Система комплемента молекулярные основы и клиническое значение

Система комплемента иммунология пути активации

294-295

Ткани и органы. Иммунная система

Система комплемента является частью иммунной системы, она осуществляет неспецифическую защиту от бактерий и других проникающих в организм возбудителей болезней. Система комплемента состоит примерно из 20 различных белков — «факторов (компонентов) комплемента», которые находятся в плазме крови и составляют около 4% от всех белков плазмы.

А. Активация комплемента

Система комплемента может действовать тремя различными способами:

• через хемотаксис: различные компоненты (факторы) комплемента могут привлекать иммунные клетки, которые атакуют бактерии и пожирают их (фагоцитируют);

• через лизис: компоненты комплемента присоединяются к бактериальным мембранам, в результате чего образуется отверстие в мембране и бактерия лизируется;

• через опсонизацию: компоненты комплемента присоединяются к бактерии, в результате чего образуется метка для узнавания фагоцитирующими клетками (например, макрофагами и лейкоцитами). имеющими рецепторы к компонентам комплемента.

Реакции системы комплемента осуществляются, как правило, молекулами на поверхности микроорганизма. Факторы (компоненты) с С1 по С9 (С от англ. complement) формируют так называемый «классический путь» ( 1 ) активации комплемента, факторы В и D участвуют в активации «альтернативного пути» ( 2 ). Другие компоненты системы комплемента, здесь не показанные, выполняют регуляторные функции.

Ранние компоненты системы комплемента являются сериновыми протеиназами (см. с. 178). Они создают амплифицирующий ферментативный каскад реакций. Классический путь инициируется связыванием компонента C1 ( 3 ) с несколькими молекулами IgG или с пентамерным IgM на поверхности микроорганизма (см. ниже). Альтернативный путь инициируется связыванием фактора В , например, с бактериальным липополисахаридом (эндотоксином). Оба пути ведут к расщеплению компонента С3 комплемента на два фрагмента, обладающих различными функциями. Меньший фрагмент С3а принимает участие в развитии воспалительного процесса, индуцируя хемотаксис лейкоцитов к очагу воспаления (хемотаксис, воспалительные процессы). Более крупный фрагмент С3b связывается ковалентно на поверхности бактериальной клетки и инициирует цепь реакций, приводящих к образованию мембраноатакующего комплекса (см. ниже) поздними компонентами системы комплемента.

Компонент C1 комплемента представляет собой сложный молекулярный комплекс, состоящий из трех различных компонентов C1q, C1r и C1s ( 3 ). Гексамерный C1q по форме напоминает букет нераскрытых тюльпанов, «бутоны» которого могут связываться с F с -фрагментом антител. При связывании нескольких C1q с антителами активируется серин-протеиназа C1r, с которой начинается протеолитический каскад классического пути.

Компонент СЗ комплемента стоит в центре активации системы. СЗ подвергается протеолизу СЗ-конвертазой с расщеплением на СЗа и СЗb фрагменты и участвует в формировании С5-конвертазы. СЗ-конвертаза представляет собой комплекс из C4b и С2а (в случае классического пути) или из СЗb и Bb (в случае альтернативного пути). При гидролизе СЗ в СЗb становится доступной очень реакционноспособная тиолслож-ноэфирная группа, которая реагирует с гидроксильной или аминогруппой ( 4 ). Вследствие этого СЗb ковалентно связывается с молекулами бактериальной мембраны (опсонизация).

Мембраноатакующий комплекс — это ионный канал (пора), в плазматической мембране бактериальной клетки, в формировании которого участвуют компоненты СЗb, С5b, С6, С7, С8 и главным образом С9 ( 5 ). При этом молекулы С9 последовательно присоединяются к агрегату, формируя кольцевую структуру, через центр которой могут диффундировать небольшие молекулы, такие, как вода и ионы. Осмотические силы способствуют «накачиванию» воды внутрь бактериальной клетки, которая набухает и лопается (лизирует).

Читайте также:  Не сгибается нога в тазобедренном суставе - препараты, признаки, причины, причины возникновения

Активность системы комплемента контролируется ингибиторами в плазме крови, блокирующими избыточную реакцию.

26.2. Пути активации комплемента

Существуют три пути активации комплемента: классический, лектиновый и альтернативный.

А. Классический путь активации комплемента является основным. Участие в этом пути активации комплемента – главная функция антител.

Рис 26.2-2. Схема классического пути активации комплемента

1. Активацию комплемента по классическому пути запускает иммунный комплекс: комплекс антигена с иммуноглобулином (класса G – первых трех подклассов – или М). Место антитела может «занять» С-реактивный белок – такой комплекс также активирует комплемент по классическому пути.

2. Классический путь активации комплемента осуществляется следующим образом (рис 26.2-1).

а. Сначала активируется фракция С1: она собирается из трех субфракций (C1q, C1r, C1s) и превращается в фермент С1-эстеразу (С1qrs).

б. С1-эстераза расщепляет фракцию С4.

в. Активная фракция С4b ковалентно связывается с поверхностью микробных клеток (но не с собственными эукариотическими клетками макроорганизма) с здесь присоединяет к себе фракцию С2.

г. Фракция С2 в комплексе с фракцией С4b расщепляется С1-эстеразой с образованием активной фракции С2b.

д. Активные фракции С4b и С2b в один комплекс – С4bС2b – обладающий ферментативной активностью. Это так называемая С3-конвертаза классического пути.

е. С3-конвертаза расщепляет фракцию С3, нарабатываю большие количества активной фракции С3b.

ж. Активная фракция С3b присоединяется к комплексу С4bС2b и превращает его в С5-конвертазу (С4bС2bС3b).

з. С5-конвертаза расщепляет фракцию С5.

и. Появившаяся в результате этого активная фракция С5b присоединяет фракцию С6.

к. Комплекс С5bС6 присоединяет фракцию С7.

л. Комплекс С5bС6С7 встраивается в фосфолипидный бислой мембраны микробной клетки.

м. К этому комплексу присоединяется белок С8.

н. Будучи вместе со всем комплексом в фосфолипидный бислой мембраны микробной клетки, белок С8 катализирует полимеризацию 10 – 16 молекул белка С9. Данный полимер формирует в мембране микробной клетки неспадающую пору диаметром около 10 нм (рис 26.2-2)., что приводит к лизису микроба (так как на его поверхности образуется множество таких пор – «деятельность» одной единицы С3-конвертазы приводит к появлению около 1000 пор). Комплекс С5bС6С7С8С9, образующийся в результате активации комплемента, называется мемранатакующим комплексом (МАК).

Рис. 26.2-2. Схема образования МАК (слева) и результат активации комплемента – формирование поры в фосфолипидном бислое микробной мембраны, приводящей к осмотическому лизису микробной клетки (справа)

Рис 26.2-3. Схема лектинового пути активации комплемента

Б. Лектиновый путь активации комплемента запускается комплексом нормального белка сыворотки крови – маннансвязывающего лектина (МСЛ) – с углеводами поверхностных структур микробных клеток (с остатками маннозы). Активизирующаяся в результате этого процесса МСЛ-ассоциированная сериновая протеаза действует аналогично С1-эстеразе классического пути, по которому, собственно, и развиваются дальнейшие события, заканчивающиеся формированием МАК (рис. 26.2-3).

В. Альтернативный путь активации комплемента (рис. 26.2-4) начинается с ковалентного связывания активной фракции С3b – которая всегда присутствует в сыворотке крови в результате постоянно протекающего здесь спонтанного расщепления фракции С3 – с поверхностными молекулами не всех, но некоторых микроорганизмов.

Читайте также:  Срок родов рассчитать предполагаемую дату родов у женщины

Рис. 26.2-4. Схема альтернативного пути активации комплемента

1. Дальнейшие события развиваются следующим образом.

а. С3b связывает фактор В (который структурно и функционально гомологичен фактору С2), образуя комплекс С3bВ.

б. В связанном с С3b виде фактор В выступает в качестве сусбтрата для фактора D (сывороточной сериновой протеазы), которая расщепляет его с образованием активного комплекса С3bВb. Этот комплекс обладает ферментативной активностью, структурно и функционально гомологичен С3-конвертазе классического пути (С4bС2b) и называется С3-конвертазой альтернативного пути.

в. Сама по себе С3-конвертаза альтернативного пути нестабильна. Чтобы альтернативный путь активации комплемента успешно продолжался этот фермент стабилизируется фактором Р (пропердином).

г. То, что происходит дальше, аналогично классическому пути активации комплемента.

1. Нарабатывается много С3b и образуется комплекс С3bВbС3b, являющийся С5-конвертазой.

2. Активация С5 дает начало образованию мембранатакующего комплекса (см. разделы 26.2.А.2.и – 26.2.А.2.н).

2. Основное функциональное отличие альтернативного пути активации комплемента, по сравнению с классическим, заключается в быстроте ответа на патоген: так как не требуется время для накопления специфических антител и образования иммунных комплексов.

Г. Важно понимать, что и классический и альтернативный пути активации комплемента действуют параллельно, еще и амплифицируя (т.е. усиливая) друг друга. Другими словами комплемент активируется не «или по классическому или по альтернативному», а «и по классическому и по альтернативному» путям активации. Это, еще и с добавлением лектинового пути активации, – единый процесс (см. рис. 26.2-5), разные составляющие которого могут просто проявляться в разной степени.

С3 компонент комплемента

СЗ – ключевой компонент комплемента, участвующий в классическом и альтернативном пути активации системы комплемента. Он играет важную роль в реализации опсонизирующей функции крови, процессов хемотаксиса (движения микроорганизмов в ответ на химический раздражитель), фагоцитоза (захватывания клетками крови крупных частиц) и цитолиза (разрушения клеток).

Бета1-С-глобулин, фактор А в альтернативном пути активации системы комплемента.

Г/л (грамм на литр).

Какой биоматериал можно использовать для исследования?

Как правильно подготовиться к исследованию?

  • Не принимать пищу в течение 2-3 часов до исследования, можно пить чистую негазированную воду.
  • Исключить физическое и эмоциональное перенапряжение и не курить в течение 30 минут до исследования.

Общая информация об исследовании

Система комплемента – это каскад из 20 белков – ферментов плазмы крови, обеспечивающих иммунную реакцию в ответ на взаимодействие антигена с антителом. Эта система отвечает за фагоцитоз, разрушение чужеродных бактерий и поддерживает различные воспалительные реакции. Активация каскада комплемента может осуществляться классическим путем, при котором стимулирующим фактором является взаимодействие антигена с антителом, или альтернативным путем, когда в роли этих факторов выступают полисахариды, эндотоксины или иммуноглобулины. Независимо от исходного стимулирующего фактора, конечным продуктом активации системы комплемента является сложный белок, способный разрушать мембраны клеток, содержащих чужеродные антигены. Девять главных компонентов комплемента обозначены как С1-С9. Для выявления нарушений в системе комплемента и оценки ее функциональной целостности обычно проводится определение двух компонентов – С3 и С4.

С3-компонент синтезируется в различных тканях и органах и составляет до 70 % от всех белков комплемента. Он участвует как в классическом (активируется комплексами антигена с IgG, IgM), так и в альтернативном пути активации (активируется комплексами антигена с IgA, IgE, Fab-фрагментами Ig, полисахаридными антигенами бактерий).

Читайте также:  MCV в анализе крови расшифровка и нормы показателя

С3 – это ключевой компонент комплемента, участвующий в обеспечении неспецифической устойчивости (резистентности) организма к бактериальной инфекции. Под влиянием С3 повышается проницаемость сосудистой стенки и лейкоциты перемещаются к очагу воспаления, происходит их дегрануляция, в результате чего высвобождается большое количество биологически активных веществ. Фиксация С3-компонента комплемента на клеточной стенке бактерий (опсонизация) приводит к усилению фагоцитоза. Кроме того, С3-компонент играет важную роль в развитии аутоиммунных заболеваний: он входит в состав иммунных комплек­сов. Снижение уровня С3 может приводить к ослаблению опсонизирующей функции крови, фагоцитоза и цитолиза.

Для чего используется исследование?

  • Чтобы выявить активацию классического или альтернативного пути (в сочетании с определением С4).
  • Для диагностики состояний, связанных с врождённым дефицитом белков системы комплемента (частых инфекционных заболеваний, аутоиммунных заболеваний и др.).
  • Для мониторинга аутоиммунных заболеваний (снижение концентрации компонентов комплемента прямо пропорционально активности процесса).
  • Для контроля за эффективностью терапии этих заболеваний.
  • Для оценки иммунного статуса при инфекционных заболеваниях.

Когда назначается исследование?

  • При подозрении на врождённый дефицит комплемента (аутоиммунные нарушения, повторные бактериальные инфекции и др.).
  • При динамическом наблюдении за больными с аутоиммунными заболеваниями.
  • При диагностике заболеваний, имеющих иммунопатологическую основу, таких как системная красная волчанка, васкулиты, подострый бактериальный эндокардит, постстрептококковый или мезангиокапиллярный гломерулонефрит, грамнегативный сепсис и др.

Что означают результаты?

Референсные значения: 0,9 — 1,8 г/л.

Снижение уровня СЗ может быть связано с нарушением его синтеза или усилением катаболизма, а также адсорбцией на иммунных комплексах при аутоиммун­ных и иммунокомплексных заболеваниях. В остром периоде инфекции уровень СЗ повышается, а в период выздоровления – нормализуется, поэтому он может рассматриваться как острофазовый белок. Снижение С3 наряду со снижением С4 свидетельствует об активации классического пути (что может наблюдаться, например, при вирусном гепатите, начале формирования иммунных комплексов). Снижение С3 при нормальном С4 свидетельствует о врождённом дефиците С3 или инактиватора С3b либо об активации альтернативного пути.

Причины повышения уровня C3:

  • острые и подострые бактериальные, грибковые, паразитарные или вирусные инфекции;
  • холестаз;
  • желчнокаменная болезнь;
  • нефротический синдром;
  • амилоидоз (в фазу ремиссии);
  • ревматическая лихорадка и ревматоидный артрит;
  • злокачественные новообразования с метастазами;
  • лечение глюкокортикоидами.

Причины снижения уровня C3:

  • врождённая недостаточность комплемента или нарушения в системе комплемента;
  • аутоиммунные и иммунокомплексные заболевания (в том числе сывороточная болезнь, острый постстрептококковый и мембранозно-пролиферативный гломерулонефрит, хронический подострый бактериальный эндокардит, системная красная волчанка, синдром Шегрена, ревматоидный артрит, целиакия);
  • рецидивирующие пиогенные инфекции;
  • болезнь Рейно;
  • рассеянный склероз;
  • лимфогранулематоз, хронический лимфолейкоз, миеломная болезнь;
  • герпетиформный дерматит;
  • B12-дефицитная или фолиеводефицитная анемия;
  • хронический гепатит и цирроз печени;
  • белковое голодание;
  • уремия;
  • грамотрицательный сепсис;
  • лечение цитостатиками и иммунодепрессантами;
  • воздействие ионизирующего излучения;
  • отторжение почечного трансплантата;
  • ДВС-синдром (синдром диссеминированного внутрисосудистого свертывания);
  • пароксизмальная ночная гемоглобинурия;
  • обширные повреждения и неврозы тканей.



  • С4 компонент комплемента
Ссылка на основную публикацию
СИОФОР или ГЛЮКОФАЖ — что лучше для похудения и в чем разница
Метформин Фармдействие Бигуанид, гипогликемическое средство для перорального приема. У больных сахарным диабетом снижает концентрацию глюкозы в крови путем угнетения глюконеогенеза...
Синонимы к слову ОПИСТОРХОЗ
ОПИСТОРХОЗ (ОПИСТОРХИ) у детей и взрослых. Паразиты >> Общие признаки паразитарных инвазий >> ОПИСТОРХОЗ (ОПИСТОРХИ, ДВУУСТКА СИБИРСКАЯ ИЛИ КОШАЧЬЯ) ОПИСТОРХОЗ...
Синтез холестерина в организме биохимия, обмен и его регуляция
Как происходит синтез холестерина в организме? В организме человека происходит ежеминутно много биохимических реакций и обменных процессов. Метаболизм не останавливается...
СИРДАЛУД инструкция по применению, описание лекарственного препарата SIRDALUD противопоказания, побо
Сирдалуд Сирдалуд: инструкция по применению и отзывы Латинское название: Sirdalud Код ATX: М03ВХ02 Действующее вещество: тизанидин (tizanidine) Производитель: NOVARTIS Saglik...
Adblock detector