Το Το συμπλήρωμα είναι απαραίτητο στοιχείο του ανοσοποιητικού συστήματος των σπονδυλωτών και των ανθρώπων, το οποίο παίζει βασικό ρόλο στον χυμικό μηχανισμό άμυνας του οργανισμού έναντι των παθογόνων μικροοργανισμών. Ο όρος εισήχθη για πρώτη φορά από τον Erlich για να αναφέρεται σε ένα συστατικό του ορού αίματος, χωρίς το οποίο εξαφανίστηκαν οι βακτηριοκτόνες του ιδιότητες. Στη συνέχεια, διαπιστώθηκε ότι αυτός ο λειτουργικός παράγοντας είναι ένα σύνολο πρωτεϊνών και γλυκοπρωτεϊνών, οι οποίες, όταν αλληλεπιδρούν μεταξύ τους και με ένα ξένο κύτταρο, προκαλούν τη λύση του.
Το Συμπλήρωμα μεταφράζεται κυριολεκτικά ως "συμπλήρωμα". Αρχικά, θεωρήθηκε απλώς ένα ακόμη στοιχείο που παρέχει τις βακτηριοκτόνες ιδιότητες του ζωντανού ορού. Οι σύγχρονες ιδέες σχετικά με αυτόν τον παράγοντα είναι πολύ ευρύτερες. Έχει διαπιστωθεί ότι το συμπλήρωμα είναι ένα εξαιρετικά περίπλοκο, λεπτώς ρυθμισμένο σύστημα που αλληλεπιδρά τόσο με τους χυμικούς όσο και με τους κυτταρικούς παράγοντες της ανοσολογικής απόκρισης και έχει ισχυρή επίδραση στην ανάπτυξη της φλεγμονώδους απόκρισης.
Γενικά χαρακτηριστικά
Στην ανοσολογία, το σύστημα συμπληρώματος είναι μια ομάδα που παρουσιάζει βακτηριοκτόνες ιδιότητεςαλληλεπιδρούν μεταξύ τους πρωτεΐνες του ορού αίματος των σπονδυλωτών, που είναι ένας έμφυτος μηχανισμός της χυμικής άμυνας του οργανισμού έναντι των παθογόνων, ικανός να δρα τόσο ανεξάρτητα όσο και σε συνδυασμό με ανοσοσφαιρίνες. Στην τελευταία περίπτωση, το συμπλήρωμα γίνεται ένας από τους μοχλούς μιας συγκεκριμένης (ή επίκτητης) απόκρισης, καθώς τα αντισώματα από μόνα τους δεν μπορούν να καταστρέψουν ξένα κύτταρα, αλλά δρουν έμμεσα.
Το αποτέλεσμα της λύσης επιτυγχάνεται λόγω του σχηματισμού πόρων στη μεμβράνη ενός ξένου κυττάρου. Μπορεί να υπάρχουν πολλές τέτοιες τρύπες. Το σύμπλεγμα μεμβράνης-διάτρησης του συστήματος συμπληρώματος ονομάζεται MAC. Ως αποτέλεσμα της δράσης του, η επιφάνεια του ξένου κυττάρου γίνεται διάτρητη, γεγονός που οδηγεί στην απελευθέρωση του κυτταροπλάσματος προς τα έξω.
Το Το συμπλήρωμα αντιπροσωπεύει περίπου το 10% όλων των πρωτεϊνών ορού. Τα συστατικά του υπάρχουν πάντα στο αίμα, χωρίς καμία επίδραση μέχρι τη στιγμή της ενεργοποίησης. Όλες οι επιδράσεις του συμπληρώματος είναι αποτέλεσμα διαδοχικών αντιδράσεων - είτε διασπώνται οι πρωτεΐνες του είτε οδηγούν στον σχηματισμό των λειτουργικών τους συμπλεγμάτων.
Κάθε στάδιο ενός τέτοιου καταρράκτη υπόκειται σε αυστηρή αντίστροφη ρύθμιση, η οποία, εάν είναι απαραίτητο, μπορεί να σταματήσει τη διαδικασία. Τα συστατικά του ενεργοποιημένου συμπληρώματος παρουσιάζουν ένα ευρύ φάσμα ανοσολογικών ιδιοτήτων. Ταυτόχρονα, οι επιπτώσεις μπορεί να έχουν τόσο θετικές όσο και αρνητικές επιπτώσεις στον οργανισμό.
Κύριες λειτουργίες και εφέ του συμπληρώματος
Η δράση του ενεργοποιημένου συστήματος συμπληρώματος περιλαμβάνει:
- Λύση ξένων κυττάρων βακτηριακής και μη βακτηριακής φύσης. Πραγματοποιείται λόγω του σχηματισμού ενός ειδικού συμπλέγματος που είναι ενσωματωμένο στη μεμβράνη και κάνει μια τρύπα σε αυτήν (τρυπάει).
- Ενεργοποίηση αφαίρεσης ανοσοσυμπλεγμάτων.
- Opsonization. Τα συστατικά του συμπληρώματος που προσκολλώνται στις επιφάνειες των στόχων τα καθιστούν ελκυστικά για τα φαγοκύτταρα και τα μακροφάγα.
- Ενεργοποίηση και χημειοτακτική έλξη λευκοκυττάρων στην εστία της φλεγμονής.
- Σχηματισμός αναφυλοτοξινών.
- Διευκόλυνση της αλληλεπίδρασης αντιγονοπαρουσιαζόντων και Β-κυττάρων με αντιγόνα.
Έτσι, το συμπλήρωμα έχει μια πολύπλοκη διεγερτική δράση σε ολόκληρο το ανοσοποιητικό σύστημα. Ωστόσο, η υπερβολική δραστηριότητα αυτού του μηχανισμού μπορεί να επηρεάσει αρνητικά την κατάσταση του σώματος. Οι αρνητικές επιπτώσεις του συστήματος συμπληρώματος περιλαμβάνουν:
- Χειρότερη πορεία αυτοάνοσων νοσημάτων.
- Σηπτικές διεργασίες (υπόκεινται σε μαζική ενεργοποίηση).
- Αρνητική επίδραση στους ιστούς στο επίκεντρο της νέκρωσης.
Ελαττώματα στο σύστημα του συμπληρώματος μπορεί να οδηγήσουν σε αυτοάνοσες αντιδράσεις, π.χ. βλάβη στους υγιείς ιστούς του σώματος από το δικό του ανοσοποιητικό σύστημα. Γι' αυτό υπάρχει τόσο αυστηρός έλεγχος πολλαπλών σταδίων της ενεργοποίησης αυτού του μηχανισμού.
Πρωτεΐνες συμπλήρωμα
Λειτουργικά, οι πρωτεΐνες του συστήματος συμπληρώματος χωρίζονται σε συστατικά:
- Κλασικός τρόπος (C1-C4).
- Εναλλακτική διαδρομή (παράγοντες D, B, C3b και προπερδίνη).
- Σύμπλεγμα επίθεσης μεμβράνης (C5-C9).
- Ρυθμιστική παράταξη.
Οι αριθμοί C-πρωτεΐνη αντιστοιχούν στην αλληλουχία της ανίχνευσής τους, αλλά δεν αντικατοπτρίζουν τη σειρά ενεργοποίησής τους.
Οι ρυθμιστικές πρωτεΐνες του συστήματος συμπληρώματος περιλαμβάνουν:
- Συντελεστής Η.
- C4 πρωτεΐνη δέσμευσης.
- FOOD.
- Μεμβρανική πρωτεΐνη συμπαράγοντα.
- Υποδοχείς συμπληρώματος τύπου 1 και 2.
Το C3 είναι βασικό λειτουργικό στοιχείο, αφού μετά τη διάσπασή του σχηματίζεται ένα θραύσμα (C3b), το οποίο προσκολλάται στη μεμβράνη του κυττάρου στόχου, ξεκινώντας τη διαδικασία σχηματισμού του λυτικού συμπλέγματος και πυροδοτώντας την -ονομάζεται βρόχος ενίσχυσης (μηχανισμός θετικής ανάδρασης).
Ενεργοποίηση του συστήματος συμπληρώματος
Η ενεργοποίηση συμπληρώματος είναι μια κλιμακωτή αντίδραση στην οποία κάθε ένζυμο καταλύει την ενεργοποίηση του επόμενου. Αυτή η διαδικασία μπορεί να συμβεί τόσο με τη συμμετοχή των συστατικών της επίκτητης ανοσίας (ανοσοσφαιρίνες), όσο και χωρίς αυτά.
Υπάρχουν διάφοροι τρόποι για την ενεργοποίηση του συμπληρώματος, οι οποίοι διαφέρουν ως προς την αλληλουχία των αντιδράσεων και το σύνολο των πρωτεϊνών που εμπλέκονται σε αυτό. Ωστόσο, όλοι αυτοί οι καταρράκτες οδηγούν σε ένα αποτέλεσμα - τον σχηματισμό μιας κονβερτάσης που διασπά την πρωτεΐνη C3 σε C3a και C3b.
Υπάρχουν τρεις τρόποι για να ενεργοποιήσετε το σύστημα συμπληρώματος:
- Κλασικό.
- Εναλλακτικό.
- Λεκτίνη.
Μεταξύ αυτών, μόνο το πρώτο σχετίζεται με το επίκτητο σύστημα ανοσοαπόκρισης, ενώ οι υπόλοιπες έχουν μη ειδική δράση.
Σε όλες τις οδούς ενεργοποίησης, μπορούν να διακριθούν 2 στάδια:
- Έναρξη (ή ουσιαστική ενεργοποίηση) - ενεργοποιεί ολόκληρο τον καταρράκτη των αντιδράσεων μέχρι το σχηματισμό της C3/C5-convertase.
- Cytolytic - σημαίνει σχηματισμό συμπλόκου προσβολής μεμβράνης (MCF).
Το δεύτερο μέρος της διαδικασίας είναι παρόμοιο σε όλα τα στάδια και περιλαμβάνει πρωτεΐνες C5, C6, C7, C8, C9. Σε αυτή την περίπτωση, μόνο το C5 υφίσταται υδρόλυση, ενώ το υπόλοιπο απλά προσκολλάται, σχηματίζοντας ένα υδρόφοβο σύμπλεγμα που μπορεί να ενσωματώσει και να διατρήσει τη μεμβράνη.
Το πρώτο στάδιο βασίζεται στη διαδοχική εκτόξευση της ενζυματικής δραστηριότητας των πρωτεϊνών C1, C2, C3 και C4 με υδρολυτική διάσπαση σε μεγάλα (βαριά) και μικρά (ελαφριά) θραύσματα. Οι μονάδες που προκύπτουν συμβολίζονται με μικρά γράμματα α και β. Ορισμένα από αυτά πραγματοποιούν τη μετάβαση στο κυτταρολυτικό στάδιο, ενώ άλλα ενεργούν ως χυμικοί παράγοντες της ανοσολογικής απόκρισης.
Κλασικός τρόπος
Η κλασική οδός ενεργοποίησης του συμπληρώματος ξεκινά με την αλληλεπίδραση του συμπλέγματος ενζύμου C1 με την ομάδα αντιγόνου-αντισώματος. Το C1 είναι κλάσμα 5 μορίων:
- C1q (1).
- C1r (2).
- C1s (2).
Στο πρώτο βήμα του καταρράκτη, το C1q συνδέεται με την ανοσοσφαιρίνη. Αυτό προκαλεί μια διαμορφωτική αναδιάταξη ολόκληρου του συμπλέγματος C1, η οποία οδηγεί στην αυτοκαταλυτική αυτοενεργοποίησή του και στο σχηματισμό του ενεργού ενζύμου C1qrs, το οποίο διασπά την πρωτεΐνη C4 σε C4a και C4b. Σε αυτή την περίπτωση, όλα παραμένουν προσκολλημένα στην ανοσοσφαιρίνη και, ως εκ τούτου, στη μεμβράνηπαθογόνο.
Μετά την εφαρμογή του πρωτεολυτικού αποτελέσματος, η ομάδα αντιγόνου - C1qrs προσαρτά το θραύσμα C4b στον εαυτό της. Ένα τέτοιο σύμπλοκο γίνεται κατάλληλο για σύνδεση με το C2, το οποίο διασπάται αμέσως από το C1s σε C2a και C2b. Ως αποτέλεσμα, δημιουργείται η C3-convertase C1qrs4b2a, η δράση της οποίας σχηματίζει τη C5-convertase, η οποία πυροδοτεί το σχηματισμό MAC.
Εναλλακτική διαδρομή
Αυτή η ενεργοποίηση ονομάζεται αλλιώς αδρανής, καθώς η υδρόλυση του C3 λαμβάνει χώρα αυθόρμητα (χωρίς τη συμμετοχή ενδιάμεσων), η οποία οδηγεί σε περιοδικό χωρίς αιτία σχηματισμό C3-κονβερτάσης. Μια εναλλακτική οδός πραγματοποιείται όταν δεν έχει ακόμη σχηματιστεί ειδική ανοσία στο παθογόνο. Ο καταρράκτης αποτελείται από τις ακόλουθες αντιδράσεις:
- Τυφλό υδρόλυση του C3 για να σχηματιστεί θραύσμα C3i.
- Το C3i συνδέεται με τον παράγοντα Β για να σχηματίσει το σύμπλεγμα C3iB.
- Ο δεσμευμένος παράγοντας Β καθίσταται διαθέσιμος για διάσπαση από την πρωτεΐνη D.
- Το θραύσμα Ba αφαιρείται και παραμένει το σύμπλεγμα C3iBb, το οποίο είναι η κονβερτάση C3.
Η ουσία της ενεργοποίησης του τυφλού είναι ότι στην υγρή φάση η C3-convertase είναι ασταθής και υδρολύεται γρήγορα. Ωστόσο, κατά τη σύγκρουση με τη μεμβράνη του παθογόνου, σταθεροποιείται και ξεκινά το κυτταρολυτικό στάδιο με το σχηματισμό MAC.
Οδός λεκτίνης
Η οδός της λεκτίνης είναι πολύ παρόμοια με την κλασική. Η κύρια διαφορά βρίσκεται στο πρώτοβήμα ενεργοποίησης, το οποίο πραγματοποιείται όχι μέσω αλληλεπίδρασης με ανοσοσφαιρίνη, αλλά μέσω της δέσμευσης του C1q στις τερματικές ομάδες μαννάνης που υπάρχουν στην επιφάνεια των βακτηριακών κυττάρων. Η περαιτέρω ενεργοποίηση είναι εντελώς πανομοιότυπη με την κλασική διαδρομή.
