Білки системи комплементу у нормі містяться. Активацію опасистих клітин, внаслідок чого виділяється гістамін, що розширює капіляри та викликає локальне почервоніння при запаленні та алергічних реакціях; ця функція пов'язана з фрагментами С5а, С3а,

Без регуляторних механізмів, що діють на багатьох етапах, система комплементу виявилася б неефективною; необмежене витрачання її компонентів могло б призвести до тяжких, потенційно смертельних ушкоджень клітин та тканин організму. На першому етапі інгібітор С1 блокує ферментативну активність Clr та Cls і, отже, розщеплення С4 та С2. Активований С2 зберігається лише короткий час, та її відносна нестабільність обмежує час існування С42 і С423. Активуючий СЗ фермент альтернативного шляху, С3bВb, також має короткий час напіввиведення, хоча зв'язування пропердину ферментним комплексом продовжує час існування комплексу.

У сироватціприсутній інактиватор анафілатоксинів - фермент, що відщеплює N-кінцевий аргінін від С4а, С3а і С5а і тим самим різко знижує їх біологічну активність. Фактор I інактивує C4b і С3b, фактор Н прискорює інактивацію С3b фактором I, а аналогічний фактор, С4-зв'язуючий білок (С4-сб), прискорює розщеплення С4b фактором I. Три конституційні білки клітинних мембран - РК1, мембранний кофакторний білок і фактор, прискорюючи розпад (ФУР) – руйнують С3- і С5-конвертазні комплекси, що формуються на цих мембранах.

Інші компоненти клітинних мембран- асоційовані білки (серед яких найбільш вивчений CD59) - можуть пов'язувати С8 або С8 та С9, що перешкоджає вбудовуванню мембраноатакуючого комплексу (С5b6789). Деякі білки сироватки крові (серед яких найбільш вивчені протеїн S та кластерин) блокують приєднання до клітинної мембрани комплексу С5b67, зв'язування ним С8 або С9 (тобто утворення повноцінного мембраноатакуючого комплексу) або якось інакше перешкоджають утворенню та вбудовуванню цього комплексу.

Захисна роль комплементу

Нейтралізація вірусівантитілами посилюється С1 і С4 і ще більше зростає при фіксації С3b, що утворюється протягом класичного або альтернативного шляху. Таким чином, комплемент набуває особливої ​​важливості на ранніх стадіях вірусної інфекції, коли кількість антитіл ще невелика. Антитіла та комплемент обмежують інфективність принаймні деяких вірусів і за рахунок утворення типових комплементних «дір», видимих ​​при електронній мікроскопії. Взаємодія Clq з його рецептором опсонізує мету, тобто полегшує її фагоцитоз.

С4а, С3а та С5афіксуються опасистими клітинами, які починають секретувати гістамін та інші медіатори, призводячи до розширення судин та характерних для запалення набряку та гіперемії. Під впливом С5а моноцити виділяють ФНП та ІЛ-1, що підсилюють запальну реакцію. С5а – основний хемотактичний фактор для нейтрофілів, моноцитів та еозинофілів, здатних фагоцитувати мікроорганізми, опсонізовані С3b або продуктом його розщеплення iC3b. Подальша інактивація пов'язаного з клітиною С3b, що призводить до появи C3d, позбавляє його опсонізірующій активності, але здатність його зв'язування з В-лімфоцитами зберігається. Фіксація С3b на клітині-мішені полегшує її лізис NK-клітинами чи макрофагами.

Зв'язування С3bз нерозчинними імунними комплексами солюбілізує їх, оскільки С3b, мабуть, руйнує ґратчасту структуру комплексу антиген-антитіло. Одночасно з'являється можливість взаємодії цього комплексу з рецептором С3b (РК1) на еритроцитах, які переносять комплекс до печінки або селезінки, де він поглинається макрофагами. Цей феномен частково пояснює розвиток сироваткової хвороби (хвороби імунних комплексів) у осіб із недостатністю С1, С4, С2 чи С3.

Система комплементу

Мембраноатакуючий комплекс, що викликає лізис клітини.

Система комплементу- комплекс складних білків, які постійно присутні в крові. Це каскадна система протеолітичних ферментів, призначена для гуморального захисту організму від дії чужорідних агентів, вона бере участь у реалізації імунної відповіді організму. Є важливим компонентом як вродженого, і набутого імунітету.

Історія поняття

Наприкінці XIX століття було встановлено, що сироватка крові містить якийсь «фактор», що має бактерицидні властивості. У 1896 році молодий бельгійський учений Жюль Борде, який працював в Інституті Пастера в Парижі, показав, що в сироватці є дві різні речовини, спільна дія яких призводить до лізису бактерій: термостабільний фактор і термолабільний фактор, що втрачає свої властивості при нагріванні сироватки. Термостабільний фактор, як виявилося, міг діяти лише проти певних мікроорганізмів, тоді як термолабільний фактор мав неспецифічну антибактеріальну активність. Термолабільний фактор пізніше був названий комплементом. Термін «комплемент» запровадив Пауль Ерліх наприкінці 1890-х років. Ерліх був автором гуморальної теорії імунітету і ввів до імунології багато термінів, які згодом стали загальноприйнятими. Згідно з його теорією, клітини, відповідальні за імунні реакції, мають на поверхні рецептори, які служать для розпізнавання антигенів. Ці рецептори ми зараз називаємо «антитілами» (основою варіабельного рецептора лімфоцитів є прикріплене до мембрани антитіло класу IgD, рідше IgM. Антитіла інших класів без відповідного антигену не прикріплені до клітин). Рецептори зв'язуються з певним антигеном, а також термолабільним антибактеріальним компонентом сироватки крові. Ерліх назвав термолабільний фактор "комплементом" тому, що цей компонент крові "служить доповненням" до клітин імунної системи.

Ерліх вважав, що є безліч комплементів, кожен з яких зв'язується зі своїм рецептором, подібно до того, як рецептор зв'язується зі специфічним антигеном. На противагу цьому Борді стверджував, що існує «доповнення» лише одного типу. На початку XX століття суперечка була вирішена на користь Борді; з'ясувалося, що комплемент може активуватись за участю специфічних антитіл або самостійно, неспецифічним способом.

Загальне уявлення

Компоненти системи комплементу

Комплемент - система білків, що включає близько 20 компонентів, що взаємодіють: С1 (комплекс з трьох білків), С2, СЗ, …, С9, фактор В, фактор D і ряд регуляторних білків. Всі ці компоненти - розчинні білки з мол. масою від 24 000 до 400 000, що циркулюють у крові та тканинній рідині. Білки комплементу синтезуються в основному в печінці і становлять приблизно 5% від усієї глобулінової фракції плазми. Більшість з них неактивні до тих пір, поки не будуть приведені в дію або в результаті імунної відповіді (за участю антитіл), або мікроорганізмом, що безпосередньо впровадився (див. нижче). Один із можливих результатів активації комплементу - послідовне об'єднання так званих пізніх компонентів (С5, С6, С7, С8 і С9) у великий білковий комплекс, що викликає лізис клітин (літичний, або мембраноатакувальний комплекс). Агрегація пізніх компонентів відбувається в результаті ряду послідовних реакцій протеолітичної активації за участю ранніх компонентів (С1, С2, С3, С4, фактор В і фактор D). Більшість цих ранніх компонентів – проферменти, що послідовно активуються шляхом протеолізу. Коли якийсь із цих проферментів специфічним чином розщеплюється, він стає активним протеолітичним ферментом і розщеплює наступний профермент, і т. д. Оскільки багато активованих компонентів міцно зв'язуються з мембранами, більшість цих подій відбувається на поверхнях клітин. Центральний компонент цього протеолітичного каскаду – С3. Його активація шляхом розщеплення є головною реакцією всього ланцюга активації комплементу. С3 може бути активований двома основними шляхами – класичним та альтернативним. В обох випадках С3 розщеплюється ферментним комплексом, який називається С3-конвертазою. Два різні шляхи призводять до утворення різних С3-конвертаз, проте обидві вони утворюються в результаті спонтанного об'єднання двох компонентів комплементу, активованих раніше ланцюга протеолітичного каскаду. С3-конвертаза розщеплює С3 на два фрагменти, більший з яких (С3b) зв'язується з мембраною клітини-мішені поруч із С3-конвертазою; в результаті утворюється ферментний комплекс ще більших розмірів із зміненою специфічністю – С5-конвертаза. Потім С5-конвертаза розщеплює С5 і цим ініціює спонтанну збірку літичного комплексу з пізніх компонентів - від С5 до С9. Оскільки кожен активований фермент розщеплює багато молекул наступного проферменту, каскад активації ранніх компонентів діє як підсилювач: кожна молекула, активована на початку ланцюга, призводить до утворення безлічі літичних комплексів.

Основні етапи активації системи комплементу.

Класичний та альтернативний шляхи активації системи комплементу.

Система комплементу працює як біохімічний каскад реакцій. Комплемент активується трьома біохімічними шляхами: класичним, альтернативним та лектиновим шляхом. Всі три шляхи активації роблять різні варіанти C3-конвертази (білка, що розщеплює С3). Класичний шлях(він був відкритий першим, але еволюційно є новим) вимагає антитіл для активації (специфічна імунна відповідь, набутий імунітет), тоді як альтернативнийі лектиновийшляхи можуть бути активізовані антигенами без присутності антитіл (неспецифічна імунна відповідь, уроджений імунітет). Результат активації комплементу у всіх трьох випадках однаковий: C3-конвертаза гідролізує СЗ, створюючи C3a і C3b і викликаючи каскад подальшого гідролізу елементів системи комплементу та подій активації. У класичному шляху для активації С3-конвертази потрібне утворення комплексу С4bC2a. Цей комплекс утворюється при розщепленні С2 та С4 С1-комплексом. С1-комплекс, у свою чергу, для активації повинен зв'язатися з імуноглобулінами класу М або G. C3b зв'язується з поверхнею хвороботворних мікроорганізмів, що призводить до більшої «зацікавленості» фагоцитів до зв'язаних із СЗb клітин (опсонізація). C5a - важливий хемоаттрактант, що допомагає залучати до району активації системи комплементу нові імунні клітини. І C3a, і C5a мають анафілотоксичну активність, безпосередньо викликаючи дегрануляцію опасистих клітин (як наслідок – виділення медіаторів запалення). C5b починає формування мембраноатакуючих комплексів (МАК), що складається з C5b, C6, C7, C8 та полімерного C9. МАК – цитолітичний кінцевий продукт активації системи комплементу. МАК формує трансмембранний канал, що викликає осмотичний лізис клітини-мішені. Макрофаги поглинають позначені системою комплементу хвороботворні мікроорганізми.

Біологічні функції

Зараз виділяють такі функції:

1. Опсонізуюча функція. Відразу за активацією системи комплементу утворюються опсонизирующие компоненти, які покривають патогенні організми чи імунні комплекси, залучаючи фагоцитів. Наявність на поверхні фагоцитуючих клітин рецептора до С3b посилює їхнє прикріплення до опсонізованих бактерій та активує процес поглинання. Таке тісніше прикріплення С3b-пов'язаних клітин або імунних комплексів до фагоцитуючих клітин отримало назву феномена імунного прикріплення.
2. Солюбілізація (тобто розчинення) імунних комплексів (молекулою C3b). При недостатності комплементу розвивається імунокомплексна патологія (СКВ-подібні стани). [СКВ = системний червоний вовчак]
3. Участь у запальних реакціях. Активація системи комплементу призводить до виділення з тканинних базофілів (огрядних клітин) та базофільних гранулоцитів крові біологічно активних речовин (гістаміну, серотоніну, брадикініну), які стимулюють запальну реакцію (медіаторів запалення). Біологічно активні компоненти, що утворюються при розщепленні С3і С5, призводять до вивільнення вазоактивних амінів, таких як гістамін, з тканинних базофілів (опасистих клітин) і базофільних гранулоцитів крові. У свою чергу це супроводжується розслабленням гладкої мускулатури та скороченням клітин ендотелію капілярів, посиленням судинної проникності. Фрагмент С5ата інші продукти активації комплементу сприяють хемотаксису, агрегації та дегрануляції нейтрофілів та утворенню вільних радикалів кисню. Введення С5а тваринам призводило до артеріальної гіпотонії, звуження легеневих судин та підвищення проникності судин через пошкодження ендотелію.
   Функції С3а:
   • виступати у ролі хемотаксичного чинника, викликаючи міграцію нейтрофілів у напрямку до місця його вивільнення;
   • індукувати прикріплення нейтрофілів до ендотелію судин та один до одного;
   • активувати нейтрофіли, викликаючи в них розвиток респіраторного вибуху та дегрануляцію;
   • стимулювати продукцію нейтрофілами лейкотрієнів.
4. Цитотоксична, чи літична функція. У кінцевій стадії активації системи комплементу утворюється мембраноатакуючий комплекс (МАК) з пізніх компонентів комплементу, який атакує мембрану бактеріальної або будь-якої іншої клітини та руйнує її.

Активація системи комплементу

Класичний шлях

Класичний шлях запускається активацією комплексу З 1(Він включає одну молекулу С1q і по одній молекулі С1r і С1s). Комплекс С1 зв'язується за допомогою С1q з імуноглобулінами класів М та G, пов'язаними з антигенами. Гексамерний C1q формою нагадує букет нерозкритих тюльпанів, «бутони» якого можуть зв'язуватися з ділянкою антитіл. Для ініціації цього шляху досить єдиної молекули IgM активація молекулами IgG менш ефективна і вимагає більше молекул IgG.

С1qзв'язується прямо з поверхнею патогену, це веде до конформаційних змін молекули С1q і викликає активацію двох молекул серинових протеаз С1r. Вони розщеплюють С1s (теж серинову протеазу). Потім комплекс С1 зв'язується з С4 та С2 і потім розщеплює їх, утворюючи С2а та С4b. С4b і С2а зв'язуються один з одним на поверхні патогену і утворюють С3-конвертазу класичного шляху, С4b2а. Поява С3-конвертази призводить до розщеплення С3 С3а і С3b. С3b утворює разом із С2а і С4b С5-конвертазу класичного шляху. С5 розщеплюється на C5a і C5b. C5b залишається на мембрані і з'єднується з комплексом C4b2a3b. Тим самим порушується осмотичний баланс і внаслідок тургору бактерія лопається. Класичний шлях діє точніше, оскільки так знищується будь-яка чужорідна клітина.

Альтернативний шлях

Альтернативний шлях запускається гідролізом C3 прямо на поверхні патогену. В альтернативному шляху беруть участь фактори і D. З їх допомогою відбувається утворення ферменту СЗbВb. Стабілізує його та забезпечує його тривале функціонування білок P. Далі РС3bВb активує С3, в результаті утворюється С5-конвертаза та запускається утворення мембраноатакуючого комплексу. Подальша активація термінальних компонентів комплементу відбувається так само, як і за класичним шляхом активації комплементу. У рідині в комплексі CЗbВb замінюється Н фактором і під впливом дезактивуючого з'єднання (Н) перетворюється на С3bi.Коли мікроби потрапляють в організм комплекс СЗbВb починає накопичуватися на мембрані. Він з'єднується із С5, який розщеплюється на C5a та C5b. C5b залишається на мембрані. Потім з'єднуються С6, С7, С8 і С9. Після з'єднання С9 з С8 відбувається полімеризація С9 (до 18 молекул зшиваються один з одним) і утворюється трубочка, яка пронизує мембрану бактерії, починається закачування води і бактерія лопається.

Альтернативний шлях відрізняється від класичного наступним: при активації системи комплементу не потрібне утворення імунних комплексів, він відбувається без участі перших компонентів комплементу – С1, С2, С4. Він також відрізняється тим, що спрацьовує відразу після появи антигенів - його активаторами можуть бути бактеріальні полісахариди та ліпополісахариди (є мітогенами), вірусні частинки, пухлинні клітини.

Лектиновий (манозний) шлях активації системи комплементу

Лектиновий шлях гомологічне класичному шляху активації системи комплементу. Він використовує лектин, що зв'язує маннозу, (MBL) - білок, подібний до C1q класичного шляху активації, який зв'язується з манозними залишками та іншими цукроми на мембрані, що дозволяє розпізнавати різноманітні хвороботворні мікроорганізми. MBL - сироватковий білок, що належить до групи білків колектинів, який синтезується переважно у печінці та може активувати каскад комплементу, безпосередньо зв'язуючись із поверхнею патогену.

У сироватці крові MBL формує комплекс з MASP-I та MASP-II (Mannan-binding lectin Associated Serine Protease, що зв'язують MBL серинові протеази). MASP-I і MASP-II дуже схожі на C1r і C1s класичного шляху активації і, можливо, мають загального еволюційного попередника. Коли кілька активних центрів MBL зв'язуються з певним чином орієнтованими маннозними залишками на фосфоліпідному бислое хвороботворного мікроорганізму, MASP-I і MASP-II активуються і розщеплюють C4 білок на C4a і C4b, а білок С2 на C2a і C2b. Потім C4b і C2a об'єднуються на поверхні хвороботворного мікроорганізму, формуючи C3-конвертазу, а C4a і C2b діють як хемоатрактанти для клітин імунної системи.

Регулювання системи комплементу

Система комплементу може бути дуже небезпечною для тканин господаря, тому її активація має добре регулюватися. Більшість компонентів активні лише у складі комплексу, причому їх активні форми здатні існувати дуже короткий час. Якщо протягом цього часу вони не зустрінуться з наступним компонентом комплексу, активні форми втрачають зв'язок з комплексом і стають неактивними. Якщо концентрація якогось із компонентів нижча від порогової (критичної), то робота системи комплементу не призведе до фізіологічних наслідків. Система комплементу регулюється спеціальними білками, які у плазмі крові навіть у більшої концентрації, ніж самі білки системи комплементу. Ці білки представлені на мембранах власних клітин організму, оберігаючи їх від атаки з боку білків системи комплементу.

Регуляторні механізми переважно діють у трьох точках.

1. З 1. Інгібітор С1 контролює класичний та лектиновий шляхи активації. Діє двома шляхами: обмежує дію С4 та С2 за допомогою зв'язування C1r- та С1s-протеаз і подібним чином вимикає лектиновий шлях, видаляючи ферменти MASP з MBP-комплексу.
2. С3-конвертаза. Час життя С3-конвертази зменшують фактори прискорення розпаду. Деякі з них знаходяться на поверхні власних клітин (наприклад, DAF та CR1). Вони діють на С3-конвертази і класичного, і альтернативного шляхів активації. DAF прискорює розпад С3-конвертази альтернативного шляху. СR1 (C3b/C4b receptor) розташований головним чином на поверхні еритроцитів та відповідає за видалення з плазми крові опсонізованих імунних комплексів. Інші регуляторні білки виробляються печінкою та в неактивному стані розчинені у плазмі крові. Фактор I - серинова протеаза, що розщеплює C3b та C4b. С4-зв'язуючий білок (C4BP) розщеплює С4 і допомагає фактору I розщеплювати C4b.Фактор H зв'язується з глікозаміногліканами, які є на власних клітинах, але не на клітинах патогенів. Цей білок є кофактором фактора I, а також пригнічує активність C3bBb.
3. С9. CD59 та Гомологічний Фактор Обмеження пригнічують полімеризацію С9 під час утворення мембраноатакуючого комплексу, не даючи йому сформуватися.

Роль системи комплементу при хворобах

Система комплементу відіграє велику роль у багатьох хворобах, пов'язаних із імунітетом.

ЗАОЧНА АКАДЕМІЯ ПІСЛЯДИПЛОМНОЇ ОСВІТИ

ЗАОЧНА АКАДЕМІЯ ПІСЛЯДИПЛОМНОЇ ОСВІТИ

К. П. Кашкін, Л. Н. Дмитрієва

БІЛКИ СИСТЕМИ КОМПЛЕМЕНТУ: ВЛАСТИВОСТІ ТА БІОЛОГІЧНА АКТИВНІСТЬ (Лекція)

Кафедра імунології Російської медичної академії післядипломної освіти МОЗ РФ, Москва

Захист організму від чужорідних агентів здійснюється за участю безлічі так званих антигеннеспецифічних клітинних і гуморальних факторів імунітету. Останні представлені різними білками та пептидами крові. присутні також і в інших рідинах організму. Гуморальні антигеннеспецифічні фактори імунітету або самі мають антимікробні властивості або здатні активувати інші гуморальні та клітинні механізми імунного захисту організму.

У 1894 р. В. І. Ісаєв і Р. Пфейффер показали, що свіжа сироватка крові імунізованих тварин має бактеріолітичні властивості. Пізніше цей антимікробний сироватковий фактор був названий алексином (грецький alexo - захищаю, відбиваю), або комплементом і охарактеризований як термолабільний фактор, що забезпечує лізис мікробів в імунній сироватці, а також лізис сенсибілізованих антитілами еритроцитів.

Відповідно до сучасних уявленням,Комплемент - це система сироваткових білків, яка може активуватися в результаті взаємодії деяких ініціальних компонентів системи з комплексами антиген-антитіло або з іншими молекулами, що активують систему.

Білки системи комплементу представлені 13 глікопротеїнами плазми крові. Регуляція системи здійснюється сімома білками плазми крові та безліччю пов'язаних з мембранами клітин білків та рецепторів.

У літературі систему комплементу позначають латинською літерою С", окремі компоненти - додатково арабськими цифрами (Cl, C2, СЗ і т. д.) або великими літерами (фактори: В, D): субодиниці комплементу, а також продукти розщеплення або активації білків системи - додатково малі латинські літери (наприклад: Clq, СЗа, СЗЬ і т. д.);

активовані форми компонентів комплементу можуть позначатися штрихом зверху (Cl, СЗ, і т. д.). Нумерація компонентів" відповідає хронології їх відкриття і не завжди збігається з послідовністю залучення компонентів в реакцію активації системи комплементу.

Активація системи комплементу відбувається в результаті взаємодії деяких білків системи комплементу, що циркулюють в крові, з активуючими систему агентами. Така взаємодія змінює конформаційну структуру молекул відповідних компонентів комплементу, тому у білкових молекул розкриваються ділянки, здатні взаємодіяти з наступними компонентами системи, фіксувати їх і іноді розщеплювати.

Такий "каскадний" тип активації характерний як системи комплементу, так багатьох інших білкових систем крові. При активації системи комплементу відбуваються "споживання" розчинних у плазмі нативних білків комплементу та їх фіксація на різних нерозчинних носіях (агрегати молекул, поверхні клітин тощо).

Класичний шлях активації системи комплементу

Відомі два основні шляхи активації комплементу - класичний, відкритий першим, і альтернативний, встановлений пізніше. Класичний шлях відрізняється від альтернативного тим, що активація системи ініціюється Clq-субком-понснтом комплементу, в результаті взаємодії Clq з Fc-фрагментом конформаційно змінених IgG та IgM крові. Конформаційні зміни Fc-фрагментів у IgG та IgM виникають при взаємодії цих імуноглобулінів крові з антигенами, а також штучно внаслідок термічної (63°С, 10 хв) або хімічної (діазобензидин) обробки імуноглобулінів.

Залежно від тієї ролі, яку відіграють окремі компоненти комплементу в процесі активації та забезпеченні функції системи, білки комплементу можна умовно розділити на декілька блоків: розпізнає (Cl), активує систему (C2, С4, СЗ) та атакує мембрани клітин (С5, С6 , С7, С8, С9). Властивості білків, що входять до цих блоків, сумовані в табл. I. Активація системи комплементу класичним способом починається із Clq-субкомпонента комплементу, конформаційні зміни молекул якого "запускають" цей процес (рис. 1). Clq є сироватковим гліко-протеїном, побудованим з 18 поліпептидних ланцюгів трьох типів: А, В і С. Ланцюги А, В і С з боку N-кінців ланцюжків зібрані разом, утворюючи шість глобулярних головок. Самі А-, В- і С-ланцюжка за допомогою дисульфідних зв'язків утримуються один з одним, формуючи шість подібних до колагену потрійних спіралей. С-кінці поліпептидних ланцюжків всіх шести спіралей Clq утримуються разом. За формою молекула Clq нагадує молюска із шістьма щупальцями (рис. 2). Як і у колагену, у складі Clq у великих кількостях містяться гліцин, гідрооксипролін та гідрооксилізин. Близько 8% маси Clq складають вуглеводи, серед яких домінують глікозилгалактозильні залишки. Clq не має ензиматичної активності, але за допомогою своїх шести колагеноподібних триспіральних ниток - "щупалець" - взаємодіє як з циркулюючими в крові комплексами з С1г- і Cls-субкомпонентів комплементу (ділянки ниток між глобулярними головками та центральною частиною молекули Clq), так Fc-ділянками конформаційно змінених молекул IgG та IgM (глобулярні головки на вільних кінцях шести ниток Clq). Ізольований з крові Clr-компонент комплементу являє собою ді-мер (С1Гз), що при рН 5,0 дисоціює на дві мономерні молекули С1г. Кожен мономер С1г представлений поліпептидним ланцюгом з 688 амінокислотних залишків. Поліпептидна ланцюг мономеру утворює на кінцевих ділянках молекули по одному домену. При димеризації ділянка контактного зв'язування мономерів розташовується між цими доменами так, що димер С1гз має форму асиметричної "X". Активований С1г2 є сериновою протеазою та у побудові активного

Мал. 1. Класичний шлях активації системи комплементу.

а - компоненти комплементу у водній фазі; б- компоненти комплементу, іммобілізовані на мембранах клітин; Аг – антигени на мембрані клітин;at- антитіла довідповідним антигенам класів IgM та IgG; Мак. - мембраноатакувальний комплекс.

Термін «комплемент» вперше був запропонований Borclet в результаті спостереження, що для реалізації ряду імунологічних ефектів (гемоліз, бактерицидність) поряд з антитілами необхідний сироватковий фактор, що руйнується при нагріванні до +56°С. За 70 років вивчення комплементу було встановлено, що він є складною системою з 11 сироваткових білків, активність яких регулюється щонайменше такою ж кількістю факторів. Комплемент являє собою систему високоефективних протеаз, що каскадно діють, які послідовно активуються за рахунок відщеплення або приєднання пептидних фрагментів і в кінцевому рахунку призводить до бактеріолізу або цитолізу. За складністю система комплементу можна порівняти з системою згортання крові, з якою пов'язана, як і з системою кінінів, функціональними зв'язками. У філогенезі система комплементу з'явилася раніше за імунну систему. Онтогенетично це проявляється в тому, що вже 6-тижневий плід здатний синтезувати окремі компоненти системи, а з 10-го тижня можна виявити гемолітичну активність синтезованих факторів, хоча нормальні концентрації всіх компонентів С визначаються тільки протягом першого року після народження. Із загальної кількості сироваткових білків на систему комплементу припадає близько 10%. Вона є основою захисних сил організму. Функціональні дефекти системи комплементу можуть призводити до важких рецидивуючих інфекцій та патологічних станів, зумовлених імунними комплексами. Існує прямий функціональний зв'язок між системою комплементу та фагоцитарною системою, оскільки пряме або опосередковане через антитіла зв'язування компонентів комплементу з бактеріями є необхідною умовою фагоцитозу (опсонізація мікроорганізмів). Комплемент - це домінуючий гуморальний компонент реакції запалення, оскільки його продукти є хемотаксинами та анафіла-токсинами, що мають виражений вплив на фагоцити, обмін речовин та систему згортання крові. Таким чином, комплемент відносять до важливих елементів системи резистентності та ефективної ланки гуморального імунітету. Крім того, система комплементу включає важливі фактори регулювання імунної відповіді.

Синтез та метаболізм С-факторів. Утворення С-факторів відбувається переважно в печінці, кістковому мозку та селезінці. Особливе становище займає С1, який синтезується, мабуть, в епітелії тонкого кишечника. Макрофаги відіграють визначальну роль у синтезі компонентів комплементу, що відображає тісний філогенетичний зв'язок між цими двома системами. Безперервне використання С-факторів в організмі і високий рівень їхнього катаболізму визначають необхідність їхнього безперервного синтезу, причому швидкість синтезу відносно висока. Для С3, наприклад, щогодини синтезується 0,5-1,0 мг білка на 1 кг ваги. Як активація та інгібування, так і споживання та синтез знаходяться в лабільній рівновазі. При цьому сироваткові концентрації окремих факторів, з одного боку, та вміст фрагментів та продуктів розщеплення – з іншого, дають можливість оцінити стан та рівень активації всієї системи.

С-фактори складаються, як правило, з кількох поліпептидних ланцюгів. С3, С4 і С5 синтезуються у вигляді одного поліпептидного ланцюга, в результаті протеолітичного розщеплення якого утворюються або С3 і С5 або тільки С4. Поліпептидні ланцюги С1 та С8 синтезуються окремо. Глюкозилювання здійснюється безпосередньо перед секрецією та є необхідною передумовою цього процесу.

Зниження синтезу компонентів комплементу спостерігається при тяжких захворюваннях печінки, уремії та використанні високих концентрацій кортикостероїдів, торкаючись переважно С3, С4 та С5. Знижена концентрація С3 у сироватці визначається також за хронічної імунокомплексної патології за рахунок активації альтернативного шляху з посиленою витратою цього компонента. Одночасно може відбуватися зниження синтезу цього компонента, що свідчить про існування негативного зворотного зв'язку регулювання його синтезу через C3d.

Механізми активації системи комплементу. Активація після початкового етапу може розвиватися у кількох напрямках:

Класичний шлях активації комплементу, починаючи із С1;

Альтернативний шлях активації комплементу, починаючи з С3;

Специфічна активація комплементу із заснуванням різних продуктів розщеплення.

I. Класичний шлях активації системи комплементу. Класичний шлях активації комплементу – це імунологічно обумовлений процес, ініційований антитілами. Імунологічна специфічність забезпечується взаємодією антитіл з антигенами бактерій, вірусів та клітин. Реакція антиген-антитіло пов'язана із зміною конфігурації імуноглобуліну, що призводить до формування місця зв'язування для Clq на Fc-фрагменті поблизу шарнірної ділянки. Зв'язуватися із С1 можуть імуноглобуліни. Активація С1 відбувається лише між двома Fc-фрагментами. Тому каскад активації може бути індуковано навіть однією молекулою IgM. У випадку антитіл IgG необхідне сусідство двох молекул антитіл, що накладає жорсткі обмеження на густину епітопів антигенів. У зв'язку з цим IgM є набагато ефективнішим ініціатором цитолізу та імунної опсонізації, ніж IgG. Кількісно ця оцінка відповідає величині 800:1. Сам процес активації комплементу можна поділити на певні етапи:
1- розпізнавання імунних комплексів та утворення С1;
2 - освіта С3-конвертази та С5-конвертази;
3 – утворення термостабільного комплексу С5b, 6,7;
4 – перфорація мембрани.

Перфорація мембрани. Кожен комплекс С5b, 6,7 незалежно від зв'язування з мембраною або екранування S-білком з'єднується з 1 молекулою С8 і 3 молекулами С9. Вільний С5b-С9-комплекс діє гемолітично, тоді як комплекс з S-білком цією дією не має. Два асоційовані з мембраною С5b-С9-комплексу утворюють в мембрані кільцеву пару, що призводить до різкої зміни осмотичного тиску в клітині. Якщо еритроцити високочутливі до утворення такого дефекту мембрани, то клітини, що містять ядро, здатні до репарації дефектів цього типу і володіють певною резистентністю до атаки комплементу. У зв'язку з цим визначальним при взаємодії комплементу з мембраною є загальна кількість молекул Clg, що зв'язалися з клітиною, яка залежить від кількості і класу антитіл, що зв'язалися з клітиною. Серед бактерій є види, стійкі до дії комплементу. У цьому випадку вирішальним є ефект опсонізації мікроорганізмів з подальшим фагоцитозом. Певну роль при атаці комплементом грамнегативних бактерій відіграє лізоцим. Деякі особливості активації комплементу випливають із загальних закономірностей та визначаються початковою активацією С1 розчинними або преципітованими імунними комплексами. Реакція протікає ідентично аж до утворення комплексу С5b, 6,7, що призводить до продукції хемотаксичних факторів та анафілатоксинів. Аналогічні процеси відбуваються при внутрішньовенному введенні агрегованого IgG. Клінічні прояви можуть варіювати від сироваткової хвороби до анафілактичного шоку. Поєднання у складі розчинних імунних комплексів Fc-фрагментів з адгезивними компонентами С5b, 6,7 може призводити до їх відкладення на клітинах ендотелію та асоціації з клітинами крові, обумовлюючи цілу низку системних уражень. Такі імунокомплексні механізми створюють основу для алергічних реакцій типу III, каскаду реакцій активації комплементу, лавиноподібного залучення компонентів комплементу з наростанням кількості фармакологічно активних фрагментів.

Альтернативний шлях активації комплементу. При альтернативному шляху активації комплементу у реакціях не беруть участь фактори С1, С4, С2. Активація починається при розщепленні С3 фрагменти С3а і С3b. Подальший перебіг процесу ідентичний до класичного шляху.

Pillemer вперше описав Mg+ залежну "систему пропердина", в якій С3 був активований зимозаном (полісахаридом) без участі антитіл. Інші нерозчинні полісахариди також можуть виступати в ролі активаторів (інулін, високомолекулярний декстран), крім того, активаторами можуть служити бактеріальні ендотоксини, агреговані IgG4, IgA та IgE, імунні комплекси з F фрагментами, протеази (плазмін, трипсин), фактор отрути кобри . При альтернативному шляху активації діють дві С3-конвертази. С3Вb має незначну активність і з'являється при взаємодії С3 з, D і пропердином. С3Вb відокремлює незначну кількість С3b, що призводить до утворення високоактивної конвертази С3b, результатом дії якої є С3b. Виникає позитивний зворотний зв'язок, що значно посилює реакцію. Пригнічення такого мимовільного посилення здійснюється за рахунок С3b-INA, який інгібує С3b, що утворюється в розчинній формі. Фактор отрути кобри є функціональним та структурним аналогом С3b, проте не пригнічується С3b-INA. Ендотоксини та полісахариди активують пропердин і тим самим створюють умови для зв'язування та стабілізації С3b, який інгібується С3b-INA лише у вільному стані. Визначальним етапом альтернативного шляху активації є утворення С3b, який переноситься на активовану поверхню. Процес починається зв'язуванням С3b з, причому цей етап залежить від присутності Mg2+. С3bВ активується за рахунок D комплекс С3bВb. Пропердін зв'язує С3b і таким чином стабілізує спонтанно дисоціюючий комплекс Вb. Специфічним інгібітором альтернативного шляху є В1Н. Він конкурує з фактором за зв'язок С3b, витісняючи його з комплексу С3bВ і роблячи С3b доступним для дії С3b-INA. Цитолітична активність альтернативного шляху повністю визначається властивостями оболонки мікроорганізмів та клітинної мембрани. Глікопротеїни та гліколіпіди, що містять кінцеві залишки сіалової кислоти, надають мембрані стійкості до дії активованого альтернативним шляхом комплементу, тоді як обробка нейрамінідазою скасовує цю резистентність і робить клітини високочутливими. Сіалові кислоти відіграють важливу роль у резистентності мікроорганізмів. Більшість видів бактерій не містить у складі оболонки сіалових кислот, проте багато патогенних видів їх мають. Антитіла можуть змінювати властивості поверхні та таким чином підвищувати чутливість мішеней до комплементу. Важливим етапом в активації поверхні є зв'язування пропердину, внаслідок чого виникає високоафінний рецептор С3b і одночасно утворюється стабільний комплекс С3Вb. У зв'язку з цим розрізняють два види активаторів альтернативного шляху: 1) пропердинзалежні активатори (полісахариди, ендотоксини, антитіла); 2) пропердиннезалежні активатори (фактор отрути кобри, протеази).

С5-конвертаза альтернативного шляху активації виникає в результаті зв'язування С3b з комплексом С3Вb в рамках механізму посилення, а подальший перебіг процесу відповідає класичному шляху активації.

Альтернативна активація комплементу - це важливий компонент системи неспецифічної резистентності до бактерій, вірусів та одноклітинних мікроорганізмів. Перехід від неспецифічного захисту до реакцій, опосередкованих антитілами, здійснюється плавно, або обидва процеси протікають паралельно. Як патогенетична ланка альтернативна активація комплементу бере участь у багатьох захворюваннях. Прикладами можуть бути:
- мембранопроліферативні нефрити з гіпокомплементемією;
- гострий гломерулонефрит після стрептококової інфекції;
- нефрити при ВКВ;
- хвороба голубівників;
- грибкові інфекції;
- септицемії із шоком, зумовленим ендотоксинами;
- нічна пароксизмальна гемоглобінурія;
- Парціальна ліподистрофія.

Альтернативний шлях спостерігається також у частині випадків активації комплементу класичним шляхом. При нефритах виявляється фактор C3NeF, який є комплексом аутоантитіл з С3bВb, резистентний до дії р1Н і функціонуючий як С3-конвертаза. Ендотоксини за рахунок ліпіду А є ефективними активаторами як альтернативного шляху активації комплементу, а й системи згортання, а також кінінової системи. Активація чинника XII грає у своїй визначальну роль.

Неспецифічна активація комплементу. Неспецифічна активація комплементу може здійснюватися протеазами (трипсин, плазмін, калікреїн, лізосомні протеази та бактеріальні ферменти) на кожній стадії від С1 до С5. Вихідний активований фактор є набагато ефективнішим у порівнянні з індукуючої протеазою, причому при активації в рідкій фазі активація може початися відразу в декількох процесах. Виникають анафілатоксини, які, окрім гемолітичної дії, дають повну картину шоку при гострому панкреатиті та тяжких інфекціях. Неспецифічна активація одна із компонентів гострого запалення.

Механізми регулювання системи активації комплементу

I. Інгібуючі механізми. Кожен етап каскаду активації комплементу перебуває у рівновазі з неактивованим станом. Яскраво виражені фармакологічні ефекти продуктів активації вимагають регулювання на різних рівнях.

Як лімітуючий фактор у системі активації за класичним шляхом виступає С2, який присутній у найбільш низькій концентрації.

Іншою обмежувальною групою факторів служить необхідність взаємодії Clq з двома Fc-фрагментами антитіл і можливість доступу до ділянок, що утворилися, зв'язування активаторів і субстратів реакції (С2а, С4b, С3b, і т. д. до С9). Нестабільність С2а, С4b, С5b та Вb у рідкій фазі перешкоджає необмеженому розвитку реакції та зумовлює концентрацію процесу на активованій поверхні. Описані специфічні інгібітори для Clr, Cls, C4b, С2, С3b, С6, С5b-6-7, Вb, С3а та С5а.

ІІ. Стимулюючі механізми. Найбільш важливим механізмом посилення активації комплементу є позитивний зворотний зв'язок, внаслідок якого поява С3b призводить до значного прискорення утворення цього продукту активації. Активований пропердин стабілізує Вb. Аналогічним чином реалізується ефект патологічних аутоантитіл.

Біологічні ефекти системи комплементу

I. Цитоліз та бактерицидність. Цитоліз та бактерицидність можуть бути індуковані таким чином:
- імунний цитоліз, зумовлений антитілами IgM та IgG;
- СРВ (С-реактивний білок) – зв'язок з подальшою активацією комплементу;
- пряма активація пропердину через альтернативний шлях активації клітинами та бактеріями;
- побічні ефекти під час реакції імунних комплексів;
- Участь активованих фагоцитів.

ІІ. Утворення анафілатоксинів. Поняття "анафілатоксин" було вперше введено Friedberger. В даному випадку мав на увазі фрагмент С3а і фрагмент С5а, які зв'язуються на відповідних рецепторах клітинної мембрани і мають подібні фармакологічні ефекти:
- вивільнення гістаміну та інших медіаторів з опасистих клітин та базофілів (С5а ефективніший порівняно з С3а);
- скорочення гладкої мускулатури та вплив на мікроциркуляцію (С3а ефективніше порівняно з С5а);
- активація фагоцитів та секреція лізосомних ферментів (ефективність С3а та С5а порівнянна).

Нейтралізація вірусів. Система комплементу є важливим фактором природної резистентності проти вірусної інфекції. Деякі РНК містять онкогенні віруси здатні безпосередньо зв'язувати Clq. Класична активація комплементу у разі веде до лізису інфекційного агента. Деякі інші віруси взаємодіють із комплементом через СРВ. Крім того, комплемент здатний інактивувати вірус, що знаходиться в розчинному імунному комплексі, що призводить до його опсонізації та фагоцитозу.

Противірусна дія комплементу обумовлена ​​такими процесами:
- лізисом вірусу за рахунок фрагментів від С1 до С9;
- агрегацією вірусу за рахунок імунних конглютинінів;
- опсонізацією та фагоцитозом;
- блокадою вірусних лігандів для відповідних рецепторів клітинної мембрани;
- блокадою пенетрації вірусу у клітину.

Сам собою комплемент не здатний інактивувати уражену вірусом клітину.

Руйнування імунних комплексів. Поява імунних комплексів, що містять антитіла класу IgG та IgM, пов'язана із постійною активацією комплементу. Активовані компоненти комплементу зв'язуються з компонентами імунних комплексів, включаючи як антитіла, так і антигени, перешкоджаючи утворенню великих агрегатів за рахунок стеричних ефектів. Оскільки активація комплементу пов'язана з появою протеазної активності, відбувається часткове розпушення і розщеплення агрегатів, що утворилися. Видалення продуктів розпаду з кровотоку здійснюється завдяки опсонізації за допомогою імунофагоцитозу та імуноендоцитозу, у зв'язку з чим важливу роль відіграє доступність зв'язування з клітинними рецепторами асоційованого з комплексами С3b. Імунні комплекси, що відклалися в тканинах, видаляються також шляхом фагоцитозу, причому істотну роль у цьому процесі відіграють плазмін і лізосомні ферменти.

Комплемент, згортання крові та система кінінів. Комплемент, система згортання крові та система кінінів тісно пов'язані між собою функціонально. Йдеться складному комплексі механізмів, активація кожного у тому числі призводить до активації всього комплексу. Це виразно простежується при індукованій ендотоксином реакції Санареллі-Швартцманна та станах, зумовлених імунними комплексами. p align="justify"> Калікреїн, плазмін і тромбін активують С1 і розщеплюють С3, С5 і фактор В. Фактор ХIIА також може активувати С1, причому С1 розщеплюється спочатку плазміном, а потім продукти розщеплення використовуються калікреїном і фактором ХIIА. Активація тромбоцитів здійснюється через взаємодію С3, фактора В, пропердину, фібриногену та тромбіну. Активовані макрофаги та фагоцити – це важливі джерела тканинних протеаз та тромбопластину при всіх видах запалення. Активація всіх трьох систем відбувається через активацію фактора XII (фактор Хагемана). З іншого боку, С1 = 1NН інгібує як калікреїн, так і фактор ХІІА. Таку ж дію мають інгібітори протеаз - антитрипсин, макроглобулін та антихімотрипсин. В результаті складається система зі складною динамікою, яка може не лише виконувати захисні функції, а й брати участь у патологічних процесах.

Комплемент та опосередковані Т-клітинами імунні реакції. Система комплементу надає регуляторну дію як на Т-систему, так і на В-лімфоцити, причому як основні медіатори виступають фрагменти С3, фактор В і В1Н. На цитотоксичних лімфоцитах (ЦТЛ) були виявлені асоційовані з мембраною фактори та компоненти комплементу С5, С6, С7, С8 та С9. З іншого боку, вивчення клітин-мішеней ЦТЛ з допомогою електронного мікроскопа показало, що у ділянці міжклітинного контакту визначаються структури, аналогічні порам, формованим при вплив на мембрану чинників системи комплементу.

Діагностичне значення системи комплементу. Оцінка системи комплементу спрямована на вирішення наступних практичних питань:
- чи беруть участь у патогенезі захворювання активовані компоненти системи комплементу?
- Чи є дефекти системи комплементу?

Для відповіді ці питання спочатку проводять визначення загальної активності комплементу з допомогою еритроцитів барана та інактивованої антисироватки. Як джерело комплементу використовують досліджувану сироватку в серійних розведеннях і визначають титр, що відповідає 50% гемолізу. Результати виражають у одиницях СН50. Еритроцити кролика можуть прямо активувати альтернативний шлях активації комплементу і в цьому випадку активність досліджуваної сироватки вимірюють в одиницях АР 50. При гострому та прогресуючому споживанні комплементу, а також його дефектах спостерігається зниження активності комплементу. Для виявлення дефекту за певним фактором використовуються сироватки, що не містять фактор, що досліджується, які додають до досліджуваної проби. Використовується також імунохімічне визначення окремих компонентів системи комплементу (рокет-електрофорез та радіальна імунодифузія), однак цей підхід не може замінити функціональних тестів, оскільки функціонально неактивні аномальні білки та неактивні продукти розщеплення можуть призвести до хибних визначень. Усі досліджувані проби слід зберігати до використання при температурі -70 °С. Вивчення споживання комплементу може здійснюватися за допомогою радіоімунного та імуноферментного методів визначення продуктів розщеплення С3, С4 та Ст. Особливе значення має кількісний РІА для визначення концентрації С5а, що є показником анафілактичних реакцій. При виявленні первинних та вторинних дефектів комплементу рекомендується використовувати таку програму досліджень:
- Визначення СН50, а можливо і АР50 для скринінгу;
- кількісне визначення С4 та С3 для уточнення ролі класичного та альтернативного шляху активації;
- Докладний аналіз Clq, С5, Р та інших факторів.

У гострій фазі запалення, при пухлинах і протягом післяопераційного періоду активність комплементу підвищена.

Комплемент при захворюваннях імунної системи. Система комплементу відіграє важливу роль при алергічних захворюваннях типу II (цитотоксичні антитіла) та типу III (імунокомплексна патологія, феномен Артюса). Роль комплементу підтверджується такими даними:
- Виражене споживання комплементу (СН50 знижений, активність та концентрації факторів нижче норми);
- Поява продуктів розпаду компонентів у сироватці (С4а, фрагменти С3, С5а);
- що визначаються за допомогою імуногістохімічного аналізу специфічних антитіл (анти-С3, анти-С4 тощо) відкладення комплементу в тканинах;
- Вироблення цитотоксичних антитіл;
- свідчення хронічно підвищеної витрати комплементу.

Характерними прикладами можуть бути такі захворювання:
- гострі вірусні інфекції (особливо часто проявляються ефекти імунних комплексів при краснусі, корі, гепатиті В, інфекції ЕСНО-вірусом);
- гострі бактеріальні інфекції (активація комплементу імунними комплексами при стрептококових інфекціях, наприклад, при скарлатині; активація альтернативного шляху при інфекції грамнегативними мікроорганізмами або ендотоксином);
- гломерулонефрит;
- аутоімунні гемолітичні анемії;
імунні тромбоцитопенії;
- системна червона вовчанка;
- реакція обумовленого антитілами відторгнення трансплантату;
- ревматоїдний артрит;
- сироваткова хвороба;
- кріоглобулінемія, амілоїдоз, плазмоцитома.

При всіх цих захворюваннях оцінка комплементу не цілком інформативна, як і при широкому спектрі хронічних захворювань. Однак вивчення цієї системи дозволяє зробити висновок про індивідуальну динаміку перебігу захворювання. Дослідження комплементу є обов'язковим за наявності в анамнезі частих бактеріальних інфекцій у зв'язку з можливістю генетично обумовлених аномалій. Це справедливо також для ВКВ, яка часто асоційована із вродженими дефектами системи комплементу.

26.1. Загальне поняття
Комплемент – складний білковий комплекс сироватки.
А. Система комплементу складається з 30 білків (компонентів, або фракцій, системи комплементу).
Б. Активується система комплементу з допомогою каскадного процесу: продукт попередньої реакції виконує роль каталізатора наступної реакції. Причому при активації фракції компонента відбувається у перших п'яти компонентів її розщеплення. Продукти цього розщеплення позначаються як активні фракції системи комплементу.
1. Більший із фрагментів (позначений буквою b), що утворилися при розщепленні неактивної фракції, залишається лежить на поверхні клітини – активація комплементу завжди відбувається лежить на поверхні мікробної клітини, але з власних еукаріотичних клітин. Цей фрагмент набуває властивостей ферменту і здатність впливати на наступний компонент, активуючи його.
2. Менший фрагмент (позначається літерою a) є розчинним і «іде» у рідку фазу, тобто. у сироватку крові.
В. Фракції системи комплементу позначаються по-різному.
1. Дев'ять – відкритих першими – білків системи комплементу позначаються літерою З (від англійського слова complement) з відповідною цифрою.
2. Інші фракції системи комплементу позначаються іншими латинськими літерами чи його поєднаннями.
Г. Значення комплементу для макроорганізму велике та різноманітне (докладніше – див. розділ 26.6).
1. Частина активних фракцій системи комплементу є протеазами.
2. Деякі – зв'язуються з комплексом антиген-антитіло (імунним комплексом).
3. Інші – активують опасисті клітини та, пов'язані з ними судинні реакції запалення.
4. І, нарешті, частина фракцій комплементу здійснює перфорацію оболонок бактеріальних клітин.

26.2. Шляхи активації комплементу
Існують три шляхи активації комплементу: класичний, лектиновий та альтернативний.
А. Класичний шлях активації комплементу є основним. Участь цьому шляху активації комплементу – головна функція антитіл.

Рис. 26.2-2. Схема класичного шляху активації комплементу

1. Активацію комплементу класичним шляхом запускає імунний комплекс: комплекс антигену з імуноглобуліном (класу G – перших трьох підкласів – або М). Місце антитіла може «зайняти» С-реактивний білок – такий комплекс також активує комплемент класичним шляхом.
2. Класичний шлях активації комплементу здійснюється в такий спосіб (рис 26.2-1).
а. Спочатку активується фракція С1: вона збирається із трьох субфракцій (C1q, C1r, C1s) і перетворюється на фермент С1-естеразу (С1qrs).
б. С1-естераза розщеплює фракцію С4.
в. Активна фракція С4b ковалентно зв'язується з поверхнею мікробних клітин (але не з власними клітинами еукаріотичними макроорганізму) з тут приєднує до себе фракцію С2.
м. Фракція С2 у комплексі з фракцією С4b розщеплюється С1-естеразою з утворенням активної фракції С2b.
д. Активні фракції С4b і С2b в один комплекс - С4bС2b - що володіє ферментативною активністю. Це так звана С3-конвертаза класичного шляху.
е. С3-конвертаза розщеплює фракцію С3, напрацьовую великі кількості активної фракції С3b.
ж. Активна фракція С3b приєднується до комплексу С4bС2b і перетворює його на С5-конвертазу (С4bС2bС3b).
з. С5-конвертаза розщеплює фракцію С5.
в. Активна фракція С5b, що з'явилася в результаті цього, приєднує фракцію С6.
к. Комплекс С5bС6 приєднує фракцію С7.
л. Комплекс С5bС6С7 вбудовується у фосфоліпідний бислой мембрани мікробної клітини.
м. До цього комплексу приєднується білок С8.
н. Будучи разом з усім комплексом фосфоліпідний бішар мембрани мікробної клітини, білок С8 каталізує полімеризацію 10 - 16 молекул білка С9. Даний полімер формує в мембрані мікробної клітини непридатну пору діаметром близько 10 нм (рис 26.2-2)., що призводить до лізису мікроба (оскільки на його поверхні утворюється безліч таких пір - «діяльність» однієї одиниці С3-конвертази призводить до появи близько 1000 пір). Комплекс С5bС6С7С8С9, що утворюється в результаті активації комплементу, називається комплексом, що мемранатакує (МАК).

Б. Лектиновий шлях активації комплементу запускається комплексом нормального білка сироватки крові – манназв'язуючого лектину (МСЛ) – з вуглеводами поверхневих структур мікробних клітин (із залишками маннози). Активізована в результаті цього процесу МСЛ-асоційована серинова протеаза діє аналогічно С1-естераз класичного шляху, яким, власне, і розвиваються подальші події, що закінчуються формуванням МАК (рис. 26.2-3).
В. Альтернативний шлях активації комплементу (рис. 26.2-4) починається з ковалентного зв'язування активної фракції С3b – яка завжди присутня у сироватці крові в результаті постійно протікає тут спонтанного розщеплення фракції С3 – з поверхневими молекулами не всіх, але деяких мікроорганізмів.

1. Подальші події розвиваються так.
а. С3b пов'язує фактор В (який структурно і функціонально гомологічним фактором С2), утворюючи комплекс С3bВ.
б. У зв'язаному з С3b вигляді фактор виступає як субстрат для фактора D (сироваткової серинової протеази), яка розщеплює його з утворенням активного комплексу С3bВb. Цей комплекс має ферментативну активність, структурно і функціонально гомологічний С3-конвертазе класичного шляху (С4bС2b) і називається С3-конвертазою альтернативного шляху.
в. Сама собою С3-конвертаза альтернативного шляху нестабільна. Щоб альтернативний шлях активації комплементу успішно продовжувався, цей фермент стабілізується фактором Р (пропердином).
м. Те, що відбувається далі, аналогічно класичному шляху активації комплементу.
1. Напрацьовується багато С3b та утворюється комплекс С3bВbС3b, що є С5-конвертазою.
2. Активація С5 дає початок утворенню мембранатакуючого комплексу (див. розділи 26.2.А.2.і – 26.2.А.2.н).
2. Основна функціональна відмінність альтернативного шляху активації комплементу, порівняно з класичним, полягає у швидкості відповіді на патоген: оскільки не потрібен час для накопичення специфічних антитіл та утворення імунних комплексів.
Г. Важливо розуміти, що й класичний та альтернативний шляхи активації комплементу діють паралельно, ще й ампліфікуючи (тобто посилюючи) один одного. Тобто комплемент активується не «або за класичним або за альтернативним», а «і за класичним і за альтернативним» шляхами активації. Це ще й з додаванням лектинового шляху активації – єдиний процес (див. рис. 26.2-5), різні складові якого можуть просто проявлятися різною мірою.

26.3. Анафілотоксини
Активні фракції комплементу С3а і С5а називаються анафілотоксинами, оскільки беруть участь, крім іншого, в алергічній реакції, яка називається анафілаксія (див. нижче). Найбільш сильним анафілотоксином є С5а.
А. Анафілотоксини діють на різні клітини та тканини макроорганізму.
1. Дія їх на огрядні клітини викликає дегрануляцію останніх.
2. Анафілотоксини діють також на гладкі м'язи, викликаючи їхнє скорочення.
3. Діють вони і на стінку судини: викликають активацію ендотелію та підвищення його проникності, що створює умови для екстравазації з судинного русла рідини та клітин крові в ході розвитку запальної реакції.
Б. Кормі того, анафілотоксини є иммуномодуляторами, тобто. вони виступають у ролі регуляторів імунної відповіді.
1. С3а виступає в ролі імуносупресора (тобто пригнічує імунну відповідь).
2. С5а є імуностимулятором (тобто посилює імунну відповідь).

26.4. Рецептори для компонентів комплементу
Фракції комплементу можуть впливати на клітини макроорганізму лише у тому випадку, якщо на останніх існують відповідні рецептори.
А. Фагоцити мають рецептор С3b. Цей рецептор зумовлює велику активність фагоцитів по відношенню до опсонізованих мікробами (а саме до тих з них, на поверхні яких є фракції С3b).
Б. Еритроцити мають специфічні рецептори для фракцій С3b і С4b. Цими рецепторами еритроцити пов'язують відповідні фракції комплементу у складі циркулюючих імунних комплексів (ЦВК) і транспортують ці комплекси до макрофагів селезінки та печінки, які їх знищують, здійснюючи тим самим кліренс (тобто очищення) крові від ЦВК.
В. На опасистих клітинах локалізовані рецептори до фракції С5а, через які цей анафілатоксин активує ці клітини та викликає їх дегрануляцію.
Г. Такий же рецептор мають макрофаги, завдяки чому фракція С5а активує і ці клітини.

26.5. Регулювання системи комплементу
У нормі, за відсутності у внутрішньому середовищі макроорганізму патогена, рівень спонтанної активності системи комплементу невисокий. Каскадний механізм активації комплементу «запускається» активаторами, а регуляція його роботи на кшталт «зворотного зв'язку» – інгібіторами, без яких кожен епізод активації закінчувався повним виснаженням всієї системи.
А. Активаторами системи комплементу є молекулярні комплекси, що розташовуються на поверхні мікроорганізму, і запускають процес активації комплементу тим чи іншим шляхом. Про них згадувалося вище (див. розділ 26.2).
1. Активаторами класичного шляху активації комплементу виступають два комплекси.
а. Імунний комплекс (комплекс антиген-антитіло).
б. Комплекс антигену із С-реактивним білком.
2. Активатором лектинового шляху активації комплементу виступає комплекс нормального білка сироватки крові – манназв'язуючого лектину (МСЛ) – з вуглеводами поверхневих структур мікробних клітин (а саме – із залишками маннози).
3. Активаторами альтернативного шляху активації комплементу є два комплекси.
а. Комплекс (в результаті ковалентного зв'язування) активної фракції С3b - яка завжди присутня в сироватці крові в результаті спонтанного розщеплення фракції С3, що постійно протікає тут, - з поверхневими молекулами не всіх, але деяких мікроорганізмів.
б. Агреговані на поверхні мікроба імуноглобуліни класів А та Е.
Б. Інгібітори системи комплементу локалізуються у сироватці крові чи мембрані клітин.
1. У сироватці крові локалізуються п'ять білків – інгібіторів системи комплементу.
а. С1-інгібітор (С1inh) інактивує активну фракцію С1qrs (тобто С1-естразу).
б. C4-зв'язуючий протеїн (C4BP) робить фактор С4b доступним для деградації фактором I.
в. Чинник Н – робить фактор С3b доступним для деградації фактором I.
р. Фактор I розщеплює С3b (у комплексі з фактором Н) та С4b (у комплексі з С4ВР).
д. Білок S зв'язується з комплексом С5bС6С7 і запобігає подальшому утворенню мембранатакуючого комплексу.
2. На клітинах ссавців (і, відповідно людини) локалізуються три білки – інгібітори системи комплементу.
а. DAF (decay-accelerating factor = фактор, що прискорює розпад) інактивує С4bС2b (бо замість С2 зв'язується з С4b).
б. МСР (мембранний кофактор протеолізу) робить фактор С3b доступним для деградації фактором I.
в. Протектин (що позначається також як молекула CD59) інактивує білки мембранатакуючого комплексу (перешкоджає С-опосередкованому лізису власних клітин)

26.6. Функції системи комплементу
Система комплементу відіграє важливу роль у захисті макроорганізму від патогенів.
А. Система комплементу бере участь у інактивації мікроорганізмів, зокрема. опосередковує дію на мікроби антитіл.
Б. Активні фракції комплементу активують фагоцитоз.
В. Активні фракції системи комплементу беруть участь у формуванні запальної реакції.

26.7. Визначення активності системи комплементу
Для визначення активності комплементу в сучасних імунологічних лабораторіях використовують реакцію гемолізу та імуноферментний аналіз (ІФА), що прийшов на зміну реакції радіальної імунодифузії по Манчіні.
А. Реакція гемолізу використовується визначення титру комплементу й у виміру загальної активності системи комплементу.
1. Титр комплементу визначається як максимальне розведення сироватки крові, що викликає лізис еритроцитів барана, навантажених антиеритроцитарними антитілами (так званої гемсистеми).
2. Під загальною активністю системи комплементу розуміють кількість комплементу, що забезпечує лізис 50% еритроцитів гемсистеми (позначається як СН50).
Б. Імуноферментний аналіз використовується для визначення концентрації у сироватці крові окремих компонентів системи комплементу (C1q, C1s, C2, C3, C4, C5, C6, C7, C8, C9, пропердину, фактора В, С1-інгібітора). Раніше концентрацію найбільш важливих у функціональному відношенні фракцій системи комплементу (частіше С3 і С4) визначали за допомогою реакції імунодифузії по Манчіні, але в сучасних лабораторіях, оснащених ІФА-аналізаторами, з цією метою використовують імуноферментний аналіз, що значно розширив можливості оцінки функціонального стану у пацієнта його системи комплементу.