Комплементът е основен елемент от имунната система на гръбначните животни и хората, който играе ключова роля в хуморалния механизъм на защитата на организма срещу патогени. Терминът е въведен за първи път от Ерлих за обозначаване на компонент на кръвния серум, без който бактерицидните му свойства изчезват. Впоследствие беше установено, че този функционален фактор е набор от протеини и гликопротеини, които при взаимодействие помежду си и с чужда клетка предизвикват нейното лизиране.
Complement буквално се превежда като "добавка". Първоначално се смяташе за още един елемент, който осигурява бактерицидните свойства на живия серум. Съвременните представи за този фактор са много по-широки. Установено е, че комплементът е изключително сложна, фино регулирана система, която взаимодейства както с хуморалните, така и с клетъчните фактори на имунния отговор и има мощен ефект върху развитието на възпалителния отговор.
Общи характеристики
В имунологията системата на комплемента е група, която проявява бактерицидни свойствавзаимодействащи помежду си протеини от кръвния серум на гръбначни животни, което е вроден механизъм на хуморалната защита на организма срещу патогени, способен да действа както самостоятелно, така и в комбинация с имуноглобулини. В последния случай комплементът се превръща в един от лостовете на специфичен (или придобит) отговор, тъй като антителата сами по себе си не могат да унищожат чужди клетки, а действат индиректно.
Ефектът на лизис се постига поради образуването на пори в мембраната на чужда клетка. Може да има много такива дупки. Мембранно-перфориращият комплекс на системата на комплемента се нарича MAC. В резултат на действието му повърхността на чуждата клетка се перфорира, което води до освобождаване на цитоплазмата навън.
Комплементът представлява около 10% от всички серумни протеини. Неговите компоненти винаги присъстват в кръвта, без никакъв ефект до момента на активиране. Всички ефекти на комплемента са резултат от последователни реакции - или разделяне на неговите протеини, или водещи до образуването на техните функционални комплекси.
Всеки етап от такава каскада подлежи на строго обратно регулиране, което при необходимост може да спре процеса. Активираните компоненти на комплемента проявяват широк спектър от имунологични свойства. В същото време ефектите могат да имат както положителни, така и отрицателни ефекти върху тялото.
Основни функции и ефекти на допълнението
Действието на активираната система за допълване включва:
- Лизис на чужди клетки от бактериална и небактериална природа. Извършва се поради образуването на специален комплекс, който се вгражда в мембраната и прави дупка в нея (перфорира).
- Активиране на премахване на имунния комплекс.
- Опсонизация. Прикрепвайки се към повърхностите на мишените, компонентите на комплемента ги правят привлекателни за фагоцитите и макрофагите.
- Активиране и хемотактично привличане на левкоцити към огнището на възпалението.
- Образуване на анафилотоксини.
- Улесняване на взаимодействието на антиген-представящи и В-клетки с антигени.
По този начин комплементът има комплексен стимулиращ ефект върху цялата имунна система. Въпреки това, прекомерната активност на този механизъм може да повлияе неблагоприятно на състоянието на тялото. Отрицателните ефекти на системата на комплемента включват:
- По-лош ход на автоимунните заболявания.
- Септични процеси (подлежат на масово активиране).
- Отрицателен ефект върху тъканите във фокуса на некроза.
Дефектите в системата на комплемента могат да доведат до автоимунни реакции, т.е. увреждане на здравите тъкани на тялото от собствената му имунна система. Ето защо има толкова строг многоетапен контрол на задействането на този механизъм.
Допълнителни протеини
Функционално протеините на системата на комплемента са разделени на компоненти:
- Класически начин (C1-C4).
- Алтернативен път (фактори D, B, C3b и properdin).
- Мембранен атакуващ комплекс (C5-C9).
- Регуляторна фракция.
C-протеинови номера отговарят на последователността на тяхното откриване, но не отразяват реда на тяхното активиране.
Регулаторните протеини на системата на комплемента включват:
- Фактор H.
- C4 свързващ протеин.
- ХРАНА.
- Мембранен кофактор протеин.
- Рецептори за комплемент тип 1 и 2.
C3 е ключов функционален елемент, тъй като след разпадането му се образува фрагмент (C3b), който се прикрепя към мембраната на целевата клетка, започвайки процеса на образуване на литичния комплекс и задействайки т.н. -наречен усилвателен цикъл (механизъм с положителна обратна връзка).
Активиране на системата за допълване
Активирането на комплемента е каскадна реакция, при която всеки ензим катализира активирането на следващия. Този процес може да се случи както с участието на компонентите на придобития имунитет (имуноглобулини), така и без тях.
Има няколко начина за активиране на комплемента, които се различават по последователността на реакциите и набора от протеини, участващи в него. Всички тези каскади обаче водят до един резултат - образуването на конвертаза, която разцепва C3 протеина на C3a и C3b.
Има три начина за активиране на системата за допълване:
- Classic.
- Алтернатива.
- Lectin.
Сред тях само първият е свързан с придобитата имунна система, докато останалите имат неспецифично действие.
Във всички пътища на активиране могат да се разграничат 2 етапа:
- Стартиране (или реално активиране) - включва цялата каскада от реакции до образуването на C3/C5-конвертаза.
- Цитолитик - означава образуване на мембранно атакуващ комплекс (MCF).
Втората част от процеса е подобна на всички етапи и включва протеини C5, C6, C7, C8, C9. В този случай само C5 се подлага на хидролиза, докато останалите просто се прикрепят, образувайки хидрофобен комплекс, който може да интегрира и перфорира мембраната.
Първият етап се основава на последователно стартиране на ензимната активност на протеини C1, C2, C3 и C4 чрез хидролитично разцепване на големи (тежки) и малки (леки) фрагменти. Получените единици се обозначават с малки букви a и b. Някои от тях осъществяват прехода към цитолитичния стадий, докато други действат като хуморални фактори на имунния отговор.
Класически начин
Класическият път на активиране на комплемента започва с взаимодействието на ензимния комплекс С1 с групата антиген-антитяло. C1 е част от 5 молекули:
- C1q (1).
- C1r (2).
- C1s (2).
На първата стъпка от каскадата C1q се свързва с имуноглобулин. Това причинява конформационно пренареждане на целия C1 комплекс, което води до неговото автокаталитично самоактивиране и образуването на активния ензим C1qrs, който разцепва C4 протеина на C4a и C4b. В този случай всичко остава прикрепено към имуноглобулина и следователно към мембранатапатоген.
След прилагането на протеолитичния ефект, антигенната група - C1qrs прикрепя C4b фрагмента към себе си. Такъв комплекс става подходящ за свързване към C2, който незабавно се разцепва от C1s на C2a и C2b. В резултат на това се създава C3-конвертаза C1qrs4b2a, чието действие образува C5-конвертаза, която задейства образуването на MAC.
Алтернативен път
Това активиране се нарича по друг начин празен, тъй като хидролизата на С3 протича спонтанно (без участието на посредници), което води до периодично безпричинно образуване на С3-конвертаза. Алтернативен път се провежда, когато все още не е формиран специфичен имунитет към патогена. Каскадата се състои от следните реакции:
- Празна хидролиза на C3 за образуване на C3i фрагмент.
- C3i се свързва с фактор B, за да образува комплекс C3iB.
- Свързаният фактор B става достъпен за разцепване от D-протеина.
- Ва фрагментът се отстранява и C3iBb комплексът остава, който е C3 конвертазата.
Същността на празното активиране е, че в течната фаза С3-конвертазата е нестабилна и бързо хидролизира. Въпреки това, при сблъсък с мембраната на патогена, той се стабилизира и започва цитолитичния стадий с образуването на MAC.
Лектинов път
Пътят на лектина е много подобен на класическия. Основната разлика се крие в първотоетап на активиране, който се осъществява не чрез взаимодействие с имуноглобулин, а чрез свързване на C1q към крайните мананови групи, присъстващи на повърхността на бактериалните клетки. По-нататъшното активиране е напълно идентично с класическия път.
