De regulerende mechanismen van complement. Beschermende functies van complement

27.09.2019

Organisme. Het is een belangrijk onderdeel van zowel aangeboren als verworven immuniteit.

Aan het einde van de 19e eeuw werd ontdekt dat bloedserum een bepaalde "factor" met bacteriedodende eigenschappen bevat. In 1896 toonde een jonge Belgische wetenschapper Jules Bordet, die aan het Pasteur Instituut in Parijs werkte, aan dat er twee verschillende stoffen in serum zijn, waarvan de gecombineerde werking leidt tot de lysis van bacteriën: een thermostabiele factor en een thermolabiele factor (die verliest zijn eigenschappen wanneer het serum wordt verwarmd). De thermostabiele factor, zo bleek, kon alleen werken tegen sommige micro-organismen, terwijl de thermolabiele factor niet-specifieke antibacteriële activiteit had. De thermolabiele factor werd later genoemd aanvulling... De term "complement" werd eind jaren 1890 bedacht door Paul Ehrlich. Ehrlich was de auteur van de humorale theorie van immuniteit en introduceerde veel termen in de immunologie, die later algemeen aanvaard werd. Volgens zijn theorie hebben cellen die verantwoordelijk zijn voor immuunresponsen receptoren op het oppervlak die dienen om antigenen te herkennen. We noemen deze receptoren nu "antilichamen" (de basis van de variabele receptor voor lymfocyten is een IgD-klasse antilichaam gehecht aan het membraan, minder vaak IgM. Antilichamen van andere klassen, bij afwezigheid van een overeenkomstig antigeen, zijn niet gehecht aan cellen) . Receptoren binden aan een specifiek antigeen, evenals aan een thermolabiele antibacteriële component van bloedserum. Ehrlich noemde de thermolabiele factor "complement" omdat deze bloedcomponent de cellen van het immuunsysteem "aanvult".

Ehrlich geloofde dat er veel complementen zijn, die elk aan zijn receptor binden, net zoals een receptor aan een specifiek antigeen bindt. Bordet stelde daarentegen dat er maar één type "toevoeging" is. Aan het begin van de 20e eeuw werd het geschil beslecht in het voordeel van Borda; het bleek dat complement geactiveerd kan worden met de deelname van specifieke antilichamen of onafhankelijk, op een niet-specifieke manier.

Complement is een systeem van eiwitten dat ongeveer 20 op elkaar inwerkende componenten omvat: C1 (een complex van drie eiwitten), C2, C3, ..., C9, factor B, factor D en een aantal regulerende eiwitten. Al deze componenten zijn oplosbare eiwitten met een mol. met een gewicht van 24.000 tot 400.000, circulerend in het bloed en weefselvocht. Complementeiwitten worden voornamelijk in de lever gesynthetiseerd en vertegenwoordigen ongeveer 5% van de totale globulinefractie van bloedplasma. De meeste van hen zijn inactief totdat ze worden veroorzaakt door een immuunrespons (met behulp van antilichamen) of door een direct binnendringend micro-organisme (zie hieronder). Een van de mogelijke resultaten van complementactivering is de opeenvolgende combinatie van de zogenaamde late componenten (C5, C6, C7, C8 en C9) tot een groot eiwitcomplex dat cellysis veroorzaakt (lytisch of membraan-aanvallend complex) . Aggregatie van late componenten vindt plaats als gevolg van een reeks opeenvolgende proteolytische activeringsreacties waarbij vroege componenten betrokken zijn (C1, C2, C3, C4, factor B en factor D). De meeste van deze vroege componenten zijn enzymen die sequentieel worden geactiveerd door proteolyse. Wanneer een van deze zo-enzymen op een specifieke manier wordt gesplitst, wordt het een actief proteolytisch enzym en splitst het het volgende zo-enzym, enz. Omdat veel van de geactiveerde componenten stevig aan membranen binden, vinden de meeste van deze gebeurtenissen plaats op celoppervlakken. De centrale component van deze proteolytische cascade is C3. De activering door splitsing is de belangrijkste reactie van de gehele complementactiveringsketen. C3 kan op twee manieren worden geactiveerd: klassiek en alternatief. In beide gevallen wordt C3 gesplitst door een enzymcomplex genaamd C3 convertase. Twee verschillende routes leiden tot de vorming van verschillende C3-convertasen, maar beide worden gevormd als gevolg van de spontane combinatie van twee complementcomponenten, eerder geactiveerd in de proteolytische cascadeketen. C3-convertase splitst C3 in twee fragmenten, waarvan de grootste (C3b) naast C3-convertase aan het doelcelmembraan bindt; als resultaat wordt een nog groter enzymatisch complex met veranderde specificiteit gevormd - C5-convertase. Vervolgens splitst C5-convertase C5 en initieert daardoor de spontane assemblage van het lytische complex van de late componenten van C5 tot C9. Omdat elk geactiveerd enzym veel moleculen van het volgende zozym afbreekt, werkt de activeringscascade van vroege componenten als een versterker: elk molecuul dat aan het begin van de hele keten wordt geactiveerd, leidt tot de vorming van veel lytische complexen.

Het complementsysteem werkt als een biochemische cascade van reacties. Complement wordt geactiveerd door drie biochemische routes: de klassieke, alternatieve en lectine routes. Alle drie de activeringsroutes produceren verschillende varianten C3 convertase (een eiwit dat C3 splitst). Klassieke manier(het werd als eerste ontdekt, maar is evolutionair nieuw) vereist antilichamen voor activering (specifieke immuunrespons, verworven immuniteit), terwijl alternatief en lectine paden kunnen worden geactiveerd door antigenen zonder de aanwezigheid van antilichamen (niet-specifieke immuunrespons, aangeboren immuniteit). Het resultaat van complementactivering is in alle drie de gevallen hetzelfde: C3-convertase hydrolyseert C3, creëert C3a en C3b en veroorzaakt een cascade van verdere hydrolyse van complementsysteemelementen en activeringsgebeurtenissen. In de klassieke route is voor de activering van C3-convertase de vorming van het C4bC2a-complex vereist. Dit complex wordt gevormd door de splitsing van C2 en C4 door het C1-complex. Het C1-complex moet op zijn beurt voor activering binden aan immunoglobulinen van klasse M of G. C3b bindt aan het oppervlak van pathogenen, wat leidt tot een grotere "interesse" van fagocyten in cellen geassocieerd met C3b (opsonisatie). C5a is een belangrijke chemoattractant die helpt nieuwe immuuncellen aan te trekken naar het gebied van activering van het complementsysteem. Zowel C3a als C5a hebben een anafylotoxische activiteit, wat direct degranulatie van mestcellen veroorzaakt (resulterend in de afgifte van ontstekingsmediatoren). C5b begint de vorming van membraan-aanvallende complexen (MAC) bestaande uit C5b, C6, C7, C8 en polymeer C9. MAC is een cytolytisch eindproduct van de activatie van het complementsysteem. MAC vormt een transmembraankanaal dat osmotische lysis van de doelcel veroorzaakt. Macrofagen consumeren pathogenen die worden gemarkeerd door het complementsysteem.

Factor C3e, gevormd tijdens de splitsing van factor C3b, heeft het vermogen om migratie van neutrofielen uit het beenmerg te veroorzaken en in dit geval leukocytose te veroorzaken.

Het klassieke pad wordt gelanceerd door het complex te activeren C1(het bevat één C1q-molecuul en twee C1r- en C1s-moleculen). Het C1-complex bindt met behulp van C1q aan immunoglobulinen van de klassen M en G die zijn geassocieerd met antigenen. Hexameric C1q heeft de vorm van een boeket ongeopende tulpen, waarvan de "knoppen" zich kunnen binden aan het β-gebied van antilichamen. Om deze route op gang te brengen, is een enkel IgM-molecuul voldoende; activering door IgG-moleculen is minder efficiënt en vereist meer IgG-moleculen.

C1q direct bindt aan het oppervlak van de ziekteverwekker, dit leidt tot conformationele veranderingen in het C1q-molecuul en veroorzaakt de activering van twee moleculen van C1r-serineproteasen. Ze splitsen C1's (ook een serineprotease). Vervolgens bindt het C1-complex aan C4 en C2 en splitst ze vervolgens, waardoor C2a en C4b worden gevormd. C4b en C2a binden aan elkaar op het oppervlak van de ziekteverwekker en vormen de C3-convertase van de klassieke route, C4b2a. Het verschijnen van C3-convertase leidt tot de splitsing van C3 in C3a en C3b. C3b vormt samen met C2a en C4b de C5-convertase van de klassieke route. C5 wordt gesplitst in C5a en C5b. C5b blijft op het membraan en bindt aan het C4b2a3b-complex. Vervolgens worden C6, C7, C8 en C9 verbonden, wat polymeriseert en er verschijnt een buis in het membraan. Zo wordt de osmotische balans verstoord en als gevolg van turgor barst de bacterie. Het klassieke pad werkt nauwkeuriger, omdat elke vreemde cel op deze manier wordt vernietigd.

Een alternatieve route wordt geactiveerd door C3-hydrolyse direct op het oppervlak van de ziekteverwekker. Factoren B en D zijn betrokken bij een alternatieve route. Met hun hulp wordt het C3bBb-enzym gevormd. Proteïne P stabiliseert het en zorgt ervoor dat het op lange termijn blijft functioneren. Verder activeert PC3bBb C3, waardoor C5-convertase wordt gevormd en de vorming van een membraanaanvallend complex wordt geactiveerd. Verdere activering van de terminale componenten van complement vindt op dezelfde manier plaats als in de klassieke route van complementactivering. In de vloeistof in het C3bBb-complex wordt B vervangen door de H-factor en onder invloed van de deactiverende verbinding (H) omgezet in C3bi. Wanneer microben het lichaam binnenkomen, begint het C3bBb-complex zich op te hopen op het membraan, waardoor de splitsing van C3 in C3b en C3a wordt gekatalyseerd, waardoor de concentratie van C3b aanzienlijk wordt verhoogd. Er is nog een C3b-molecuul gehecht aan het properdine + C3bBb-complex. Het resulterende complex splitst C5 in C5a en C5b. C5b blijft op het membraan. Er is een verdere samenstelling van MAC met afwisselende toevoeging van factoren C6, C7, C8 en C9. Na de verbinding van C9 met C8 vindt polymerisatie van C9 plaats (tot 18 moleculen worden met elkaar verknoopt) en wordt een buis gevormd die het membraan van de bacterie doordringt, water wordt naar binnen gepompt en de bacterie barst.

Het alternatieve pad verschilt van het klassieke in het volgende: wanneer het complementsysteem wordt geactiveerd, is de vorming van immuuncomplexen niet nodig, het gebeurt zonder de deelname van de eerste complementcomponenten - C1, C2, C4. Het verschilt ook doordat het onmiddellijk werkt na het verschijnen van antigenen - de activatoren ervan kunnen bacteriële polysachariden en lipopolysachariden (het zijn mitogenen), virale deeltjes en tumorcellen zijn.

De lectineroute is homoloog aan de klassieke route voor het activeren van het complementsysteem. Het maakt gebruik van Mannose Binding Lectine (MBL), een C1q-achtig eiwit in de klassieke activeringsroute dat bindt aan mannose-residuen en andere suikers op het membraan om een verscheidenheid aan pathogenen te herkennen. MBL is een wei-eiwit dat behoort tot de groep van colletins-eiwitten, dat voornamelijk in de lever wordt gesynthetiseerd en de complementcascade kan activeren door zich direct aan het oppervlak van de ziekteverwekker te binden.

In bloedserum vormt MBL een complex met MASP-I en MASP-II (Mannan-bindende lectine Associated Serine Protease, MBL-bindende serineproteasen). MASP-I en MASP-II lijken erg op de C1r en C1s van de klassieke activeringsroute en kunnen een gemeenschappelijke evolutionaire voorganger hebben. wanneer meerdere actieve centra MBL bindt op een bepaalde manier aan georiënteerde mannose-residuen op de fosfolipide dubbellaag van het pathogeen, MASP-I en MASP-II worden geactiveerd en splitsen het C4-eiwit in C4a en C4b, en het C2-eiwit in C2a en C2b. C4b en C2a combineren vervolgens op het oppervlak van de ziekteverwekker om C3-convertase te vormen, terwijl C4a en C2b werken als chemoattractanten voor de cellen van het immuunsysteem.

Het complementsysteem kan zeer gevaarlijk zijn voor gastheerweefsels, dus de activering ervan moet goed worden gereguleerd. De meeste componenten zijn alleen actief als onderdeel van het complex, terwijl hun actieve vormen voor een zeer korte tijd kunnen bestaan. Als ze gedurende deze tijd de volgende component van het complex niet ontmoeten, verliezen de actieve vormen hun verbinding met het complex en worden ze inactief. Als de concentratie van een van de componenten onder de drempel (kritiek) ligt, zal het werk van het complementsysteem niet leiden tot fysiologische gevolgen. Het complementsysteem wordt gereguleerd door speciale eiwitten, die zelfs in hogere concentraties in het bloedplasma worden aangetroffen dan de eiwitten van het complementsysteem zelf. Dezelfde eiwitten zijn aanwezig op de membranen van de lichaamseigen cellen en beschermen ze tegen aanvallen van de eiwitten van het complementsysteem.

Het complementsysteem speelt een grote rol bij veel immuungerelateerde ziekten.

Bij ziekten van immuuncomplexen veroorzaakt complement ontsteking voornamelijk op twee manieren:

Al in de eerste uren na infectie met Ebola hemorragische koorts is het complementsysteem geblokkeerd

"Moskou State Academy of Veterinary Medicine

en biotechnologie hen. KI Skryabin "

in het vakgebied "Immunologie"

Het complementsysteem. Functies van systeemcomponenten, rol bij aangeboren en adaptieve immuniteit"

Uitgevoerd:

3e jaars groep student

dagdienst van FVM

Moskou 2008.

Plan:

Inleiding …………………………………………………………………. …………………………… ..3

De structuur van complementeiwitten ………………………………………………………… .. …… ...… .5

Complement activatie …………………………………………………………………… .. …… ..… ..6

Complementaire receptoren ……………………………………………………… .......................... … …..dertien

Biologische effecten van complement ……………………………………… .. ………………… ... 15

Lijst met gebruikte literatuur …… ... …………………………………… ... ………………… .20

Invoering.

De term "complement" werd oorspronkelijk door Ehrlich gebruikt om de "extra" activiteit in het serum te beschrijven, zonder welke specifieke antilichamen bacteriën niet kunnen lyseren. Complement werd voor het eerst beschreven door Buchner in 1889 onder de naam "alexin" - een thermolabiele factor, in aanwezigheid waarvan microbiële lysis wordt waargenomen. 1907 Ferrata, die serum dialyseert tegen aangezuurd water, ontdekte dat complementeiwitten in twee fracties kunnen worden verdeeld: geprecipiteerde euglobulinen en in water oplosbare albuminefractie (pseudoglobulinen). Complementactiviteit manifesteerde zich alleen in de aanwezigheid van beide fracties, toen de middelste en terminale delen genoemd, en later - C "1 en C" 2-componenten. Vervolgens ontdekten Sachs en Omorokov dat cobragif een andere complementcomponent (C "3) inactiveert, en Gordon ontdekte dat de volgende component (C" 4) wordt vernietigd door ammoniak. De volgorde van het openen van de vermelde complementcomponenten komt niet overeen met de volgorde van hun intrede in de activeringsreactie van het systeem, en dit verklaart de schijnbare onlogischheid van zijn moderne nomenclatuur.

Het complementsysteem is een complex complex van eiwitten, voornamelijk aanwezig in de β-globulinefractie, nummering, inclusief regulerende, ongeveer 20 componenten, die 10% van de serumeiwitten uitmaken.

Nomenclatuur van het complementsysteem.

De eiwitten van de klassieke activeringsroute en het membraanlyserende complex worden elk aangeduid met hun eigen nummer en gaan de activeringsreactie in de volgende volgorde aan: C1q, C1r, C1s, C4, C2, C3, C5, C6, C7, C8 , C9. Onder hen zijn er veel voorlopers van enzymen - zozymen, die pas na splitsing activiteit verwerven. De aanduiding van een actief enzym verschilt van de aanduiding van zijn inactieve voorloper door een superscriptlijn. Splitsingsproducten worden op dezelfde manier aangeduid als de oorspronkelijke complementcomponenten, maar met toevoeging van kleine letters - meestal voor het kleinere fragment - "a", en voor het grotere - "b", bijvoorbeeld C3a en C3b. Er is één uitzondering op deze regel: C2b betekent een kleiner, en C2a - een groter fragment van C2.

Eiwitten van de alternatieve activeringsroute worden factoren genoemd en worden aangegeven met symbolen van één letter. In de tekst wordt het woord factor meestal afgekort tot de eerste letter F of helemaal weggelaten. Regulerende eiwitten worden meestal aangeduid met afkortingen van de namen van hun functionele activiteit: een eiwit dat de dissociatie van C3-convertase van de klassieke route versnelt, heeft bijvoorbeeld het symbool DAF (vervalversnellingsfactor), of, in het Russisch, FUD ( dissociatieversnellingsfactor).

Cellulaire receptoren die complementcomponenten binden, worden genoemd door de afkortingen van hun liganden (bijvoorbeeld de C5a-receptor) of als markermoleculen in de nomenclatuur van het CD-systeem. Receptoren voor belangrijke C3-fragmenten zijn afzonderlijk genummerd als complementreceptoren typen 1, 2, 3 en 4 (CR1, CR2, CR3 en CR4). Helaas hebben sommige receptoren in de moderne literatuur daardoor elk drie synoniemen, bijvoorbeeld C3b-receptor = CR1 = CD35.

Het complementsysteem behoort tot de factoren van aangeboren immuniteit en omvat een aantal eiwitten die opeenvolgend werken, d.w.z. een cascade waarin elk enzym de activiteit van het volgende katalyseert. De belangrijkste complementcomponent is C3, dat in dezelfde concentratie (1-2 mg/ml) in het bloedplasma aanwezig is als sommige immunoglobulinen. De twee belangrijkste routes van complementactivering weerspiegelen de eigenaardigheden van zijn deelname aan de reacties van aangeboren en verworven immuniteit. De klassieke route is geassocieerd met verworven immuniteit, aangezien het C1q-eiwit interageert met antilichamen die een complex hebben gevormd met een antigeen. Een alternatieve route van complementactivering verwijst naar de mechanismen van aangeboren immuniteit, het starten van niet specifieke binding van C3b aan het oppervlak van het micro-organisme.

De activiteit van de individuele componenten van complement in vivo kan worden geïllustreerd door de voorbeelden van aandoeningen veroorzaakt door de deficiëntie van deze eiwitten. Bij dergelijke patiënten is er een verhoogde gevoeligheid voor terugkerende purulente bacteriële infecties, evenals voor ziekten die worden gekenmerkt door verhoogde vorming van auto-antilichamen en immuuncomplexen. Deze waarnemingen wijzen op de behoefte aan complement, zowel voor antibacteriële bescherming als voor de eliminatie van immuuncomplexen die anders auto-immuunziekten en ziekten van immuuncomplexen kunnen veroorzaken.

Als gevolg van complementactivering tijdens ontsteking gebeurt het volgende:

Opsonisatie van micro-organismen en immuuncomplexen;

Activering van leukocyten;

Doelcel lysis .

opsonisatie Dit is de stimulatie van fagocytose als gevolg van de hechting van complementeiwitten aan het oppervlak van doelen (microben, immuuncomplexen, enz.). Met receptoren voor opsoniserende eiwitten binden fagocytische cellen doelen, wat de activering van fagocyten en endocytose of fagocytose van de doelen veroorzaakt.

Activering van leukocyten Polymorfonucleaire granulocyten en macrofagen bezitten specifieke receptoren voor kleine fragmenten van complementeiwitten die op het oppervlak van doelen worden gevormd als gevolg van een cascade van proteolytische reacties. diffunderen in omgeving Deze fragmenten trekken fagocyten aan (gerichte celbeweging of chemotaxis) en veroorzaken, door eraan te binden, hun activering.

Doelcel lysis De proteolytische complementcascade eindigt met de onderdompeling van de hydrofobe "sonde" in de lipidedubbellaag van het doelcelmembraan en de daaropvolgende osmotische breuk en lysis.

Complement kan "onze" van "niet-ons" onderscheiden

Verwijzend naar de factoren van aangeboren immuniteit, implementeert complement mechanismen die het mogelijk maken om "onze" van "niet-onze" te onderscheiden. Het belangrijkste punt van deze functie is de onmiddellijke binding van C3b aan alle vreemde voorwerpen, of het nu micro-organismen of immuuncomplexen zijn; het oppervlak van de lichaamseigen cellen wordt beschermd door speciale moleculen die de afzetting van C3b zeer effectief beperken.

Complementeer de eiwitstructuur.

Complement is een systeem van cascade-werkende peptidehydrolasen, aangeduid van C1 tot C9. Er werd gevonden dat de meeste complementcomponenten worden gesynthetiseerd door hepatocyten en andere leverkenmerken (ongeveer 90%, C3, C6, C8, factor B, enz.), evenals door monocyten / macrofagen (C1, C2, C3, C4 , C5).

De eiwitten van het complementsysteem behoren tot verschillende superfamilies. Eiwitten die zijn gecombineerd tot één superfamilie - bijvoorbeeld immunoglobulinen - hebben veel structurele en functionele eigenschappen gemeen.

De superfamilieclassificatie van complementeiwitten geeft een beter begrip van hun structurele en functionele relaties.

Bijvoorbeeld de superfamilie van complementregulerende eiwitten, ook wel genoemd. Deze omvatten:

Factor H - bloedplasma-eiwit met een molecuul met een langwerpige configuratie;

C4-bindend eiwit is een heptamerisch plasma-eiwit, waarvan het molecuul een spinachtige vorm heeft;

De factor die de dissociatie van C3-convertase (FUD, CD55) versnelt, is een eiwit van het celmembraan, daarin gefixeerd op een soort glycofosfolipide "been";

Membraan-cofactor-eiwit (ICD, CD46) is een transmembraan-eiwit dat fungeert als een cofactor voor C3b-splitsing:

Type 1 (CR1, CD35) en type 2 (CR2, CD21) complementreceptoren zijn cellulaire receptoren met transmembraandomeinen.

De familie van complementregulerende eiwitten codeert voor een groep nauw verbonden genen die zich op chromosoom 1 bevinden. Met duidelijke structurele verschillen bevatten al deze eiwitten hetzelfde domein, bestaande uit ongeveer 60 aminozuurresiduen, een zogenaamde korte gemeenschappelijke herhaling. Dit domein kan vele malen voorkomen in de structuur van elk molecuul, waardoor het zijn raamwerk vormt en mogelijk de specificiteit van binding bepaalt. De synthese van deze eiwitten wordt gecodeerd door homologe, tandem gelokaliseerde exons.

De zes eiwitten die deel uitmaken van deze familie vervullen ook een aantal gemeenschappelijke functies bij complementactivering: factor H, C4-bp, FUD, ICD en CR1 onderdrukken de vorming van C4b2a- en C3bBb-complexen, dwz C3-convertases van de klassieke en alternatieve activeringsroutes. Sommige van deze eiwitten hebben andere gemeenschappelijke functies, maar niet identiek, maar slechts gedeeltelijk overlappend. Dergelijke functies omvatten: onderdrukking van de binding van C2 aan C4b en factor B aan C3b, inductie van dissociatie van C2a van C4b en Bb van C3b, optreden als cofactoren van factor I, een enzym dat verantwoordelijk is voor het katabolisme van C3b en C4b.

Opgemerkt moet worden dat korte gemeenschappelijke herhalingen ook aanwezig zijn in andere eiwitten, die echter geen interactie aangaan met complementeiwitten; het is een receptor voor IL-2, β2-glycoproteïne I en factor XIII van het bloedstollingssysteem.

De structuur van de meeste complementeiwitten is "mozaïek". Moleculaire basis van de relatie van eiwitten binnen de tijdfamilies worden duidelijker dankzij klonende vorming van hun genen. Volgens het moderne ideeniyam, in de loop van de evolutie zijn er geweestexon-duplicatie en hun "schudden" tussenverschillende genen doen. Omdat ze gelijktijdig in de samenstelling van verschillende genen zijn, dupliceerden dezeDNA-segmenten evolueerden parallelactiviteit en functie, hoewel in sommige gevallen de activiteit verloren gaat of een nieuwe wordt verworven.

Veel complementeiwitten zijn een "mozaïek" van exonproducten die behoren tot genen uit verschillende superfamilies. Zo bevat Cls, een enzym van de klassieke route, gebieden van de aminozuursequentie van serine-esterase en een receptor voor lipoproteïnen met lage dichtheid, evenals een korte gemeenschappelijke herhaling die wordt aangetroffen in de superfamilie van regulerende complementeiwitten. Evenzo hebben C6, C7, C8 en C9 - componenten van het membraanlyserende complex - algemene eigenschappen met perforine van cytotoxische T-lymfocyten en kationisch eiwit van eosinofielen.

Complementeer activatie.

Er zijn drie manieren (mechanismen) van complementactivering: klassiek, lectine en alternatief. Ze leiden allemaal tot de vorming van een convertase die C3 splitst in C3a en C3b, wat het centrale moment is van elk van de complementcascades (figuur 1).

Bij gewervelde dieren verliep de complicatie van het complementsysteem parallel met een toename van het algemene niveau van organisatie, weefseldifferentiatie en verbetering van de reacties van aangeboren en verworven immuniteit. Echter, al in cyclostomen (prikken en myxines) - het laagste taxon van levende gewervelde dieren - wordt het complementsysteem vertegenwoordigd door alternatieve en lectineroutes, en in evolutionair meer geavanceerde kraakbeenvissen verschijnt de klassieke route van complementactivering voor de eerste keer.

De klassieke en lectine-route convertase is een combinatie van C4- en C2-C4b2a-fragmenten, terwijl de alternatieve route convertase een C3-complex is met FB - C3bBb. Het C3b-fragment, dat door beide convertasen van C3 wordt gesplitst, bindt aan het doelmembraan en wordt een focus extra onderwijs C3b - deze fase van de fase wordt de versterkingslus genoemd.

Rijst. een. Vergelijking van de klassieke en alternatieve routes van complementactivering

Complementactivering door zowel de klassieke als alternatieve routes leidt tot het verschijnen van C3-convertase, dat C3 omzet in C3b, en deze conversie is de centrale gebeurtenis van de hele cascade. Op zijn beurt activeert C3b een keten van terminale complementcomponenten (C5-C9) die een lytisch complex vormen. Wanneer geactiveerd door de klassieke route, bindt het antigeen eerst aan specifieke antilichamen, en pas daarna vindt C3-fixatie plaats. Antilichamen zijn niet betrokken bij alternatieve activering. Het begint met de covalente binding van C3b aan hydroxylgroepen op het cytoplasmatische membraan van de microbiële cel. Activering door een alternatieve route dient als een mechanisme voor niet-specifieke aangeboren immuniteit, terwijl de klassieke route een link is tussen aangeboren en verworven immuniteit, die relatief recent in de fylogenese verscheen.

Door een extra C3b-molecuul te hechten, kunnen beide C3-convertases worden omgezet in C5-convertase, dat als katalysator fungeert in de eerste fase van de cascade die leidt tot de vorming van een membraan-lyserend complex.

De klassieke route van complementactivering.

De klassieke route van complementactivering wordt meestal veroorzaakt door immuuncomplexen; de rol van het eerste enzymcomplex daarin wordt gespeeld door het C1-eiwit (tabel 1).

Activering wordt geïnitieerd door de binding van Cl aan antilichamen in de samenstelling van immuuncomplexen. Het enzymatische C1-complex bestaat uit 5 moleculen - één C1q, twee C1r en twee C1's; hun verbinding is afhankelijk van Ca 2+ . De eerste stap van de activeringscascade langs de klassieke route is binding van het antilichaam aan ten minste twee van de zes bolvormige domeinen van het C1q-molecuul. C1q bestaat uit 18 polypeptideketens van drie typen (6 ketens van A-, B- en C-types). Alle 18 ketens met hun collageenachtige N-uiteinden (78 aminozuurresiduen) vormen een touwachtige spiraalvormig gedraaide structuur, waarvan de C-terminale secties van de ketens (103-108 aminozuurresiduen) in verschillende richtingen divergeren, eindigend in bolvormige koppen die kunnen interageren met de complementbindingsplaatsen van CH2-domeinen (een deel van Fc-regio's) van geaggregeerde IgG-moleculen als onderdeel van een complex met een antigeen. C1q-moleculen kunnen ook binden aan de SN3-domeinen van een niet-geaggregeerd IgM-molecuul, waarvan de conformatie is veranderd van "plat" in "gevouwen" als gevolg van de vorming van een complex met het antigeen.

Er wordt aangenomen dat de meerpuntsbinding van de sferische C1q-domeinen aan de IgG- of IgM-moleculen die in de immuuncomplexen zijn opgenomen, leidt tot een verandering in de conformatie van het gehele C1-complex, waardoor eerst autokatalytische zelfactivering van de ene en vervolgens de andere C1r-moleculen wordt veroorzaakt. met hun transformatie in twee moleculen van actief C1r-enzym, die beide C1s-moleculen splitsen om respectievelijk twee C1s-moleculen met serine-esterase-activiteit te vormen.

Tabblad. een. Complementeer activatoren.

Lectineroute voor complementactivering.

Het is bijna identiek aan het klassieke, maar het begint onafhankelijk van antilichamen.

Het C1q-eiwit behoort tot een familie van calciumafhankelijke lectines die colletines (collageenlectines) worden genoemd. Dezelfde familie van eiwitten omvat mannan-bindend lectine (MBL), ook wel mannan-bindend eiwit (mannose-bindend eiwit, MBP), conglutinine en pulmonaire oppervlakteactieve eiwitten A en D genoemd. Serum MBL kan binden aan terminale mannan-groepen op het oppervlak van bacteriële cellen, waardoor ze het vermogen verwerven om te interageren met twee mannan-bindende lectine-geassocieerde serineproteasen, MASP1 en MASP2, structureel homologe C1r en C1s. Deze interactie, vergelijkbaar met de C1qcC1rnC1sn-interactie, leidt tot antilichaamonafhankelijke complementactivering via de klassieke route.

Bovendien bindt C1q direct, d.w.z. zonder de deelname van antilichamen, met sommige microben, in het bijzonder met mycoplasma's en een aantal retrovirussen (maar niet HIV).

Onder de werking van C1 wordt C4 gesplitst met de vorming van geactiveerd C4b

Het C4-eiwit van het complement bevat een interne thioetherbinding, waarvan de plaats in hoge mate homoloog is aan de thioester-bevattende C3-plaats. Wanneer C4 wordt gesplitst door C1's, verschijnen er twee fragmenten: C4a. met een zwakke anafylatoxische activiteit en een grotere (instabiele, intermediaire), C4b *. (Een asterisk geeft een onstabiele toestand van het molecuul aan waarin de bindingsplaats is geactiveerd). Binnen enkele milliseconden wordt C4b* aangevallen door nucleofiele groepen die zich in de directe omgeving bevinden. De meeste C4b*-moleculen worden gehydrolyseerd om geïnactiveerd iC4b te vormen. C4b* kan echter covalente bindingen vormen met amino- of hydroxylgroepen van celmembraanmoleculen, en transformeren in één binding op het oppervlak van C4b.

Er zijn twee bekende C4-isotypen - C4A en C4B. Ze worden gecodeerd door de genen van het belangrijkste histocompatibiliteitscomplex dat zich in tandem bevindt. Geactiveerde С4А interageert voornamelijk met aminogroepen en С4В - met hydroxygroepen, waarbij respectievelijk amide- en etherbindingen worden gevormd. Zo bindt C4A zich voornamelijk aan eiwitten, terwijl C4B aan koolhydraten bindt.

C4b gebonden aan het celoppervlak wordt op zijn beurt de bindingsplaats voor het C2-pro-enzym (in aanwezigheid van Mg2+). Gebonden C2 dient als een substraat voor C1s, dat het splitst om C2b vrij te maken, terwijl een groter fragment, C2a, gehecht blijft aan C4b, wat resulteert in de vorming van C4b2a, een enzymcomplex genaamd C3 convertase van de klassieke route.

Polypeptide C3 behoort tot eiwitten met ongebruikelijke post-translationele structurele veranderingen. De cysteïne- en glutamineresten die zich op korte afstand bevinden, vormen een metastabiele interne thioetherbinding door de eliminatie van ammoniak. De elektrofiele (elektron-accepterende) carbonylgroep (-C+=0) van deze thioether is gevoelig voor aantasting door nucleofiele groepen (elektronendonoren), waaronder de amino- en hydroxygroepen van naderende eiwit- en koolhydraatmoleculen. Zo is C3 in staat om covalent aan deze moleculen te binden. .

Proteolytische splitsing van C3a van het N-uiteinde van de C3 α-keten door het C3-convertase leidt tot een conformationele verandering in de rest van het molecuul (d.w.z. C3b *), waardoor de interne thioetherbinding zeer onstabiel wordt. Het wordt een nieuwe bindingsplaats binnen C3b*, die zeer actief kan interageren met nabijgelegen nucleofiele groepen. Net als in het geval van C4b* ondergaan de meeste C3b*-moleculen hydrolyse, maar sommige moleculen binden aan eiwitten en koolhydraten in de onmiddellijke nabijheid van de activeringsplaats. Omdat C3 convertase meestal wordt gevormd op een vreemd oppervlak of op immuuncomplexen, hoopt C3b zich voornamelijk op dezelfde plaats op. Dan wordt gebonden C3b de focus van verdere activering van complement langs de zogenaamde amplificatielus van de alternatieve route (figuur 2).

Rijst. 2. De klassieke route van complementactivering

Er zijn twee regulatiemechanismen van de klassieke route van complementactivering in de vloeibare fase. De eerste is de werking van een C1-remmer, d.w.z. een remmer van serineproteïnasen (serpin), die C1r en C1s bindt en inactiveert.

Het tweede mechanisme is om de vorming van de klassieke route C3-convertase, C4b2a, te onderdrukken. In de vloeibare fase werken factor I en C4-bindend eiwit (C4-bp) op deze manier, en samen splitsen ze C4b. Bovendien veroorzaakt C4-bp de dissociatie van C4b2a in C2a en C4b.

Activering via de klassieke route wordt ook gereguleerd door de interactie van complement met het oppervlak van gastheercellen te onderdrukken. Remming wordt uitgevoerd door regulerende complementeiwitten: een factor die de dissociatie van C3-convertase (FUD, CD55), type 1-complementreceptoren (CR1, CD35) en membraancofactor-eiwit (ICD, CD46) versnelt. Deze eiwitten werken als volgt:

Onderdruk de binding van C2 aan C4b (FUD of CR1);

Ze induceren en versnellen de dissociatie van C4b2a in C2a en C4b (FUD en CR1);

Optreden als co-factoren, stimuleren van C4b-katabolisme onder invloed van factor I (ICD of CR1).

Er is spontane activering van complement via een alternatieve route. De "inactieve" alternatieve complementactivering handhaaft constant een lage concentratie van C3b * in het bloedplasma.

De interne thioetherbinding in het natieve C3-molecuul is gevoelig voor spontane hydrolyse met omzetting in de geactiveerde vorm - C3i. (Deze constante, lage, spontane activering van C3 in bloedplasma wordt "leeg" genoemd.) Het resulterende C3i bindt factor B om C3iB te vormen (Fig. 3) . Evenzo bindt C2 aan C4b (Figuur 4). Gebonden factor B wordt gesplitst door factor D om Ba vrij te maken. Het resterende C3iBb-complex is een C3-convertase in de vloeibare fase van een alternatief pad , het splitsen van C3 in C3a en C3b. De initiatie van de amplificatielus van de alternatieve route gebonden aan het oppervlak van autologe C3b-cellen wordt verhinderd door de complementregulerende eiwitten.

Aangezien het C3-convertase van de alternatieve route in de vloeibare fase werkt, wordt het grootste deel van het C3b* dat wordt gevormd als gevolg van zijn activiteit, gehydrolyseerd en geïnactiveerd door water. In het geval van contact met een vreemd oppervlak, in het bijzonder met het membraan van een bacteriële cel, bindt C3b* echter covalent en initieert het de werking van de amplificatielus van de alternatieve route. Het algemene schema van de interactie van complementcomponenten tijdens activering door de klassieke, lectine en alternatieve mechanismen wordt getoond in Fig. 4.

Zowel de klassieke als de alternatieve routes van complementactivering leiden tot het verschijnen van respectievelijk C3-convertase: C4b2a en C3bBb. Het klassieke pad begint met de activering van Cis door het antigeen-antilichaamcomplex en daaropvolgende splitsing van de C4- en C2-componenten door geactiveerde C1s. kleinere fragmenten, C4a en C2b, komen vrij, terwijl grotere fragmenten C4b2a vormen. Componenten C4 en C2 kunnen ook worden geactiveerd door MASP (mannaanbindend lectine-geassocieerd serineproteïnase), een lectineroute-eiwit vergelijkbaar met Cis, en MSL (serum-mannaanbindend lectine). In de eerste stadia van de alternatieve route combineert het C3b-eiwit, dat is ontstaan als gevolg van "blanco" activering en aan het oppervlak is gebonden, met factor B, waaruit factor D een kleiner fragment, Ba, splitst. Groter fragment B, d.w.z. Вb, blijft gebonden aan С3b en vormt С3bВb - С3-convertase, dat een extra aantal С3-moleculen splitst (mechanisme van positieve feedback). Het oppervlak dat complement activeert (bijvoorbeeld micro-organismen) stabiliseert C3b, waardoor het aan factor B kan binden. Dit bevordert een verdere alternatieve activering van complement. C3-convertases van de klassieke en alternatieve routes kunnen bovendien C3b binden en enzymcomplexen vormen die C5-convertases worden genoemd (respectievelijk C4b2a3b en C3bBb3b), die de volgende component van het complementsysteem activeren - C5.

Oppervlakken die complement intensief activeren, worden beschermend genoemd , omdat het geassocieerde C3b beschermd is tegen proteolyse. Een vreemd oppervlak, zoals het membraan van een bacteriële cel, "beschermt" C3, aangezien het, na binding eraan, een hogere affiniteit voor factor B vertoont dan voor factor H, en waarschijnlijk een stabieler convertase vormt. Bovendien zijn er geen regulerende eiwitten van de gastheer die complementactivering op het vreemde oppervlak remmen.

Afb. 4 Vergelijkbare stadia van complementactivering volgens de klassieke, lectine en alternatieve mechanismen

Hoewel het niet helemaal duidelijk is wat de specifieke structurele kenmerken zijn die nodig zijn om een oppervlak te beschermen, lijkt het van bijzonder belang voor de koolhydraatsamenstelling. Zo helpt de aanwezigheid van zure suikers, met name siaalzuur, blijkbaar om het membraan van de lichaamseigen cellen te beschermen tegen een verhoogde afzetting van C3b.

De initiële hechting van één C3b-molecuul aan het "beschermende" oppervlak wordt gevolgd door een amplificatiestap, waardoor veel extra C3b-moleculen op dezelfde plaats worden gefixeerd. Kern voor de snelle accumulatie van C3b dient de vorming van membraangebonden C3-convertase.

"Gain-lus"

Een versterkingslus is een positief feedbackmechanisme voor het activeren van complement langs een alternatieve route.

C3b gebonden aan het oppervlak bindt factor B. Het resulterende C3bB wordt een substraat voor factor D - serine-esterase, dat een klein fragment Ba van factor B splitst. de vorming van een C3bBbP-complex, dat een aan het oppervlak gebonden C3-convertase is van een alternatief pad.

Het C3bBbP-complex klieft veel nieuwe C3-moleculen. Omdat de convertase zich op het "beschermende" oppervlak bevindt, zullen de resulterende C3b * -moleculen precies daar binden, en niet op een andere plaats (Fig. 5) .

De amplificatielus functioneert ook wanneer C3b aan het oppervlak wordt gefixeerd als gevolg van klassieke (antilichaamafhankelijke) complementactivering.

Afb. 5."Gain-lus"

Alternatieve activering in de vloeibare fase, wanneer C3b niet aan het oppervlak is gebonden, wordt strak gereguleerd door eiwitten die vergelijkbaar of identiek zijn aan die welke "beperken" klassieke activering aanvulling. Factor H homoloog aan het C4-bindende eiwit, waarvan het gen is opgenomen in het RCA-cluster, veroorzaakt de dissociatie van Bb van zijn complexen met C3i of C3b, en werkt ook als een cofactor bij de katabolisatie van C3i en C3b met de deelname van factor I tot C3c en C3dg .

De regulering van het versterkingsmechanisme is uiterst belangrijk voor het lichaam. Als het niet werkt, gaat de amplificatie (als een cyclisch proces dat verloopt volgens het principe van positieve feedback) door totdat alle C3-moleculen volledig zijn gesplitst. (Dit werd voor het eerst waargenomen bij een patiënt met een erfelijke deficiëntie van een regulerend enzym - factor I. Bij afwezigheid van factor I zorgt de amplificatielus voor de omzetting van alle C3-moleculen van het serum van de patiënt in C3b).

Op de membranen van de lichaamseigen cellen versnellen zowel FUD als CR1 de dissociatie van het C3bBb-complex met de afgifte van C3b. Zowel CR1 als ICD werken als cofactoren voor C3b-splitsing door factor I . Op precies dezelfde manier reguleren FUD, ICD en CR1 de activiteit van C4b2a (C3-convertase van de klassieke route) wanneer het aan celmembranen wordt gebonden.

Dus het lot van C3b gebonden aan het oppervlak is het meest belangrijke fase in dat niet-specifieke mechanisme waarmee het complementsysteem "zelf" van "niet-zelf" onderscheidt. Voor gekoppelde C3b zijn er twee mogelijkheden:

Versterking: C3b bindt factor B om een convertase te vormen, waardoor alle nieuwe C3b-moleculen zich op hetzelfde oppervlak fixeren.

Onderdrukking: C3b wordt gesplitst door factor I met de deelname van een van de drie cofactoren: factor H (uit plasma), CR1 of ICD (oppervlaktegebonden).

Welke van deze mogelijkheden wordt gerealiseerd, hangt af van de aard van het oppervlak dat C3b . verbindt . De aanwezigheid op het autologe (in het bijzonder cel) oppervlak van zijn eigen moleculen, zoals FUD, CR1 en LAB, beperkt effectief de vorming van C3-convertasen. Integendeel, een vreemd oppervlak, bijvoorbeeld een membraan van een bacteriecel, biedt "bescherming" voor C3b, aangezien factor B op dit oppervlak een grotere affiniteit heeft voor C3b dan factor H. Hierdoor wordt fixatie van slechts enkele C3b-moleculen leiden tot de vorming van een relatief stabiel C3-convertase van een alternatieve route - C3bBbP, een enzymcomplex dat de binding van alle nieuwe C3b-moleculen op dezelfde plaats veroorzaakt.

De laatste fase van complementactivering is de vorming van een membraan-lyserend complex.

De cascade van complementactiveringsreacties eindigt met de vorming van een lytisch complex (lyseren of aanvallen van het membraancomplex, LMC) als gevolg van enzymatische splitsing van C5, een eiwit dat homoloog is aan C3 en C4, maar geen interne thio-etherbinding bevat .

Voordat het splitsing door C5-convertase ondergaat, bindt C5 selectief aan C3b in zijn samenstelling. De klassieke C5-convertase is een driemoleculair complex, C4b2a3b, waarin C3b, covalent gebonden aan C4b, een hogere bindingsconstante heeft met C5 dan C3b gebonden aan andere celoppervlaktemoleculen. De C5-convertase van de alternatieve route is ook een driemoleculair complex - C3bBb3b, waarin de ene C3b covalent aan de andere is gekoppeld. Wanneer C5 wordt gesplitst, komt een klein peptidefragment van C5a vrij - een zeer actief anafylatoxine.

Het membraan-lyserende complex wordt gevormd door de niet-enzymatische assemblage van C5b-9

De daaropvolgende vorming van LMC vindt plaats zonder de deelname van enzymen. De C5b-component bindt aan C6 om C5b6 te vormen, dat een interactie aangaat met C7 om het C5b67-complex te vormen . Als gevolg van de binding van C7 wordt het hydrofiele C5b6 omgezet in het hydrofobe complex C5b67, dat bij voorkeur kan integreren in de lipidedubbellaag. Dit complex wordt vergezeld door C8 en vervolgens achtereenvolgens tot 14 monomeren C9. Als resultaat wordt een lytische "sonde" of porievormend molecuul gevormd, waarvan de eerste elektronenmicrofoto's werden verkregen door Humphrey en Durmashkin . Hoewel het complex na de toevoeging van C8 aan C5b67 al een onbeduidende lytische activiteit vertoont, hangt de volledige ontwikkeling ervan af van gepolymeriseerd C9.

Het gevormde hydrofobe complex C5b67 kan spontaan de membranen van andere cellen binnendringen die zich dicht bij het celoppervlak bevinden, waar de primaire activering van complement plaatsvindt. Dit proces van "reactieve lysis" bij afwezigheid van regulering kan de lichaamseigen weefsels beschadigen. Een aantal eiwitten kan "reactieve lysis" remmen door zich in de vloeibare fase aan C5b67 te binden voordat het zich vastzet op de membranen van de lichaamseigen cellen. Van deze eiwitten wordt het S-eiwit, of vitronectine, in het bloedplasma in de hoogste concentratie aangetroffen. Het hierdoor gevormde SC5b67-complex is beroofd van het vermogen om in de dubbele lipidelaag door te dringen; dit vermogen is ook afwezig in het C5b678-complex, omdat het bindt aan lipoproteïnen met lage dichtheid (LDL) als de toevoeging van C8 aan C5b67 plaatsvindt in de vloeibare fase.

Het celmembraan van het gastheerorganisme bevat eiwitten die het beschermen tegen lysis door LMC.

Erytrocyten, zoals te zijner tijd gevonden, worden gemakkelijk gelyseerd door een heteroloog complement en moeilijker - door een homoloog complement. De basis van zo'n soortbeperking werd duidelijk na de ontdekking van speciale membraaneiwitten die onder invloed van LMC de cellen van het eigen lichaam beschermen tegen lysis. Twee van deze eiwitten zijn al in detail bestudeerd. De eerste hiervan is CD59, een eiwit dat is verankerd door een glycofosfolipide-"been" in de membranen van veel cellen. Het bindt aan C8 in het C5b-8-complex en remt de onderdompeling en plaatsing van C9 in het celmembraan . Het tweede eiwit is een homologe restrictiefactor (HFR), die dezelfde activiteit vertoont als CD59, maar met een zwakkere remmer van C9-opname in het membraan. FGR (molecuulgewicht 65 kDa) is ook door glycofosfolipide aan het membraan gebonden; de aminozuurvolgorde is nog niet vastgesteld.

Het is opmerkelijk dat cellen met een kern, in het bijzonder cellen van het eigen immuunsysteem, resistenter zijn tegen complementafhankelijke lysis dan erytrocyten vanwege hun vermogen om LMC actief te verwijderen door endocytose en exocytose van die membraanfragmenten waarin het is binnengedrongen .

Complementair systeem

Membraan-aanvallend complex dat cellysis veroorzaakt.

Complementair systeem- een complex van complexe eiwitten die constant in het bloed aanwezig zijn. Dit is een cascadesysteem van proteolytische enzymen ontworpen voor humorale bescherming van het lichaam tegen de werking van vreemde stoffen; het is betrokken bij de implementatie van de immuunrespons van het lichaam. Het is een belangrijk onderdeel van zowel aangeboren als verworven immuniteit.

Geschiedenis van het concept

Aan het einde van de 19e eeuw werd ontdekt dat bloedserum een bepaalde "factor" met bacteriedodende eigenschappen bevat. In 1896 toonde een jonge Belgische wetenschapper Jules Bordet, die aan het Pasteur Instituut in Parijs werkte, aan dat er twee verschillende stoffen in serum zijn, waarvan de gecombineerde werking leidt tot de lysis van bacteriën: een thermostabiele factor en een thermolabiele factor (die verliest zijn eigenschappen wanneer het serum wordt verwarmd). De thermostabiele factor, zo bleek, kon alleen werken tegen bepaalde micro-organismen, terwijl de thermolabiele factor niet-specifieke antibacteriële activiteit had. De thermolabiele factor werd later genoemd aanvulling... De term "complement" werd eind jaren 1890 bedacht door Paul Ehrlich. Ehrlich was de auteur van de humorale theorie van immuniteit en introduceerde veel termen in de immunologie, die later algemeen aanvaard werd. Volgens zijn theorie hebben cellen die verantwoordelijk zijn voor immuunresponsen receptoren op het oppervlak die dienen om antigenen te herkennen. We noemen deze receptoren nu "antilichamen" (de basis van de variabele receptor voor lymfocyten is een IgD-klasse antilichaam gehecht aan het membraan, minder vaak IgM. Antilichamen van andere klassen, bij afwezigheid van een overeenkomstig antigeen, zijn niet gehecht aan cellen) . Receptoren binden aan een specifiek antigeen, evenals aan een thermolabiele antibacteriële component van bloedserum. Ehrlich noemde de thermolabiele factor "complement" omdat deze bloedcomponent de cellen van het immuunsysteem "aanvult".

Algemeen idee

Componenten van het complementsysteem

De belangrijkste stadia van activering van het complementsysteem.

Klassieke en alternatieve manieren om het complementsysteem te activeren.

Het complementsysteem werkt als een biochemische cascade van reacties. Complement wordt geactiveerd door drie biochemische routes: de klassieke, alternatieve en lectine routes. Alle drie de activeringsroutes produceren verschillende varianten van C3-convertase (een eiwit dat C3 splitst). Klassieke manier(het werd als eerste ontdekt, maar is evolutionair nieuw) vereist antilichamen voor activering (specifieke immuunrespons, verworven immuniteit), terwijl alternatief en lectine paden kunnen worden geactiveerd door antigenen zonder de aanwezigheid van antilichamen (niet-specifieke immuunrespons, aangeboren immuniteit). Het resultaat van complementactivering is in alle drie de gevallen hetzelfde: C3-convertase hydrolyseert C3, creëert C3a en C3b en veroorzaakt een cascade van verdere hydrolyse van complementsysteemelementen en activeringsgebeurtenissen. In de klassieke route is voor de activering van C3-convertase de vorming van het C4bC2a-complex vereist. Dit complex wordt gevormd door de splitsing van C2 en C4 door het C1-complex. Het C1-complex moet op zijn beurt voor activering binden aan immunoglobulinen van klasse M of G. C3b bindt aan het oppervlak van pathogenen, wat leidt tot een grotere "interesse" van fagocyten in cellen geassocieerd met C3b (opsonisatie). C5a is een belangrijke chemoattractant die helpt nieuwe immuuncellen aan te trekken naar het gebied van activering van het complementsysteem. Zowel C3a als C5a hebben een anafylotoxische activiteit, wat direct degranulatie van mestcellen veroorzaakt (resulterend in de afgifte van ontstekingsmediatoren). C5b begint de vorming van membraan-aanvallende complexen (MAC) bestaande uit C5b, C6, C7, C8 en polymeer C9. MAC is een cytolytisch eindproduct van de activatie van het complementsysteem. MAC vormt een transmembraankanaal dat osmotische lysis van de doelcel veroorzaakt. Macrofagen consumeren pathogenen die worden gemarkeerd door het complementsysteem.

Biologische functies

Nu worden de volgende functies onderscheiden:

Opsoniserende functie. Onmiddellijk na de activering van het complementsysteem worden opsoniserende componenten gevormd die pathogene organismen of immuuncomplexen bedekken en fagocyten aantrekken. De aanwezigheid van een receptor voor C3b op het oppervlak van fagocytische cellen verbetert hun hechting aan geopsoniseerde bacteriën en activeert het absorptieproces. Deze nauwere hechting van C3b-gekoppelde cellen of immuuncomplexen aan fagocytische cellen wordt genoemd het fenomeen van immuunaanhechting.
Oplossen (d.w.z. oplossen) van immuuncomplexen (C3b-molecuul). Bij complementdeficiëntie ontwikkelt zich een immunocomplexe pathologie (SLE-achtige aandoeningen). [SLE = systemische lupus erythematodes]
Deelname aan ontstekingsreacties. Activering van het complementsysteem leidt tot het vrijkomen van biologisch actieve stoffen (histamine, serotonine, bradykinine) uit weefselbasofielen (mestcellen) en basofiele granulocyten, die de ontstekingsreactie stimuleren (inflammatoire mediatoren). Biologisch actieve componenten die worden gevormd tijdens splitsing C3 en C5 leiden tot de afgifte van vasoactieve amines zoals histamine uit weefselbasofielen (mestcellen) en basofiele granulocyten in het bloed. Dit gaat op zijn beurt gepaard met ontspanning van gladde spieren en samentrekking van capillaire endotheelcellen, verhoogde vasculaire permeabiliteit. Fragment C5a en andere complementactiveringsproducten bevorderen chemotaxis, aggregatie en degranulatie van neutrofielen en de vorming van vrije zuurstofradicalen. Toediening van C5a aan dieren resulteerde in arteriële hypotensie, pulmonale vasoconstrictie en verhoogde vasculaire permeabiliteit als gevolg van endotheelbeschadiging.
Functies C3a:
- fungeren als een chemotactische factor, waardoor de migratie van neutrofielen naar de plaats van vrijlating wordt veroorzaakt;
- de aanhechting van neutrofielen aan het vasculaire endotheel en aan elkaar induceren;
- neutrofielen activeren, waardoor ze een ademhalingsexplosie en degranulatie ontwikkelen;
- stimuleren de productie van leukotriënen door neutrofielen.
Cytotoxische of lytische functie. In het laatste stadium van activering van het complementsysteem wordt een membraanaanvalscomplex (MAC) gevormd uit late complementcomponenten, dat het membraan van een bacterie of een andere cel aanvalt en vernietigt.

Factor C3e, gevormd tijdens de splitsing van factor C3b, heeft het vermogen om migratie van neutrofielen uit het beenmerg te veroorzaken en in dit geval leukocytose te veroorzaken.

Activering van het complementsysteem

Klassieke manier

Het klassieke pad wordt gelanceerd door het complex te activeren C1(het bevat één C1q-molecuul en één C1r- en één C1s-molecuul). Het C1-complex bindt met behulp van C1q aan immunoglobulinen van de klassen M en G die zijn geassocieerd met antigenen. Hexameric C1q heeft de vorm van een boeket ongeopende tulpen, waarvan de "knoppen" zich kunnen binden aan een plaats van antilichamen. Om deze route op gang te brengen, is een enkel IgM-molecuul voldoende; activering door IgG-moleculen is minder efficiënt en vereist meer IgG-moleculen.

C1q direct bindt aan het oppervlak van de ziekteverwekker, dit leidt tot conformationele veranderingen in het C1q-molecuul en veroorzaakt de activering van twee moleculen van C1r-serineproteasen. Ze splitsen C1's (ook een serineprotease). Vervolgens bindt het C1-complex aan C4 en C2 en splitst ze vervolgens, waardoor C2a en C4b worden gevormd. C4b en C2a binden aan elkaar op het oppervlak van de ziekteverwekker en vormen de C3-convertase van de klassieke route, C4b2a. Het verschijnen van C3-convertase leidt tot de splitsing van C3 in C3a en C3b. C3b vormt samen met C2a en C4b de C5-convertase van de klassieke route. C5 wordt gesplitst in C5a en C5b. C5b blijft op het membraan en combineert met het C4b2a3b-complex. Vervolgens combineren C6, C7, C8 en C9 zich, wat polymeriseert en een buis vormt in het membraan. Zo wordt de osmotische balans verstoord en als gevolg van turgor barst de bacterie. Het klassieke pad werkt nauwkeuriger, omdat elke vreemde cel op deze manier wordt vernietigd.

Alternatieve manier

Een alternatieve route wordt geactiveerd door C3-hydrolyse direct op het oppervlak van de ziekteverwekker. Factoren B en D zijn betrokken bij een alternatieve route. Met hun hulp vindt de vorming van het C3bBb-enzym plaats. Proteïne P stabiliseert het en zorgt ervoor dat het op lange termijn blijft functioneren. Verder activeert PC3bBb C3, waardoor C5-convertase wordt gevormd en de vorming van een membraanaanvallend complex wordt geactiveerd. Verdere activering van de terminale componenten van complement vindt op dezelfde manier plaats als in de klassieke route van complementactivering. In een vloeistof in het C3bBb-complex wordt B vervangen door de H-factor en verandert onder invloed van een deactiverende verbinding (H) in C3bi.Als microben het lichaam binnenkomen, begint het C3bBb-complex zich op te hopen op het membraan. Het bindt aan C5, dat splitst in C5a en C5b. C5b blijft op het membraan. Vervolgens worden C6, C7, C8 en C9 verbonden.Nadat C9 is verbonden met C8, vindt C9-polymerisatie plaats (tot 18 moleculen worden met elkaar verknoopt) en wordt een buis gevormd die het membraan van de bacterie doordringt, wordt water gepompt en de bacterie barst.

Lectine (mannose) route voor het activeren van het complementsysteem

In bloedserum vormt MBL een complex met MASP-I en MASP-II (Mannan-bindende lectine Associated Serine Protease, MBL-bindende serineproteasen). MASP-I en MASP-II lijken erg op de C1r en C1s van de klassieke activeringsroute en kunnen een gemeenschappelijke evolutionaire voorganger hebben. Wanneer verschillende actieve plaatsen van MBL binden aan op een bepaalde manier georiënteerde mannose-residuen op de fosfolipide dubbellaag van een pathogeen, worden MASP-I en MASP-II geactiveerd en splitsen het C4-eiwit in C4a en C4b, en het C2-eiwit in C2a en C2b. C4b en C2a combineren vervolgens op het oppervlak van de ziekteverwekker om C3-convertase te vormen, terwijl C4a en C2b werken als chemoattractanten voor de cellen van het immuunsysteem.

Regulering van het complementsysteem

Regelgevende mechanismen werken over het algemeen op drie punten.

C1. De C1-remmer regelt de klassieke en lectine-activeringsroutes. Het werkt op twee manieren: het beperkt de werking van C4 en C2 door C1r- en C1s-proteasen te binden en schakelt op dezelfde manier de lectineroute uit door MASP-enzymen uit het MBP-complex te verwijderen.
С3-convertase. De levensduur van C3-convertase wordt verminderd door vervalversnellingsfactoren. Sommigen van hen bevinden zich op het oppervlak van hun eigen cellen (bijvoorbeeld DAF en CR1). Ze werken op C3-convertases van zowel klassieke als alternatieve activeringsroutes. DAF versnelt de afbraak van de alternatieve route C3-convertase. CR1 (C3b / C4b-receptor) bevindt zich voornamelijk op het oppervlak van erytrocyten en is verantwoordelijk voor de verwijdering van geopsoniseerde immuuncomplexen uit bloedplasma. Andere regulerende eiwitten worden geproduceerd door de lever en worden in inactieve toestand opgelost in het bloedplasma. Factor I is een serineprotease dat C3b en C4b splitst. C4-bindend eiwit (C4BP) splitst C4 en helpt factor I om C4b af te breken.Factor H bindt aan glycosaminoglycanen, die op hun eigen cellen worden gevonden, maar niet op pathogene cellen. Dit eiwit is een cofactor voor factor I en remt ook de activiteit van C3bBb.
C9. CD59 en de homologe restrictiefactor remmen de polymerisatie van C9 tijdens de vorming van een membraanaanvallend complex, waardoor het zich niet kan vormen.

De rol van het complementsysteem bij ziekte

Het complementsysteem speelt een grote rol bij veel immuungerelateerde ziekten.

aanvulling - essentieel onderdeel het immuunsysteem van gewervelde dieren en mensen, dat een sleutelrol speelt in het humorale mechanisme van de verdediging van het lichaam tegen ziekteverwekkers. De term werd voor het eerst geïntroduceerd door Ehrlich om een bestanddeel van bloedserum aan te duiden, zonder welke zijn bacteriedodende eigenschappen verdwenen. Vervolgens werd gevonden dat deze functionele factor een reeks eiwitten en glycoproteïnen is, die, wanneer ze met elkaar en met een vreemde cel interageren, de lysis ervan veroorzaken.

Complement vertaalt zich letterlijk naar "complement". Aanvankelijk werd het beschouwd als gewoon een ander element dat de bacteriedodende eigenschappen van levend serum biedt. Het moderne begrip van deze factor is veel breder. Er werd gevonden dat complement een complex, fijn gereguleerd systeem is dat interageert met zowel humorale als cellulaire factoren van de immuunrespons en een krachtig effect heeft op de ontwikkeling van de ontstekingsrespons.

algemene karakteristieken

In de immunologie is het complementsysteem een groep van gewervelde bloedserumeiwitten die bacteriedodende eigenschappen vertonen, wat een aangeboren mechanisme is van de humorale afweer van het lichaam tegen pathogenen, in staat om zowel onafhankelijk als in combinatie met immunoglobulinen te werken. In het laatste geval wordt complement een van de hefbomen van een specifieke (of verworven) respons, aangezien antilichamen op zichzelf geen vreemde cellen kunnen vernietigen, maar indirect werken.

Het lyserende effect wordt bereikt door de vorming van poriën in het membraan van een vreemde cel. Er kunnen veel van dergelijke gaten zijn. Het membraanperforerende complementcomplex wordt MAC genoemd. Als gevolg van zijn werking wordt het oppervlak van de vreemde cel geperforeerd, wat leidt tot het vrijkomen van het cytoplasma naar buiten.

Complement is goed voor ongeveer 10% van alle whey-eiwitten. De componenten zijn altijd aanwezig in het bloed en hebben geen effect tot het moment van activering. Alle effecten van complement zijn het resultaat van opeenvolgende reacties - ofwel het splitsen van de samenstellende eiwitten, ofwel leidend tot de vorming van hun functionele complexen.

Elke fase van een dergelijke cascade is onderworpen aan strikte omgekeerde regelgeving, die het proces indien nodig kan stoppen. De geactiveerde componenten van het complement vertonen een breed scala aan immunologische eigenschappen. In dit geval kunnen de effecten zowel positieve als negatieve effecten op het lichaam hebben.

Belangrijkste functies en effecten van complement

De werking van het geactiveerde complementsysteem omvat:

Lysis van vreemde cellen van bacteriële en niet-bacteriële aard. Het wordt uitgevoerd door de vorming van een speciaal complex, dat in het membraan is ingebouwd en er een gat in maakt (perforeert).
Activering van de verwijdering van immuuncomplexen.
opsonisatie. Door zich aan de oppervlakken van doelen te hechten, maken complementcomponenten ze aantrekkelijk voor fagocyten en macrofagen.
Activering en chemotactische aantrekking van leukocyten naar de plaats van ontsteking.
Vorming van anafylotoxinen.
Faciliteren van de interactie van antigeenpresenterende en B-cellen met antigenen.

Zo heeft complement een complex stimulerend effect op het gehele immuunsysteem. De overmatige activiteit van dit mechanisme kan echter de toestand van het lichaam negatief beïnvloeden. Negatieve aanvulling omvat:

Verslechtering van het beloop van auto-immuunziekten.
Septische processen (onder voorbehoud van massale activering).
Negatief effect op weefsels in de necrosefocus.

Defecten in het complementsysteem kunnen leiden tot auto-immuunreacties, d.w.z. schade aan gezonde weefsels van het lichaam door zijn eigen immuunsysteem. Dat is de reden waarom er zo'n strikte meertrapscontrole is op de activering van dit mechanisme.

complement eiwitten

Functioneel zijn eiwitten van het complementsysteem onderverdeeld in componenten:

Klassiek pad (C1-C4).
Alternatieve route (factoren D, B, C3b en properdine).
Membraan aanvalscomplex (C5-C9).
Regelgevende fractie.

De aantallen C-eiwitten komen overeen met de volgorde van hun detectie, maar weerspiegelen niet de volgorde van hun activering.

Regulerende eiwitten van het complementsysteem zijn onder meer:

Factor H.
C4-bindend eiwit.
Membraan cofactor eiwit.
Complementeer receptoren van het eerste en tweede type.

C3 is een belangrijk functioneel element, aangezien het na de desintegratie is dat een fragment (C3b) wordt gevormd, dat zich hecht aan het membraan van de doelcel, waardoor het proces van vorming van een lytisch complex wordt gestart en de zogenaamde amplificatielus wordt geactiveerd ( positief feedbackmechanisme).

Activering van het complementsysteem

Complementactivering is een cascadereactie waarbij elk enzym de activering van het volgende katalyseert. Dit proces kan zowel plaatsvinden met de deelname van componenten van verworven immuniteit (immunoglobulinen) als zonder hen.

Er zijn verschillende manieren om complement te activeren, die verschillen in de volgorde van reacties en de set eiwitten die erbij betrokken zijn. Al deze cascades leiden echter tot één resultaat: de vorming van een convertase die het C3-eiwit splitst in C3a en C3b.

Er zijn drie manieren om het complementsysteem te activeren:

Klassiek.
Alternatief.
lectine.

Van hen is alleen de eerste geassocieerd met het systeem van de verworven immuunrespons, terwijl de rest een niet-specifiek werkingskarakter heeft.

Alle activeringspaden kunnen worden onderverdeeld in 2 fasen:

Start (of eigenlijk activering) - omvat de gehele cascade van reacties tot de vorming van C3/C5-convertase.
Cytolytisch - betekent de vorming van een membraanaanvalscomplex (MCF).

Het tweede deel van het proces is vergelijkbaar in alle stadia en omvat eiwitten C5, C6, C7, C8, C9. In dit geval ondergaat alleen C5 hydrolyse en de rest wordt eenvoudig gehecht, waardoor een hydrofoob complex wordt gevormd dat in staat is het membraan te incorporeren en te perforeren.

De eerste fase is gebaseerd op de opeenvolgende activering van de enzymatische activiteit van C1-, C2-, C3- en C4-eiwitten door hydrolytische splitsing in grote (zware) en kleine (lichte) fragmenten. De resulterende eenheden worden aangeduid met kleine letters a en b. Sommigen van hen voeren de overgang naar het cytolytische stadium uit, terwijl anderen de rol van humorale factoren van de immuunrespons spelen.

Klassieke manier

De klassieke route van complementactivering begint met de interactie van het C1-enzymcomplex met de antigeen-antilichaamgroep. C1 is een fractie van 5 moleculen:

C1q (1).
C1r (2).
C1's (2).

In de eerste stap van de cascade bindt C1q aan immunoglobuline. Dit veroorzaakt een conformationele herschikking van het gehele C1-complex, wat leidt tot autokatalytische zelfactivering en de vorming van een actief C1qrs-enzym dat het C4-eiwit in C4a en C4b splitst. In dit geval blijft alles gehecht aan het immunoglobuline en dus aan het membraan van de ziekteverwekker.

Nadat het proteolytische effect is gerealiseerd, hecht de antigeen - C1qrs-groep het C4b-fragment aan zichzelf. Zo'n complex wordt geschikt voor binding aan C2, dat onmiddellijk door C1s wordt gesplitst in C2a en C2b. Als resultaat wordt C3-convertase C1qrs4b2a aangemaakt, waarvan de werking C5-convertase vormt, wat de vorming van MAC veroorzaakt.

Alternatieve manier

Deze activering wordt ook wel inactief genoemd, omdat de hydrolyse van C3 spontaan plaatsvindt (zonder tussenkomst van tussenpersonen), wat leidt tot periodieke, onredelijke vorming van C3-convertase. Een alternatief pad wordt uitgevoerd wanneer de ziekteverwekker zich nog niet heeft gevormd. In dit geval bestaat de cascade uit: volgende reacties:

Blanco hydrolyse van C3 met de vorming van het C3i-fragment.
C3i bindt aan factor B om het C3iB-complex te vormen.
Gebonden factor B komt beschikbaar voor D-eiwitsplitsing.
Het Ba-fragment wordt verwijderd en het C3iBb-complex blijft achter, het C3-convertase.

De essentie van blanco activatie is dat C3-convertase onstabiel is en snel wordt gehydrolyseerd in de vloeibare fase. Bij botsing met het membraan van de ziekteverwekker stabiliseert het zich en begint het cytolytische stadium met de vorming van MAC.

lectine pad

De lectineroute lijkt sterk op de klassieke. Het belangrijkste verschil ligt in de eerste fase van activering, die niet wordt uitgevoerd door interactie met immunoglobuline, maar door de binding van C1q aan de terminale mannangroepen die aanwezig zijn op het oppervlak van bacteriële cellen. Verdere activering gebeurt volledig identiek aan de klassieke manier.

AANVULLING(lat. complementum supplement) - een polymoleculair systeem van wei-eiwitten, een van de belangrijkste factoren van natuurlijke immuniteit. Het functioneert in het bloed van mensen, koelbloedige en warmbloedige dieren. Zit in lymfe- en weefselvloeistoffen. Omdat het is opgenomen in de samenstelling van immuuncomplexen, voert K. lysis uit van cellulaire antigenen die door antilichamen zijn gesensibiliseerd, bepaalt de reactie van immuunadhesie (zie), neemt deel aan opsonisatie van bacteriën, virussen en corpusculaire antigenen, versnelt hun fagocytose en neemt deel aan de ontwikkeling van ontstekingen.

K. werd aan het eind van de 19e eeuw voor het eerst beschreven onder de naam "alexin". als een niet-specifieke thermolabiele factor die de bacteriedodende eigenschappen van vers bloedserum bepaalt (G. Buchner, 1889). De term "complement" werd geïntroduceerd door P. Ehrlich (1900), die geloofde dat de bacteriedodende factor de cytolytische werking van antilichamen aanvult.

Er zijn ten minste 18 eiwitten bekend die deel uitmaken van het K.-systeem. Ze bevatten 9 componenten van K., waarvan 8 individuele eiwitten, en één is een complex: 4 eiwitten van het properdin-systeem, 1 enzymremmer en 2 inactivator-enzymen.

Volgens de door de WHO aangenomen nomenclatuur wordt het systeem van K. aangeduid met het symbool C, de afzonderlijke componenten ervan - door cijfers (C1, C2 ... C9), fragmenten van de componenten van K. - in kleine letters (voor bijvoorbeeld а). De aanwezigheid van enzymatische activiteit in een fragment wordt aangegeven met een lijn boven het symbool en de aanwezigheid van een bindingscentrum met een celmembraan wordt aangegeven met een asterisk bij het symbool [Austin (K.F. Austen) et al., 1968].

Componenten K. circuleren in het bloed in de vorm van voorlopers, zonder te combineren met vrije antilichamen of antigenen. Twee biologische activeringsmechanismen (binding) van systeem K. worden beschreven - klassiek en zogenaamd. alternatief, of properdinovy [Müller-Eberhard (H.J. Muller-Eberhard), 1975; W. Vogt, 1974].

Het klassieke activeringsmechanisme van K. wordt uitgevoerd met de deelname van IgG- en IgM-antilichamen die deel uitmaken van immuuncomplexen, of niet-specifiek geaggregeerde immunoglobulinen van deze klassen. Wanneer gecombineerd met antigenen of als gevolg van niet-specifieke aggregatie in de moleculen van deze immunoglobulinen, worden centra gevormd die binden aan C1 - de eerste component van het K.-systeem (A. Ya. Kulberg, 1975). C1 gefixeerd op immunoglobuline initieert een reeks reacties, die achtereenvolgens de rest van de componenten van de K.

C1 is een complex van drie subcomponenten (C1q, C1rr en C1s), gevormd in aanwezigheid van calciumionen; C1q - collageenachtig eiwit met een mol. met een gewicht van (massa) 400.000, bestaande uit zes niet-covalent gekoppelde identieke subeenheden. Elke subeenheid bevat een herkenningscentrum voor binding aan een immunoglobulinemolecuul. De hechting van C1q aan immunoglobuline gaat gepaard met intramoleculaire herschikking van C1q en activering van het daarmee geassocieerde Clr-pro-enzym, dat inwerkt op C1s-proesterase. Het resulterende C1s-esterase (C1s) beïnvloedt de tweede (C2) en vierde (C4) componenten van K.

Het C4-molecuul (molecuulgewicht 208.000) is opgebouwd uit drie peptideketens - alfa, bèta en gamma, verbonden door disulfidebindingen. C1s splitst het C4a-peptide van de alfaketen, zeggen ze. gewicht to-rogo 8000, en in het resterende C4b-fragment van het molecuul is er een centrum van binding met het celmembraan dat gesensibiliseerd is met antilichamen. Onder invloed van C1's op C2 zeggen ze. waarvan het gewicht 117.000 is, worden twee fragmenten gevormd - C2b (molecuulgewicht 37.000) en C2a (molecuulgewicht 80.000). In de laatste wordt een C4b-bindingsplaats gevormd. Het op het celmembraan gevormde C42-complex is in staat C3 te splitsen; daarom wordt het SZ-convertase genoemd.

Het C3-molecuul (molecuulgewicht 180.000) is opgebouwd uit twee peptideketens - alfa en bèta. Als gevolg van splitsing door C3-convertase van de alfaketen van het C3a-peptide met een mol. met een gewicht van 9000 in het C3b-fragment van het molecuul, wordt een bindingscentrum met het celmembraan gevormd en wordt op het membraan een C423-complex met peptidase-activiteit tegen C5 (C5-convertase) gevormd.

Na proteolytische splitsing van C5, de montage van de membraan-aanvallende eenheid van de zogenaamde. terminale componenten van het systeem K. Het C5-molecuul is op dezelfde manier als C3 geconstrueerd uit twee peptideketens a en p, mol. waarvan het gewicht respectievelijk 110.000 en 70.000 is.C5-convertase splitst het C5a-peptide van de alfaketen met een mol. met een gewicht van 16 500. Het resulterende C5b-fragment heeft het vermogen om achtereenvolgens één molecuul C6 en C7 te sorberen. Het C567-complex absorbeert één C8-molecuul en zes C9-moleculen. Op het moment van vorming valt het C5-9-complex het celmembraan aan, waardoor het wordt vernietigd. De cytolytische activiteit van het complex wordt bepaald door C8 en wordt aanzienlijk versterkt door C9.

Samen met de cytolytische componenten worden bij activering van het K.-systeem fysiologisch actieve peptiden C3a en C5a, anafylatoxinen genoemd, gevormd; ze veroorzaken de afgifte van histamine door mestcellen. samentrekking van gladde spieren en verhoging van de vasculaire permeabiliteit, en dienen ook als chemotactische factoren voor polymorfonucleaire cellen. Gerichte migratie van polymorfonucleaire cellen op de plaats van activering van K. wordt ook veroorzaakt door het trimoleculaire complex C567 [P. Ward, 1975]. Een ander biologisch actief peptide dat voortkomt uit de activering van het K.-systeem is C3b. Wanneer het aan het celmembraan is gebonden, krijgt het een tweede stabiel bindingscentrum ten opzichte van receptoren die zich op het oppervlak van een aantal cellen bevinden (macrofagen, bloedplaatjes, erytrocyten). Dit proces, immuunadhesie genaamd, versterkt de fagocytose van cellen en corpusculaire deeltjes geladen met K. [S. Ruddy, 1974].

K. neemt ook deel aan het mechanisme van niet-specifieke resistentie tegen infecties. In dit geval wordt het K.-systeem geactiveerd zonder de deelname van antilichamen door polysachariden of lipopolysachariden die deel uitmaken van de celwanden van bacteriën, gisten, planten of geaggregeerd IgA. Binding van K. vindt plaats langs een alternatief pad, beginnend bij C3, waarbij de activeringsstadia van C1, C4 en C2 worden omzeild. Het is aangetoond dat het serumeiwit properdine, de C3-convertase-activator en een aantal van zijn voorlopers betrokken zijn bij de vorming van C3- en C5-convertasen van de alternatieve route. Wanneer K. wordt geactiveerd door een alternatieve route, evenals door de klassieke, wordt een cytolytisch complex C5-9 gevormd, evenals fysiologisch actieve peptiden C3a en C5a. Waarschijnlijk ligt dit mechanisme ten grondslag aan de niet-specifieke eliminatie van virussen en veranderde erytrocyten uit het lichaam [L. Pillemer, 1954, 1955].

Alle gespecificeerde functies van de reactieproducten van de componenten van To. Zijn gericht op vernietiging en snelle verwijdering uit het lichaam inf. of buitenaardse agenten. Ze bepalen het belang van het K.-systeem als beschermende factor van het organisme.

Naast de beschermende functie kan het K.-systeem bijdragen aan beschadiging van de lichaamseigen weefsels bij een aantal ziekten met een auto-immuuncomponent (glomerulonefritis, systemische lupus erythematosus, arteritis, myocarditis, endocarditis). In dit geval wordt de activering van het K.-systeem zowel uitgevoerd door antilichamen gericht tegen weefsels als door immuuncomplexen die oplosbaar of gefixeerd zijn in weefsels. De resulterende complexen van C423- en C5-9-componenten van K. worden in dit geval zowel op gesensibiliseerde als niet-gesensibiliseerde cellen gefixeerd, waardoor hun membranen worden vernietigd. Een belangrijke rol in het auto-immuunproces behoort ook tot CZ- en C5a-peptiden en C567-complex [N.R. Cooper, 1974; L.G. Hunsicker, 1974; McCluskey (R. Mc Cluskey), 1975].

Het gehalte aan K. wordt het vaakst beoordeeld aan de hand van zijn hemolytische activiteit in relatie tot schapenerytrocyten die gesensibiliseerd zijn met konijnenhemolysine. De titer van K. wordt uitgedrukt in 100 of 50% hemolytische eenheden (CH100 of CH50), dat wil zeggen de minimale hoeveelheid K., een verlaging met de geselecteerde standaard voorwaarden experiment lyseert respectievelijk 100 of 50% van de optimaal gesensibiliseerde erytrocyten. Het gehalte aan K. kan ook worden bepaald door zijn cytolytische werking in de systeemlymfocyten - anti-lymfocytisch serum [Terasaki (R.I. Terasaki), 1964]. K., die bijvoorbeeld geen lytische activiteit bezit. K. van een paard, een stier, een muis, kan worden bepaald in de reactie van agglutinatie van gesensibiliseerde erytrocyten geladen met K. met runderserumeiwit - conglutinine (zie Conglutinatie).

Afzonderlijke componenten van K. worden getitreerd in een hemolytische test, met behulp van speciale reagentia hiervoor, die preparaten zijn van vers caviaserum, verstoken van alleen de titreerbare component en die de rest van de componenten in overmaat bevatten. Overeenkomstige hemolysetussenproducten kunnen ook als titratiesubstraten worden gebruikt. Immunochem, titratiemethoden met gebruik van antisera voor zuivere componenten van K.

K. gehalte in dierlijke sera verschillende soorten, volgens hemolytische titratiegegevens, varieert sterk. De hoogste titer, die 200 CH50 per 1 ml bereikte, werd gevonden bij cavia's. In 1 ml menselijk serum bevat gemiddeld 70, en het konijn 20 CH50 [Audran (R. Audran), 1959, 1960]. De titers van K. in de hemolytische test komen echter niet altijd overeen met de werkelijke inhoud. Dus, K. van sommige soorten lyseert geen gesensibiliseerde lamserytrocyten, hoewel het eraan bindt. Hemolytische activiteit van K. verschillende soorten is niet hetzelfde wanneer getest in verschillende hemolytische systemen [Boyd (W.C. Boyd), 1969].

Biol, eigenschappen van K. van verschillende typen worden grotendeels bepaald door het gehalte aan individuele componenten erin. Soortverschillen zijn vooral uitgesproken in het gehalte aan C2 en C4. Deze componenten zijn volledig afwezig of zitten in zeer lage titers in de sera van een paard, een stier, een muis, die geen lytische activiteit hebben. Alle soorten serums worden gekenmerkt door een hoog C1-gehalte. Het gehalte aan K.-componenten in humaan serum wordt bepaald in gewichtseenheden.

Individuele schommelingen in het niveau en de samenstelling van K. bij gezonde mensen van 8-35 jaar zijn niet significant en niet afhankelijk van de bloedgroep en de Rh-factor. Gewoonlijk bevatten vrouwen 10% minder K. dan mannen, en bij pasgeborenen en zwangere vrouwen is het gehalte met gemiddeld 30% verminderd [J. Gumbreitier et al., 1960, 1961]. Tussen de 35 en 60 jaar is er een tendens tot een verhoging van het K.-gehalte.

Het gehalte aan K. in de sera van patiënten hangt af van de aard van de ziekte. Bij de meeste acute infecties van purulente etiologie, evenals bij stafylokokkenbacteriëmie, wordt in de beginperiode een toename van K-titers waargenomen.Er wordt aangenomen dat dit verband houdt met de activering van cellen van het reticulo-endotheliale systeem, in het bijzonder macrofagen die C2 synthetiseren. C4, C5. Tijdens de periode van eliminatie van antigenen met de deelname van antilichamen, nemen K.-titers af en bereiken ze de norm met herstel. Bij een aantal ziekten die cellen van het leverparenchym aantasten, bijvoorbeeld cirrose, hepatitis, hron, cholecystitis, is de synthese van C3-, C6-, C9- en C1-remmers verstoord, wat leidt tot een verlaging van het totale niveau van K. In de regel neemt het niveau van K. af bij allergische aandoeningen, auto-immuunziekten en ziekten van immuuncomplexen als gevolg van de binding van K. door immuuncomplexen die in het bloed circuleren en in weefsels binden. Gevallen van deficiëntie in afzonderlijke componenten van K., vergezeld van verschillende patolaandoeningen, worden beschreven.

Het K.-systeem is actief in het lichaam en in vers geïsoleerde sera. To. Wordt binnen 2-4 dagen geïnactiveerd wanneer de sera in de koelkast worden bewaard (t ° 5 °), en als gevolg van verwarming van de sera op t ° 56 ° - binnen 20 minuten. Beschreven inactivatie Aan Onder invloed van verschillende fysieke. factoren - zonlicht, ultraviolette straling, schudden, onder invloed van chem. middelen - zwakke oplossingen van zuren, alkaliën, organische oplosmiddelen, proteolytische enzymen (L.S. Reznikova, 1967). Activiteit K. lange tijd opgeslagen in gevriesdroogde sera, indien toegevoegd aan verse sera van natriumsulfaat (5%) en boorzuur (4%), in sera bewaard bij een temperatuur van -40 ° en lager.

Het vermogen van K. om te worden opgenomen in de samenstelling van immuuncomplexen wordt gebruikt om antilichamen en antigenen te detecteren (zie. Antigeen - antilichaamreactie, complementbindingsreactie). Men dient echter in gedachten te houden dat veel antisera en sommige antigenen K. niet-specifiek binden. Dit fenomeen, de anticomplementaire werking genoemd, komt tot uiting in een afname van de hemolytische activiteit van K. Het kan te wijten zijn aan de vermenging van geaggregeerde globulinen, lipopolysachariden of proteolytische enzymen in getitreerde preparaten, evenals bacteriële contaminatie van de preparaten (Boyd, 1969). Het verhoogde vermogen van de antilichamen van sommige individuen binnen één soort tot niet-specifieke fixatie K. wordt devibilit genoemd, en antilichamen die deze eigenschap hebben worden afgeweken.

De studie van het activeringsproces van K., de opheldering van biol, de eigenschappen van de activeringsproducten van de componenten van K., het niveau van K. onder normale omstandigheden en bij verschillende ziekten stelt ons in staat om zijn beschermende functie en zijn rol in weefselschade. Deze kennis is met name nodig voor de ontwikkeling van wetenschappelijk onderbouwde methoden voor de preventie en behandeling van ziekten veroorzaakt door de activering van de K.

Bepaling van titers K. voor verschillende ziekten in de dynamiek heeft praktische betekenis, aangezien het een indicator is van immunol, de toestand van het lichaam, efficiëntie vast te stellen. activiteiten en heeft een prognostische waarde.

Bibliografie: Boyd W. Grondbeginselen van Immunologie, vert. uit het Engels, blz. 346, M., 1969; Ontsteking, immuniteit en overgevoeligheid, ed. G. 3. Moveta, vert. uit het Engels, blz. 422, M., 1975, bibliogr.; Kulberg A. Ya. Immunoglobulinen als biologische regulatoren, p. 106, M., 1975, bibliogr.; CabotE. iMeyer M, Experimentele immunochemie, trans. uit het Engels, blz. 140, M., 1968, bibliogr.; P e z N en naar het eiland en LS Complement en zijn waarde in immunologische reacties, M., 1967, bibliogr.; A u s t e n K.F.a. O. Nomenclatuur van complement, Bull. Wld Hlth Org., V. 39, blz. 935, 1968; Col ten H.R. Biosynthese van complement, Advanc. Immunol., V. 22, blz. 67, 1976, bibliogr.; Uitgebreide immunologie, uitg. door N.K. Dag a. R.A. Goed, v. 2, N.Y. 1977; Muller-Eberhard HJ Complement, Ann Rev. Biochem., V. 44, blz. 697, 1975, bibliogr.; Yogt W. Activering, activiteiten en farmacologisch actieve producten van complement, Pharmacol. ds., v. 26, blz. 125, 1974, bibliogr.

I.A. Tarchanov.

keer bekeken

Opslaan in Odnoklassniki Opslaan VKontakte

"Moskou State Academy of Veterinary Medicine

en biotechnologie hen. KI Skryabin "

Invoering.

Nomenclatuur van het complementsysteem.

Complement kan "onze" van "niet-ons" onderscheiden

De eiwitten van het complementsysteem behoren tot verschillende superfamilies. Eiwitten die zijn gecombineerd tot één superfamilie - bijvoorbeeld immunoglobulinen - hebben veel structurele en functionele eigenschappen gemeen.

De superfamilieclassificatie van complementeiwitten geeft een beter begrip van hun structurele en functionele relaties.

De klassieke route van complementactivering.

De klassieke route van complementactivering wordt meestal veroorzaakt door immuuncomplexen; de rol van het eerste enzymcomplex daarin wordt gespeeld door het C1-eiwit (tabel 1).

Lectineroute voor complementactivering.

Het is bijna identiek aan het klassieke, maar het begint onafhankelijk van antilichamen.

Er is spontane activering van complement via een alternatieve route. De "inactieve" alternatieve complementactivering handhaaft constant een lage concentratie van C3b * in het bloedplasma.

Een versterkingslus is een positief feedbackmechanisme voor het activeren van complement langs een alternatieve route.

De laatste fase van complementactivering is de vorming van een membraan-lyserend complex.

Het celmembraan van het gastheerorganisme bevat eiwitten die het beschermen tegen lysis door LMC.

Geschiedenis van het concept

Algemeen idee

Componenten van het complementsysteem

De belangrijkste stadia van activering van het complementsysteem.

Biologische functies

Activering van het complementsysteem

Klassieke manier

Alternatieve manier

Lectine (mannose) route voor het activeren van het complementsysteem

Regulering van het complementsysteem

De rol van het complementsysteem bij ziekte

algemene karakteristieken

Belangrijkste functies en effecten van complement

complement eiwitten

Activering van het complementsysteem

Klassieke manier

Alternatieve manier

lectine pad

Dit vind je misschien ook leuk