СИСТЕМА ЗА ДОПЪЛВАНЕ: КЛАСИЧЕСКИ И АЛТЕРНАТИВЕН ПЪТ, ФУНКЦИИ, БОЛЕСТИ - БИОЛОГИЯ - 2025

Системата на комплементи е група, съставена от повече от тридесет плазмени протеини, податливи на топлина, които увеличават разрушителния ефект на патогенните микроорганизми.

Нарича се "комплемент", тъй като е доказано, че допълва действието на антителата при унищожаването на патогени. Въпреки това, той е способен да изпълнява функциите си и при липса на антитела. Следователно, той може да се разглежда като част от компонентите на вродената имунна система.

Обобщение на пътя за активиране на каскадата на комплемента. От Perhelion, от Wikimedia Commons.

Действието му зависи от серийното активиране („каскада“) на белтъците, които го съдържат, за да се гарантира разрушаването на патогени чрез образуването на пори в мембраната им, маркирането (опсонизацията) за тяхното унищожаване от фагоцитни клетки и неутрализация на вируса.

Имунната система: адаптивен имунитет и вроден имунитет

Имунната система е защитната система на организма да се защитава от атаката на микроорганизми, способни да причинят заболяване.

Той е съставен от набор от клетки, органи и цитокинови протеини, които остават нащрек за пристигането на патогени. След като ги открият, те извършват атаката срещу тях, за да гарантират елиминирането им. Неговата методология би била точно както войниците на казарма, които биха го направили, които идват на отбраната винаги, когато възникнат ситуации на атака или спешни случаи.

Както във всяка отбранителна система, атаката, която извършват, изисква тактики, способности, умения и сътрудничество на нейните компоненти. Всичко това участва в поредица от стратегически стъпки, които са общо известни като имунен отговор.

Имунният отговор протича в две големи, разделени във времето фази: вродена имунна реакция и адаптивен имунен отговор.

Вродена имунна реакция

Вроденият имунен отговор е първата линия на защита срещу инфекция, причинена от пристигането на чужд организъм.

Този тип първоначален отговор предполага, от една страна, действието на ограничителни линии (кожата и лигавиците), които действат като бариери, предотвратяващи навлизането на патогени. От друга страна, действието на клетките, които остават бдителни в най-вътрешните слоеве на кожата преди навлизането на патогени. Тези микроорганизми могат да „пълзят“ в резултат на повреда в първите бариери, като дупка или разрез, който съществува в тях.

Клетките, които действат на това ниво, са известни като фагоцити, които са отговорни за разпознаването на нахлуващи микроорганизми, фагоцитирането (поглъщането им) и накрая ги унищожават в цитоплазмата си.

Отделно от това, тези клетки отговарят за изпращането на сигнали до клетките, които участват във втория клон за отговор, за да елиминират ефективно всеки патоген, който успява да преодолее първата линия на отговор.

И накрая, клетъчните и неклетъчните компоненти, които участват в този тип отговор, присъстват от раждането на организма. Тоест, те не зависят от наличието на антигени (чужди патогени или токсични вещества).

Адаптивен имунен отговор

Този тип отговор, който се появява след задействане на ефекторните механизми на вродения имунитет, се осъществява от други клетки, известни като лимфоцити.

Лимфоцитите засилват защитните механизми на вродения имунитет, в същото време, които карат системата да запомни нахлуващите организми, само в случай, че се върнат.

Тоест, в случай на второ нашествие от чужд организъм, последният бързо го разпознава, улеснявайки бързото му елиминиране. Тези отговори обикновено са по-бързи от първите именно поради характерната им имунна памет.

И накрая, трябва да се отбележи, че адаптивният имунитет се развива през целия живот на организма. Тъй като той е изправен пред различни инфекциозни агенти. Тоест тя се придобива.

Когато тези клетки открият организъм втори път, те задействат клетъчна атака линия и хуморална линия. Вторият включва отделяне на антитела, протеини, които неутрализират токсините и маркират патогените за елиминиране.

Антителата от своя страна могат да активират група протеини, съставляващи системата на комплемента. Последното помага за бързо унищожаване на микроби и вече заразени клетки.

Система за допълване

Системата на комплемента е набор от плазмени протеини, които се активират от наличието на патогенни организми.

Въпреки че това активиране в много случаи зависи от антитела (компоненти на адаптивните отговори), то може да се активира и при липсата на такива. Поради тази причина се счита за важен компонент от вродените отговори.

Има повече от 30 протеини, които съставляват тази система.Те взаимодействат помежду си, за да допълнят действието на антитела и фагоцитни клетки при елиминирането на патогени.

Тези протеини са идентифицирани с буквата "С" за комплемент и се образуват чрез комбиниране на 9 протеина (С1 до С9). Всички те са протеази и се поддържат циркулиращи бдително и неактивно през тялото.

След като се установи наличието на чужд микроорганизъм, те се активират под действието на други протеази, за да атакуват тялото в защита.

Сега това активиране може да се извърши чрез три различни маршрута: класически маршрут, алтернативен и лектинов маршрут. Въпреки че те се различават по начина на активиране, всички те съвпадат при формирането на атака комплекс върху мембраната на патогена (MAC).

Този комплекс се образува от асоциацията на много протеини на външната страна на мембраната на патогена, която кулминира в образуването на пори или дупки в него.

Как става активирането на системата за допълване?

Активирането става на местата, където се появява инфекция и се причинява от наличието на нахлуващи микроорганизми.

По време на него всички първоначално неактивни протеини на комплемента се активират във верижна реакция. Тоест, след като един е активиран, последният активира следващия и така нататък.

Активните протеази се генерират чрез разцепване на прекурсорния протеин или зимоген (неактивна форма). Последният отрязва следващия на две, като го активира.

По този начин активирането на малка група протеини в началото на каскадата предизвиква огромно увеличение на активирането на последователни цимогени (амплификация).

Това усилване помага на мембранния атакуващ комплекс на патогена да се формира бързо. Това насърчава отварянето на порите, които в крайна сметка ще разрушат паразити, бактерии и други организми, способни да причинят инфекция.

Допълнението може да се активира по три независими начина

Въпреки че крайната цел с активиране на комплемента винаги е формирането на комплекса за атака на патогенната мембрана, има три начина, по които това може да бъде осъществено. Началото на всеки от тях зависи от действието на различни молекули.

Всички те обаче се сближават при активирането на С3 конвертаза, протеин, който разцепва С3 протеина в C3a и C3b. Последният се свързва с мембраната на патогена и счупва C5 в C5a и C5b. С5b също се свързва с мембраната и набира останалата част от протеините, които ще се съберат, за да породи порите (C6, C7, C8 и C9).

Класически начин

Той получава това име за това, че е първият начин да бъде описан. Той представлява точка на връзка между механизмите на вродена и адаптивна реакция, тъй като се активира от комплекси на антитела, които преди това са се свързали с повърхността на патогена.

Това започва със свързването на С1q (първият протеин от каскадата на комплемента) към мембраната на нахлуващия микроорганизъм. Този съюз може да се осъществи по три различни начина:

- Директно с протеинови и не-протеинови компоненти на повърхността на бактерии, като липотейхоева киселина, присъстваща в грам-положителни бактерии.

- С-реактивен протеин, плазмен протеин, който се свързва с фосфохолинови остатъци, присъстващи в бактериалните повърхностни полизахариди.

- Към имунни комплекси, съставени от две или повече антитела на IgG или IgM изотипове, които преди това са се свързвали с патогена.

Лектинов път

Активирането по този път зависи от разпознаването на специфични въглехидрати, изложени на повърхността на патогена от протеини, наречени лектини.

Лектините са протеини, които взаимодействат само с въглехидратите. Някои примери за това са: протеинът MLB, който се свързва специфично с полизахаридите, които съдържат захарната маноза, присъстваща на повърхността на вируси и бактерии, и тези, които разпознават само остатъците от N-ацетилглюкозамин в бактериалната стена.

Алтернативен маршрут

Този път се активира директно от свързването на С3 протеина (който генерира C3b), който вече е активен на повърхността на патогена.

Важно е да се знае, че при липса на инфекции C3b се появява по този път в много ниски стойности. Тези ограничени количества C3b се поддържат неактивни от действието на протеин, известен като фактор H.

Само когато има инфекция и С3 се свързва с патогена, регулаторният ефект на фактор Н се избягва и това се свързва с втори фактор, известен като фактор Б. Последният се разцепва под действието на фактор D и продуктите се свързват с C3 вече присъства в мембраната, образуваща С3 конвертаза.

Оттук се следват стъпките на активиране, общи за трите пътя.

Характеристика

Той позволява бързото унищожаване на патогенните клетки чрез образуването на пори, които бързо унищожават мембраната им.

Свързвайки протеините с активиран комплемент, той маркира патогените да бъдат разпознати и приети от фагоцитни клетки за унищожаване. Този процес е известен като опсонизация.

Малките фрагменти, които се получават при разграждането на зимогените, действат като хемоаттрактанти, които набират повече фагоцити до мястото на инфекция.

Той позволява да неутрализира нахлуващи вируси. Тоест, инактивира ги, така че по-късно да бъдат погълнати и елиминирани.

Свързани заболявания

Рентгенова снимка на крака с ревматоиден артрит, заболяване, причинено от недостатъци в системата на комплемента. От Лариоб от Wikimedia Commons.

Недостигът в синтеза на протеини на комплемента, както и фактори, които произвеждат нерегламентирано активиране на тези протеини, могат да доведат до множество заболявания.

Недостатъците обикновено са причинени от генетични грешки, които водят до грешни събития на активиране. Това води до неуспех в повишена чувствителност към инфекции, ревматични заболявания и ангиоедем (оток на кожата и лигавицата).

Липсата на регулация, като отсъствието на фактор Н, може да доведе до излишък на активиране. Това завършва с неконтролирано възпаление, произведено от лизиса на собствените клетки.

Препратки

1. Alberts В, Johnson А, Lewis J, Raff М, Roberts К, Walter P . 2002. Молекулярна биология на клетката, 4-то издание. Ню Йорк: Garland Science.
2. McCulloch J, Martin SJ. Анализи на клетъчната активност. 1994. Клетъчна имунология, pp.95-113.
3. Rich R, Fleisher T, Shearer W, Schroeder H, Frew A, Weyand C. 2012. Клинична имунология, 4-то издание. Канада: Elsevier.
4. Сарма JV, Ward PA. Системата за допълване. Клетъчно и тъканно изследване. 2011; 343 (1), 227-235.
5. Томас Дж, Кинд Ричард А. Голдсби Амхерст колеж Барбара А. Осборн. Хавиер де Леон Фрага (Ред.). 2006. В шестото издание на Kuby Immunology. стр. 37, 94-95.
6. Trascasa L. Недостатъци на комплемента. Лабораторна диагностика. Представяне на испанския регистър за недостатъци на комплемента. Испански регистър на недостатъците на комплемента. 2000; 19: 41-48.