Komplement är en väsentlig del av immunsystemet hos ryggradsdjur och människor, som spelar en nyckelroll i den humorala mekanismen för kroppens försvar mot patogener. Termen introducerades först av Erlich för att hänvisa till en komponent av blodserum, utan vilken dess bakteriedödande egenskaper försvann. Därefter fann man att denna funktionella faktor är en uppsättning proteiner och glykoproteiner, som, när de interagerar med varandra och med en främmande cell, orsakar dess lysis.
Komplement översätts bokstavligen som "tillägg". Ursprungligen ansågs det bara vara ett annat element som ger levande serums bakteriedödande egenskaper. Moderna idéer om denna faktor är mycket bredare. Det har fastställts att komplement är ett mycket komplext, finreglerat system som interagerar med både humorala och cellulära faktorer för immunsvaret och har en kraftfull effekt på utvecklingen av det inflammatoriska svaret.
Allmänna egenskaper
Inom immunologi är komplementsystemet en grupp som uppvisar bakteriedödande egenskaperinteragerar med varandra proteiner i blodserum från ryggradsdjur, vilket är en medfödd mekanism för kroppens humorala försvar mot patogener, som kan agera både självständigt och i kombination med immunglobuliner. I det senare fallet blir komplement en av hävstången för ett specifikt (eller förvärvat) svar, eftersom antikroppar i sig inte kan förstöra främmande celler, utan verkar indirekt.
Effekten av lys uppnås på grund av bildandet av porer i membranet av en främmande cell. Det kan finnas många sådana hål. Det membranperforerande komplexet i komplementsystemet kallas MAC. Som ett resultat av dess verkan blir den främmande cellens yta perforerad, vilket leder till att cytoplasman frigörs till utsidan.
Komplement står för cirka 10 % av alla serumproteiner. Dess komponenter finns alltid i blodet, utan någon effekt fram till aktiveringsögonblicket. Alla effekter av komplement är resultatet av successiva reaktioner - antingen splittring av dess proteiner eller leder till bildandet av deras funktionella komplex.
Varje steg i en sådan kaskad är föremål för strikt omvänd reglering, som vid behov kan stoppa processen. Aktiverade komplementkomponenter uppvisar ett brett spektrum av immunologiska egenskaper. Samtidigt kan effekterna ha både positiva och negativa effekter på kroppen.
Huvudfunktioner och effekter av komplement
Handlingen av det aktiverade komplementsystemet inkluderar:
- Lys av främmande celler av bakteriell och icke-bakteriell natur. Det utförs på grund av bildandet av ett speciellt komplex som är inbäddat i membranet och gör ett hål i det (perforerar).
- Aktivering av avlägsnande av immunkomplex.
- Opsonisering. Komplementkomponenter fäster vid målytorna och gör dem attraktiva för fagocyter och makrofager.
- Aktivering och kemotaktisk attraktion av leukocyter till fokus för inflammation.
- Bildning av anafylotoxiner.
- Lättare av interaktionen mellan antigenpresenterande och B-celler med antigener.
Därmed har komplement en komplex stimulerande effekt på hela immunförsvaret. Men överdriven aktivitet av denna mekanism kan påverka kroppens tillstånd negativt. Negativa effekter av komplementsystemet inkluderar:
- Värre förlopp av autoimmuna sjukdomar.
- Septiska processer (med förbehåll för massaktivering).
- Negativ effekt på vävnader i fokus för nekros.
Defekter i komplementsystemet kan leda till autoimmuna reaktioner, d.v.s. skada på friska vävnader i kroppen av dess eget immunsystem. Det är därför det finns en så strikt flerstegskontroll av aktiveringen av denna mekanism.
Komplementproteiner
Funktionellt är proteinerna i komplementsystemet uppdelade i komponenter:
- Klassiskt sätt (C1-C4).
- Alternativ väg (faktorer D, B, C3b och properdin).
- Membranattackkomplex (C5-C9).
- Regulatory faction.
C-proteinnummer motsvarar sekvensen för deras detektion, men återspeglar inte ordningen för deras aktivering.
Regulatoriska proteiner i komplementsystemet inkluderar:
- Factor H.
- C4-bindande protein.
- MAT.
- Membrankofaktorprotein.
- Komplementreceptorer typ 1 och 2.
C3 är ett nyckelfunktionellt element, eftersom det är efter dess nedbrytning som ett fragment (C3b) bildas, som fäster vid målcellens membran, startar processen för bildning av det lytiska komplexet och utlöser så -kallad förstärkningsslinga (positiv återkopplingsmekanism).
Aktivering av komplementsystemet
Komplementaktivering är en kaskadreaktion där varje enzym katalyserar aktiveringen av nästa. Denna process kan ske både med deltagande av komponenterna av förvärvad immunitet (immunoglobuliner) och utan dem.
Det finns flera sätt att aktivera komplement, som skiljer sig åt i reaktionssekvensen och mängden proteiner som är involverade i det. Men alla dessa kaskader leder till ett resultat - bildandet av ett konvertas som klyver C3-proteinet till C3a och C3b.
Det finns tre sätt att aktivera komplementsystemet:
- Classic.
- Alternativ.
- Lectin.
Bland dem är endast den första associerad med det förvärvade immunsvarssystemet, medan resten har en ospecifik verkan.
I alla aktiveringsvägar kan 2 steg urskiljas:
- Startar (eller faktiskt aktivering) - aktiverar hela reaktionskaskaden tills bildandet av C3/C5-konverteras.
- Cytolytisk - betyder bildandet av ett membranattackkomplex (MCF).
Den andra delen av processen är likartad i alla steg och involverar proteinerna C5, C6, C7, C8, C9. I det här fallet genomgår endast C5 hydrolys, medan resten helt enkelt fäster och bildar ett hydrofobt komplex som kan integrera och perforera membranet.
Det första steget är baserat på den sekventiella lanseringen av den enzymatiska aktiviteten hos proteinerna C1, C2, C3 och C4 genom hydrolytisk klyvning i stora (tunga) och små (lätta) fragment. De resulterande enheterna betecknas med små bokstäver a och b. Vissa av dem genomför övergången till det cytolytiska stadiet, medan andra fungerar som humorala faktorer för immunsvaret.
Klassiskt sätt
Den klassiska vägen för komplementaktivering börjar med interaktionen av C1-enzymkomplexet med antigen-antikroppsgruppen. C1 är en bråkdel av 5 molekyler:
- C1q (1).
- C1r (2).
- C1s (2).
I det första steget av kaskaden binder C1q till immunglobulin. Detta orsakar en konformationell omarrangemang av hela C1-komplexet, vilket leder till dess autokatalytiska självaktivering och bildandet av det aktiva enzymet C1qrs, som klyver C4-proteinet i C4a och C4b. I det här fallet förblir allt fäst vid immunglobulinet och därför till membranetpatogen.
Efter implementeringen av den proteolytiska effekten, fäster antigengruppen - C1qrs C4b-fragmentet till sig själv. Ett sådant komplex blir lämpligt för bindning till C2, som omedelbart klyvs av C1s till C2a och C2b. Som ett resultat skapas C3-konvertaset C1qrs4b2a, vars åtgärd bildar C5-konvertaset, vilket utlöser bildandet av MAC.
Alternativ sökväg
Denna aktivering kallas annars inaktiv, eftersom C3-hydrolys sker spontant (utan medverkan av mellanhänder), vilket leder till periodisk orsakslös bildning av C3-konvertas. En alternativ väg utförs när specifik immunitet mot patogenen ännu inte har bildats. Kaskaden består av följande reaktioner:
- Tom hydrolys av C3 för att bilda C3i-fragment.
- C3i binder till faktor B för att bilda C3iB-komplexet.
- Bund faktor B blir tillgänglig för klyvning av D-proteinet.
- Ba-fragmentet tas bort och C3iBb-komplexet finns kvar, vilket är C3-konvertaset.
Kärnan i blank aktivering är att C3-konvertas i vätskefasen är instabilt och hydrolyserar snabbt. Men vid kollision med patogenens membran stabiliseras den och startar det cytolytiska stadiet med bildandet av MAC.
Lectin pathway
Lectinvägen är mycket lik den klassiska. Den största skillnaden ligger i den förstaaktiveringssteget, som inte utförs genom interaktion med immunglobulin, utan genom bindning av C1q till de terminala mannangrupperna som finns på ytan av bakterieceller. Ytterligare aktivering är helt identisk med den klassiska vägen.
