Komplementas yra esminis stuburinių ir žmonių imuninės sistemos elementas, kuris atlieka pagrindinį vaidmenį humoraliniame organizmo apsaugos nuo patogenų mechanizme. Pirmą kartą šį terminą įvedė Erlichas, turėdamas omenyje kraujo serumo komponentą, be kurio išnyko jo baktericidinės savybės. Vėliau buvo nustatyta, kad šis funkcinis veiksnys yra b altymų ir glikoproteinų rinkinys, kurie, sąveikaudami tarpusavyje ir su svetima ląstele, sukelia jos lizę.
Papildymas pažodžiui verčiamas kaip „papildymas“. Iš pradžių jis buvo laikomas tik dar vienu elementu, suteikiančiu baktericidines gyvo serumo savybes. Šiuolaikinės idėjos apie šį veiksnį yra daug platesnės. Nustatyta, kad komplementas yra labai sudėtinga, tiksliai reguliuojama sistema, kuri sąveikauja tiek su humoraliniais, tiek su ląsteliniais imuninio atsako veiksniais ir turi stiprų poveikį uždegiminio atsako vystymuisi.
Bendrosios charakteristikos
Imunologijoje komplemento sistema yra grupė, kuri pasižymi baktericidinėmis savybėmistarpusavyje sąveikaujantys stuburinių gyvūnų kraujo serumo b altymai, kurie yra įgimtas organizmo humoralinės gynybos nuo patogenų mechanizmas, galintis veikti tiek savarankiškai, tiek kartu su imunoglobulinais. Pastaruoju atveju komplementas tampa vienu iš specifinio (arba įgyto) atsako svertų, nes antikūnai patys negali sunaikinti svetimų ląstelių, bet veikia netiesiogiai.
Lizės efektas pasiekiamas dėl to, kad svetimos ląstelės membranoje susidaro poros. Tokių skylių gali būti daug. Komplemento sistemos membraną perforuojantis kompleksas vadinamas MAC. Dėl jo veikimo svetimos ląstelės paviršius tampa perforuotas, todėl citoplazma išsiskiria į išorę.
Komplementas sudaro apie 10 % visų serumo b altymų. Jo komponentai visada yra kraujyje, be jokio poveikio iki aktyvavimo momento. Visas komplemento poveikis yra vienas po kito einančių reakcijų rezultatas – arba suskaidomi jo b altymai, arba susidaro jų funkciniai kompleksai.
Kiekvienam tokios kaskados etapui taikomas griežtas atvirkštinis reguliavimas, kuris prireikus gali sustabdyti procesą. Aktyvuoto komplemento komponentai pasižymi įvairiomis imunologinėmis savybėmis. Tuo pačiu metu poveikis gali turėti teigiamą ir neigiamą poveikį organizmui.
Pagrindinės komplemento funkcijos ir efektai
Suaktyvintos komplemento sistemos veiksmas apima:
- Svetimų bakterinių ir nebakterinių ląstelių lizė. Tai atliekama dėl to, kad susidaro specialus kompleksas, kuris yra įterptas į membraną ir padaro joje skylę (perforuoja).
- Imuninio komplekso pašalinimo aktyvinimas.
- Oponavimas. Pritvirtindami prie taikinių paviršių, komplemento komponentai tampa patrauklūs fagocitams ir makrofagams.
- Leukocitų aktyvinimas ir chemotaktinis pritraukimas prie uždegimo židinio.
- Anafilotoksinų susidarymas.
- Antigeną pateikiančių ir B ląstelių sąveikos su antigenais palengvinimas.
Taigi, komplementas turi sudėtingą stimuliuojantį poveikį visai imuninei sistemai. Tačiau per didelis šio mechanizmo aktyvumas gali neigiamai paveikti organizmo būklę. Neigiamas komplemento sistemos poveikis:
- Blogesnė autoimuninių ligų eiga.
- Septiniai procesai (priklauso nuo masinio aktyvinimo).
- Neigiamas poveikis audiniams, esantiems nekrozės židinyje.
Dėl komplemento sistemos defektų gali atsirasti autoimuninių reakcijų, t.y. jo paties imuninės sistemos žala sveikiems organizmo audiniams. Štai kodėl yra tokia griežta kelių etapų šio mechanizmo aktyvavimo kontrolė.
Papildykite b altymus
Funkciškai komplemento sistemos b altymai skirstomi į komponentus:
- Klasikinis būdas (C1-C4).
- Alternatyvus kelias (faktoriai D, B, C3b ir produkcija).
- Membrana Attack Complex (C5-C9).
- Reguliavimo frakcija.
C b altymo skaičiai atitinka jų aptikimo seką, bet neatspindi jų aktyvavimo eilės.
Komplemento sistemos reguliavimo b altymai apima:
- H faktorius.
- C4 surišantis b altymas.
- MAISTAS.
- Membranos kofaktoriaus b altymas.
- Papildo 1 ir 2 tipo receptorius.
C3 yra pagrindinis funkcinis elementas, nes būtent jam suskaidžius susidaro fragmentas (C3b), kuris prisitvirtina prie tikslinės ląstelės membranos, pradėdamas lizinio komplekso susidarymo procesą ir suaktyvindamas -vadinama stiprinimo kilpa (teigiamo grįžtamojo ryšio mechanizmas).
Komplemento sistemos aktyvinimas
Komplemento aktyvinimas yra kaskadinė reakcija, kurios metu kiekvienas fermentas katalizuoja kito fermento aktyvavimą. Šis procesas gali vykti tiek dalyvaujant įgyto imuniteto komponentams (imunoglobulinams), tiek be jų.
Yra keletas komplemento aktyvinimo būdų, kurie skiriasi reakcijų seka ir jame dalyvaujančių b altymų rinkiniu. Tačiau visos šios kaskados veda prie vieno rezultato – susidaro konvertazė, kuri skaido C3 b altymą į C3a ir C3b.
Yra trys papildymo sistemos aktyvavimo būdai:
- Klasikinė.
- Alternatyva.
- Lectin.
Iš jų tik pirmasis yra susijęs su įgyta imuninio atsako sistema, o kiti turi nespecifinį poveikį.
Visuose aktyvinimo keliuose galima išskirti 2 etapus:
- Paleidimas (arba iš tikrųjų aktyvinimas) – įjungia visą reakcijų kaskadą iki C3/C5-konvertazės susidarymo.
- Citolitinis – reiškia membranos atakos komplekso (MCF) susidarymą.
Antra proceso dalis yra panaši visuose etapuose ir apima b altymus C5, C6, C7, C8, C9. Šiuo atveju hidrolizuojamas tik C5, o likusieji tiesiog prisitvirtina, sudarydami hidrofobinį kompleksą, kuris gali integruoti ir perforuoti membraną.
Pirmasis etapas pagrįstas nuosekliu b altymų C1, C2, C3 ir C4 fermentinio aktyvumo paleidimu hidroliziniu būdu skaidant į didelius (sunkius) ir mažus (lengvus) fragmentus. Gauti vienetai žymimi mažomis a ir b raidėmis. Kai kurie iš jų pereina į citolitinę stadiją, o kiti veikia kaip humoraliniai imuninio atsako veiksniai.
Klasikinis būdas
Klasikinis komplemento aktyvacijos kelias prasideda nuo C1 fermento komplekso sąveikos su antigeno-antikūno grupe. C1 yra 5 molekulių dalis:
- C1q (1).
- C1r (2).
- C1s (2).
Pirmajame kaskados etape C1q prisijungia prie imunoglobulino. Tai sukelia viso C1 komplekso konformacinį pertvarkymą, dėl kurio jo autokatalizinis savaiminis aktyvavimas ir aktyvaus fermento C1qrs susidarymas, kuris suskaido C4 b altymą į C4a ir C4b. Tokiu atveju viskas lieka prijungta prie imunoglobulino, taigi ir prie membranospatogenas.
Įgyvendinus proteolitinį poveikį, antigenų grupė - C1qrs C4b fragmentą pritvirtina prie savęs. Toks kompleksas tampa tinkamas prisijungti prie C2, kurį C1s iš karto suskaido į C2a ir C2b. Dėl to susidaro C3-konvertazė C1qrs4b2a, kuriai veikiant susidaro C5-konvertazė, kuri sukelia MAC susidarymą.
Alternatyvus kelias
Šis aktyvinimas kitaip vadinamas tuščiąja eiga, nes C3 hidrolizė vyksta spontaniškai (nedalyvaujant tarpininkams), todėl periodiškai be priežasties susidaro C3-konvertazė. Alternatyvus būdas taikomas, kai specifinis imunitetas patogenui dar nesusiformavo. Kaskadą sudaro šios reakcijos:
- Tuščia C3 hidrolizė, kad susidarytų C3i fragmentas.
- C3i prisijungia prie faktoriaus B ir sudaro C3iB kompleksą.
- Surištas faktorius B tampa prieinamas D-b altymui skaidyti.
- Ba fragmentas pašalinamas ir lieka C3iBb kompleksas, kuris yra C3 konvertazė.
Tuščio aktyvinimo esmė ta, kad skystoje fazėje C3-konvertazė yra nestabili ir greitai hidrolizuojasi. Tačiau, susidūręs su patogeno membrana, jis stabilizuojasi ir pradeda citolitinę stadiją, kai susidaro MAC.
Lektino kelias
Lektino kelias yra labai panašus į klasikinį. Pagrindinis skirtumas yra pirmameaktyvinimo pakopa, kuri atliekama ne sąveikaujant su imunoglobulinu, o jungiantis C1q su galinėmis manano grupėmis, esančiomis bakterijų ląstelių paviršiuje. Tolesnis aktyvinimas yra visiškai identiškas klasikiniam keliui.
