Рубрики

» » Система комплементу: загальне уявлення

Система комплементу: загальне уявлення

Комплемент — найважливіший елемент імунної системи хребетних тварин і людини, грає ключову роль в гуморальній механізмі захисту організму від патогенів. Термін вперше ввів Ерліх для позначення компонента кров'яної сироватки, без якого її бактерицидні властивості пропадали. Згодом було з'ясовано, що цей функціональний фактор являє собою набір білків і глікопротеїдів, які при взаємодії один з одним і з чужорідної кліткою викликають її лізис. Комплемент у буквальному значенні перекладається як "доповнення". Спочатку він вважався всього лише ще одним елементом, що забезпечує бактерицидні властивості живої сироватки. Сучасні уявлення про цей фактор значно ширше. Встановлено, що комплемент являє собою складну, тонко регульовану систему, що взаємодіє як з гуморальними, так і з клітинними факторами імунної відповіді та надає потужний вплив на розвиток запальної реакції.


Загальна характеристика

В імунології системою комплементу називають виявляє бактерицидні властивості групу взаємодіючих білків сироватки крові хребетних, що представляє собою вроджений механізм гуморальної захисту організму від патогенів, здатний діяти як самостійно, так і в комплексі з імуноглобулінами. В останньому разі комплемент стає одним з важелів специфічного (або набутого) відповіді, оскільки антитіла самі по собі не можуть знищувати чужорідні клітини, а діють опосередковано. Ефект лизирования досягається за рахунок утворення пор у мембрані чужорідної клітини. Таких отворів може бути безліч. Перфорирующий мембрану комплекс системи комплементу називається МАК. В результаті її дії поверхню чужорідної клітини стає дірчастою, що призводить до виходу цитоплазми назовні.


Система комплементу: загальне уявлення
На частку комплементу припадає близько 10% всіх білків сироватки. Його компоненти завжди присутні в крові, не надаючи ніякого дії до моменту активації. Всі ефекти комплементу є результатом послідовних реакцій - які розщеплюють вхідні в її склад білки, або призводять до утворення їх функціональних комплексів. Кожний етап такого каскаду піддається суворої зворотної регуляції, яка в разі необхідності може зупинити процес. Активовані компоненти комплементу виявляють великий комплекс імунологічних властивостей. При цьому ефекти можуть впливати на організм як позитивний, так і негативний вплив.

Основні функції і ефекти комплементу

Дія активованої системи комплементу включає:
  • Лізис чужорідних клітин бактеріальної та небактерійний природи. Здійснюється за рахунок утворення спеціального комплексу, який вбудовується в мембрану і проробляє в ній діру (перфорує).
  • Активацію видалення імунних комплексів.
  • Опсонізація. Приєднуючись до поверхонь мішеней, компоненти комплементу роблять їх привабливими для фагоцитів і макрофагів.
  • Активація та хемотаксическое залучення лейкоцитів у вогнище запалення.
  • Освіта анафилотоксинов.
  • Полегшення взаємодії антигенпрезентирующих і В-клітин з антигенами.
  • Таким чином, комплемент надає комплексне стимулюючий вплив на всю імунну систему. Проте надмірна активність цього механізму може негативно вплинути на стан організму. До негативних ефектам системи комплементу відносять:
  • Погіршення перебігу аутоімунних захворювань.
  • Септичні процеси (за умови масової активації).
  • Негативний вплив на тканини у вогнищі некрозу.
  • Дефекти системи комплементу можуть призводити до аутоімунних реакцій, тобто до пошкодження здорових тканин організму власною імунною системою. Саме тому має місце такий суворий багатоступеневий контроль активації даного механізму.

    Білки комплементу

    Функціонально білки системи комплементу поділяються на компоненти:
  • Класичного шляху (C1-C4).
  • Альтернативного шляху (фактори D, B, C3b і пропердин).
  • Мембраноатакующего комплексу (C5-C9).
  • Регуляторної фракції.
  • Номери З-білків відповідають послідовності їх виявлення, але не відображають черговість їх активації.
    Система комплементу: загальне уявлення
    До регуляторних білків системи комплементу відносять:
  • Фактор H.
  • C4-зв'язувальний білок.
  • ФУД.
  • Мембранний кофакторный білок.
  • Рецептори комплементу першого і другого типу.
  • C3 є ключовим функціональним елементом, оскільки саме після його розпаду утворюється фрагмент (C3b), який приєднується до мембрани клітини-мішені, починаючи процес формування литичеського комплексу і запускаючи так звану петлю посилення (механізм позитивного зворотного зв'язку).

    Активація системи комплементу

    Активація комплементу являє собою каскадну реакцію, в якій кожен фермент каталізує активацію наступного. Цей процес може відбуватися як за участю компонентів набутого імунітету (иммуноглобуллинов), так і без них. Є кілька способів активації комплементу, які відрізняються послідовністю реакцій і набором беруть участь у ній білків. Проте всі ці каскади приводять до одного підсумку — утворення конвертазы, що розщеплює білок C3 на C3a і C3b. Існують три шляхи активації системи комплементу:
  • Класичний.
  • Альтернативний.
  • Лектиновый.
  • Серед них тільки перший пов'язаний з системою придбаного імунної відповіді, а решта мають неспецифічний характер дії.
    Система комплементу: загальне уявлення
    У всіх шляхи активації можна виділити 2 етапи:
  • Пусковий (або власне активаційний) — включає весь каскад реакцій до моменту утворення C3/C5-конвертазы.
  • Цитолітичним — позначає формування мембраноатакующего комплексу (МКФ).
  • Друга частина процесу на всіх стадіях схожа і задіє білки C5 C6 C7 C8 C9. При цьому тільки C5 піддається гідролізу, а решта просто приєднуються, утворюючи гідрофобний комплекс, здатний вбудуватися і перфорувати мембрану. Перший етап заснований на послідовному запуску ферментативної активності білків C1 C2 C3 C4 шляхом гідролітичного розщеплення на великі (важкі) і малі (легкі) фрагменти. Утворилися одиниці позначаються малими літерами а і b. Одні з них здійснюють перехід до цитолитическому етапу, а інші виконують роль гуморальних факторів імунної відповіді.

    Класичний шлях

    Класичний шлях активації комплементу починається зі взаємодії ферментного комплексу C1 з групою антиген - антитіло. C1 являє собою фракцію з 5 молекул:
  • C1q (1).
  • C1r (2).
  • C1s (2).
  • Система комплементу: загальне уявлення
    На першій ступені каскаду з імуноглобуліном зв'язується C1q. Це викликає конформационную перебудову всього комплексу C1 що призводить до його автокаталитической самоактивации і утворення чинного ферменту C1qrs, що розщеплює білок C4 на C4a і C4b. При цьому все залишається прикріпленим до иммуноглобулину і, отже, до мембрани патогена.
    Система комплементу: загальне уявлення
    Після здійснення протеолітичної ефекту група антиген - C1qrs приєднує до себе фрагмент C4b. Такий комплекс стає придатним для зв'язування з C2 яка під дією C1s тут же розщеплюється на C2a і C2b. В результаті створюється C3-конвертаза C1qrs4b2a, дія якої формує C5-конвертазу, запускає освіта МАК.
    Система комплементу: загальне уявлення

    Альтернативний шлях

    Така активація інакше називається холостий, оскільки гідроліз C3 відбувається мимовільно (без участі посередників), що призводить до періодичного безпричинному освіти C3-конвертазы. Альтернативний шлях здійснюється тоді, коли специфічний імунітет до збудника ще не сформувався. При цьому каскад складається з наступних реакцій:
  • Холостий гідроліз C3 з утворенням c3i, або фрагмента.
  • C3i, або пов'язується з фактором, формуючи комплекс C3iB.
  • Пов'язаний фактор стає доступний для розщеплення D-білком.
  • Фрагмент Ba видаляється і залишається комплекс C3iBb, який і є C3-конвертазой.
  • Система комплементу: загальне уявлення
    Суть холостий активації полягає в тому, що в рідкій фазі C3-конвертаза нестабільна і швидко гідролізується. Однак при зіткненні з мембраною збудника стабілізується і запускає цитолитическую стадію з формуванням МАК.

    Лектиновый шлях

    Лектиновый шлях дуже схожий на класичний. Основна відмінність полягає в першій ступені активації, яка здійснюється не через взаємодію з імуноглобуліном, а через зв'язування C1q з кінцевими маннановыми групами, присутніми на поверхні бактеріальних клітин. Подальша активація здійснюється повністю ідентичний класичному шляху.
    13