Komplement je bitan element imunog sistema kičmenjaka i ljudi, koji igra ključnu ulogu u humoralnom mehanizmu odbrane organizma od patogena. Termin je prvi uveo Erlich za označavanje komponente krvnog seruma, bez koje su nestala njegova baktericidna svojstva. Kasnije je ustanovljeno da je ovaj funkcionalni faktor skup proteina i glikoproteina, koji u interakciji jedni s drugima i sa stranom ćelijom uzrokuju njenu lizu.
Complement se doslovno prevodi kao "dodatak". U početku se smatralo samo još jednim elementom koji pruža baktericidna svojstva živog seruma. Moderne ideje o ovom faktoru su mnogo šire. Utvrđeno je da je komplement veoma složen, fino regulisan sistem koji je u interakciji sa humoralnim i ćelijskim faktorima imunog odgovora i ima snažan uticaj na razvoj upalnog odgovora.
Opšte karakteristike
U imunologiji, sistem komplementa je grupa koja pokazuje baktericidna svojstvameđusobno komuniciraju proteini krvnog seruma kralježnjaka, što je urođeni mehanizam humoralne odbrane organizma od patogena, sposoban da djeluje samostalno iu kombinaciji s imunoglobulinima. U potonjem slučaju, komplement postaje jedna od poluga specifičnog (ili stečenog) odgovora, jer antitijela sama po sebi ne mogu uništiti strane ćelije, već djeluju indirektno.
Efekat lize se postiže stvaranjem pora na membrani strane ćelije. Takvih rupa može biti mnogo. Kompleks koji perforira membranu sistema komplementa naziva se MAC. Kao rezultat njegovog djelovanja, površina strane ćelije postaje perforirana, što dovodi do oslobađanja citoplazme prema van.
Komplement čini oko 10% svih proteina u serumu. Njegove komponente su uvijek prisutne u krvi, bez ikakvog efekta do trenutka aktivacije. Svi efekti komplementa su rezultat uzastopnih reakcija - ili cijepanja njegovih proteina, ili dovode do stvaranja njihovih funkcionalnih kompleksa.
Svaka faza takve kaskade podliježe strogoj obrnutoj regulaciji, koja, ako je potrebno, može zaustaviti proces. Aktivirane komponente komplementa pokazuju širok spektar imunoloških svojstava. Istovremeno, efekti mogu imati i pozitivne i negativne efekte na organizam.
Glavne funkcije i efekti komplementa
Akcija aktiviranog sistema komplementa uključuje:
- Liza stranih ćelija bakterijske i nebakterijske prirode. Izvodi se zbog formiranja posebnog kompleksa koji se ugrađuje u membranu i u njoj pravi rupu (perforira).
- Aktivacija uklanjanja imunološkog kompleksa.
- Opsonizacija. Vezivanjem na površine meta, komponente komplementa ih čine privlačnim za fagocite i makrofage.
- Aktivacija i hemotaktičko privlačenje leukocita u žarište upale.
- Formiranje anafilotoksina.
- Olakšavanje interakcije antigen-prezentirajućih i B-ćelija sa antigenima.
Dakle, komplement ima kompleksno stimulativno dejstvo na ceo imuni sistem. Međutim, prekomjerna aktivnost ovog mehanizma može negativno utjecati na stanje organizma. Negativni efekti sistema komplementa uključuju:
- Gori tok autoimunih bolesti.
- Septički procesi (podložni masovnoj aktivaciji).
- Negativan efekat na tkiva u žarištu nekroze.
Defekti u sistemu komplementa mogu dovesti do autoimunih reakcija, tj. oštećenje zdravih tkiva organizma od strane sopstvenog imunološkog sistema. Zato postoji tako stroga višestepena kontrola aktiviranja ovog mehanizma.
Proteini komplementa
Funkcionalno, proteini sistema komplementa su podijeljeni na komponente:
- Klasični način (C1-C4).
- Alternativni put (faktori D, B, C3b i properdin).
- Membrane Attack Complex (C5-C9).
- Regulatorna frakcija.
C-protein brojevi odgovaraju redosledu njihovog otkrivanja, ali ne odražavaju redosled njihove aktivacije.
Regulatorni proteini sistema komplementa uključuju:
- Faktor H.
- C4 vezujući protein.
- HRANA.
- Protein membranskog kofaktora.
- Receptori komplementa tipa 1 i 2.
C3 je ključni funkcionalni element, budući da se nakon njegovog razgradnje formira fragment (C3b) koji se vezuje za membranu ciljne ćelije, započinjući proces formiranja litičkog kompleksa i pokrećući tzv. -nazvana amplifikacija petlja (mehanizam pozitivne povratne informacije).
Aktivacija sistema komplementa
Aktivacija komplementa je kaskadna reakcija u kojoj svaki enzim katalizira aktivaciju sljedećeg. Ovaj proces se može odvijati kako uz učešće komponenti stečenog imuniteta (imunoglobulina), tako i bez njih.
Postoji nekoliko načina za aktiviranje komplementa, koji se razlikuju po redoslijedu reakcija i skupu proteina koji su uključeni u njega. Međutim, sve ove kaskade dovode do jednog rezultata - formiranja konvertaze koja cijepa C3 protein na C3a i C3b.
Postoje tri načina da aktivirate sistem komplementa:
- Classic.
- Alternativa.
- Lectin.
Među njima je samo prvi povezan sa stečenim imunološkim sistemom, dok ostali imaju nespecifično djelovanje.
U svim putevima aktivacije mogu se razlikovati 2 faze:
- Pokretanje (ili zapravo aktivacija) - uključuje čitav niz reakcija do formiranja C3/C5-konvertaze.
- Citolitički - znači formiranje kompleksa napada na membranu (MCF).
Drugi dio procesa je sličan u svim fazama i uključuje proteine C5, C6, C7, C8, C9. U ovom slučaju, samo C5 prolazi kroz hidrolizu, dok se ostali jednostavno vežu, formirajući hidrofobni kompleks koji može integrirati i perforirati membranu.
Prva faza se zasniva na sekvencijalnom pokretanju enzimske aktivnosti proteina C1, C2, C3 i C4 hidrolitičkim cepanjem na velike (teške) i male (lake) fragmente. Rezultirajuće jedinice su označene malim slovima a i b. Neki od njih vrše prijelaz u citolitičku fazu, dok drugi djeluju kao humoralni faktori imunološkog odgovora.
Klasični način
Klasični put aktivacije komplementa počinje interakcijom C1 enzimskog kompleksa sa grupom antigen-antitijelo. C1 je dio od 5 molekula:
- C1q (1).
- C1r (2).
- C1s (2).
Na prvom koraku kaskade, C1q se vezuje za imunoglobulin. To uzrokuje konformacijsko preuređenje cijelog C1 kompleksa, što dovodi do njegove autokatalitičke samoaktivacije i stvaranja aktivnog enzima C1qrs, koji cijepa C4 protein na C4a i C4b. U tom slučaju sve ostaje vezano za imunoglobulin, a samim tim i za membranupatogen.
Nakon implementacije proteolitičkog efekta, grupa antigena - C1qrs vezuje za sebe C4b fragment. Takav kompleks postaje pogodan za vezivanje za C2, koji se C1s odmah cijepa na C2a i C2b. Kao rezultat, stvara se C3-konvertaza C1qrs4b2a, čije djelovanje formira C5-konvertazu, koja pokreće formiranje MAC-a.
Alternativni put
Ova aktivacija se inače naziva mirovanjem, jer se hidroliza C3 odvija spontano (bez učešća posrednika), što dovodi do periodičnog bezuzročnog stvaranja C3-konvertaze. Alternativni put se provodi kada specifični imunitet na patogen još nije formiran. Kaskada se sastoji od sljedećih reakcija:
- Prazna hidroliza C3 za formiranje fragmenta C3i.
- C3i se vezuje za faktor B kako bi formirao C3iB kompleks.
- Vezani faktor B postaje dostupan za cijepanje od strane D-proteina.
- Ba fragment je uklonjen i ostaje kompleks C3iBb, a to je C3 konvertaza.
Suština blanko aktivacije je da je u tečnoj fazi C3-konvertaza nestabilna i brzo hidrolizira. Međutim, nakon sudara sa membranom patogena, on se stabilizuje i započinje citolitičku fazu sa stvaranjem MAC-a.
Lektinski put
Lektinski put je vrlo sličan klasičnom. Glavna razlika leži u prvomkorak aktivacije, koji se ne provodi kroz interakciju sa imunoglobulinom, već kroz vezivanje C1q za terminalne manan grupe prisutne na površini bakterijskih ćelija. Dalja aktivacija je potpuno identična klasičnom putu.
