Система комплемента – каскад ферментов, облегчающих борьбу с инфекционным процессом. Многие белки комплемента присутствуют в сыворотке крови в качестве предшественников ферментов (зимогенов); другие находятся на клеточной поверхности. (См. также Обзор иммунной системы (Overview of the Immune System)).
Эта система связывает врожденный и приобретенный иммунитет путем:
Увеличения ответа антител (АТ) и иммунологической памяти
Лизинга чужеродных клеток
Удаления иммунных комплексов
Компоненты системы комплемента выполняют множество биологических функций (например, стимуляция хемотаксиса, запуск дегрануляции тучных клеток независимо от иммуноглобулина E [IgE]).
Активация комплемента
Есть 3 пути активации комплемента (см. рисунок Пути активации комплемента [Complement activation pathways]):
Классический
Лектиновый
Альтернативный
Пути активации комплемента
Классический, лектиновый и альтернативный пути сходятся в 1, в котором СЗ-конвертаза расщепляет СЗ на СЗа и СЗb. АТ = антитело; АГ = антиген; C1-INH = С1- ингибитор; MAC = комплекс мембранной атаки; MASP = MBL-ассоциированная сериновая протеаза; MBL = маннозосвязывающий лектин. Верхняя черта означает активацию. |
Компоненты классического пути обозначаются буквой С и цифрой (например, С1, С3), обозначающей очередность их идентификации. Компоненты альтернативного пути часто обозначаются буквами (например, фактор B, фактор D) или имеют название (например, пропердин).
Активация классического пути может быть
антитело-зависимая, возникающая при взаимодействии C1 с антиген-IgM или агрегированными антиген-IgG комплексами
АТ-независимая, возникающая когда полианионы (например, гепарин, протамин, ДНК и РНК из апоптотических клеток), грамотрицательные бактерии или связанный С-реактивный белок реагируют непосредственно с С1
Этот путь регулируется С1-ингибитором (C1-INM). Наследственная ангиоэдема ассоциирована с генетической недостаточностью С1-INH.
Активация лектинового пути – АТ-независимый процесс; он возникает, когда маннозосвязывающий лектин (МСЛ), протеин сыворотки, связывается с маннозой, фруктозой или N-ацетилглюкозаминовыми группами на клеточных стенках бактерий и дрожжей или на вирусах. В остальном этот путь структурно и функционально напоминает классический путь.
Активация альтернативного пути осуществляется тогда, когда компоненты поверхностей клеток микроорганизмов (например, клеточных стенок дрожжей, липополисахариды клеточной стенки бактерий [эндотоксин]) или иммуноглобулин (например, нефротический фактор, агрегированный IgA) расщепляют небольшое количество С3. Этот путь регулируется пропердином, фактором Н, и фактором, ускоряющим некроз (CD55).
Эти три пути в итоге сходятся в один, где СЗ-конвертаза расщепляет СЗ на СЗа и СЗb (см. рисунок Пути активации комплемента [Complement activation pathways]). Расщепление С3 может привести к образованию комплекса атаки на мембрану (МАС), цитотоксическому компоненту системы комплемента. МАС является причиной лизиса чужеродных клеток.
Фактор I с кофакторами, включая мембранный кофакторный белок (CD46), инактивирует C3b и C4b.
Дефекты и дефицит системы комплемента
Недостатки или дефекты в конкретных компонентах комплемента связаны с конкретными нарушениями; ниже приведены примеры:
Дефицит С1, С2, С3, MBL, MBL-ассоциированной серин-протеаза (MASP-2), фактора Н, фактора I или рецептора комплемента 2 типа (CR2): повышение риска рецидивирующих бактериальных инфекций
Дефицит C5, C9, фактора B, фактора D или пропердина: восприимчивость к нейссериальным инфекциям
Дефекты С1, С4 и С5: системная красная волчанка
Дефекты CR2: общий вариабельный иммунодефицит
Дефекты CR3: дефицит адгезии лейкоцитов типа 1
Мутации генов фактора В, фактора Н, фактора I, кофактора мембранных белков (CD46) или С3: развитие атипичного варианта гемолитико-уремического синдрома
Биологическая активность системы комплемента
Компоненты системы комплемента выполняют и другие биологические функции, которые реализуются рецепторами комплемента (CR) на различных типах клеток. Некоторые РК (CR) используют молекулы, которым был назначен номер CD.
CR1 (CD35) способствует фагоцитозу и участвует в выведении иммунных комплексов.
CR2 (CD21) регулирует продукцию АТ В-лимфоцитами и является рецептором вируса Эпштейна – Барр.
CR3 (CD11b/CD18), SR4 (CD11c/CD18) и рецепторы C1q играют роль в фагоцитозе.
С3а, С5а и С4а (слабо) проявляют анафилатическую активность: они вызывают дегрануляцию тучных клеток, ведущую к повышению проницаемости сосудов и сокращению гладкой мускулатуры.
С3b работает в качестве опсонина, покрывая микрооорганизмы и, тем самым, усиливая их фагоцитоз.
С3d усиливает продукцию АТ В-лимфоцитами.
С5а является хемоаттрактантом нейтрофилов. Он контролирует активность нейтрофилов и моноцитов и может стать причиной повышенного слипания клеток, дегрануляции и высвобождения внутриклеточных ферментов из гранулоцитов, продукции токсических метаболитов кислорода и других действий, связанных с клеточным метаболизмом.
