Система комплемента молекулярные основы и клиническое значение

Система комплемента, классический и альтернативный пути активации комплемента. Методы определения комплемента.

Природа и характеристика комплемента. Комплемент является одним из важных фак­торов гуморального иммунитета, играющим роль в защите организма от антигенов. Комплемент представляет со­бой сложный комплекс белков сыворотки крови, находящийся обычно в неактивном состоянии и активирующийся при соедине­нии антигена с антителом или при агрега­ции антигена. В состав комплемента входят 20 взаимодействующих между собой белков, девять из которых являются основными ком­понентами комплемента; их обозначают циф­рами: С1, С2, СЗ, С4. С9. Важную роль играют также факторы В, D и Р (пропердин). Белки комплемента относятся к глобулинам и отличаются между собой по ряду физико-химических свойств. В частности, они сущес­твенно различаются по молекулярной массе, а также имеют сложный субъединичный состав: Cl-Clq, Clr, Cls; СЗ-СЗа, СЗЬ; С5-С5а, С5b и т. д. Компоненты комплемента синтези­руются в большом количестве (составляют 5—10% от всех белков крови), часть из них образуют фагоциты.

Функции комплемента многообразны: а) участвует в лизисе микробных и других клеток (цитотоксическое действие); б) обладает хемотаксической активностью; в) принимает учас­тие в анафилаксии; г) участвует в фагоцитозе. Следовательно, комплемент является компонен­том многих иммунологических реакций, направ­ленных на освобождение организма от микробов и других чужеродных клеток и антигенов(на­пример, опухолевых клеток, трансплантата).

Механизм активации комплемента очень сложен и представляет собой каскад фер­ментативных протеолитических реакций, в результате которого образуется активный цитолитический комплекс, разрушающий стен­ку бактерии и других клеток. Известны три пути активации комплемента: классический, альтернативный и лектиновый.

По классическому пути комплемент активирует­ся комплексом антиген-антитело. Для этого достаточно участия в связывании антигена одной молекулы IgM или двух молекул IgG. Процесс начинается с присоединения к ком­плексу АГ+АТ компонента С1, который рас­падается на субъединицы Clq, Clr и С Is. Далее в реакции участвуют последовательно активированные «ранние» компоненты комплемента в такой последовательности: С4, С2, СЗ. Эта реакция имеет характер усиливающе­гося каскада, т. е. когда одна молекула пре­дыдущего компонента активирует несколько молекул последующего. «Ранний» компонент комплемента С3 активирует компонент С5, который обладает свойством прикрепляться к мембране клетки. На компоненте С5 путем последовательного присоединения «поздних» компонентов С6, С7, С8, С9 образуется литический или мембраноатакующий комплекс который нарушает целостность мембраны (образует в ней отверстие), и клетка погибает в результате осмотического лизиса.

Альтернативный путь активации комплемен­та проходит без участия антител. Этот путь характерен для защиты от грамотрицательных микробов. Каскадная цепная реакция при аль­тернативном пути начинается с взаимодействия антигена (например, полисахарида) с протеи­нами В, D и пропердином (Р) с последующей активацией компонента СЗ. Далее реакция идет так же, как и при классическом пути — образу­ется мембраноатакующий комплекс.

Лектиновыи путь активации комплемента также происходит без участия антител. Он ини­циируется особым маннозосвязывающим белком сыворотки крови, который после взаимодейс­твия с остатками маннозы на поверхности мик­робных клеток катализирует С4. Дальнейший каскад реакций сходен с классическим путем.

В процессе активации комплемента обра­зуются продукты протеолиза его компонен­тов — субъединицы СЗа и СЗb, С5а и С5b и дру­гие, которые обладают высокой биологической активностью. Например, СЗа и С5а принимают участие в анафилактических реакциях, являют­ся хемоаттрактантами, СЗb — играет роль в опсонизации объектов фагоцитоза, и т. д. Сложная каскадная реакция комплемента происходит с участием ионов Са 2+ и Mg 2+ .

Читайте также:  Сифилис у мужчин симптомы и анализы, диагностика сифилиса

Активация комплемента

Пути активации комплемента

Существует три механизма (пути) активации комплемента: классический, альтернативный и лектиновый.

Классический путь активации комплемента

Классический путь активации комплемента связан с образованием иммунно­го комплекса (антиген-антитело), для него необходимо 5-6 дней. Начинается он с первого компонента комплемента (С1), который взаимодействует своим Fc-рецептором с антителами иммунного комплекса, перекрестно связывая не­сколько их Fc-фрагментов. Поэтому более удобной для активации комплемен­та является молекула IgM, содержащая сразу 5 Fc-участков.

С1-компонент состоит из 3 субкомпонентов — q, r и s. Активированный Clq изменяет свою конформацию и приобретает свойство связывать С1r, который при активации взаимодействуете Cls. Образованный комплекс Clqrs вовлека­ет в каскад С4-компонент, от которого отделяется фрагмент С4а. Оставшийся фрагмент С4b повторно фиксируется на антителе или мембране клетки-мишени, после чего присоединяет фрагмент С2а. При этом отщепленный C2b высвобож­дается и поступает в плазму крови. Комплекс С4b-С2а является С3-конвертазой, и вся дальнейшая судьба комплемента определяется именно этим ферментом. Рецепторы к фрагментам С3-компонента содержатся на многих клетках, по­этому он является самым активным компонентом системы. Именно на этом компоненте объединяются классический и альтернативный пути (рис. 2).

Впоследствии при расщеплении третьего компонента С3-конвертазой обра­зуется конвертаза 5-го компонента комплемента (С4b-С2а-С3b), которая связы­вает С5 и расщепляет его на С5а и С5b. С5а поступает в плазму, а C5b прини­мает участие в дальнейшей активации каскада. Последующие компоненты при активации не расщепляются. В дальнейшем последовательно активируются компоненты С6-С9, которые фиксируются на поверхности мишени, формируя мембранатакующий комплекс (МАК). При этом С8 углубляется в фосфолипид­ный бислой цитолеммы клетки-мишени и образует патологическое отверстие в ней, а несколько компонентов С9 полимеризуются внутри образованного отверстия, составляя морфологический субстрат стенок патологической поры. Это предотвращает закрытие сформированного канала (см. рис. 2).

Поскольку внутриклеточная среда имеет высокую осмолярность, внеклеточ­ная вода устремляется через патологические поры в цитоплазму. В связи с этим внутриклеточное давление постоянно увеличивается, что приводит к критическому нарастанию напряжения цитолеммы и последующему разрыву клетки. Описанный механизм называется осмотическим лизисом и свойственен клеткам с упругими внешними покровами (например, вирус-инфинированные или опухолевые клетки). Бактерии имеют ригидную клеточную стенку, предо­твращающую резкое изменение размеров клетки. Поэтому считают, что наряду с осмотическими механизмами бактериальные агенты гибнут в связи с утратой через образованные поры эссенциальных (стратегически важных) метаболитов, а также в результате нарушения физиологической ионной асимметрии между цитоплазмой и внеклеточной средой. Поскольку клетки-мишени активно со­противляются комплемент-опосредованному лизису (осуществляют эндоцитоз или экзоцитоз участков мембраны, где содержатся патологические поры), описанная функциональная «иммобилизация» имеет существенное значение и в случае опухолевых иди вирус-инфицированных клеток.

Альтернативный путь активации комплемента

Альтернативный путь (см. рис. 2) активации начинается с СЗ-компонента, а в последующем разворачивается подобно классическому. В роли инициато­ров выступают липополисахариды (LPS) клеточных стенок бактерий, зимозан грибов и многие другие субстанции, с которыми взаимодействует C3b-фрагмент — продукт спонтанного гидролиза, всегда присутствующего в плазме крови компонента СЗ. В последующем фиксированный C3b присоединяет В-фактор, который изменяет свою конформацию и становится чувствительным к действию плазматического фермента D-фактора. Активированный В-фактор гидролизируется указанным ферментом, что приводит к высвобождению Bb- и Ba-фрагментов. Комплекс LPS-C3b-Bb является нестойким, поэтому стабилизируется за счет присоединения пропердина (фактора Р), Комплекс Р-C3b-Bb является C3-конвертазой альтернативного пути активации компле­мента. Факторы В, D и пропердин принадлежат к пропердиновой системе, яв­ляющейся стратегически важной для реализации альтернативного пути акти­вации комплемента.

Читайте также:  Пропиленгликоль свойства, применение и безопасность Propylene Glycol в косметике

Цитолитическая активность комплемента при альтернативном пути актива­ции определяется свойствами оболочки микроорганизма. Поскольку в данном случае нет необходимости в формировании иммунных комплексов, альтерна­тивный путь реализуется сразу же после поступления патогена.

Лектиновый путь активации комплемен­та

В последнее время выделяют также лектиновый путь активации комплемен­та. Осуществляется он за счет так называемых лектинов — белков, способных связывать углеводы клеточных стенок бактерий и грибов. Классическим лек­тином является маннозосвязывающий протеин. Материал с сайта http://wiki-med.com

Анафилатоксины, хемоаттрактанты и опсонины

При активации каскада комплемента в плазму высвобождается ряд фраг­ментов отдельных компонентов (С4а, C2b, C3a, С5а, а также C3b и C4b), вы­полняющих ряд важных функций. Таким образом, комплемент является очень экономной системой, так как даже побочные продукты реакции также наде­лены выраженной биологической активностью. Они способствуют развитию воспаления в месте обезвреживания патогена. Так, фрагменты C3a, С4а и С5а (анафилатоксины) немедленно вызывают дегрануляцию тучных клеток, что при­водит к высвобождению гистамина и развитию локальной гиперемии, гипертермии и отека. В то же время С5а и Ba (хемоаттрактанты) способствуют поступлению нейтрофилов в очаг, т.е. развитию его клеточной инфильтрации. А фрагменты C3b и C4b выполняют роль опсонинов, облегчая распознавание и захват пато­генов фагоцитами. Все это приводит к формированию экссудата, сначала сероз­ною, в котором преобладает плазменная жидкость, а затем гнойного, в кото­ром содержится большое количество тканевого детрита, погибших патогенов и разрушенных нейтрофилов. Высвобожденный фрагмент C2b способствует на­коплению кининоподобных веществ, что приводит к усилению вазодилатации, обуславливает возникновение болевых ощущений, а также вызывает актива­цию фактора Хагемана (XII фактора системы свертывания крови). С активацией последнего связано состояние гиперкоагуляций в очаге воспаления.

Таким образом, все классические признаки воспаления (покраснение, отек, боль, локальная гипертермия и нарушение функции органа) могут развиваться даже вследствие разворачивания только каскада комплемента.

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.

Читайте также:  3-х шаговая салонная процедура восстановления волос KERALEX PRO на официальном сайте производителя б

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).

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
Синупрет для ингаляций в небулайзере для детей и взрослых
Небулайзер для детей от кашля и насморка Есть противопоказания. Необходима консультация специалиста. 18+ Кашель и насморк являются частыми спутниками осеннего...
Синдром Дауна –приговор или надежда #0109 Журнал «Лечащий врач»
Мозаичный синдром дауна признаки фото F00-F99. Психические расстройства у детей запись закреплена Мозаичный синдром Дауна К распространенным патологиям врожденного характера...
Синдром диссеминированного внутрисосудистого свертывания (ДВС-синдром)
Синдром диссеминированного внутрисосудистого свертывания (ДВС-синдром) Синдром диссеминированного внутрисосудистого свертывания (ДВС-синдром) – состояние, характеризующееся нарушениями в системе свертывания крови. При этом...
Синупрет инструкция по применению таблеток и для чего они нужны, цена, отзывы, аналоги
Синупрет ® Лекарственная форма Состав 100 г капель Синупрет ® содержат 29 г водно-спиртового экстракта из смеси следующих видов лекарственного...
Adblock detector