Нормално присъстват протеини на комплемента. Активиране на мастоцитите, което води до освобождаване на хистамин, който разширява капилярите и причинява локално зачервяване при възпаление и алергични реакции; тази функция е свързана с фрагменти C5a, C3a, Ba,

Без регулация механизмидействайки на много етапи, системата на комплемента би била неефективна; неограничената консумация на неговите компоненти може да доведе до тежки, потенциално фатални увреждания на клетките и тъканите на тялото. На първия етап С1 инхибиторът блокира ензимната активност на Clr и Cls и следователно разцепването на С4 и С2. Активираният C2 издържа само кратко време и неговата относителна нестабилност ограничава живота на C42 и C423. С3-активиращият ензим на алтернативния път, C3bBb, също има кратък полуживот, въпреки че свързването на пропердин към ензимния комплекс удължава живота на комплекса.

IN серумима инактиватор на анафилатоксини - ензим, който отцепва N-терминалния аргинин от C4a, C3a и C5a и по този начин рязко намалява тяхната биологична активност. Фактор I инактивира C4b и C3b, фактор H ускорява инактивирането на C3b от фактор I, а подобен фактор, C4-свързващ протеин (C4-bp), ускорява разцепването на C4b от фактор I. Три конституционални протеина на клетъчните мембрани - PK1 , мембранен кофакторен протеин и фактор, който ускорява гниенето (FUR) - разрушават C3- и C5-конвертазните комплекси, които се образуват върху тези мембрани.

други компоненти на клетъчните мембрани- асоциирани протеини (сред които CD59 е най-изследваният) - могат да свързват C8 или C8 и C9, което предотвратява включването на мембранно атакуващия комплекс (C5b6789). Някои кръвни серумни протеини (сред които протеин S и клъстерин са най-изследваните) блокират прикрепването на комплекса C5b67 към клетъчната мембрана, свързването му с C8 или C9 (т.е. образуването на пълноценен комплекс за атака на мембраната) или по друг начин предотвратява образуването и включването на този комплекс.

Защитната роля на комплемента

Неутрализиране вируси C1 и C4 се усилват от антитела и се увеличават още повече, когато C3b е фиксиран, който се образува по класическия или алтернативния път. Следователно, комплементът е от особено значение в ранните стадии на вирусна инфекция, когато броят на антителата е все още нисък. Антителата и комплементът също ограничават инфекциозността на поне някои вируси чрез образуване на типичните комплементни "дупки", видими при електронна микроскопия. Взаимодействието на Clq с неговия рецептор опсонизира мишената, т.е. улеснява нейната фагоцитоза.

C4a, C3a и C5aсе фиксират от мастоцитите, които започват да отделят хистамин и други медиатори, което води до вазодилатация и оток и хиперемия, характерни за възпалението. Под влияние на С5а моноцитите секретират TNF и IL-1, които засилват възпалителния отговор. C5a е основният хемотактичен фактор за неутрофили, моноцити и еозинофили, способни да фагоцитизират микроорганизми, опсонизирани от C3b или неговия продукт на разцепване iC3b. По-нататъшното инактивиране на клетъчно-свързания C3b, водещо до появата на C3d, го лишава от опсонизиращата му активност, но способността му да се свързва с В-лимфоцитите се запазва. Фиксирането на C3b върху клетката-мишена улеснява нейния лизис от NK клетки или макрофаги.

C3b обвързванес неразтворими имунни комплекси ги солюбилизира, тъй като C3b, очевидно, разрушава решетъчната структура на комплекса антиген-антитяло. В същото време става възможно този комплекс да взаимодейства с C3b рецептора (PK1) на еритроцитите, които пренасят комплекса в черния дроб или далака, където се абсорбира от макрофагите. Това явление отчасти обяснява развитието на серумна болест (заболяване на имунния комплекс) при индивиди с дефицит на C1, C4, C2 или C3.

Система на комплемента

Мембранен атакуващ комплекс, причиняващ клетъчен лизис.

Система на комплемента- комплекс от сложни протеини, които постоянно присъстват в кръвта. Това е каскадна система от протеолитични ензими, предназначена за хуморална защита на организма от действието на чужди агенти, участва в осъществяването на имунния отговор на организма. Той е важен компонент както на вродения, така и на придобития имунитет.

История на концепцията

В края на 19 век е установено, че кръвният серум съдържа определен „фактор“ с бактерицидни свойства. През 1896 г. млад белгийски учен Жул Борде, който работи в института Пастьор в Париж, показва, че има две различни вещества в серума, чието комбинирано действие води до лизиране на бактериите: термостабилен фактор и термолабилен (губещ неговите свойства при нагряване на серума) фактор. Термостабилният фактор, както се оказа, може да действа само срещу определени микроорганизми, докато термолабилният фактор има неспецифична антибактериална активност. По-късно е наречен термолабилен фактор допълнение. Терминът "комплемент" е измислен от Пол Ерлих в края на 1890-те. Ерлих е автор на хуморалната теория за имунитета и въвежда много термини в имунологията, които по-късно стават общоприети. Според неговата теория клетките, отговорни за имунния отговор, имат рецептори на повърхността си, които служат за разпознаване на антигени. Сега наричаме тези рецептори "антитела" (в основата на променливия рецептор на лимфоцитите е антитяло от клас IgD, прикрепено към мембраната, по-рядко IgM. Антитела от други класове в отсъствието на съответния антиген не са прикрепени към клетките). Рецепторите се свързват със специфичен антиген, както и с термолабилния антибактериален компонент на кръвния серум. Ерлих нарича термолабилния фактор "комплемент", тъй като този компонент на кръвта "служи като допълнение" към клетките на имунната система.

Ерлих смята, че има много добавки, всяка от които се свързва със собствения си рецептор, точно както рецепторът се свързва със специфичен антиген. За разлика от това, Борде твърди, че има само един вид „допълнение“. В началото на 20 век спорът е решен в полза на Борде; Оказа се, че комплементът може да се активира с участието на специфични антитела или самостоятелно, по неспецифичен начин.

Общ изглед

Компоненти на системата на комплемента

Комплементът е протеинова система, която включва около 20 взаимодействащи си компонента: C1 (комплекс от три протеина), C2, C3, ..., C9, фактор B, фактор D и редица регулаторни протеини. Всички тези компоненти са разтворими протеини с мол. с тегло от 24 000 до 400 000, циркулиращи в кръвта и тъканната течност. Комплементните протеини се синтезират главно в черния дроб и съставляват приблизително 5% от общата глобулинова фракция на кръвната плазма. Повечето са неактивни, докато не бъдат активирани от имунен отговор (включващ антитела) или директно от нахлуващ микроорганизъм (вижте по-долу). Един от възможните резултати от активирането на комплемента е последователното свързване на така наречените късни компоненти (C5, C6, C7, C8 и C9) в голям протеинов комплекс, който причинява клетъчен лизис (литичен или мембранен атакуващ комплекс). Агрегацията на късните компоненти възниква в резултат на серия от последователни реакции на протеолитично активиране, включващи ранни компоненти (C1, C2, C3, C4, фактор B и фактор D). Повечето от тези ранни компоненти са проензими, активирани последователно чрез протеолиза. Когато някой от тези проензими се разцепи специфично, той става активен протеолитичен ензим и разцепва следващия проензим и т. н. Тъй като много от активираните компоненти се свързват здраво с мембраните, повечето от тези събития се случват на клетъчните повърхности. Централният компонент на тази протеолитична каскада е С3. Неговото активиране чрез разцепване е основната реакция на цялата верига за активиране на комплемента. C3 може да се активира по два основни начина - класически и алтернативен. И в двата случая C3 се разцепва от ензимен комплекс, наречен C3 конвертаза. Два различни пътя водят до образуването на различни C3 конвертази, но и двата се образуват в резултат на спонтанно свързване на два компонента на комплемента, активирани по-рано във веригата на протеолитичната каскада. C3 конвертазата разцепва C3 на два фрагмента, по-големият от които (C3b) се свързва с целевата клетъчна мембрана до C3 конвертазата; в резултат се образува още по-голям ензимен комплекс с променена специфичност С5-конвертаза. Тогава C5 конвертазата разцепва C5 и по този начин инициира спонтанното сглобяване на литичния комплекс от късните компоненти - от C5 до C9. Тъй като всеки активиран ензим разцепва много молекули на следващия проензим, каскадата на активиране на ранните компоненти действа като усилвател: всяка молекула, активирана в началото на цялата верига, води до образуването на много литични комплекси.

Основните етапи на активиране на системата на комплемента.

Класически и алтернативни начини за активиране на системата на комплемента.

Системата на комплемента работи като биохимична каскада от реакции. Комплементът се активира от три биохимични пътя: класически, алтернативен и лектин. И трите пътя на активиране произвеждат различни варианти на C3 конвертаза (протеин, който разцепва C3). класически начин(открит е първи, но еволюционно нов) изисква антитела за активиране (специфичен имунен отговор, адаптивен имунитет), докато алтернативаИ лектинпътищата могат да се активират от антигени без наличието на антитела (неспецифичен имунен отговор, вроден имунитет). Резултатът от активирането на комплемента и в трите случая е един и същ: C3 конвертазата хидролизира C3, създавайки C3a и C3b и предизвиквайки каскада от по-нататъшна хидролиза на елементи на системата на комплемента и събития на активиране. При класическия път активирането на C3 конвертазата изисква образуването на C4bC2a комплекса. Този комплекс се образува при разцепването на С2 и С4 от С1 комплекса. Комплексът C1 от своя страна трябва да се свърже с имуноглобулини от клас M или G за активиране.C3b се свързва с повърхността на патогените, което води до по-голям „интерес“ на фагоцитите към C3b-свързаните клетки (опсонизация). C5a е важен хемоатрактант, който помага за привличането на нови имунни клетки в зоната на активиране на комплемента. Както C3a, така и C5a имат анафилотоксична активност, като директно причиняват дегранулация на мастоцитите (като резултат освобождаване на възпалителни медиатори). C5b започва образуването на мембранно атакуващи комплекси (MACs), състоящи се от C5b, C6, C7, C8 и полимерен C9. MAC е цитолитичният краен продукт на активирането на комплемента. MAC образува трансмембранен канал, който причинява осмотичен лизис на целевата клетка. Макрофагите поглъщат патогени, белязани от системата на комплемента.

биологични функции

Сега има следните функции:

1. опсонизираща функция. Веднага след активирането на системата на комплемента се образуват опсонизиращи компоненти, които покриват патогени или имунни комплекси, привличайки фагоцити. Наличието на C3b рецептор на повърхността на фагоцитните клетки засилва тяхното прикрепване към опсонизираните бактерии и активира процеса на абсорбция. Това по-плътно прикрепване на C3b-свързани клетки или имунни комплекси към фагоцитни клетки се нарича феномен на имунното привързване.
2. Разтваряне (т.е. разтваряне) на имунни комплекси (C3b молекула). При дефицит на комплемента се развива имунокомплексна патология (подобни на SLE състояния). [SLE = системен лупус еритематозус]
3. Участие във възпалителни реакции. Активирането на системата на комплемента води до освобождаване на биологично активни вещества (хистамин, серотонин, брадикинин) от тъканни базофили (мастоцити) и базофилни кръвни гранулоцити, които стимулират възпалителния отговор (възпалителни медиатори). Биологично активни компоненти, които се образуват по време на разделянето C3И C5, водят до освобождаване на вазоактивни амини, като хистамин, от тъканни базофили (мастоцити) и кръвни базофилни гранулоцити. На свой ред това е придружено от отпускане на гладката мускулатура и свиване на капилярните ендотелни клетки и повишен съдов пермеабилитет. Фрагмент C5aи други продукти за активиране на комплемента насърчават хемотаксиса, агрегацията и дегранулацията на неутрофилите и образуването на свободни от кислород радикали. Прилагането на C5a на животни води до артериална хипотония, белодробна вазоконстрикция и повишена съдова пропускливост поради ендотелно увреждане.
   Функции на C3a:
   • действа като хемотаксичен фактор, предизвиквайки миграцията на неутрофилите към мястото на освобождаването му;
   • индуцират прикрепване на неутрофили към съдовия ендотел и един към друг;
   • активират неутрофилите, като ги карат да развият респираторен взрив и дегранулация;
   • стимулират производството на левкотриени от неутрофилите.
4. Цитотоксична или литична функция. В последния етап на активиране на системата на комплемента от късните компоненти на комплемента се образува мембранен атакуващ комплекс (MAC), който атакува мембраната на бактериална или друга клетка и я унищожава.

Активиране на системата на комплемента

класически начин

Класическият път се задейства от активирането на комплекса C1(включва една молекула C1q и по един C1r и C1s). Комплексът C1 се свързва чрез C1q с имуноглобулини от клас M и G, свързани с антигени. Hexameric C1q е оформен като букет от неотворени лалета, чиито „пъпки“ могат да се свържат с мястото на антитялото. Една единствена IgM молекула е достатъчна, за да инициира този път, активирането от IgG молекули е по-малко ефективно и изисква повече IgG молекули.

С1qсе свързва директно с повърхността на патогена, това води до конформационни промени в молекулата C1q и предизвиква активирането на две молекули на C1r серин протеази. Те разцепват C1s (също серинова протеаза). След това комплексът C1 се свързва с C4 и C2 и след това ги разцепва, за да образува C2a и C4b. C4b и C2a се свързват един с друг на повърхността на патогена, за да образуват класическия път C3 конвертаза, C4b2a. Появата на C3 конвертаза води до разделянето на C3 на C3a и C3b. C3b образува, заедно с C2a и C4b, C5 конвертазата на класическия път. C5 се разцепва на C5a и C5b.C5b остава на мембраната и се свързва с комплекса C4b2a3b.След това се свързват C6,C7,C8 и C9,които полимеризират и вътре в мембраната се появява тубул. Така се нарушава осмотичното равновесие и в резултат на тургора бактерията се пука. Класическият начин е по-точен, тъй като всяка чужда клетка се унищожава по този начин.

Алтернативен път

Алтернативен път се задейства чрез хидролиза на С3 директно върху повърхността на патогена. В алтернативния път участват факторите B и D. С тяхна помощ се образува ензимът C3bBb. Протеин P го стабилизира и осигурява дълготрайното му функциониране.Освен това PC3bBb активира C3, в резултат на което се образува C5-конвертаза и се задейства образуването на мембранно атакуващ комплекс. По-нататъшното активиране на крайните компоненти на комплемента става по същия начин, както при класическия път на активиране на комплемента. В течността в комплекса C3bBb B се заменя с фактор H и под въздействието на дезактивиращо съединение (H) се превръща в C3bi.Когато микробите навлязат в тялото, комплексът C3bBb започва да се натрупва върху мембраната. Той се свързва с C5, който се разделя на C5a и C5b. C5b остава върху мембраната. След това C6, C7, C8 и C9 се свързват.След като C9 се комбинира с C8, C9 се полимеризира (до 18 молекули са омрежени една с друга) и се образува тръба, която прониква през бактериалната мембрана, изпомпва се вода и бактерията изблици.

Алтернативният път се различава от класическия по следния начин: активирането на системата на комплемента не изисква образуването на имунни комплекси, протича без участието на първите компоненти на комплемента - С1, С2, С4. Различава се и по това, че действа веднага след появата на антигени - негови активатори могат да бъдат бактериални полизахариди и липополизахариди (те са митогени), вирусни частици, туморни клетки.

Лектинов (манозен) път на активиране на системата на комплемента

Пътят на лектина е хомоложен на класическия път на активиране на системата на комплемента. Той използва маноза-свързващия лектин (MBL), протеин, подобен на класическия път на активиране на C1q, който се свързва с манозни остатъци и други захари върху мембраната, което позволява разпознаването на различни патогени. MBL е серумен протеин, принадлежащ към групата на колекционните протеини, който се синтезира главно в черния дроб и може да активира каскадата на комплемента чрез директно свързване към повърхността на патогена.

В кръвния серум MBL образува комплекс с MASP-I и MASP-II (манан-свързваща лектин-асоциирана серинова протеаза, MBL-свързващи серинови протеази). MASP-I и MASP-II са много подобни на C1r и C1s от класическия път на активиране и може да имат общ еволюционен предшественик. Когато няколко MBL активни места се свържат със специфично ориентирани манозни остатъци върху фосфолипидния двоен слой на патогена, MASP-I и MASP-II се активират и разцепват С4 протеина на С4а и С4b, и С2 протеина на С2а и С2b. След това C4b и C2a се комбинират на повърхността на патогена, за да образуват C3 конвертаза, а C4a и C2b действат като хемоатрактанти за клетките на имунната система.

Регулиране на системата на комплемента

Системата на комплемента може да бъде много опасна за тъканите на гостоприемника, така че нейното активиране трябва да бъде добре регулирано. Повечето от компонентите са активни само като част от комплекса, докато техните активни форми могат да съществуват за много кратко време. Ако през това време те не се срещнат със следващия компонент на комплекса, тогава активните форми губят връзката си с комплекса и стават неактивни. Ако концентрацията на някой от компонентите е под прага (критичен), тогава работата на системата на комплемента няма да доведе до физиологични последствия. Системата на комплемента се регулира от специални протеини, които се намират в кръвната плазма в дори по-високи концентрации от самите протеини на системата на комплемента. Същите протеини присъстват върху мембраните на собствените клетки на тялото, като ги предпазват от атака на протеините от системата на комплемента.

Регулаторните механизми действат главно в три точки.

1. C1. Инхибиторът С1 контролира класическия и лектиновия път на активиране. Той действа по два начина: ограничава действието на C4 и C2 чрез свързване с C1r и C1s протеази и по подобен начин изключва лектиновия път чрез премахване на MASP ензимите от MBP комплекса.
2. C3 конвертаза. Животът на C3-конвертазата се намалява от ускоряващи разпада факторите. Някои от тях се намират на повърхността на собствените им клетки (например DAF и CR1). Те действат върху C3 конвертазите както по класическия, така и по алтернативния път на активиране. DAF ускорява разграждането на алтернативния път C3 конвертаза. CR1 (C3b/C4b рецептор) се намира главно на повърхността на еритроцитите и е отговорен за отстраняването на опсонизираните имунни комплекси от кръвната плазма. Други регулаторни протеини се произвеждат от черния дроб и се разтварят в кръвната плазма в неактивно състояние. Фактор I е серинова протеаза, която разцепва C3b и C4b. С4-свързващият протеин (C4BP) разцепва C4 и помага на фактор I да разцепи C4b.Фактор H се свързва с гликозаминогликани, които присъстват в собствените клетки, но не и в патогенните клетки. Този протеин е кофактор на фактор I и също инхибира активността на C3bBb.
3. C9. CD59 и хомоложният ограничаващ фактор инхибират полимеризацията на C9 по време на образуването на комплекса за атака на мембраната, предотвратявайки образуването му.

Ролята на системата на комплемента при заболяване

Системата на комплемента играе голяма роля при много заболявания, свързани с имунната система.

КОРЕСПОНДЕНТНА АКАДЕМИЯ ЗА СЛЕДДИПЛОМНО ОБРАЗОВАНИЕ

КОРЕСПОНДЕНТНА АКАДЕМИЯ ЗА СЛЕДДИПЛОМНО ОБРАЗОВАНИЕ

К. П. Кашкин, Л. Н. Дмитриева

ПРОТЕИНИ ОТ СИСТЕМАТА НА КОМПЛЕМЕНТА: СВОЙСТВА И БИОЛОГИЧНА АКТИВНОСТ (Лекция)

Катедра по имунология, Руска медицинска академия за следдипломно образование, Министерство на здравеопазването на Руската федерация, Москва

Защитата на организма от чужди агенти се осъществява с участието на много така наречени неантиген-специфични клетъчни и хуморални фактори на имунитета. Последните са представени от различни кръвни протеини и пептиди. присъства и в други телесни течности. Хуморалните антиген-специфични имунни фактори или сами имат антимикробни свойства, или са в състояние да активират други хуморални и клетъчни механизми на имунната защита на организма.

През 1894 г. V. I. Isaev и R. Pfeiffer показват, че пресният кръвен серум на имунизирани животни има бактериолитични свойства. По-късно този антимикробен серумен фактор е наречен алексин (гръцки alexo - защитава, отразява) или допълва и се характеризира като термолабилен фактор, който осигурява лизиране на микроби в имунния серум, както и лизиране на еритроцити, сенсибилизирани от антитела.

Според съвременните идеи,комплементът е система от серумни протеини, които могат да се активират в резултат на взаимодействието на някои от първоначалните компоненти на системата с комплекси антиген-антитяло или с други молекули, които активират системата.

Протеините на системата на комплемента са представени от 13 гликопротеина на кръвната плазма. Системата се регулира от седем протеина на кръвната плазма и множество протеини и рецептори, свързани с клетъчните мембрани.

В литературата системата на комплемента се обозначава с латинската буква C", докато отделните компоненти се обозначават допълнително с арабски цифри (Cl, C2, C3 и т.н.) или главни букви (фактори: B, D): субединици на комплемента, както и като продукти на разцепване или активиране на протеинови системи - допълнително с малки латински букви (например: Clq, C3a, C3b и др.);

активираните форми на компонентите на комплемента могат да бъдат обозначени с черта отгоре (Cl, C3, B и т.н.). Номерирането на компонентите С" съответства на хронологията на тяхното откриване и не винаги съвпада с последователността на участие на компонентите в реакцията на активиране на системата на комплемента.

Активирането на системата на комплемента възниква в резултат на взаимодействието на някои протеини на системата на комплемента, циркулиращи в кръвта, с активиращи агенти. Такова взаимодействие променя конформационната структура на молекулите на съответните компоненти на комплемента, така че протеиновите молекули отварят области, които могат да взаимодействат със следващите компоненти на системата, да ги фиксират и понякога да ги разделят.

Този "каскаден" тип активиране е характерен както за системата на комплемента, така и за много други кръвни протеинови системи. Когато системата на комплемента се активира, плазменоразтворимите нативни протеини на комплемента се „консумират“ и се фиксират върху различни неразтворими носители (агрегати от молекули, клетъчни повърхности и др.).

Класически път на активиране на системата на комплемента

Известни са два основни пътя на активиране на комплемента - класическият, открит първо, и алтернативният, установен по-късно. Класическият път се различава от алтернативния по това, че активирането на системата се инициира от Clq субкомпонента на комплемента в резултат на взаимодействието на Clq с Fc фрагмента на конформационно променена IgG и IgM кръв. Конформационни промени в Fc фрагменти в IgG и IgM възникват, когато тези кръвни имуноглобулини взаимодействат с антигени, както и изкуствено в резултат на термично (63 ° C, 10 минути) или химично (диазобензидин) третиране на имуноглобулини.

В зависимост от ролята, която играят отделните компоненти на комплемента в процеса на активиране и осигуряване на функцията на системата, протеините на комплемента могат да бъдат разделени на няколко блока: разпознаващи (Cl), активиращи системата (C2, C4, C3) и атакуващи клетъчните мембрани (C5, C6, C7, C8, C9). Свойствата на протеините, включени в тези блокове, са обобщени в табл. I. Активирането на системата на комплемента по класически начин започва с Clq субкомпонента на комплемента, конформационните промени в молекулите на които "задействат" този процес (фиг. 1). Clq е серумен гликопротеин, изграден от 18 полипептидни вериги от три типа: A, B и C. Вериги A, B и C от N-края на веригите се събират заедно, за да образуват шест кълбовидни глави. Самите вериги A, B и C се държат заедно чрез дисулфидни връзки, образувайки шест колагенови тройни спирали. С-терминалите на полипептидните вериги на всичките шест Clq спирали се държат заедно. Формата на молекулата Clq наподобява мекотело с шест пипала (фиг. 2). Подобно на колагена, Clq съдържа големи количества глицин, хидроксипролин и хидроксилизин. Около 8% от масата на Clq се състои от въглехидрати, сред които преобладават гликозилгалактозилните остатъци. Clq няма ензимна активност, но с помощта на своите шест колагенови филамента с три спирали - "пипала" - той взаимодейства както с комплекси от C1r, така и с Cls субкомпоненти на комплемента, циркулиращи в кръвта (участъци от нишки между глобуларните глави и централната част на Clq молекулата), и с Fc области на конформационно променени IgG и IgM молекули (глобуларни глави в свободните краища на шест Clq нишки). Изолиран от кръвта, Clr компонентът на комплемента е димер (C1Gs), дисоцииращ при рН 5,0 в две мономерни C1g молекули. Всеки C1r мономер е представен от полипептидна верига от 688 аминокиселинни остатъка. Полипептидната верига на мономера образува един домен в края на молекулата. По време на димеризацията мястото на контактно свързване на мономерите е разположено между тези домени, така че C1r3 димерът има асиметрична "X" форма. Активираният C1r2 е серинова протеаза и в конструкцията на активен

Ориз. 1. Класическият начин за активиране на системата на комплемента.

а - компоненти на комплемента във водната фаза; b- компоненти на комплемента, имобилизирани върху клетъчните мембрани; Ag - антигени на клетъчната мембрана;при- антитела къмсъответни антигени от класове IgM и IgG; МАК. - комплекс за мембранна атака.

Терминът "комплемент" е предложен за първи път от Borclet в резултат на наблюдението, че за да се реализират редица имунологични ефекти (хемолиза, бактерицидна активност), заедно с антителата, е необходим серумен фактор, който се разрушава при нагряване до + 56°C. В продължение на 70 години изучаване на комплемента е установено, че това е сложна система от 11 серумни протеина, чиято активност се регулира от поне същия брой фактори. Комплементът е система от каскадно действащи високоефективни протеази, които се активират последователно чрез разцепване или добавяне на пептидни фрагменти и в крайна сметка водят до бактериолиза или цитолиза. По отношение на сложността системата на комплемента е сравнима със системата за кръвосъсирване, с която е свързана, както и с кининовата система, чрез функционални връзки. Във филогенезата системата на комплемента се появява преди имунната система. Онтогенетично това се проявява във факта, че вече 6-седмичен плод е в състояние да синтезира отделни компоненти на системата, а от 10-та седмица може да се открие хемолитична активност на синтезираните фактори, въпреки че нормалните концентрации на всички С- компонентите се определят само през първата година след раждането. От общото количество суроватъчни протеини системата на комплемента представлява около 10%. Той е в основата на защитните сили на организма. Функционалните дефекти в системата на комплемента могат да доведат до тежки повтарящи се инфекции и патологични състояния, дължащи се на имунни комплекси. Съществува пряка функционална връзка между системата на комплемента и фагоцитната система, тъй като директното или медиирано от антитяло свързване на компонентите на комплемента с бактериите е необходимо условие за фагоцитоза (опсонизация на микроорганизми). Комплементът е доминиращият хуморален компонент на възпалителния отговор, тъй като неговите продукти са хемотаксини и анафилактоксини, които имат изразен ефект върху фагоцитите, метаболизма и системата за коагулация на кръвта. По този начин комплементът се счита за важен елемент от резистентната система, както и за ефективен компонент на хуморалния имунитет. В допълнение, системата на комплемента включва важни фактори в регулацията на имунния отговор.

Синтез и метаболизъм на С-фактори. Образуването на С-фактори се извършва главно в черния дроб, костния мозък и далака. Специално място заема С1, който очевидно се синтезира в епитела на тънките черва. Макрофагите играят решаваща роля в синтеза на компонентите на комплемента, отразявайки тясната филогенетична връзка между тези две системи. Постоянното използване на С-факторите в организма и високото ниво на техния катаболизъм определят необходимостта от непрекъснатия им синтез, като скоростта на синтез е сравнително висока. За С3, например, на всеки час се синтезират 0,5-1,0 mg протеин на 1 kg телесно тегло. Както активирането, така и инхибирането, както и консумацията и синтезът са в лабилно равновесие. В същото време серумните концентрации на отделни фактори, от една страна, и съдържанието на фрагменти и продукти на разцепване, от друга страна, позволяват да се оцени състоянието и нивото на активиране на цялата система.

С-факторите обикновено се състоят от няколко полипептидни вериги. С3, С4 и С5 се синтезират под формата на единична полипептидна верига, в резултат на протеолитично разцепване на която се образуват или С3 и С5, или само С4. С1 и С8 полипептидните вериги се синтезират отделно. Глюкозилирането се извършва непосредствено преди секрецията и е необходима предпоставка за този процес.

Намаляване на синтеза на компонентите на комплемента се наблюдава при тежко чернодробно заболяване, уремия и употребата на високи концентрации на кортикостероиди, засягащи главно С3, С4 и С5. Намалена серумна концентрация на С3 също се определя при хронична имунокомплексна патология поради активирането на алтернативен път с повишена консумация на този компонент. В същото време може да настъпи намаляване на синтеза на този компонент, което показва наличието на отрицателна обратна връзка за регулирането на неговия синтез чрез C3d.

Механизми на активиране на системата на комплемента. Активирането след началния етап може да се развие в няколко посоки:

Класически път на активиране на комплемента, започващ от С1;

Алтернативен път на активиране на комплемента, започващ от C3;

Специфично активиране на комплемента с образуването на различни продукти на разцепване.

I. Класическият начин за активиране на системата на комплемента. Класическият път на активиране на комплемента е имунологично медииран процес, иницииран от антитела. Имунологичната специфичност се осигурява от взаимодействието на антитела с антигени на бактерии, вируси и клетки. Реакцията антиген-антитяло е свързана с промяна в конфигурацията на имуноглобулина, което води до образуване на място за свързване за Clq върху Fc фрагмента близо до шарнирната област. Имуноглобулините могат да се свързват с C1. С1 активирането се случва изключително между два Fc фрагмента. Следователно каскадата на активиране може да бъде индуцирана дори от една IgM молекула. В случай на IgG антитела е необходима близост на две молекули на антитела, което налага сериозни ограничения върху плътността на антигенните епитопи. В това отношение IgM е много по-ефективен инициатор на цитолиза и имунна опсонизация от IgG. Количествено тази оценка съответства на стойност от 800:1. Самият процес на активиране на комплемента може да бъде разделен на определени етапи:
1- разпознаване на имунни комплекси и образуване на С1;
2 - образуване на С3-конвертаза и С5-конвертаза;
3 - образуване на термостабилен комплекс C5b, 6.7;
4 - перфорация на мембраната.

Перфорация на мембраната. Всеки образуван C5b, 6,7 комплекс, независимо от мембранното свързване или S-протеиновото екраниране, се свързва с 1 C8 молекула и 3 C9 молекули. Свободният комплекс C5b-C9 действа хемолитично, докато комплексът с S-протеина няма този ефект. Два свързани с мембраната C5b-C9 комплекса образуват пръстенна двойка в мембраната, което води до рязка промяна на осмотичното налягане в клетката. Ако еритроцитите са силно чувствителни към образуването на такъв мембранен дефект, тогава ядрените клетки са способни да поправят дефекти от този тип и имат известна устойчивост на атака на комплемента. В тази връзка определящият фактор при взаимодействието на комплемента с мембраната е общият брой Clg молекули, свързани с клетката, който зависи от броя и класа на антителата, свързани с клетката. Сред бактериите има видове, които са устойчиви на действието на комплемента. В този случай решаващ е ефектът от опсонизацията на микроорганизмите с последваща фагоцитоза. Лизозимът играе роля в комплементната атака на Грам-отрицателни бактерии. Някои характеристики на активирането на комплемента следват от общи модели и се определят от първоначалното активиране на С1 от разтворими или утаени имунни комплекси. Реакцията протича по идентичен начин до образуването на комплекс C5b, 6,7, което води до производството на хемотаксични фактори и анафилатоксини. Подобни процеси възникват при интравенозно приложение на агрегирани IgG. Клиничните прояви в този случай могат да варират от серумна болест до анафилактичен шок. Комбинацията от Fc фрагменти с адхезивни компоненти C5b, 6,7 в състава на разтворими имунни комплекси може да доведе до тяхното отлагане върху ендотелните клетки и свързване с кръвни клетки, причинявайки редица системни лезии. Такива имунокомплексни механизми създават основата за алергични реакции тип III, каскада от реакции на активиране на комплемента, лавинообразно участие на компоненти на комплемента в реакцията с увеличаване на броя на фармакологично активните фрагменти.

Алтернативен път за активиране на комплемента. При алтернативен път на активиране на комплемента факторите С1, С4, С2 не участват в реакциите. Активирането започва, когато C3 се разцепи на C3a и C3b фрагменти. По-нататъшният ход на процеса е идентичен с класическия път.

Pillemer първи описва Mg+ зависимата "пропердин система", в която С3 се активира от зимозан (полизахарид) без участието на антитела. Други неразтворими полизахариди също могат да действат като активатори (инулин, декстран с високо молекулно тегло), в допълнение, бактериални ендотоксини, агрегирани IgG4, IgA и IgE, имунни комплекси с F фрагменти, протеази (плазмин, трипсин), фактор на отровата на кобра, C3b могат да служат като активатори.. В алтернативния път на активиране действат две C3 конвертази. C3Bb има малка активност и се появява, когато C3 взаимодейства с B, D и пропердин. C3Bb премахва малко количество C3b, което води до образуването на силно активна C3b конвертаза, резултатът от която е C3b. Има положителна обратна връзка, която значително засилва реакцията. Потискането на такова спонтанно усилване се извършва от C3b-INA, който инхибира C3b, образуван в разтворима форма. Отровният фактор на Cobra е функционален и структурен аналог на C3b, но не се инхибира от C3b-INA. Ендотоксините и полизахаридите активират пропердина и по този начин създават условия за свързване и стабилизиране на C3b, който се инхибира от C3b-INA само в свободно състояние. Определящата стъпка в алтернативния път на активиране е образуването на C3b, който се прехвърля към активираната повърхност. Процесът започва със свързването на C3b към B, като тази стъпка зависи от присъствието на Mg2+. C3bB се активира от D до C3b Bb комплекса. Пропердин свързва C3b и по този начин стабилизира спонтанно дисоцииращия Bb комплекс. Специфичен инхибитор на алтернативния път е B1H. Той се конкурира с фактор B за C3b връзката, като го измества от C3bB комплекса и прави C3b достъпен за C3b-INA действие. Цитолитичната активност на алтернативния път се определя изцяло от свойствата на обвивката на микроорганизмите и клетъчната мембрана. Гликопротеините и гликолипидите, съдържащи крайни остатъци от сиалова киселина, правят мембраната устойчива на действието на комплемента, активиран чрез алтернативния път, докато лечението с невраминидаза премахва тази резистентност и прави клетките силно чувствителни. Сиаловите киселини играят важна роля в устойчивостта на микроорганизмите. Повечето бактериални видове не съдържат сиалови киселини в обвивката си, но много патогенни видове съдържат. Антителата могат да променят повърхностните свойства и по този начин да повишат чувствителността на мишените към комплемента. Важна стъпка в повърхностното активиране е свързването на пропердин, което води до рецептор с висок афинитет за C3b и в същото време се образува стабилен C3Bb комплекс. В тази връзка има два вида активатори на алтернативен път: 1) пропердин-зависими активатори (полизахариди, ендотоксини, антитела); 2) независими от свойствата активатори (фактор на отровата на кобрата, протеази).

C5-конвертазата на алтернативния път на активиране е резултат от свързването на C3b към C3Bb комплекса като част от механизма на амплификация и последващият ход на процеса съответства на класическия път на активиране.

Алтернативното активиране на комплемента е важен компонент на системата за неспецифична резистентност към бактерии, вируси и едноклетъчни микроорганизми. Преходът от неспецифична защита към реакции, медиирани от антитяло, става плавно или и двата процеса протичат паралелно. Като патогенетична връзка алтернативното активиране на комплемента участва в много заболявания. Примери за това са:
- мембранопролиферативен нефрит с хипокомплементемия;
- остър гломерулонефрит след стрептококова инфекция;
- нефрит със СЛЕ;
- заболяване на гълъбовъдите;
- гъбични инфекции;
- септицемия с шок, причинен от ендотоксини;
- нощна пароксизмална хемоглобинурия;
- частична липодистрофия.

Алтернативен път се наблюдава също в някои случаи на активиране на комплемента по класическия път. При нефрит се открива факторът C3NeF, който е комплекс от автоантитела с C3bBb, устойчив на действието на p1H и функциониращ като C3 конвертаза. Ендотоксините, дължащи се на липид А, са ефективни активатори не само на алтернативния път на активиране на комплемента, но и на коагулационната система, както и на кининовата система. Решаваща роля за това има активирането на фактор XII.

Неспецифично активиране на комплемента. Неспецифичното активиране на комплемента може да се извърши от протеази (трипсин, плазмин, каликреин, лизозомни протеази и бактериални ензими) на всяка стъпка от С1 до С5. Първоначално активираният фактор е много по-ефективен от индуциращата протеаза и когато се активира в течната фаза, активирането може да започне в няколко процеса едновременно. Възникват анафилатоксини, които освен хемолитичния ефект дават пълна картина на шока при остър панкреатит и тежки инфекции. Неспецифичното активиране е един от компонентите на острото възпаление.

Механизми на регулиране на системата за активиране на комплемента

аз Инхибиторни механизми. Всяка стъпка от каскадата на активиране на комплемента е в равновесие с инактивирано състояние. Изразените фармакологични ефекти на продуктите за активиране изискват регулиране на различни нива.

Ограничаващият фактор в системата за активиране на класическия път е С2, който присъства в най-ниска концентрация.

Друга ограничаваща група фактори е необходимостта от взаимодействие на Clq с два Fc фрагмента на антитела и възможността за достъп до получените места на свързване за активатори и реакционни субстрати (C2a, C4b, C3b и т.н. до C9). Нестабилността на C2a, C4b, C5b и Bb в течната фаза предотвратява неограниченото развитие на реакцията и определя концентрацията на процеса върху активираната повърхност. Описани специфични инхибитори за Clr, Cls, C4b, C2, C3b, C6, C5b-6-7, Bb, C3a и C5a.

II. Механизми за стимулиране. Най-важният механизъм за усилване на активирането на комплемента е положителната обратна връзка, в резултат на което появата на C3b води до значително ускоряване на образуването на този продукт на активиране. Активираният пропердин стабилизира Bb. По подобен начин се реализира ефектът на патологичните автоантитела.

Биологични ефекти на системата на комплемента

аз Цитолиза и бактерицидно действие. Цитолизата и бактерицидната активност могат да бъдат предизвикани, както следва:
- имунна цитолиза, дължаща се на IgM и IgG антитела;
- CRP (С-реактивен протеин) - връзка с последващо активиране на комплемента;
- директно активиране на пропердин чрез алтернативен път на активиране от клетки и бактерии;
- странични ефекти при реакция на имунни комплекси;
- участие на активирани фагоцити.

II. Образуване на анафилатоксини. Терминът "анафилатоксин" е въведен за първи път от Фридбергер. В този случай имахме предвид C3a фрагмента и C5a фрагмента, които се свързват със съответните рецептори на клетъчната мембрана и имат подобни фармакологични ефекти:
- освобождаване на хистамин и други медиатори от мастоцитите и базофилите (C5a е по-ефективен от C3a);
- свиване на гладките мускули и въздействие върху микроциркулацията (C3a е по-ефективен от C5a);
- активиране на фагоцити и секреция на лизозомни ензими (ефективността на C3a и C5a е сравнима).

Неутрализиране на вируси. Системата на комплемента е важен фактор за естествената устойчивост срещу вирусна инфекция. Някои РНК-съдържащи онкогенни вируси са способни директно да свързват Clq. Класическото активиране на комплемента в този случай води до лизиране на инфекциозния агент. Някои други вируси взаимодействат с комплемента чрез CPB. В допълнение, комплементът е в състояние да инактивира вируса, намиращ се в разтворимия имунен комплекс, което води до неговата опсонизация и фагоцитоза.

Антивирусното действие на комплемента се дължи на следните процеси:
- лизиране на вируса поради фрагменти от С1 до С9;
- агрегация на вируса поради имунни конглутинини;
- опсонизация и фагоцитоза;
- блокиране на вирусни лиганди за съответните рецептори на клетъчната мембрана;
- блокиране на проникването на вируса в клетката.

Сам по себе си комплементът не е в състояние да инактивира клетката, засегната от вируса.

Унищожаване на имунни комплекси. Появата на имунни комплекси, съдържащи антитела от класове IgG и IgM, е свързана с постоянно активиране на комплемента. Активираните компоненти на комплемента се свързват с компонентите на имунните комплекси, включително антитела и антигени, като по този начин предотвратяват образуването на големи агрегати, дължащи се на стерични ефекти. Тъй като активирането на комплемента е свързано с появата на протеазна активност, настъпва частично разхлабване и разцепване на образуваните агрегати. Отстраняването на продуктите на разпадане от кръвния поток се извършва чрез опсонизация с помощта на имунофагоцитоза и имуноендоцитоза и следователно достъпът до свързване с клетъчни рецептори, свързани с комплекси C3b, играе важна роля. Отложените в тъканите имунни комплекси също се отстраняват чрез фагоцитоза, като плазминът и лизозомните ензими играят значителна роля в този процес.

Комплемент, кръвосъсирване и кининова система. Комплементът, системата за кръвосъсирване и кининовата система са тясно свързани функционално. Говорим за сложен набор от механизми, активирането на всеки от които води до активиране на целия комплекс. Това ясно се вижда в индуцираната от ендотоксин реакция на Sanarelli-Schwartzmann и състояния, причинени от имунни комплекси. Каликреинът, плазминът и тромбинът активират C1 и разцепват C3, C5 и фактор B. Фактор XIIA може също да активира C1, като C1 се разцепва първо от плазмин, а след това продуктите на разцепване се използват от каликреин и фактор XIIA. Активирането на тромбоцитите се осъществява чрез взаимодействието на С3, фактор В, пропердин, фибриноген и тромбин. Активираните макрофаги и фагоцити са важни източници на тъканни протеази и тромбопластин при всички видове възпаления. Активирането и на трите системи става чрез активирането на фактор XII (фактор на Хагеман). От друга страна, C1 = 1NH инхибира както каликреин, така и фактор XIIA. Същият ефект имат и протеазните инхибитори - антитрипсин, макроглобулин и антихимотрипсин. В резултат на това се формира система със сложна динамика, която може не само да изпълнява защитни функции, но и да участва в патологични процеси.

Комплемент и Т-клетъчно-медиирани имунни отговори. Системата на комплемента има регулаторен ефект както върху Т-системата, така и върху В-лимфоцитите, като С3 фрагментите, фактор В и В1Н действат като основни медиатори. Мембранно-свързани фактори и компоненти на комплемента C5, C6, C7, C8 и C9 бяха открити върху цитотоксични лимфоцити (CTL). От друга страна, изследването на CTL целевите клетки с помощта на електронен микроскоп показа, че в областта на междуклетъчния контакт се определят структури, подобни на пори, образувани под действието на факторите на системата на комплемента върху мембраната.

Диагностична стойност на системата на комплемента. Оценката на системата на комплемента има за цел да отговори на следните практически въпроси:
- Участват ли в патогенезата на заболяването активирани компоненти на системата на комплемента?
Има ли някакви дефекти в системата на комплемента?

За да се отговори на тези въпроси, общата активност на комплемента първо се определя с помощта на еритроцити на овен и инактивиран антисерум. Като източник на комплемент тест серумът се използва в серийни разреждания и се определя титърът, съответстващ на 50% хемолиза. Резултатите се изразяват в единици CH50. Заешките еритроцити могат директно да активират алтернативен път на активиране на комплемента, като в този случай активността на изследвания серум се измерва в единици AP 50. При остра и прогресивна консумация на комплемент, както и при неговите дефекти, се наблюдава намаляване на активността на комплемента . За откриване на дефект в даден фактор се използват серуми, които не съдържат изследвания фактор, които се добавят към тестовата проба. Използва се и имунохимично определяне на отделни компоненти на системата на комплемента (ракетна електрофореза и радиална имунодифузия), но този подход не може да замени функционалните тестове, тъй като функционално неактивните анормални протеини и неактивните продукти на разцепване могат да доведат до погрешни определяния. Всички тестови проби трябва да се съхраняват при -70 °C до употреба. Изследването на потреблението на комплемента може да се извърши с помощта на методи за радиоимуноанализ и ензимен имуноанализ за определяне на продуктите на разцепване на C3, C4 и B. От особено значение е количествената RIA за определяне на концентрацията на C5a, която е индикатор за анафилактични реакции. При идентифициране на първични и вторични дефекти на комплемента се препоръчва да се използва следната изследователска програма:
- определяне на CH50 и евентуално AP50 за скрининг;
- количествено определяне на C4 и C3 за изясняване на ролята на класическите и алтернативните пътища на активиране;
- подробен анализ на Clq, C5, P и други фактори.

В острата фаза на възпалението, при тумори и по време на следоперативния период се повишава активността на комплемента.

Комплемент при заболявания на имунната система. Системата на комплемента играе важна роля при алергични заболявания тип II (цитотоксични антитела) и тип III (имунокомплексна патология, феномен на Arthus). Ролята на комплемента се потвърждава от следните данни:
- изразена консумация на комплемент (CH50 е намален, активността и концентрацията на факторите са под нормата);
- появата на продукти на разграждане на компоненти в серума (C4a, фрагменти C3, C5a);
- определени чрез имунохистохимичен анализ на специфични антитела (анти-С3, анти-С4 и др.) комплементни отлагания в тъканите;
- производство на цитотоксични антитела;
- доказателства за хронично повишена консумация на комплемент.

Типични примери са следните заболявания:
- остри вирусни инфекции (особено често ефектите на имунните комплекси се проявяват при рубеола, морбили, хепатит В, инфекция с ECHO вируса);
- остри бактериални инфекции (активиране на комплемента от имунни комплекси при стрептококови инфекции, например при скарлатина; активиране на алтернативния път при инфекция с грам-отрицателни микроорганизми или ендотоксин);
- гломерулонефрит;
- автоимунна хемолитична анемия;
имунна тромбоцитопения;
- системен лупус еритематозус;
- предизвикано от антитела отхвърляне на присадката;
- ревматоиден артрит;
- серумна болест;
- криоглобулинемия, амилоидоза, плазмоцитом.

При всички тези заболявания оценката на комплемента не е напълно информативна, нито пък при широк спектър от хронични заболявания. Въпреки това, изследването на тази система ни позволява да направим заключение за индивидуалната динамика на хода на заболяването. Изследването на комплемента е задължително, ако има анамнеза за чести бактериални инфекции поради възможност за генетично обусловени аномалии. Това важи и за SLE, който често се свързва с вродени дефекти на системата на комплемента.

26.1. Обща концепция
Комплементът е сложен протеинов комплекс в кръвния серум.
А. Системата на комплемента се състои от 30 протеина (компоненти или фракции на системата на комплемента).
Б. Системата на комплемента се активира поради каскаден процес: продуктът от предишната реакция действа като катализатор за последващата реакция. Освен това, когато се активира фракцията на компонента, в първите пет компонента се получава неговото разделяне. Продуктите от това разцепване се наричат ​​активни фракции на системата на комплемента.
1. Най-големият от фрагментите (обозначен с буквата b), образуван по време на разцепването на неактивната фракция, остава на клетъчната повърхност - активирането на комплемента винаги се случва на повърхността на микробната клетка, но не и върху собствените й еукариотни клетки. Този фрагмент придобива свойствата на ензим и способността да действа върху следващия компонент, като го активира.
2. По-малкият фрагмент (обозначен с буквата а) е разтворим и "оставя" в течната фаза, т.е. в кръвния серум.
Б. Фракциите на системата на комплемента се обозначават по различен начин.
1. Девет - открити първи - протеини от системата на комплемента се обозначават с буквата C (от английската дума complement) със съответния номер.
2. Останалите фракции на системата на комплемента се обозначават с други латински букви или техните комбинации.
D. Стойността на комплемента за макроорганизма е голяма и разнообразна (за повече подробности вижте раздел 26.6).
1. Част от активните фракции на системата на комплемента са протеазите.
2. Някои – свързват се с комплекса антиген-антитяло (имунен комплекс).
3. Други - активират мастоцитите и свързаните с тях съдови възпалителни реакции.
4. И накрая, част от фракциите на комплемента перфорират мембраните на бактериалните клетки.

26.2. Пътища за активиране на комплемента
Има три пътя на активиране на комплемента: класически, лектин и алтернативен.
А. Класическият път на активиране на комплемента е основният. Участието в този път на активиране на комплемента е основната функция на антителата.

Фигура 26.2-2. Диаграма на класическия път на активиране на комплемента

1. Активирането на комплемента по класически начин се задейства от имунния комплекс: комплекс от антиген с имуноглобулин (клас G - първите три подкласа - или М). Мястото на антитялото може да бъде "заето" от С-реактивен протеин - такъв комплекс активира и комплемента по класическия път.
2. Класическият начин за активиране на комплемента се извършва по следния начин (фиг. 26.2-1).
А. Първо се активира C1 фракцията: тя се събира от три субфракции (C1q, C1r, C1s) и се превръща в ензима C1-естераза (C1qrs).
b. С1-естераза разцепва С4 фракцията.
V. Активната C4b фракция се свързва ковалентно с повърхността на микробните клетки (но не и със собствените еукариотни клетки на макроорганизма) и тук прикрепя C2 фракцията към себе си.
г. Фракцията C2 в комплекс с фракцията C4b се разцепва от C1-естераза, за да се образува активната фракция C2b.
д. Активни фракции C4b и C2b в един комплекс - C4bC2b - с ензимна активност. Това е така нареченият класически път C3 конвертаза.
д. C3 конвертазата разцепва C3 фракцията, произвеждайки големи количества от активната C3b фракция.
и. Активната фракция на C3b се присъединява към комплекса C4bC2b и го превръща в C5-конвертаза (C4bC2bC3b).
ч. C5 конвертазата разцепва C5 фракцията.
И. Получената активна фракция C5b добавя фракция C6.
й. Комплексът C5bC6 свързва фракцията C7.
л. Комплексът C5bC6C7 е включен във фосфолипидния двоен слой на мембраната на микробната клетка.
м. Към този комплекс се присъединява протеин С8.
н. Намирайки се заедно с целия комплекс във фосфолипидния двоен слой на мембраната на микробната клетка, протеинът С8 катализира полимеризацията на 10-16 молекули на протеина С9. Този полимер образува непопадаща пора с диаметър около 10 nm в мембраната на микробна клетка (Фигура 26.2-2), което води до лизиране на микроба (тъй като на повърхността му се образуват много такива пори - „активността“ ” от една единица C3-конвертаза води до появата на около 1000 пори). Комплексът C5bC6C7C8C9, получен в резултат на активиране на комплемента, се нарича мембранен атакуващ комплекс (MAC).

Б. Лектиновият път на активиране на комплемента се задейства от комплекс от нормален кръвен серумен протеин, манан-свързващия лектин (MBL), с въглехидрати от повърхностните структури на микробните клетки (с остатъци от маноза). Свързаната с MSL серинова протеаза, активирана в резултат на този процес, действа подобно на C1-естеразата на класическия път, по който всъщност се развиват по-нататъшни събития, завършващи с образуването на MAC (фиг. 26.2-3).
C. Алтернативният път на активиране на комплемента (фиг. 26.2-4) започва с ковалентното свързване на активната C3b фракция - която винаги присъства в кръвния серум в резултат на спонтанното разцепване на C3 фракцията, което постоянно се случва тук - с повърхностните молекули не на всички, но на някои микроорганизми.

1. По-нататък събитията се развиват по следния начин.
А. C3b свързва фактор B (който е структурно и функционално хомоложен на фактор C2), за да образува комплекс C3bB.
b. Когато се свърже с C3b, фактор B действа като субстрат за фактор D (серумна серинова протеаза), който го разцепва, за да образува активния C3bBb комплекс. Този комплекс има ензимна активност, структурно и функционално е хомоложен на класическия път C3 конвертаза (C4bC2b) и се нарича алтернативен път C3 конвертаза.
V. Самата C3 конвертаза по алтернативен път е нестабилна. За да може алтернативният път на активиране на комплемента да продължи успешно, този ензим се стабилизира от фактор Р (пропердин).
г. Това, което се случва след това, е подобно на класическия път на активиране на комплемента.
1. Произвежда се много C3b и се образува комплексът C3bBbC3b, който е C5-конвертаза.
2. Активирането на C5 води до образуването на мембранен атакуващ комплекс (вижте раздели 26.2.A.2.i - 26.2.A.2.n).
2. Основната функционална разлика на алтернативния път на активиране на комплемента в сравнение с класическия е бързият отговор на патогена: тъй като не е необходимо време за натрупване на специфични антитела и образуване на имунни комплекси.
Г. Важно е да се разбере, че както класическият, така и алтернативният път на активиране на комплемента действат паралелно, усилвайки (т.е. усилвайки) взаимно. С други думи, комплементът се активира не „или от класическия, нито от алтернативния“, а чрез „както от класическия, така и от алтернативния“ път на активиране. Това, с добавянето на пътя на активиране на лектин, е единичен процес (вижте Фиг. 26.2-5), различните компоненти на който могат просто да се проявят в различна степен.

26.3. Анафилотоксини
Активните фракции на комплемента C3a и C5a се наричат ​​анафилотоксини, тъй като те участват, наред с други неща, в алергична реакция, наречена анафилаксия (вижте по-долу). Най-силният анафилотоксин е C5a.
А. Анафилотоксините действат върху различни клетки и тъкани на макроорганизма.
1. Действието им върху мастоцитите предизвиква дегранулация на последните.
2. Анафилотоксините действат и върху гладките мускули, като ги карат да се свиват.
3. Действат и върху съдовата стена: предизвикват активиране на ендотела и повишават неговата пропускливост, което създава условия за екстравазация на течност и кръвни клетки от съдовото русло при развитие на възпалителна реакция.
Б. Освен това анафилотоксините са имуномодулатори, т.е. действат като регулатори на имунния отговор.
1. C3a действа като имуносупресор (т.е. потиска имунния отговор).
2. C5a е имуностимулант (т.е. засилва имунния отговор).

26.4. Рецептори за компоненти на комплемента
Фракциите на комплемента могат да повлияят на клетките на макроорганизма само ако последните имат съответните рецептори.
А. Фагоцитите имат рецептор за C3b. Този рецептор предизвиква по-голяма активност на фагоцитите по отношение на опсонизираните микроби (а именно тези от тях, на чиято повърхност има C3b фракция).
B. Еритроцитите имат специфични рецептори за C3b и C4b фракции. С тези рецептори еритроцитите свързват съответните фракции на комплемента в състава на циркулиращите имунни комплекси (CIC) и транспортират тези комплекси до макрофагите на далака и черния дроб, които ги разрушават, като по този начин извършват клирънс (т.е. пречистване) на кръвта от CIC.
В. Рецепторите за C5a фракцията са локализирани върху мастоцитите, чрез които този анафилатоксин активира тези клетки и предизвиква тяхната дегранулация.
D. Макрофагите имат същия рецептор, поради което C5a фракцията също активира тези клетки.

26.5. Регулиране на системата на комплемента
Обикновено, при липса на патоген във вътрешната среда на макроорганизма, нивото на спонтанна активност на системата на комплемента е ниско. Каскадният механизъм на активиране на комплемента се „задейства“ от активатори, а регулирането на неговата работа по типа „обратна връзка“ се задейства от инхибитори, без които всеки епизод на активиране би завършил с пълно изтощение на цялата система.
А. Активаторите на системата на комплемента са молекулни комплекси, разположени на повърхността на микроорганизма и задействащи процеса на активиране на комплемента по един или друг начин. Те вече бяха споменати по-горе (вижте раздел 26.2).
1. Два комплекса действат като активатори на класическия път на активиране на комплемента.
А. Имунен комплекс (комплекс антиген-антитяло).
b. Комплекс от антиген с С-реактивен протеин.
2. Активаторът на лектиновия път на активиране на комплемента е комплексът от нормален кръвен серумен протеин - манан-свързващ лектин (MBL) - с въглехидрати на повърхностните структури на микробните клетки (а именно с остатъци от маноза).
3. Два комплекса действат като активатори на алтернативния път на активиране на комплемента.
А. Комплексът (в резултат на ковалентно свързване) на активната фракция C3b - който винаги присъства в кръвния серум в резултат на спонтанното разцепване на фракцията C3, което постоянно се случва тук - с повърхностните молекули на не всички, но някои микроорганизми .
b. Имуноглобулини от класове А и Е се агрегират на повърхността на микроба.
Б. Инхибиторите на системата на комплемента са локализирани в кръвния серум или върху клетъчната мембрана.
1. Пет протеина са локализирани в кръвния серум - инхибитори на системата на комплемента.
А. C1 инхибиторът (C1inh) инактивира активната фракция на C1qrs (т.е. C1 естераза).
b. С4 свързващият протеин (C4BP) прави фактор C4b достъпен за разграждане от фактор I.
V. Фактор H - прави фактор C3b достъпен за разграждане от фактор I.
г. Фактор I разцепва C3b (в комплекс с фактор H) и C4b (в комплекс с C4BP).
д. Протеин S се свързва с комплекса C5bC6C7 и предотвратява по-нататъшното образуване на комплекса за атака на мембраната.
2. Клетките на бозайниците (и съответно човешките) съдържат три протеина - инхибитори на системата на комплемента.
А. DAF (ускоряващ разпада фактор) инактивира C4bC2b (тъй като се свързва с C4b вместо със C2).
b. MCP (кофактор на мембранна протеолиза) прави фактор C3b достъпен за разграждане от фактор I.
V. Протектин (наричан също молекула CD59) инактивира протеините на комплекса за атака на мембраната (предотвратява С-медииран лизис на собствените клетки)

26.6. Функции на системата на комплемента
Системата на комплемента играе много важна роля в защитата на гостоприемника срещу патогени.
А. Системата на комплемента участва в инактивирането на микроорганизмите, вкл. медиира действието на антителата върху микробите.
Б. Активните фракции на системата на комплемента активират фагоцитозата.
В. Активните фракции на системата на комплемента участват във формирането на възпалителния отговор.

26.7. Определяне на активността на системата на комплемента
За определяне на активността на комплемента в съвременните имунологични лаборатории се използват реакцията на хемолиза и ензимен имуноанализ (ELISA), които заменят реакцията на радиална имунодифузия на Манчини.
A. Тестът за хемолиза се използва за определяне на титъра на комплемента и за измерване на общата активност на системата на комплемента.
1. Титърът на комплемента се определя като максималното разреждане на кръвния серум, което причинява лизис на овчи еритроцити, натоварени с антиеритроцитни антитела (така наречената хем система).
2. Под общата активност на системата на комплемента се разбира количеството комплемент, което осигурява лизиране на 50% от еритроцитите на хемовата система (означава се като CH50).
B. ELISA се използва за определяне на серумната концентрация на отделните компоненти на системата на комплемента (C1q, C1s, C2, C3, C4, C5, C6, C7, C8, C9, пропердин, фактор B, C1 инхибитор). Преди това концентрацията на най-функционално важните фракции на системата на комплемента (по-често С3 и С4) се определяше с помощта на имунодифузионната реакция на Манчини, но в съвременните лаборатории, оборудвани с анализатори ELISA, за тази цел се използва ензимен имуноанализ, който значително разшири възможности за оценка на функционалното състояние на пациента, неговата система на комплемента.