SISTEM DOPOLNJEVANJA: KLASIČNA IN ALTERNATIVNA POT, FUNKCIJE, BOLEZNI - BIOLOGIJA - 2025

Sistem komplementa je skupina, ki jo sestavlja več kot trideset plazemskih beljakovin, dovzetnih za vročino, ki povečujejo uničevalni učinek patogenih mikroorganizmov.

Imenuje se "komplement", ker je dokazano, da dopolnjuje delovanje protiteles pri uničevanju patogenov. Vendar pa je sposoben opravljati svoje funkcije tudi v odsotnosti protiteles. Zato ga lahko štejemo kot del sestavnih delov prirojenega imunskega sistema.

Povzetek poti aktivacije kaskade komplementa. Avtor Perhelion iz Wikimedia Commons.

Njegovo delovanje je odvisno od serijske aktivacije ("kaskade") beljakovin, ki jih sestavljajo, da bi zagotovili rupturo patogenov s tvorbo pore v njihovi membrani, označevanje (opsonizacijo) za njihovo uničenje s fagocitnimi celicami in nevtralizacija virusa.

Imunski sistem: prilagodljiva imunost in prirojena imunost

Imunski sistem je obrambni sistem telesa, da se brani pred napadom mikroorganizmov, ki lahko povzročijo bolezni.

Sestavljen je iz sklopa celic, organov in citokinskih beljakovin, ki ostanejo pozorni na prihod patogenov. Ko jih zaznajo, izvedejo napad proti njim, da se zagotovi njihova odprava. Njegova metodologija bi bila takšna, kot bi to počeli vojaki vojašnice, ki pridejo na obrambo, kadar pride do napadov ali izrednih razmer.

Kot v vsakem obrambnem sistemu tudi napad, ki ga izvajajo, zahteva taktike, sposobnosti, veščine in sodelovanje njegovih sestavnih delov. Vse to je zapleteno v vrsto strateških korakov, ki so skupno znani kot imunski odziv.

Imunski odziv se pojavi v dveh velikih, časovno ločenih fazah: prirojeni imunski odziv in adaptivni imunski odziv.

Prirojen imunski odziv

Prirojeni imunski odziv je prva obramba pred okužbo, ki jo povzroči prihod tujega organizma.

Ta vrsta začetnega odziva na eni strani pomeni delovanje zadrževalnih linij (kože in sluznice), ki delujejo kot ovire, ki preprečujejo vstop patogenov. Po drugi strani pa je delovanje celic, ki ostanejo budne v najbolj notranjih plasteh kože pred vstopom patogenov. Ti mikroorganizmi se lahko zlezejo kot posledica okvare prvih ovir, kot je luknja ali rez, ki obstaja v njih.

Celice, ki delujejo na tej ravni, so znane kot fagociti, ki so odgovorni za prepoznavanje invazivnih mikroorganizmov, jih fagocitizirajo (požrejo) in jih na koncu uničijo v svoji citoplazmi.

Poleg tega so te celice zadolžene za pošiljanje signalov celicam, ki sodelujejo v drugi veji odziva, da bi učinkovito odpravile vsak patogen, ki uspe premagati prvo odzivno linijo.

Končno so celične in necelične komponente, ki sodelujejo pri tej vrsti odziva, prisotne že od rojstva organizma. Se pravi, da niso odvisni od prisotnosti antigenov (tujih patogenov ali strupenih snovi).

Prilagodljivi imunski odziv

To vrsto odziva, ki se pojavi po sprožitvi efektorskih mehanizmov prirojene imunosti, izvajajo druge celice, znane kot limfociti.

Limfociti okrepijo obrambne mehanizme prirojene imunosti, hkrati pa sistem zapomni, da napadajo organizme, samo v primeru, da se vrnejo.

To pomeni, da v primeru druge invazije tujega organizma slednji to hitro prepozna in olajša njegovo takojšnje izločanje. Ti odzivi so običajno hitrejši od prvih ravno zaradi značilnega imunskega spomina.

Na koncu je treba omeniti, da se adaptivna imunost razvija skozi celotno življenje organizma. Ker se sooča z različnimi povzročitelji okužb. Se pravi, da je pridobljena.

Ko te celice zaznajo organizem drugič, sprožijo celično napadalno linijo in humoralno linijo. Drugi vključuje sproščanje protiteles, beljakovin, ki nevtralizirajo toksine in označujejo patogene za izločanje.

Protitelesa lahko aktivirajo skupino beljakovin, ki sestavljajo sistem komplementa. Slednje pomaga hitro uničiti mikrobe in že okužene celice.

Sistem dopolnjevanja

Komplementni sistem je niz plazemskih beljakovin, ki se aktivirajo s prisotnostjo patogenih organizmov.

Čeprav je ta aktivacija v mnogih primerih odvisna od protiteles (sestavnih delov prilagodljivih odzivov), se lahko aktivira tudi, če le-teh ni. Zaradi tega velja za pomembno sestavino prirojenih odzivov.

V tem sistemu je več kot 30 beljakovin, ki medsebojno delujejo, da dopolnjujejo delovanje protiteles in fagocitnih celic pri izločanju patogenov.

Ti proteini so za dopolnitev identificirani s črko "C" in nastanejo s kombiniranjem 9 beljakovin (C1 do C9). Vse so proteaze, ki jih ves čas budno in neaktivno kroži po telesu.

Ko odkrijejo prisotnost tujega mikroorganizma, se aktivirajo z delovanjem drugih proteaz, tako da gredo v napad v obrambo organizma.

Zdaj lahko to aktivacijo izvedemo preko treh različnih poti: klasične poti, alternativne in lektinske poti. Čeprav se te razlikujejo po tem, kako pride do aktivacije, vsi sovpadajo v nastanku napadalnega kompleksa na membrani patogena (MAC).

Ta kompleks nastaja zaradi združevanja številnih beljakovin na zunanji strani membrane patogena, ki kulminira z nastankom pore ali lukenj v njem.

Kako poteka aktivacija komplementa?

Aktivacija se pojavi na mestih, kjer pride do okužbe in povzroči prisotnost invazivnih mikroorganizmov.

Med njim se vsi verižno neaktivni komplementi proteini aktivirajo v verižni reakciji. Se pravi, ko je ena aktivirana, slednja aktivira naslednjo in tako naprej.

Aktivne proteaze nastanejo z cepitvijo predhodnika proteina ali zimogena (neaktivna oblika). Slednji prereže naslednjega na dva z aktiviranjem.

Tako aktiviranje majhne skupine proteinov na začetku kaskade povzroči ogromno povečanje aktivacije zaporednih zimogenov (amplifikacija).

Ta razširitev pomaga, da se kompleks napadov membrane patogena hitro oblikuje. To spodbuja odpiranje por, ki bodo sčasoma razgradile parazite, bakterije in druge organizme, ki lahko povzročijo okužbo.

Dopolnilo se lahko aktivira na tri neodvisne načine

Čeprav je končni cilj z aktivacijo komplementa vedno nastanek kompleksa napadov patogene membrane, obstajajo trije načini, kako to doseči. Začetek vsake od njih je odvisen od delovanja različnih molekul.

Vsi pa se zbližajo z aktivacijo C3 konvertaze, beljakovine, ki cepi C3 protein v C3a in C3b. Slednji se veže na membrano patogena in zlomi C5 v C5a in C5b. C5b se tudi veže na membrano in nabira preostale beljakovine, ki se bodo zbrale, da bi nastale pore (C6, C7, C8 in C9).

Klasičen način

To ime je prejel po tem, da ga je opisal prvi način. Predstavlja točko povezave med mehanizmi prirojene in adaptivne reakcije, saj jo aktivirajo kompleksi protiteles, ki so se predhodno vezali na površino patogena.

Začne se z vezavo C1q (prvega proteina komplementa kaskade) na membrano vpadajočega mikroorganizma. Ta zveza lahko poteka na tri različne načine:

- Neposredno z beljakovinskimi in ne-beljakovinskimi komponentami na površini bakterij, kot je lipoteihojska kislina, prisotna v gram-pozitivnih bakterijah.

- C-reaktivni protein, plazemski protein, ki se veže na ostanke fosfoholina v površinskih polisaharidih bakterij.

- na imunske komplekse, sestavljene iz dveh ali več protiteles IgG ali IgM izotipov, ki so se prej vezala na patogena.

Lektinova pot

Aktivacija po tej poti je odvisna od prepoznavanja specifičnih ogljikovih hidratov, ki so na površini patogena izpostavljeni s proteini, imenovanimi lektini.

Lektini so beljakovine, ki vplivajo le na ogljikove hidrate. Nekaj ​​primerov je: protein MLB, ki se specifično veže na polisaharide, ki vsebujejo sladkorno manozo na površini virusov in bakterij, in tiste, ki prepoznajo le ostanke N-acetilglukozamina v bakterijski steni.

Alternativna pot

Ta pot se aktivira neposredno z vezavo proteina C3 (ki ustvarja C3b), ki je že aktiven na površini patogena.

Pomembno je vedeti, da se C3b, če ni okužb, po tej poti pojavlja v zelo nizkih vrednostih. Te omejene količine C3b ostanejo neaktivne zaradi delovanja proteina, znanega kot faktor H.

Šele ko pride do okužbe in se C3 veže na patogena, se regulativni učinek faktorja H izogne, ta pa se veže na drugi faktor, znan kot faktor B. Slednji se cepi z delovanjem faktorja D in produkti se vežejo na C3 že prisotna v membrani, ki tvori C3 konvertazo.

Od tu sledijo koraki aktivacije, skupni trem potm.

Lastnosti

Omogoča hitro uničenje patogenih celic s tvorbo pore, ki hitro uniči njihovo membrano.

Z vezanjem aktivnih proteinov komplementa označuje patogene, ki jih fagocitne celice prepoznajo in jih zaužijejo za uničenje. Ta postopek poznamo kot opsonizacijo.

Majhni delci, ki nastanejo pri razpadu zimogenov, delujejo kot kemoatraktanti, ki na mesto okužbe naberejo več fagocitov.

Omogoča nevtralizacijo invazivnih virusov. Se pravi, da jih inaktivira, da se kasneje fagocitozirajo in izločijo.

Sorodne bolezni

Rentgen s stopali z revmatoidnim artritisom, bolezen, ki jo povzročajo pomanjkljivosti sistema komplementa. Avtor Lariob iz Wikimedia Commons.

Pomanjkanje sinteze komplementarnih proteinov in dejavniki, ki povzročajo neurejeno aktivacijo teh beljakovin, lahko privedejo do številnih bolezni.

Pomanjkljivosti so običajno posledica genetskih napak, ki vodijo do napačnih aktivacijskih dogodkov. Posledica tega je odpoved povečane dovzetnosti za okužbe, revmatične bolezni in angioedem (edem kože in sluznice).

Odsotnost regulacije, kot je odsotnost faktorja H, lahko povzroči presežek aktivacije. To se konča z nenadzorovanim vnetjem, ki nastane z lizo lastnih celic.

Reference

1. Alberts B Johnson A Lewis J Raff M, Roberts K, Walter P . 2002. Molekularna biologija celice, 4. izdaja. New York: Garland Science.
2. McCulloch J, Martin SJ. Analiza celične aktivnosti. 1994. Celična imunologija, str.95-113.
3. Rich R, Fleisher T, Shearer W, Schroeder H, Frew A, Weyand C. 2012. Clinical Immunology, 4. izdaja. Kanada: Elsevier.
4. Sarma JV, Ward PA. Sistem dopolnjevanja. Raziskave celic in tkiv. 2011; 343 (1), 227–235.
5. Thomas J, Kindt Richard A. Goldsby College Amherst Barbara A. Osborne. Javier de León Fraga (ur.). 2006. V Kubyjevi imunološki šesti izdaji. pp 37, 94–95.
6. Trascasa L. Pomanjkljivosti dopolnil. Laboratorijska diagnostika. Predstavitev španskega registra pomanjkljivosti komplementa. Španski register pomanjkljivosti dopolnil. 2000; 19: 41–48.