând astfel prezența C3b „liber”. Receptorul macrofagului pentru C3b leagă ligandul (C3b) și fixează bacteria pe suprafața macrofagului. Fagocitoza sa se realizează cu participarea comună a două complexe ligand-receptor: receptorul pentru C3b + C3b și FcyR + ^. Cealaltă pereche - receptorul C3b + C3 - inițiază fagocitoza chiar și fără participarea anticorpilor.

Semnificația biologică a comutării activării complementului de la funcția litică la funcția opsonică este probabil că toate bacteriile care nu sunt lizate înainte de a întâlni un fagocit ar trebui să fie fagocitate de C3b-opsonină. Un astfel de mecanism pentru comutarea activării complementului la opsonic este necesar nu numai pentru fagocitoza agenților patogeni viabili în stadiile incipiente ale infecției, ci și pentru utilizarea fragmentelor de microorganisme de către fagocite.

Tabelul 4

Receptori pentru subcomponentele complementului

Receptor (receptor de complement, CR) Liganzi Expresie pe celule Efect de legare

CR1 (CD35) C3bi > C3b, C4b Neutrofile, monocite (macrofage), limfocite B, celule dendritice foliculare, eritrocite, epiteliu glomerular renal Fagocitoză opsonizată, activarea limfocitelor B, transportul complexelor imune pe eritrocite

CR3 (CD11b/CD18) C3bi Neutrofile, monocite (macrofage), celule NK, celule dendritice foliculare Fagocitoză opsonizată

CR4 (p 150-95) (CD11c/CD18) C3bi Neutrofile Fagocitoză opsonizată

CR2 (CD21), component al complexului nucleu-receptor al limfocitelor B (BCR + CD19, CR2, CD81) C3bi, C3dg celule B, celule dendritice foliculare Îmbunătățește reacțiile de activare a BCR, induce legarea nefagocitată a complexului AG-AT asupra celulelor dendritice foliculare

trecerea programului litic de activare a complementului la cel opsonic.

În condițiile reale ale procesului infecțios, trecerea la programul de activare a complementului opsonic, care asigură fagocitoza patogenului și clearance-ul complexelor imune, poate apărea din cauza efectelor proteinelor reglatoare. Asamblarea componentelor complementului pe membrană se poate termina cu formarea unui complex de atac membranar sau poate fi întreruptă la nivelul formării lui 4b și chiar mai activ la nivelul formării lui 3b de către factorii I și H.

Factorul I este principala enzimă care degradează C3b. Factorul H în acest proces acționează ca un cofactor. Acționând împreună, ei au capacitatea de a inactiva atât C3b în fază lichidă, cât și membrana (liberă sau ca parte a oricărei convertaze), scindând fragmentul C3f din aceasta (C3b inactivat este denumit C3b). Apoi procedează la împărțirea CZY în felul următor:

φ ^ subcomponent subcomponent

sz z z z

Blocarea activării suplimentare a complementului

Bacterie

Trecerea la procesul de fagocitoză

Factorul H (cofactor)

Macrofag

Absorbția bacteriilor

Y Receptor la fragmentul Pc componenta complementului X,1 C3b

1| |1 V Receptor pentru componenta C3b sau C33 a complementului

Orez. 6. Comutarea activării complementului la fagocitoză

Este oportun să luăm în considerare problema posibilului rol al complementului în patogeneza diferitelor grupe de bacterioze, separate anterior în funcție de mecanismul sanogenezei.

Bacteroze toxice (difterie, gangrena gazoasă, botulism, tetanos etc.). Localizarea obișnuită a agenților patogeni este poarta de intrare a infecției. Principalul efector al patogenezei este o toxină (antigen T-dependent, antigen de primul tip). Antigenii de suprafață dependenți de T ai acestor bacterii joacă un rol nesemnificativ în inducerea răspunsului imun. Principalul efector al sanogenezei este antitoxina.Tipul de răspuns imun este T1l2. Recuperarea are loc datorită formării și eliminării ulterioare a complexelor imune, precum și uciderii fagocitare a bacteriilor în focarul inflamației. Rolul complementului în aceste bacterioze este probabil limitat la participarea la eliminarea complexelor imune toxină-antitoxină. Complementul nu joacă un rol semnificativ în neutralizarea toxinelor (adică în sanogeneza infecțiilor toxigenice).

Bacterioze netoxigenice nongranulomatoase

1. Agenții patogeni conțin antigeni de suprafață T-independenți (antigeni T „1, antigeni de al doilea tip):

Bacteriile conțin LPS clasic (Tiantigens of Enteropathogenic Escherichia coli, Salmonella, Shigella, etc.). Localizarea obișnuită a agenților patogeni este de la poarta de intrare în membranele mucoase ale tractului intestinal până la ganglionii limfatici regionali. Principalul efector al patogenezei este endotoxina și bacteriile vii. Tipul de răspuns imun este T1l2. Imun

Răspunsul la LPS este caracterizat prin producerea de anticorpi din clasa IgM. Sanogeneza apare în primul rând ca urmare a distrugerii bacteriilor în mod nefagocitar în faza preimună a procesului infecțios datorită lectinei și căilor alternative de activare a complementului. În faza imună a procesului infecțios - datorită lizei imune cu participarea 1dM și complement de-a lungul căii clasice de activare. Fagocitoza nu este esențială în sanogeneză în bacteriozele din acest grup. Activarea sistemului complement în aceste boli poate contribui la sanogeneză;

Bacteriile conţin antigene de suprafaţă (capsulare) 7! (pneumococi, bacterii hemofile etc.). Localizarea obișnuită a agenților patogeni - de la poarta de intrare în membranele mucoase ale tractului respirator până la ganglionii limfatici regionali, pătrund adesea în sânge. Principalul efector al patogenezei sunt bacteriile vii. Tipul de răspuns imun este T1l2. În răspunsul imun la antigenele de suprafață, are loc formarea de anticorpi din clasa IgM. Sanogeneza se realizează în primul rând datorită distrugerii bacteriilor într-un mod nefagocitar în faza preimună a procesului infecțios datorită lectinei și căilor alternative de activare a complementului. În faza imună a procesului infecțios - datorită lizei imune cu participarea 1dM și complement de-a lungul căii clasice de activare. În cazul pătrunderii bacteriilor din acest grup în sânge, splina, principalul loc al fagocitozei bacteriilor slab opsonizate (sau neopsonizate), joacă rolul principal în curățarea macroorganismului de agenți patogeni - și capacitatea de a

DM „țintește” bacteriile sensibilizate de acesta pentru fagocitoză de către celulele Kupffer, urmată de transferul fragmentelor bacteriene care nu au fost încă complet dezintegrate în capilarele biliare. Sărurile biliare descompun fragmentele bacteriene care sunt excretate în intestine. Activarea sistemului complement în acest grup de boli poate contribui, de asemenea, la sanogeneză.

2. Agenții patogeni conțin antigeni de suprafață T-dependenți (antigeni T, antigeni de primul tip).

Localizarea agenților patogeni (stafilococi, streptococi etc.) - porți de intrare (piele, mucoase), ganglioni limfatici regionali, leziuni sistemice (organe). Principalii efectori ai patogenezei sunt bacteriile vii și, într-o măsură mai mică, toxinele acestora. În răspunsul imun, se observă clar o modificare a sintezei!dM la DO. Tipul de răspuns imun cu o evoluție adecvată a unei boli infecțioase (la pacienții fără semne de imunodeficiență) este T1r2. Sanogeneza este condusă de fagocitoză imună, liză imună și antitoxine. În aceste infecții, în faza preimună, sanogeneza se realizează printr-o cale alternativă de activare a complementului și opsonizare a bacteriilor prin produși de activare a complementului, urmată de fagocitoza acestora. În faza imună a procesului infecțios, sanogeneza este asociată cu uciderea complementară în calea clasică de activare a complementului care implică!dM și DO, precum și cu fagocitoza bacteriilor opsonizate de produsele de activare a complementului și DO.

bacterioze granulomatoase

1. Agenții patogeni ai bacteriozelor granulomatoase acute cu celule non-epitelioide (listeria, salmonella tifoidă, paratifoid A, B etc.).

Agenții patogeni conțin antigeni de suprafață dependenți de T. Efectorii patogenezei sunt bacteriile vii. Fagocitoza incompletă. Tipul de răspuns imun este T1r2 și TM. Apariţia!dM este însoţită de formarea de granuloame. Schimbarea!dM în DO duce la dezvoltarea inversă a granuloamelor. Sanogeneza se realizează printr-o cale alternativă de activare a complementului și opsonizare a bacteriilor prin produsele de activare a complementului cu fagocitoza lor ulterioară. În faza imună a procesului infecțios, sanogeneza este asociată cu uciderea complementară în calea clasică de activare a complementului care implică!dM și DO, precum și cu fagocitoza bacteriilor opsonizate de produsele de activare a complementului și DO.

2. Agenții cauzali ai bacteriozelor cronice granulomatoase cu celule epitelioide (mycobacterium tuberculosis, lepră; brucella etc.).

Agenții patogeni conțin antigeni de suprafață dependenți de T. Efectorii patogenezei sunt bacteriile vii. Fagocitoza incompletă. Tip de răspuns imun - Th2 și Th1. Apariția IgM, aparent, poate fi, de asemenea, un factor principal în formarea granuloamelor. Acțiunea citokinelor Thl-set nu este suficientă pentru finalizarea fagocitozei, ceea ce duce la apariția celulelor epitelioide în granulom. Niciuna dintre variantele de activare a complementului în sanogeneză nu joacă un rol semnificativ.

Concluzie

Complementul (sistemul de complement) este unul dintre primii factori umorali pe care îi întâlnește un agent patogen atunci când intră în mediul intern al unui macroorganism. Mecanismele de activare a componentelor complementului fac posibilă utilizarea acestuia atât pentru liza agenților patogeni, cât și pentru amplificarea fagocitozei. Nu toate bolile infecțioase bacteriene pot fi folosite ca test de prognostic pentru conținutul și nivelul de complement în sânge.

Literatură

1. Odintsov Yu.N., Perelmuter V.M., Kliment'eva T.K. Tuftsin: rol în dezvoltarea bacteriozelor negranulomatoase și granulomatoase // Bul. sib. medicament. 2002. V. 1. Nr. 3. S. 98-102.

2. Perelmuter V.M., Odintsov Yu.N. Funcția principală a imunoglobulinelor de clasa M (IgM) este reglarea permeabilității barierei hemato-țesutului pentru bacterii și antigenele acestora // Bul. sib. medicament. 2005. V. 4. Nr. 3. S. 38-42.

3. Royt A. Fundamentele imunologiei. Pe. din engleza. M.: Mir, 1991. 328 p.

4. Roit A, Brostoff J, Mail D. Imunologie. Pe. din engleza. M.: Mir, 2000. 581 p.

5. Khaitov R.M., Ignatieva G.A., Sidorovich I.G. Imunologie. Moscova: Medicină, 2000. 432 p.

6.Yarilin AA Fundamentele imunologiei. Moscova: Medicină, 1999. 607 p.

7. Alban S., Classen B., Brunner G., Blaschek W. Diferențierea efectelor de modulare a complementului unei proteine ​​​​arabinogalactanului din Echinacea purpurea și heparină // Planta Med. 2002. V. 68 (12). P. 1118-1124.

8. Ambrosio A.R., De Messias-Reason I.J. Leishmania (Viannia) braziliensis: interacțiunea lectinei care leagă manoza cu glicoconjugații de suprafață și activarea complementului. Un mecanism de apărare independent de anticorpi // Parasite Immunol. 2005. V. 27. P. 333-340.

9. Andersson J., Larsson R, RichterR. et al. Legarea unui model de regulator al activării complementului (RCA) la o suprafață a biomaterialului: factorul H legat de suprafață inhibă activarea complementului // Biomateriale. 2001. V. 22. P. 2435-2443.

10. Bohana-Kashtan O., Ziporen L, Donin N. et al. Semnale celulare transduse de complement // Mol. Imunol. 2004. V. 41. P. 583-597.

11. Bohlson S.S., Strasser J.A., Bower J.J., Schorey J.S. Rolul complementului în patogeneza Mycobacterium avium: analize in vivo și in vitro ale răspunsului gazdei la infecție în absența componentului complement C3 // Infect. Imunol. 2001. V. 69. P. 7729-7735.

12. Brown J.S., Hussell T, Gilliland S.M. et al. Calea clasică este calea complementului dominantă necesară pentru imunitatea înnăscută la infecția cu Streptococcus pneumoniae la șoareci // Proc. Natl. Acad. sci. STATELE UNITE ALE AMERICII. 2002. V. 99. P. 16969-16974.

13. Caragine T.A., Okada N., Frey A.B., Tomlinson S. Un inhibitor exprimat de tumoră al căii litice a complementului precoce, dar nu tardiv, îmbunătățește creșterea tumorii într-un model de șobolan de cancer de sân uman // Cancer Res. 2002. V. 62. P. 1110-1115.

14. Celik I., Stover C, Botto M. et al. Rolul căii clasice de activare a complementului în peritonita polimicrobiană indusă experimental // Infect. Imun. 2001. V. 69. P. 7304-7309.

15. Donin N, Jurianz K., Ziporen L. et al. Rezistența la complement a celulelor carcinomului uman depinde de proteinele reglatoare ale membranei, protein kinazele și acidul sialic // Clin. Exp. Imunol. 2003. V. 131. P. 254-263.

16. Fernie-King B.A., Seilly D.J., Willers Ch. et al. Inhibitorul streptococic al complementului (SIC) inhibă complexul de atac al membranei prin prevenirea absorbției c567 pe membranele celulare // Imunologie. 2001. V. 103. Numărul 3. P. 390-408.

17. Frumeaux-Bacchi V., Dragon-Durey M.A., Blouin J. et al. Investigarea sistemului de complement în practica clinică // Ann. Med. Internațional (Paris). 2003. V. 154. P. 529-540.

18. Imai M., Ohta R., Okada N, Tomlinson S. Inhibarea unui regulator al complementului in vivo îmbunătățește terapia cu anticorpi într-un model de adenocarcinom mamar, Int. J. Cancer. 2004. V. 110. P. 875-881.

19. Jiang H, WagnerE, Zhang H, Frank M.M. Inhibitorul complementului 1 este un regulator al căii alternative a complementului // J. Exp. Med.

2001. V. 194. Nr. 11. P. 1609-1616.

20. Langeggen H, Berge K.E., Johnson E, Hetland G. Celulele endoteliale ale venei ombilicale umane exprimă receptorul complement 1 (CD35) și receptorul complement 4 (CD11c/CD18) in vitro // Inflamație.

2002. V. 26. Nr. 3. P. 103 - 110.

21. Laufer J., Katz Y, Passwell J.H. Sinteza extrahepatică a proteinelor complementului în inflamație // Mol. Imunol. 2001. V. 38. P. 221-229.

22. Leslie R.G.Q., Nielsen C.H. Căile clasice și alternative de activare a complementului joacă roluri distincte în depunerea spontană a fragmentului C3 și formarea complexului de atac membranar (MAC) pe limfocitele B umane // Imunologie. 2004. V. 111. Numărul 1. P. 86-98.

23. Lukas T.J., MunozH., Erickson B.W. Inhibarea hemolizei imune mediate de C1 de către peptide monomerice și dimerice din al doilea domeniu constant al imunoglobulinei umane G // J. Imunologie. 1981. V. 127. Nr. 6. P. 2555-2560.

24. Nauta A.J., Daha M.R., Tijsma O. et al. Complexul de atac membranar al complementului induce activarea caspazei și apoptoza // Europ. J. de Immun. 2002. V. 32. Numărul 3. P. 783-792.

25. Nielsen C.H., Marquait H.V., Prodinger W.M., Leslie R.G. Activarea mediată de CR2 a căii complementului are ca rezultat formarea unor complexe alternative de atac membranar pe limfocitele B umane // Immunol. 2001. V. 104. P. 418-422.

26. Nielsen C.H., Pedersen M.L., Marquart H.V. et al. Rolul receptorilor complementului de tip 1 (CR1, CD35) și 2 (CR2, CD21) în promovarea depunerii fragmentelor C3 și a formării complexului de atac membranar pe celulele B umane periferice normale // Eur. J. Immunol. 2002. V. 32. P. 1359-1367.

27. Ren B., McCrory M.A., Pass C. et al. Funcția de virulență a proteinei de suprafață A Streptococcus pneumoniae implică inhibarea activării complementului și afectarea protecției mediate de receptorul complementului // J. Immunol. 2004. V. 173. P. 7506-7512.

28. Roos A., Ramwadhdoebe T.H., Nauta A.J. et al. Inhibarea terapeutică a fazei precoce a activării complementului // Imunobiologie. 2002. V. 205. P. 595-609.

29. Roos A., Bouwman L.H., Munoz J. et al. Caracterizarea funcțională a căii lectinei a complementului în serul uman // Mol. Imunol. 2003. V. 39. P. 655-668.

30. Song H, He C., Knaak C. et al. Direcționarea mediată de receptorul de complement 2 a inhibitorilor complementului către situsurile de activare a complementului // J. Clin. Investi. 2003. V. 111. P. 1875-1885.

31. Thiel S, Petersen S.V., Vorup-Jensen T. et al. Interacțiunea C1q și a lectinei de legare a mananului (MBL) cu C1r, C1s, serin proteazele asociate MBL 1 și 2 și proteina asociată MBL MAp19 // J. Immunol. 2000. V. 165. P. 878-887.

32. Windbichler M., Echtenacher B., Hehlgans T. et al. Implicarea căii lectinei de activare a complementului în apărarea imună antimicrobiană în timpul peritonitei septice experimentale // Infecție și imunitate. 2004. V. 72. Nr. 9. P. 5247-5252.

8381 0

Sistemul complement, constând din aproximativ 30 de proteine, atât circulante, cât și exprimate pe membrană, este o ramură efectoră importantă atât a răspunsurilor imune adaptative înnăscute, cât și mediate de anticorpi. Termenul „complement” provine din faptul că s-a descoperit că acest material din serul de sânge sensibil la temperatură „completează” capacitatea anticorpilor de a ucide bacteriile. Se știe că complementul joacă un rol major în apărarea împotriva multor microorganisme infecțioase.

Cele mai importante componente ale funcției sale de protecție sunt: 1) producerea de opsonine - molecule care cresc capacitatea de fagocitoză a macrofagelor și neutrofilelor; 2) producerea de anafilatoxine - peptide care induc reactii inflamatorii locale si sistemice; 3) uciderea directă a microorganismelor.

Alte funcții importante ale complementului sunt, de asemenea, cunoscute, cum ar fi creșterea răspunsurilor imune specifice antigenului și menținerea homeostaziei (stabilitatea în organism) prin îndepărtarea complexelor imune și a celulelor moarte sau pe moarte. De asemenea, știm că întreruperea activării complementului poate duce la deteriorarea celulelor și țesuturilor în organism.

Componentele complementului sunt sintetizate în ficat, precum și de către celulele implicate în răspunsul inflamator. Concentrația tuturor proteinelor complementului din sângele circulant este de aproximativ 3 mg/ml. (Pentru comparație: concentrația de IgG în sânge este de aproximativ 12 mg/mL) Concentrațiile unor componente ale complementului sunt mari (de exemplu, aproximativ 1 mg/mL pentru C3), în timp ce alte componente (cum ar fi factorul D și C2) sunt prezente în urme cantități..

Căile de activare a complementului

La activare, componentele individuale sunt împărțite în fragmente, notate cu litere mici. Cel mai mic dintre fragmentele divizate este de obicei notat cu litera „a”, cel mai mare - „b”. Din punct de vedere istoric, totuși, cel mai mare dintre fragmentele C2 scindate este de obicei denumit C2a și cel mai mic C2b. (Cu toate acestea, în unele texte și articole, fragmentele componentelor complementului C2 sunt notate invers.) Alte fragmente de clivaj sunt de asemenea notate cu litere mici, de exemplu, C3d.

Există trei căi pentru activarea complementului: clasic, lectin și alternativ.

Începutul fiecăreia dintre căile de activare este caracterizat de propriile componente și procese de recunoaștere, cu toate acestea, în etapele ulterioare, în toate cele trei cazuri, sunt utilizate aceleași componente. Proprietățile fiecărei căi de activare și substanțele care le activează sunt discutate în continuare.

mod clasic

Alți activatori sunt anumiți virusuri, celule moarte și membrane intracelulare (de exemplu, mitocondriile), agregate de imunoglobuline și β-amiloid găsit în plăcile în boala Alzheimer. Proteina C-reactivă este o proteină de fază acută - o componentă a răspunsului inflamator; se ataseaza de polizaharida fosforilcolina exprimata pe suprafata multor bacterii (ex. Streptococcus pneumoniae) si activeaza si calea clasica.

Calea clasică este inițiată atunci când C1 se atașează la un anticorp dintr-un complex antigen-anticorp, cum ar fi un anticorp legat de un antigen exprimat pe suprafața unei bacterii (Figura 13.1). Componenta C1 este un complex de trei proteine ​​diferite: Clq (conținând șase subcomponente identice) asociate cu două molecule (fiecare cu două) - Clr și Cls. La activarea lui Cl, regiunile sale globulare - subcomponentele Clq - se leagă la o regiune specifică Clq de pe fragmentele Fc fie ale uneia IgM, fie ale două molecule IgG apropiate, asociate cu antigenul (legarea IgG este prezentată în Fig. 13.1).

Astfel, anticorpii IgM și IgG sunt activatori eficienți ai complementului. Imunoglobulinele umane care au capacitatea de a se lega de Cl și de a-l activa, în ordinea descrescătoare a acestei abilități, sunt: ​​IgM>> IgG3> IgG 1 » IgG2. Imunoglobulinele IgG4, IgD, IgA și IgE nu interacționează cu Clq, nu-l fixează sau activează, de exemplu. nu activează complementul prin calea clasică.

După ce C1 se leagă de complexul antigen-anticorp Cls, capătă activitate enzimatică. Această formă activă este cunoscută sub numele de Cls-esterază. Împarte următoarea componentă a căii clasice - C4 - în două părți: C4a și C4b. O parte mai mică - C4a - rămâne în stare dizolvată, iar C4b se leagă covalent la suprafața bacteriei sau a altei substanțe activatoare.

Porțiunea de C4b atașată la suprafața celulei leagă apoi C2, care este scindat de Cls. Când C2 este scindat, se obține un fragment C2b, care rămâne în stare dizolvată, și C2a. La rândul său, C2a se atașează la C4b pe suprafața celulei pentru a forma complexul C4b2a. Acest complex se numește calea clasică C3 convertază deoarece, așa cum vom vedea mai târziu, această enzimă scindează următoarea componentă, C3.

calea lectinei

Pe fig. Figura 13.1 arată modul în care reziduurile bacteriene de manoză se leagă de complexul circulant de lectină de legare a manozei (MBL); similar ca structură cu Clq al căii clasice) și două proteaze asociate numite serin proteaze asociate manozei (MASP-1 și -2). Această legare activează MAP-1 pentru a scinda ulterior componentele căii clasice a complementului, C4 și C2, pentru a forma C4b2a, calea clasică C3 convertaza, pe suprafața bacteriană. Și MASP-2 are capacitatea de a scinda direct C3. Astfel, calea lectinei după faza de activare C3 este similară cu cea clasică.

Cale alternativa

Activarea are loc în absența anticorpilor specifici. Astfel, calea alternativă de activare a complementului este o ramură efectoră a sistemului imunitar înnăscut de apărare. Unele componente ale căii alternative sunt unice pentru aceasta (factorii serici B și D și properdin, cunoscut și ca factor P), în timp ce altele (C3, C3b, C5, C6, C7, C8 și C9) sunt împărtășite cu calea clasică.

Componenta C3b apare în sânge în cantități mici după scindarea spontană a grupării tiol reactive din C3. Acest C3b „preexistent” este capabil să se lege de grupările hidroxil ale proteinelor și carbohidraților exprimate pe suprafețele celulare (vezi Figura 13.1). Acumularea de C3b pe suprafața celulei inițiază o cale alternativă.

Poate apărea atât pe o celulă străină, cât și pe celula proprie a corpului; astfel, în ceea ce privește calea alternativă, rulează întotdeauna. Cu toate acestea, așa cum se discută mai detaliat mai jos, celulele proprii ale corpului reglează cursul reacțiilor căii alternative, în timp ce celulele non-sine nu au astfel de abilități de reglare și nu pot împiedica dezvoltarea evenimentelor ulterioare ale căii alternative.

Orez. 13.1. Lansarea căilor clasice, lectinei și alternative. Demonstrarea activării fiecărei căi și a formării convertazei C3

În următoarea etapă a căii alternative, o proteină din zer, factorul B, se leagă de C3b de pe suprafața celulei pentru a forma complexul C3bB. Factorul D scindează apoi factorul B, care este situat pe suprafața celulei în complexul C3bB, rezultând un fragment de Ba, care este eliberat în fluidul înconjurător, și Bb, care rămâne asociat cu C3b. Acest C3bBb este o cale alternativă C3 convertază care scindează C3 în C3a și C3b.

De obicei, C3bBb se dizolvă rapid, dar poate fi stabilizat atunci când este combinat cu properdin (vezi Fig. 13.1). Ca rezultat, C3bBb stabilizat cu properdină este capabil să lege și să scindeze cantități mari de C3 într-un timp foarte scurt. Acumularea pe suprafața celulară a acestora s-a format rapid în în număr mare C3b duce la o lansare aproape „explozivă” a căii alternative. Astfel, legarea properdinei la C3bBb creează o buclă de amplificare a căii alternative. Capacitatea properdinei de a activa bucla de amplificare este controlată de acțiunea opusă a proteinelor reglatoare. Prin urmare, activarea căii alternative nu are loc tot timpul.

Activarea C3 și C5

Orez. 13.2. Scindarea componentei C3 de către C3-convertază și a componentei C5 de către C5-convertază în căile clasice și lectinei (sus) și alternative (jos). În toate cazurile, C3 este scindat în C3b, care este depus pe suprafața celulei, și C3, care este eliberat în mediul lichid. În același mod, C5 este scindat în C5b, care este depus pe suprafața celulei, și C5a, care este eliberat în mediul lichid.

Legarea C3b la C3 convertaze, atât în ​​căile clasice, cât și pe cele alternative, inițiază legarea și scindarea următoarei componente, C5 (vezi Fig. 13.2). Din acest motiv, convertazele C3 asociate cu C3b sunt clasificate ca convertaze C5 (C4b2a3b în calea clasică; C3bBb3b în alternativă). Când C5 este scindat, se formează două fragmente. Fragmentul C5a este eliberat într-o formă solubilă și este o anafilatoxină activă. Fragmentul C5b se leagă de suprafața celulei și formează un nucleu pentru legarea la componentele terminale ale complementului.

cale terminală

Orez. 13.3 Formarea complexului de atac membranar. Componentele complementare ale fazei târzii - C5b-C9 - se conectează secvențial și formează un complex pe suprafața celulei. Numeroase componente C9 se atașează la acest complex și se polimerizează pentru a forma poli-C9, creând un canal care se întinde pe membrana celulară.

Prima fază a formării MAC este atașarea lui C6 la C5b pe suprafața celulei. C7 se leagă apoi de C5b și C6 și pătrunde în membrana exterioară a celulei. Legarea ulterioară a C8 la C5b67 duce la formarea unui complex care pătrunde mai adânc în membrana celulară. Pe membrana celulară, C5b-C8 acționează ca un receptor pentru C9, o moleculă de tip perforină care se leagă de C8.

Moleculele C9 suplimentare interacționează în complex cu molecula C9, formând C9 polimerizat (poli-C9). Aceste poli-C9 formează un canal transmembranar care perturbă echilibrul osmotic în celulă: ionii pătrund prin ea și apa intră. Celula se umflă, membrana devine permeabilă la macromolecule, care apoi părăsesc celula. Rezultatul este liza celulară.

R. Koiko, D. Sunshine, E. Benjamini

ACADEMIA DE CORESPONDENȚĂ DE EDUCAȚIE POSTLICEALĂ

ACADEMIA DE CORESPONDENȚĂ DE EDUCAȚIE POSTLICEALĂ

K. P. Kashkin, L. N. Dmitrieva

PROTEINELE SISTEMULUI DE COMPLEMENT: PROPRIETĂȚI ȘI ACTIVITATE BIOLOGICĂ (Prelegere)

Departamentul de Imunologie a Rusiei academiei medicaleînvățământ postuniversitar al Ministerului Sănătății al Federației Ruse, Moscova

Protecția organismului împotriva agenților străini se realizează cu participarea multor așa-numiți factori de imunitate celulară și umorală non-specifici pentru antigen. Acestea din urmă sunt reprezentate de diverse proteine ​​și peptide din sânge. prezent și în alte fluide corporale. Factorii de imunitate specifici antigenului umoral fie au ei înșiși proprietăți antimicrobiene, fie sunt capabili să activeze alte mecanisme umorale și celulare ale apărării imune a organismului.

În 1894 V. I. Isaev și R. Pfeiffer au arătat că serul de sânge proaspăt al animalelor imunizate are proprietăți bacteriolitice. Ulterior, acest factor seric antimicrobian a fost denumit alexin (greaca alexo - protect, reflect), sau complement, si caracterizat ca un factor termolabil care asigura liza microbilor din serul imunitar, precum si liza eritrocitelor sensibilizate de anticorpi.

Conform modernului idei, complementul este un sistem de proteine ​​serice care poate fi activat ca urmare a interacțiunii unora dintre componentele inițiale ale sistemului cu complexe antigen-anticorp sau cu alte molecule care activează sistemul.

Proteinele sistemului complement sunt reprezentate de 13 glicoproteine ​​din plasmă sanguină. Sistemul este reglat de șapte proteine ​​din plasmă sanguină și de o multitudine de proteine ​​și receptori asociați cu membranele celulare.

În literatură, sistemul de complement este notat cu litera latină C”, în timp ce componentelor individuale li se dau suplimentar cifre arabe (Cl, C2, C3 etc.) sau litere mari (factori: B, D): subunități de complement, de asemenea ca produse de scindare sau de activare a sistemelor de proteine ​​- suplimentar cu litere mici latine (de exemplu: Clq, C3a, C3b etc.);

formele activate ale componentelor complementului pot fi indicate printr-o lovitură de sus (Cl, C3, B etc.). Numerotarea componentelor C” corespunde cronologiei descoperirii lor și nu coincide întotdeauna cu succesiunea de implicare a componentelor în reacția de activare a sistemului complement.

Activarea sistemului complementului are loc ca urmare a interacțiunii unor proteine ​​din sistemul complementului care circulă în sânge cu agenți de activare. O astfel de interacțiune modifică structura conformațională a moleculelor componentelor complementare corespunzătoare, astfel încât moleculele proteice deschid regiuni care pot interacționa cu componentele ulterioare ale sistemului, le fixează și, uneori, le despart.

Acest tip de activare „în cascadă” este caracteristic atât sistemului complement, cât și multor alte sisteme proteice din sânge. Când sistemul complementului este activat, proteinele complementului nativ solubile în plasmă sunt „consumate” și fixate pe diferiți purtători insolubili (agregate de molecule, suprafețe celulare etc.).

Calea clasică de activare a sistemului complementului

Sunt cunoscute două căi principale de activare a complementului - cea clasică, descoperită mai întâi, și cea alternativă, stabilită mai târziu. Calea clasică diferă de cea alternativă prin faptul că activarea sistemului este inițiată de subcomponenta Clq a complementului ca rezultat al interacțiunii Clq cu fragmentul Fc al sângelui IgG și IgM modificat conformațional. Modificările conformaționale ale fragmentelor Fc din IgG și IgM apar atunci când aceste imunoglobuline din sânge interacționează cu antigenele, precum și artificial ca urmare a tratamentului termic (63°C, 10 min) sau chimic (diazobenzidină) al imunoglobulinelor.

În funcție de rolul jucat de componentele individuale ale complementului în procesul de activare și de asigurare a funcției sistemului, proteinele complementului pot fi împărțite în mai multe blocuri: recunoașterea (Cl), activarea sistemului (C2, C4, C3) și atacarea membranelor celulare. (C5, C6, C7, C8, C9). Proprietățile proteinelor incluse în aceste blocuri sunt rezumate în tabel. I. Activarea sistemului complementului în mod clasic începe cu subcomponenta Clq a complementului, modificări conformaționale ale moleculelor din care „declanșează” acest proces (Fig. 1). Clq este o glicoproteină serică construită din 18 lanțuri polipeptidice de trei tipuri: A, B și C. Lanțurile A, B și C de la capătul N-terminal al lanțurilor sunt reunite pentru a forma șase capete globulare. Lanțurile A, B și C în sine sunt ținute împreună prin legături disulfurice, formând șase elice triple asemănătoare colagenului. Terminalele C-terminale ale lanțurilor polipeptidice ale tuturor șase elice Clq sunt ținute împreună. Forma moleculei Clq seamănă cu o moluște cu șase tentacule (Fig. 2). Ca și colagenul, Clq conține cantități mari de glicină, hidroxiprolină și hidroxilizină. Aproximativ 8% din masa Clq este formată din carbohidrați, printre care predomină reziduurile de glicozilgalactosil. Clq nu are activitate enzimatică, dar cu ajutorul celor șase filamente cu trei elice asemănătoare colagenului - „tentacule” - interacționează atât cu complexele C1r, cât și cu subcomponentele Cls ale complementului care circulă în sânge (secțiuni de filamente între capetele globulare). și partea centrală a moleculei Clq) și cu regiuni Fc ale moleculelor IgG și IgM modificate conformațional (capete globulare la capetele libere a șase catene Clq). Izolată din sânge, componenta Clr a complementului este un dimer (C1Gs), care se disociază în două molecule monomerice C1g la pH 5,0. Fiecare monomer C1r este reprezentat de un lanț polipeptidic de 688 de resturi de aminoacizi. Lanțul polipeptidic al monomerului formează un domeniu la capătul moleculei. În timpul dimerizării, locul de legare de contact al monomerilor este situat între aceste domenii, astfel încât dimerul C1r3 are o formă asimetrică „X”. C1r2 activat este o serin protează și în construcția activului

Orez. 1. Modul clasic de activare a sistemului complement.

a - componente ale complementului în faza apoasă; b- componente ale complementului, imobilizate pe membranele celulare; Ag - antigeni de pe membrana celulară;la- anticorpi la antigene corespunzătoare din clasele IgM și IgG; MAC. - complex de atac membranar.

Complementul este unul dintre cele mai importante sisteme polifuncționale ale corpului. Pe de o parte, poate fi privit ca un efector principal al reacțiilor dependente de anticorpi. Este implicat nu numai în reacții litice și bactericide, ci și în alte efecte dependente de anticorpi, printre care creșterea fagocitozei este una dintre cele mai importante funcții ale sale in vivo. Pe de altă parte, complementul acționează ca sistem principal - un amplificator al reacțiilor inflamatorii. Este posibil ca în aspectul evolutiv aceasta să fie funcția sa principală (primară), și nu este deloc necesară asocierea acesteia cu anticorpi și alte mecanisme imunologice.
Evenimentul central în procesul de activare a complementului este clivajul componentei C3 de-a lungul căilor clasice (numite doar pentru că a fost descoperită prima, și nu datorită semnificației sale excepționale) și alternative. Al doilea punct fundamental este posibila profunzime a procesului: opriri
indiferent dacă este în stadiul de scindare a C3, oferind în același timp o serie de efecte biologice, sau se adâncește mai mult (de la C5 la C9). Ultima etapă de activare este adesea numită terminală, finală (atacarea membranei), este comună, identică pentru căile clasice și alternative, iar funcția litică a complementului îi este asociată.
În prezent, există cel puțin 20 de proteine ​​plasmatice care sunt combinate în sistemul complementului. Practic, sunt împărțiți în 3 grupe. Componentele implicate în calea clasică de activare și în etapa finală (atacarea membranei) sunt desemnate ca Clq, Clr, C1, C4, C2, C3, C5, C6, C7, C8 și C9. Proteinele implicate în calea alternativă de activare sunt numite factori și sunt desemnate ca C, D, R. În cele din urmă, se distinge un grup de proteine ​​care reglează intensitatea reacției sau un grup de proteine ​​de control: includ inhibitorul C1. (C1INH), inactivator C3b (C3bINa ), factor pIH - C4 - BP, inhibitor de anafilotoxină. Fragmentele rezultate din scindarea enzimatică a componentelor principale sunt indicate cu litere mici (de exemplu, C3, C3b, C3d, C5a etc.). Pentru a desemna componente sau fragmente cu activitate enzimatică, o bară este plasată peste simbolurile lor, de exemplu, Cl, C42, C3bBb.
Următorul este conținutul componentelor individuale ale complementului din serul sanguin:
Concentrația componentei, pg/ml
mod clasic
C1 70
C1 34
C1 31
С4 600
C2 25
SZ 1200
Cale alternativa
Proprietatea 25
Factorul B 200
Factorul D 1
Complex de atac membranar
C5 85
C6 75
C7 55
C8 55
C9 60
Proteine ​​reglatoare
inhibitor C1 180
Factorul H 500
Factorul I 34
Sistemul complement este una dintre enzimele „declanșatoare”.
sistemele cal, precum și sistemul de coagulare a sângelui, fibrinoliza și formarea de kinine. Se caracterizează printr-un răspuns rapid și în creștere rapidă la stimulare. Această amplificare (amplificare) este cauzată de un fenomen în cascadă, care se caracterizează prin faptul că produsele unei reacții sunt catalizatori pentru următoarea. O astfel de cascadă poate fi liniară, unidirecțională (de exemplu, calea clasică a complementului) sau poate implica bucle de feedback (cale alternativă). Astfel, ambele variante au loc în sistemul de complement (Schema 1).
Calea clasică este activată de complexele imune

antigen - un anticorp, care include IgM, IgG ca antigene (subclasele 3, 1, 2; acestea sunt aranjate în ordinea descrescătoare a activității). În plus, calea clasică poate fi activată de agregatele IgG, CRP, ADN și plasmină. Procesul începe cu activarea C1, care constă din 3 componente Clq, Clr, Cls. Clq (relativ masa moleculara 400), are o structură particulară: 6 subunități cu o tijă de colagen și un cap fără colagen, 6 tije sunt combinate la capătul moleculei opus capului. Pe capete există locuri pentru atașarea la moleculele de anticorpi, în timp ce locurile pentru atașarea C1G și Cls sunt situate pe tije de colagen. După ce Clq este atașat la AT, C1r devine C1r, o protează activă, prin transformări conformative. scindează Cls, transformând întregul complex în serinesterază C1. Acesta din urmă împarte C4 în 2 fragmente - C4a și C4b și C2 în C2a și C2b. Complexul C4b2b(a) rezultat este o enzimă activă care scindează componenta C3 (convertiza C3 a căii clasice); uneori este desemnat C42.
Calea clasică este reglată de inhibitorul C1 (C1INH), care inhibă activitatea C1r și Cls prin legarea ireversibilă de aceste enzime. S-a descoperit că C1INH reduce, de asemenea, activitatea kalikreinei, plasminei și factorului Hageman. Deficiența congenitală a acestui inhibitor duce la activarea necontrolată a C4 și C2, manifestată ca anti-edem înnăscut.
Calea alternativă (properdină) constă dintr-o serie de reacții succesive care nu includ componente Cl, C4 și C2 și, cu toate acestea, duc la activarea C3. În plus, aceste reacții duc la activarea mecanismului final de atac al membranei. Activarea acestei căi este inițiată de endotoxina bacteriilor gram-negative, unele polizaharide precum inulină și zimosan, complexe imune (IC) care conțin IgA sau IgG și unele bacterii și ciuperci (de exemplu, Staf. epidermis, Candida albicans). Patru componente sunt implicate în reacție: factorii D și B, C3 și properdina (P). În acest caz, factorul D (enzima) este similar cu Cls al căii clasice, C3 și, respectiv, factorul B sunt similare cu componentele C4 și C2. Ca rezultat, se formează calea alternativă convertaza C3bBb. Complexul rezultat este extrem de instabil, iar pentru a-și îndeplini funcția, este stabilizat de properdin, formând un complex C3bBbF mai complex. Proteinele reglatoare ale căii alternative sunt piH și inactivatorul C3b (C3JNA). Primul se leagă de C3b și formează locul de legare pentru inactivator (C3bINA). Îndepărtarea artificială a acestor factori sau deficiența lor genetică, a cărei existență a fost recent stabilită la om, duce la activarea necontrolată a căii alternative, care poate duce la epuizarea completă a C3 sau a factorului B.
Mecanismul de atac al membranei terminale. După cum sa menționat deja, ambele căi converg către componenta C3, care este activată de oricare dintre convertazele C42 sau C3bBb rezultate. Pentru
formarea C5-convertazei necesită scindarea unei cantităţi suplimentare de C3. C3b legat pe suprafața celulei și B, P sau p1H liber formează un situs pentru legarea C5 și îl fac pe acesta din urmă sensibil la proteoliza oricăreia dintre convertazele C3. În același timp, o mică peptidă C5a este scindată din C5, iar restul C5b mare este atașat la membrana celularași are o parcelă pentru atașarea Sat. Apoi, componentele C7, C8, C9 sunt atașate secvenţial. Ca rezultat, se formează un canal transmembranar stabil, care asigură mișcarea în două sensuri a ionilor și a apei prin stratul bilipid al celulei. Membrana este deteriorată și celula moare. Deci, în special, se efectuează uciderea microorganismelor străine.
În cursul activării complementului, se formează o serie de fragmente, peptide, care joacă un rol important în procesele de inflamație, fagocitoză și reacții alergice.
Astfel, clivajul C4 și C2 cu ajutorul Cls duce la creșterea permeabilității vasculare și stă la baza patogenezei antiedemului congenital asociat cu o deficiență a inhibitorului C1. Peptidele C3a și C5a au proprietățile anafilotoxinei. Prin unirea mastocitelor și bazofilelor, acestea induc eliberarea de histamină. Prin legarea de trombocite, C3 determină secreția de serotonină. Activitatea anafilotoxică a C3a și C5a este ușor distrusă de carboxipeptidaza B, care scindează arginina din aceste peptide. Produsele rezultate dobândesc proprietățile chemoatractanților în raport cu celulele polimorfonucleare, eozinofilele și monocitele. Complexul C5i67, care nu are proprietăți hemolitice, și fragmentul B provoacă chemotaxie numai în leucocitele polimorfonucleare. Serul uman normal conține factorul CFi, care inhibă activitatea C5a în raport cu celulele polimorfonucleare, eliminând capacitatea acestuia de a stimula eliberarea enzimelor lizozomale. Pacienții cu sarcoidoză și boala Hodgkin au un exces de CFi. Acest lucru poate explica defectul în funcționarea acestor celule. O altă peptidă C3b este o opsonină puternică pentru celulele polimorfonucleare (PMN) și macrofage. Receptorii acestei peptide au fost găsiți și pe alte celule (monocite și limfocite B), dar semnificația lor pentru funcționarea acestor celule este încă neclară. Legarea complementului de către limfocite, care face parte din complexul imun, poate juca un rol în formarea răspunsului imun primar.
Studiul sistemului de complement în practica clinică poate fi utilizat pentru a diagnostica boala, a determina activitatea procesului și a evalua eficacitatea terapiei. Nivelul complementului seric la un moment dat depinde de echilibrul sintezei, catabolismului și consumului componentelor sale.
Valorile scăzute ale activității hemolitice a complementului pot reflecta insuficiența componentelor individuale sau prezența produselor sale de scindare în circulație. De asemenea, trebuie avut în vedere
că consumul local intensiv de complement în zone precum pleura, cavitățile articulare, nu poate fi combinat cu o modificare a nivelului de complement și ser. De exemplu, la unii pacienți cu poliartrită reumatoidă, nivelul seric al complementului poate fi normal, în timp ce în lichidul sinovial poate fi redus brusc datorită consumului său activ. Determinarea complementului în lichidul sinovial este foarte importantă pentru diagnostic.
Deficiențe congenitale ale complementului. Moștenirea deficiențelor de complement este autosomal recesiv sau codominantă, deci heterozigoții au aproximativ 50% nivel normal componentele complementului. În majoritatea cazurilor, deficiențele congenitale ale componentelor inițiale precoce (C1, C4, C2) sunt asociate cu lupusul eritematos sistemic. Persoanele cu deficiență de componentă C sunt susceptibile la infecții piogene recurente. Deficiențele componentelor terminale sunt însoțite de o susceptibilitate crescută la infecții gonococice și meningococice. Cu aceste deficiențe de complement, apare și lupusul eritematos sistemic, dar mai rar. Cel mai frecvent este deficitul congenital de C2. Deficiența homozigotă pentru această trăsătură se găsește în mai multe tulburări autoimune, inclusiv boli asemănătoare lupusului, boala Schonlein-Henoch, glomerulonefrită și dermatomiozită. Indivizii homozigoți pentru această trăsătură nu prezintă o susceptibilitate crescută la infecție dacă calea alternativă de activare funcționează normal. Homozigoți cu deficit de C2 au fost găsiți în rândul oamenilor practic sănătoși.
Deficiența heterozigotă C2 poate fi asociată cu artrita reumatoidă juvenilă și lupusul eritematos sistemic. Studiile de familie au descoperit că deficiențele C2 și C4 sunt asociate cu anumite haplotipuri HLA.
Deficiența proteinelor reglatoare ale sistemului complementului poate avea și manifestări clinice. Astfel, în deficitul congenital de C3INA se observă un tablou clinic similar cu cel din deficitul de C3, deoarece aportul acestuia din urmă pe o cale alternativă devine necontrolat.

Slide 1

Cursul numărul 4. Factori umorali ai imunității înnăscute

1. Sistemul de complement

2. Proteinele fazei acute a inflamației

3. Amine biogene

4. Mediatori lipidici

5. Citokine

6. interferoni

Slide 2

Componenta umorală a imunității înnăscute Este reprezentat de mai multe sisteme interconectate - sistemul complement, rețeaua de citokine, peptide bactericide, precum și sisteme umorale asociate cu inflamația.

Funcționarea majorității acestor sisteme este supusă unuia dintre cele două principii - o cascadă și o rețea. Conform principiului cascadei, funcţionează sistemul complement, la activarea căruia are loc implicarea secvenţială a factorilor. În acest caz, efectele reacțiilor în cascadă apar nu numai la sfârșitul căii de activare, ci și în stadiile intermediare.

Principiul rețelei este caracteristic sistemului de citokine și sugerează posibilitatea funcționării simultane a diferitelor componente ale sistemului. Baza unui astfel de sistem este Relație strânsă, influența reciprocă și un grad semnificativ de interschimbabilitate a componentelor rețelei.

Slide 3

Completa- un complex proteic complex al serului sanguin.

Sistemul de complement constă din 30 de proteine ​​(componente sau fracțiunile, sisteme de complement).

Activat sistem de complement datorită unui proces în cascadă: produsul reacției anterioare acționează ca catalizator pentru reacția ulterioară. Mai mult, atunci când fracțiunea de componentă este activată, în primele cinci componente, are loc scindarea acesteia. Produsele acestei scindări sunt notate ca fracții active ale sistemului complement.

1. Mai mare dintre fragmente(notat cu litera b), format în timpul clivajului fracției inactive, rămâne pe suprafața celulei - activarea complementului are loc întotdeauna pe suprafața celulei microbiene, dar nu și pe propriile celule eucariote. Acest fragment dobândește proprietățile unei enzime și capacitatea de a acționa asupra următoarei componente, activând-o.

2. Fragment mai mic(notat cu litera a) este solubil si „frunze” in faza lichida, i.e. în serul sanguin.

Se notează fracțiile sistemului complement diferit.

1. Nouă - primele descoperite - proteine ​​ale sistemului complement marcat cu litera C(din cuvânt englezesc complement) cu cifra corespunzătoare.

2. Se desemnează fracțiile rămase ale sistemului complement alte litere latine sau combinațiile lor.

Slide 4

Căile de activare a complementului

Există trei căi de activare a complementului: clasică, lectină și alternativă.

Slide 5

1. mod clasic activarea complementului este principala. Implicat în această cale de activare a complementului funcția principală a anticorpilor.

Activarea complementului prin calea clasică declanșează complexul imunitar: complex antigen-imunoglobulină (clasa G sau M). Locul anticorpului poate „ocupa” proteina C-reactiva- un astfel de complex activează și complementul de-a lungul căii clasice.

Calea clasică de activare a complementului efectuateîn felul următor.

A. La început fracția C1 este activată: este colectat din trei subfracții (C1q, C1r, C1s) și transformat într-o enzimă C1-esteraza(С1qrs).

b. C1-esteraza împarte fracția C4.

V. Fracția activă C4b se leagă covalent de suprafața celulelor microbiene - aici se alătură fracțiunii C2.

d. Fracția C2 în complex cu fracția C4b este scindată de C1-esteraza cu formarea fracției active С2b.

e. Fracțiile active C4b și C2b într-un singur complex - С4bС2b- Posedă activitate enzimatică. Acest așa-zis Calea clasică C3 convertaza.

e. C3 convertaza împarte fracția C3, acumulez cantități mari din fracția activă C3b.

și. Fracția activă С3b se alătură complexului C4bC2bși o transformă în C5 convertaza(С4bС2bС3b).

h. C5 convertaza împarte fracția C5.

Și. Fracția activă rezultată C5b se alătură fracțiunii C6.

j. complex C5bC6 se alătură fracțiunii C7.

l. Complexul С5bС6С7 înglobat în stratul dublu fosfolipidic al membranei celulare microbiene.

m. La acest complex se unește proteina C8Și proteina C9. Acest polimer formează un por cu un diametru de aproximativ 10 nm în membrana unei celule microbiene, ceea ce duce la liza microbilor (deoarece pe suprafața sa se formează mulți astfel de pori - „activitatea” unei unități de C3-convertază). duce la apariția a aproximativ 1000 de pori). Complex С5bС6С7С8С9, format ca urmare a activării complementului se numește complex de atac memran(MAC).

Slide 6

2. calea lectinei Activarea complementului este declanșată de un complex de proteine ​​​​serice normale din sânge - lectina care leagă mananele (MBL) - cu carbohidrați din structurile de suprafață ale celulelor microbiene (cu reziduuri de manoză).

Slide 7

3. Cale alternativa Activarea complementului începe cu legarea covalentă a fracției active C3b - care este întotdeauna prezentă în serul sanguin ca urmare a clivajului spontan al fracției C3 care are loc constant aici - cu moleculele de suprafață nu ale tuturor, ci ale unor microorganisme.

1. Evoluții ulterioare dezvoltaîn felul următor.

A. C3b leagă factorul B, formând un complex C3bB.

b. Asociat cu C3b factorul B acționează ca substrat pentru factorul D(serin proteaza serică), care o scindează pentru a forma complexul activ С3bВb. Acest complex are activitate enzimatică, este omolog structural și funcțional cu C3-convertază a căii clasice (C4bC2b) și se numește Cale alternativă C3-convertază.

V. Calea alternativă C3 convertaza în sine este instabilă. Pentru ca calea alternativă de activare a complementului să continue cu succes această enzimă stabilizat de factorul P(proprietă).

2. De bază diferenta functionala O modalitate alternativă de activare a complementului, în comparație cu cea clasică, este răspunsul rapid la agentul patogen: deoarece nu este nevoie de timp pentru acumularea de anticorpi specifici și formarea complexelor imune.

Este important să înțelegem că atât căile clasice, cât și cele alternative de activare a complementului functioneaza in paralel, de asemenea amplificându-se (adică amplificându-se) reciproc. Cu alte cuvinte, complementul nu este activat „fie de clasic, fie de alternativ”, ci de căile de activare „atât de clasic, cât și de alternativ”. Acesta, cu adăugarea căii de activare a lectinei, este un singur proces, ale cărui componente diferite se pot manifesta pur și simplu în grade diferite.

Slide 8

Funcțiile sistemului complement

Sistemul complement joacă un rol foarte important în apărarea gazdei împotriva agenților patogeni.

1. Sistemul complement este implicat în inactivarea microorganismelor, incl. mediază acţiunea anticorpilor asupra microbilor.

2. Fracții active ale sistemului complement activează fagocitoza (opsonine - C3b și C5b).

3. Fracțiile active ale sistemului complement sunt implicate în formarea unui răspuns inflamator.

Slide 9

Se numesc fracțiile de complement activ C3a și C5a anafilotoxine, deoarece sunt implicați, printre altele, într-o reacție alergică numită anafilaxie. Cea mai puternică anafilotoxină este C5a. Anafilotoxine a functiona pe diferite celule și țesuturi ale macroorganismului.

1. Efectul lor asupra mastocitele provoacă degranulare.

2. Asupra acționează și anafilotoxinele muschii netezi determinându-i să se contracte.

3. Se lucrează și la peretele vasului: provoacă activarea endoteliului și crește permeabilitatea acestuia, ceea ce creează condiții pentru extravazarea (ieșirea) de lichid și celule sanguine din patul vascular în timpul dezvoltării unei reacții inflamatorii.

În plus, anafilotoxinele sunt imunomodulatoare, adică acţionează ca regulatori ai răspunsului imun.

1. C3a acționează ca un imunosupresor (adică suprimă răspunsul imun).

2. C5a este un imunostimulant (adică sporește răspunsul imun).

Slide 10

Proteine ​​de fază acută

Unele reacții umorale ale imunității înnăscute sunt similare ca scop cu reacțiile de imunitate adaptivă și pot fi considerate predecesorii lor evolutivi. Astfel de răspunsuri ale imunității înnăscute au avantajul față de imunitatea adaptivă în viteza de dezvoltare, dar dezavantajul lor este lipsa de specificitate pentru antigene. Câteva răspunsuri ale imunității înnăscute și adaptive care sunt similare ca rezultate au fost discutate mai sus în secțiunea despre complement (activarea alternativă și clasică a complementului). Un alt exemplu va fi discutat în această secțiune: proteinele de fază acută, într-o versiune accelerată și simplificată, reproduc unele dintre efectele anticorpilor.

Proteinele de fază acută (reactanții) sunt un grup de proteine ​​secretate de hepatocite. În timpul inflamației, producția de proteine ​​​​de fază acută se modifică. Odată cu creșterea sintezei, proteinele sunt numite pozitive, iar cu o scădere a sintezei, se numesc reactanți negativi ai fazei acute a inflamației.

Dinamica și severitatea modificărilor concentrației serice a diferitelor proteine ​​din faza acută în timpul dezvoltării inflamației nu este aceeași: concentrația proteinei C-reactive și a amiloidului seric P crește foarte puternic (de zeci de mii de ori) - rapid și pe scurt (se normalizează practic până la sfârșitul primei săptămâni); nivelurile de haptoglobină și fibrinogen cresc mai slab (de sute de ori), respectiv, în săptămâna a 2-a și a 3-a de răspuns inflamator. În această prezentare, doar reactanții pozitivi implicați în procese imunitare.

Slide 11

După funcțiile îndeplinite, se disting mai multe grupe de proteine ​​de fază acută.

LA proteine ​​de transport includ prealbumină, albumină, orosomucoid, lipocaline, haptoglobină, transferină, proteine ​​care leagă mano și retinol etc. Aceștia joacă rolul de purtători de metaboliți, ioni metalici și factori fiziologic activi. Rolul factorilor acestui grup crește semnificativ și se modifică calitativ în timpul inflamației.

Se formează un alt grup proteaze(tripsinogen, elastază, catepsine, granzime, triptaze, chimaze, metaloproteinaze), a căror activare este necesară pentru formarea multor mediatori inflamatori, precum și pentru implementarea funcțiilor efectoare, în special a funcției ucigașe. Activarea proteazelor (tripsină, chimotripsină, elastază, metaloproteinaze) este echilibrată de acumularea inhibitorilor acestora. α2-Macroglobulina este implicată în suprimarea activității proteazelor din diferite grupuri.

Pe lângă cele enumerate, proteinele de fază acută includ factorii de coagulare și fibrinoliză, precum și proteinele matricei extracelulare(de exemplu, colagen, elastine, fibronectină) și chiar proteine ​​din sistemul complementului.

Slide 12

Pentraxinele. Proteinele din familia pentraxinelor prezintă cel mai pe deplin proprietățile reactanților de fază acută: în primele 2-3 zile ale dezvoltării inflamației, concentrația lor în sânge crește cu 4 ordine de mărime.

Proteina C reactivă și amiloidul seric P produsă și secretată de hepatocite. Principalul inductor al sintezei lor este IL-6. Proteina PTX3 este produsă de mieloide (macrofage, celule dendritice), celule epiteliale și fibroblaste ca răspuns la stimularea prin TLR, precum și sub acțiunea citokinelor proinflamatorii (de exemplu, IL-1β, TNFα).

Concentrația de pentraxine în ser crește brusc în timpul inflamației: proteina C reactivă și amiloidul seric P - de la 1 μg / ml la 1-2 mg / ml (adică de 1000 de ori), PTX3 - de la 25 la 200-800 ng / ml. Concentrația maximă este atinsă la 6-8 ore după inducerea inflamației. Pentraxinele se caracterizează prin capacitatea de a se lega la o mare varietate de molecule.

Proteina C reactivă a fost identificată pentru prima dată datorită capacității sale de a lega polizaharida C ( Streptococcus pneumoniae), care i-a dat numele. Pentraxinele interacționează și cu multe alte molecule: C1q, polizaharide bacteriene, fosforilcolină, histone, ADN, polielectroliți, citokine, proteine ​​​​matricei extracelulare, lipoproteine ​​serice, componente ale complementului, între ele, precum și cu Ca 2+ și alți ioni metalici.

Pentru toate pentraxinele considerate, există receptori de mare afinitate pe celulele mieloide, limfoide, epiteliale și alte celule. În plus, acest grup de proteine ​​de fază acută are o afinitate destul de mare pentru receptori precum FcyRI și FcyRII. Multitudinea de molecule cu care pentraxinele interacționează determină marea varietate a funcțiilor acestora.

Recunoașterea și legarea PAMP de către pentraxine dă motive de a le considera ca o variantă a receptorilor solubili care recunosc patogeni.

la cele mai importante funcțiile pentraxinelor consideră participarea lor la reacțiile imunității înnăscute ca factori care declanșează activarea complementului prin C1q și participă la opsonizarea microorganismelor.

Capacitatea de activare a complementului și opsonizare a pentraxinelor le face un fel de „protoanticorpi”, îndeplinind parțial funcțiile anticorpilor asupra stadiul inițial răspunsul imun, când nu au fost încă dezvoltați adevărații anticorpi adaptativi.

Rolul pentraxinelor în imunitatea înnăscută constă și în activarea neutrofilelor și a monocitelor/macrofagelor, în reglarea sintezei citokinelor și în manifestarea activității chemotactice împotriva neutrofilelor. Pe lângă participarea la reacțiile imunității înnăscute, pentraxinele reglează funcțiile matricei extracelulare în timpul inflamației, controlul apoptozei și eliminării celulelor apoptotice.

Slide 13

Amine biogene

Acest grup de mediatori include histamina și serotonina conținute în granulele mastocitelor. Eliberate în timpul degranulării, aceste amine provoacă o varietate de efecte care joacă un rol cheie în dezvoltarea manifestărilor precoce de hipersensibilitate imediată.

Histamina (5-β-imidazoliletilamină)- principalul mediator al alergiei. Se formează din histidină sub influența enzimei histidin decarboxilază.

Deoarece histamina este conținută în granulele mastocite într-o formă gata preparată, iar procesul de degranulare are loc rapid, histamina apare foarte devreme în focarul unei leziuni alergice și imediat în concentrație mare, ceea ce determină manifestările de hipersensibilitate imediată. Histamina este metabolizată rapid (95% în 1 minut) cu participarea a 2 enzime - histamina-N-metiltransferaza și diaminooxidază (histamize); aceasta produce (într-un raport de aproximativ 2:1), respectiv, N-metilhistamină și acetat de imidazol.

Există 4 tipuri de receptori pentru histamină H 1 -H 4 . În procesele alergice, histamina acționează în principal asupra mușchilor netezi și endoteliului vascular, legându-se de receptorii lor H1. Acești receptori furnizează un semnal de activare mediat de transformarea fosfoinozitidelor cu formarea de diacilglicerol și mobilizarea Ca 2+.

Aceste efecte se datorează parțial formării de oxid nitric și prostaciclină în celule (ținte ale histaminei). Acționând asupra terminațiilor nervoase, histamina provoacă senzația de mâncărime, caracteristică manifestărilor alergice la nivelul pielii.

La om, histamina joacă un rol important în dezvoltarea hiperemiei cutanate și a rinitei alergice. Mai puțin evidentă este implicarea sa în dezvoltarea reacțiilor alergice generale și a astmului bronșic. În același timp, prin receptorii H 2, histamina și substanțele înrudite au un efect reglator, reducând uneori manifestările inflamației, slăbind chemotaxia neutrofilelor și eliberarea acestora de enzime lizozomale, precum și eliberarea histaminei în sine.

Prin receptorii H2, histamina acționează asupra inimii, celulele secretoare ale stomacului, inhibă proliferarea și activitatea citotoxică a limfocitelor, precum și secreția lor de citokine. Cele mai multe dintre aceste efecte sunt mediate de activarea adenilat-ciclazei și de o creștere a nivelurilor intracelulare de cAMP.

Datele despre rolul relativ al diverșilor receptori de histamină în implementarea acțiunii sale sunt foarte importante, deoarece multe medicamente antialergice sunt blocante ale receptorilor de histamină H 1 (dar nu H 2 și alții).

Slide 14

mediatori lipidici.

Factorii umorali joacă un rol important în reglarea proceselor imunitare, precum și în dezvoltarea reacțiilor alergice. natura lipidica. Cele mai numeroase și mai importante dintre ele sunt eicosanoidele.

Eicosanoizii sunt produși metabolici ai acidului arahidonic, un acid gras polinesaturat a cărui moleculă conține 20 de atomi de carbon și 4 legături nesaturate. Acidul arahidonic se formează din fosfolipidele membranare ca produs direct al acțiunii fosfolipazei A (PLA) sau un produs indirect al transformărilor mediate de PLC.

Formarea acidului arahidonic sau a eicosanoizilor are loc atunci când sunt activate diferite tipuri de celule, în special cele implicate în dezvoltarea inflamației, în special alergice: celule endoteliale și mastocite, bazofile, monocite și macrofage.

Metabolizarea acidului arahidonic poate avea loc în 2 moduri – catalizată de ciclooxigenază sau 5’-lipoxigenază. Calea ciclooxigenazei duce la formarea de prostaglandine și tromboxani din intermediari instabili - prostaglandine endoperoxidice G2 și H2, iar calea lipoxigenazei duce la formarea de leucotriene și 5-hidroxieicosatetraenoat prin produse intermediare (5-hidroperoxi-6,148, -acid eicosatetraenoic și leucotrienă A4 ), precum și lipoxine - produse ale dublei lipoxigenări (sub acțiunea a două lipoxigenaze - vezi mai jos).

Prostaglandinele și leucotrienele prezintă efecte fiziologice alternative în multe privințe, deși există diferențe semnificative de activitate în cadrul acestor grupuri.

Proprietate generală dintre aceste grupe de factori - efectul predominant asupra peretelui vascular și a mușchilor netezi, precum și efectul chemotactic. Aceste efecte sunt realizate prin interacțiunea eicosanoidelor cu receptorii specifici de pe suprafața celulei. Unii membri ai familiei eicosanoide intensifică acțiunea altor factori vasoactivi și chemotactici, cum ar fi anafilatoxinele (C3a, C5a).

Slide 15

Leucotriene (LT)- acizi grași C20, a căror moleculă conține o grupă OH în poziția 5 și lanțuri laterale care conțin sulf în poziția 6, de exemplu, glutation.

Există 2 grupe de leucotriene:

Una dintre ele include leucotriene C4, D4 și E4, numite cisteinil kotriene (Cys-LT),

Al doilea include un factor - leucotriena B4.

Leucotrienele sunt formate și secretate în 5-10 minute după activarea mastocitelor sau bazofilelor.

Leucotriena C4 este prezentă în fază lichidă timp de 3-5 minute, în timp ce este transformată în leucotrienă D4. Leucotriena D4 există în următoarele 15 minute, transformându-se încet în leucotrienă E4.

Leucotrienele își exercită acțiunea prin receptori aparținând grupului de receptori purinici din familia receptorilor de tip rodopsina, care pătrund în membrana de 7 ori și sunt asociați cu proteina G.

Receptorii de leucotriene sunt exprimați pe celulele splinei, leucocitele din sânge, în plus, CysLT-R1 este prezent pe macrofage, celulele intestinale, epiteliul din aer, iar CysLT-R2 este prezent pe suprarenale și celulele creierului.

Cisteinil leucotrienele (în special leucotriene D4) provoacă spasme musculare netede și reglează fluxul sanguin local, scăzând tensiunea arterială. Cisteinilleucotrienele sunt mediatori ai reacțiilor alergice, în special, faza lentă a bronhospasmului în astmul bronșic.

În plus, ele suprimă proliferarea limfocitelor și promovează diferențierea acestora.

Anterior, complexul acestor factori (leucotriene C4, D4 și E4) a fost numit substanță cu reacție lentă A. Leucotriene B4 (acid dihidroxieicosatetraenoic) prezintă un efect chemotactic și activator în principal asupra monocitelor, macrofagelor, neutrofilelor, eozinofilelor și chiar celulelor T.

Un alt produs al căii lipoxigenazei, 5-hidroxieicosatetraenoatul, este mai puțin activ decât leucotrienele, dar poate servi ca un chemoatractant și un activator al neutrofilelor și al mastocitelor.

Slide 16

Prostaglandine (PG) - acizi grași C20, a căror moleculă conține un inel ciclopentan.

Variantele de prostaglandine care diferă prin tipul și poziția grupărilor substituente (oxi-, hidroxi-) sunt desemnate prin litere diferite; numerele din nume indică numărul de legături nesaturate din moleculă.

Prostaglandinele se acumulează în focarul inflamației mai târziu decât kininele și histaminei, ceva mai târziu decât leucotrienele, dar simultan cu monokinele (6-24 ore după debutul inflamației).

Pe lângă efectul vasoactiv și chemotactic obținut în cooperare cu alți factori, prostaglandinele (în special prostaglandina E2) au un efect reglator asupra proceselor inflamatorii și imunitare.

Prostaglandina E2 exogene provoacă unele manifestări ale răspunsului inflamator, dar suprimă răspunsul imunitar și reacțiile alergice.

Astfel, prostaglandina E2 reduce activitatea citotoxică a macrofagelor, neutrofilelor și limfocitelor, proliferarea limfocitelor și producerea de citokine de către aceste celule.

Promovează diferențierea limfocitelor imature și a celulelor din alte serii hematopoietice.

Unele dintre efectele prostaglandinei E2 sunt asociate cu o creștere a nivelului de cAMP intracelular.

Prostaglandinele E2 și D2 inhibă agregarea plachetară; prostaglandinele F2 și D2 provoacă contractarea mușchiului neted bronșic, în timp ce prostaglandina E2 îl relaxează.

Slide 17

Tromboxan A2 (THA2) - acid gras C20; în molecula sa există un inel cu 6 atomi care conţine oxigen.

Aceasta este o moleculă foarte instabilă (timp de înjumătățire - 30 s), care se transformă în tromboxan B2 inactiv.

Tromboxanul A2 determină constricția vaselor de sânge și a bronhiilor, agregarea trombocitelor cu eliberarea de enzime și alți factori activi care contribuie la mitogeneza limfocitelor.

Un alt produs al căii ciclooxigenazei este prostaglandine I2(prostaciclina) este de asemenea instabilă. Își exercită acțiunea prin AMPc, dilată foarte mult vasele de sânge, crește permeabilitatea acestora și inhibă agregarea trombocitelor.

Alături de factorul peptidic bradikinină, prostaciclina provoacă o senzație de durere cu inflamație.

Slide 18

Citokine

Informații similare.