KOMPLEMENTERINGSSYSTEM: KLASSISK OG ALTERNATIV VEJ, FUNKTIONER, SYGDOMME - BIOLOGI - 2024

Den komplementsystemet er en gruppe, der består af mere end tredive plasmaproteiner modtagelige for varme, som øger den destruktive virkning af patogene mikroorganismer.

Det kaldes "komplement", da det har vist sig at komplementere virkningen af ​​antistoffer i ødelæggelse af patogener. Den er imidlertid også i stand til at udføre dens funktioner i fravær af antistoffer. Derfor kan det betragtes som en del af komponenterne i det medfødte immunsystem.

Resumé af komplementskaskadeaktiveringsvejen. Af Perhelion fra Wikimedia Commons.

Dens virkning afhænger af den serielle aktivering ("kaskade") af de proteiner, der indeholder det, for at garantere brud på patogener gennem dannelsen af ​​porer i deres membran, mærkning (opsonisering) for deres destruktion af fagocytiske celler og virusneutralisering.

Immunsystemet: adaptiv immunitet og medfødt immunitet

Immunsystemet er kroppens forsvarssystem til at forsvare sig mod angreb fra mikroorganismer, der er i stand til at forårsage sygdom.

Det består af et sæt celler, organer og cytokinproteiner, der forbliver opmærksomme på ankomsten af ​​patogener. Når de først opdager dem, udfører de angrebet mod dem for at garantere deres eliminering. Hans metodik ville være ligesom soldaterne i en kaserne ville gøre det, som kommer til forsvaret, når situationer med angreb eller nødsituation opstår.

Som i ethvert forsvarssystem kræver det angreb, de udfører, taktik, evner, færdigheder og samarbejde om dets komponenter. Alt dette er indblandet i en række strategiske trin, der samlet kaldes immunresponsen.

Immunresponsen forekommer i to store, tidsskilte faser: det medfødte immunrespons og det adaptive immunrespons.

Medfødt immunrespons

Det medfødte immunrespons er den første forsvarslinie mod en infektion forårsaget af ankomsten af ​​en fremmed organisme.

Denne type indledende respons indebærer på den ene side virkningen af ​​indeslutningslinjer (huden og slimhinderne), der fungerer som barrierer, der forhindrer indtrængen af ​​patogener. På den anden side er handlingen af ​​celler, der forbliver årvågen i de inderste lag af huden inden indtræden af ​​patogener. Disse mikroorganismer kan "krybe ind" som et resultat af en fiasko i de første barrierer, såsom et hul eller et snit, der findes i dem.

De celler, der virker på dette niveau, er kendt som fagocytter, der er ansvarlige for at genkende invaderende mikroorganismer, opsvulme dem (fortære dem) og til sidst ødelægge dem i deres cytoplasma.

Bortset fra dette er disse celler ansvarlige for at sende signaler til cellerne, der deltager i den anden responsgren for effektivt at eliminere ethvert patogen, der formår at overvinde den første responslinie.

Endelig er de cellulære og ikke-cellulære komponenter, der deltager i denne type respons, til stede fra fødslen af ​​organismen. Det vil sige, de afhænger ikke af tilstedeværelsen af ​​antigener (fremmede patogener eller giftige stoffer).

Adaptiv immunrespons

Denne type respons, der opstår efter at effektormekanismerne for medfødt immunitet er blevet udløst, udføres af andre celler kendt som lymfocytter.

Lymfocytter styrker forsvarsmekanismerne for medfødt immunitet, på samme tid som de får systemet til at huske invaderende organismer, i tilfælde af at de vender tilbage.

Det vil sige, i tilfælde af en anden invasion af en fremmed organisme, genkender sidstnævnte den hurtigt, hvilket letter dens hurtige eliminering. Disse svar er normalt hurtigere end de førstnævnte, netop på grund af deres karakteristiske immunhukommelse.

Endelig skal det nævnes, at adaptiv immunitet udvikler sig gennem en organisms levetid. Da det står over for forskellige smitsomheder. Det vil sige, det erhverves.

Når disse celler detekterer en organisme en anden gang, udløser de en celleangrebslinie og en humoral linje. Den anden involverer frigivelse af antistoffer, proteiner, der neutraliserer toksiner og markerer patogener til eliminering.

Antistoffer kan på sin side aktivere en gruppe proteiner, der udgør komplementsystemet. Sidstnævnte hjælper med til hurtigt at ødelægge bakterier og allerede inficerede celler.

Komplementeringssystem

Komplementsystemet er et sæt plasmaproteiner, der aktiveres ved tilstedeværelsen af ​​patogene organismer.

Selvom denne aktivering i mange tilfælde afhænger af antistoffer (komponenter af adaptive responser), kan den også aktiveres i fravær af dem. Af denne grund betragtes det som en vigtig komponent i medfødte svar.

Der er mere end 30 proteiner, der udgør dette system.De interagerer med hinanden for at komplementere virkningen af ​​antistoffer og fagocytiske celler til eliminering af patogener.

Disse proteiner er blevet identificeret med bogstavet "C" som komplement og dannes ved at kombinere 9 proteiner (Cl til C9). Alle af dem er proteaser og holdes cirkulerende årvågen og inaktive gennem kroppen.

Når tilstedeværelsen af ​​en fremmed mikroorganisme er fundet, aktiveres de ved hjælp af andre proteaser, så de går på angrebet til forsvar af organismen.

Nu kan denne aktivering udføres gennem tre forskellige ruter: den klassiske rute, alternativet og lektinruten. Selvom disse adskiller sig i, hvordan aktivering finder sted, falder de alle sammen i dannelsen af ​​et angrebskompleks på patogenens membran (MAC).

Dette kompleks dannes ved foreningen af ​​mange proteiner på den ydre flade af patogens membran, der kulminerer med dannelsen af ​​porer eller huller i den.

Hvordan foregår aktiveringen af ​​komplementsystemet?

Aktivering sker på de steder, hvor infektion forekommer og er forårsaget af tilstedeværelsen af ​​invaderende mikroorganismer.

I løbet af det aktiveres alle oprindeligt inaktive komplementproteiner i en kædereaktion. Det vil sige, når den ene er aktiveret, aktiverer sidstnævnte den næste og så videre.

Aktive proteaser genereres ved spaltning af forstadieproteinet eller zymogen (inaktiv form). Sidstnævnte skærer den næste i to ved at aktivere den.

Aktiveringen af ​​en lille gruppe proteiner i begyndelsen af ​​kaskaden forårsager således en enorm stigning i aktiveringen af ​​successive zymogener (amplifikation).

Denne amplifikation hjælper patogenens membranangrebskompleks med at dannes hurtigt. Dette fremmer åbningen af ​​porer, der til sidst vil nedbryde parasitter, bakterier og andre organismer, der er i stand til at forårsage infektion.

Komplementet kan aktiveres på tre uafhængige måder

Selvom det ultimative mål med komplementaktivering altid er dannelsen af ​​patogenmembranangrebskomplekset, er der tre måder, hvorpå dette kan udføres. Begyndelsen af ​​hver af dem afhænger af virkningen af ​​forskellige molekyler.

De konvergerer dog alle sammen med aktiveringen af ​​C3-konvertase, et protein, der spalter C3-proteinet i C3a og C3b. Sidstnævnte binder til patogens membran og brud C5 ind i C5a og C5b. C5b binder også til membranen og rekrutterer resten af ​​proteinerne, der vil samles for at give anledning til poren (C6, C7, C8 og C9).

Klassisk måde

Det modtager dette navn for at være den første måde, der beskrives. Det udgør et forbindelsespunkt mellem mekanismerne med medfødte og adaptive reaktioner, da det aktiveres af antistofkomplekser, der tidligere har bundet sig til patogenens overflade.

Dette begynder med bindingen af ​​C1q (det første protein i komplementskaskaden) til membranen til den invaderende mikroorganisme. Denne union kan finde sted på tre forskellige måder:

- Direkte med proteinkomponenter og ikke-proteinkomponenter på overfladen af ​​bakterier, såsom lipoteichoinsyre til stede i gram-positive bakterier.

- C-reaktivt protein, et plasmaprotein, der binder til phosphocholinrester, der er til stede i bakterieoverfladepolysaccharider.

- Til immunkomplekser, der består af to eller flere antistoffer af IgG- eller IgM-isotyperne, der tidligere er bundet til patogenet.

Lektinvej

Aktivering ved denne vej afhænger af genkendelsen af ​​specifikke kulhydrater, der er eksponeret på overfladen af ​​patogenet af proteiner, der kaldes lektiner.

Lectiner er proteiner, der kun interagerer med kulhydrater. Nogle eksempler på disse er: MLB-proteinet, der specifikt binder til polysaccharider, der indeholder sukkermannosen, der er til stede på overfladen af ​​vira og bakterier, og dem, der kun genkender N-acetylglucosaminrester, der er til stede i bakterievæggen.

Alternativ rute

Denne vej aktiveres direkte ved binding af C3-proteinet (som genererer C3b), der allerede er aktiv på overfladen af ​​patogenen.

Det er vigtigt at vide, at i mangel af infektioner forekommer C3b gennem denne rute i meget lave værdier. Disse begrænsede mængder C3b holdes inaktive ved virkningen af ​​et protein kendt som faktor H.

Kun når der er infektion, og C3 binder til patogenet, undgås den regulatoriske virkning af faktor H, og denne binder til en anden faktor kendt som faktor B. Sidstnævnte spaltes af virkningen af ​​faktor D, og ​​produkterne binder til C3 allerede til stede i membranen, der danner C3-konvertasen.

Herfra følges de aktiveringstrin, der er fælles for de tre veje.

Funktioner

Det muliggør hurtig ødelæggelse af patogene celler gennem dannelse af porer, der hurtigt ødelægger deres membran.

Ved at binde aktiverede komplementproteiner markerer det patogener, der skal genkendes og indtages af fagocytiske celler til destruktion. Denne proces kaldes opsonisering.

De små fragmenter, der er produceret fra nedbrydningen af ​​zymogener, fungerer som kemoattraktanter, der rekrutterer flere fagocytter til infektionsstedet.

Det gør det muligt at neutralisere invaderende vira. Det vil sige, det inaktiverer dem, så de senere fagocytoseres og elimineres.

Relaterede sygdomme

Røntgen af ​​fod med reumatoid arthritis, en sygdom forårsaget af mangler i komplementsystemet. Af Lariob fra Wikimedia Commons.

Mangler ved syntese af komplementproteiner såvel som faktorer, der producerer en ureguleret aktivering af disse proteiner, kan føre til adskillige sygdomme.

Manglerne er generelt forårsaget af genetiske fejl, der fører til fejlagtige aktiveringshændelser. Dette resulterer i fiasko i en øget modtagelighed for infektioner, gigtssygdomme og angioødem (ødemer i huden og slimhinden).

Fraværet af regulering, såsom fraværet af faktor H, kan forårsage et overskud af aktivering. Dette ender med ukontrolleret betændelse, produceret ved lysering af egne celler.

Referencer

1. Alberts B, Johnson A, Lewis J., Raff M, Roberts K, Walter P . 2002. Molecular Biology of the Cell, 4. udgave. New York: Garland Science.
2. McCulloch J, Martin SJ. Analyser af cellulær aktivitet. 1994. Cellular Immunology, s. 95-113.
3. Rich R, Fleisher T, Shearer W, Schroeder H, Frew A, Weyand C. 2012. Clinical Immunology, 4. udgave. Canada: Elsevier.
4. Sarma JV, Ward PA. Komplementsystemet. Celle- og vævsforskning. 2011; 343 (1), 227-235.
5. Thomas J, Kindt Richard A. Goldsby Amherst College Barbara A. Osborne. Javier de León Fraga (red.). 2006. I Kuby's Immunology Sixth Edition. pp. 37, 94-95.
6. Trascasa L. Supplerende mangler. Laboratoriediagnostik. Præsentation af det spanske register over mangler ved komplementet. Spansk register over komplementmangler. 2000; 19: 41-48.