Разделы сайта
Выбор редакции:
- Иосиф Сталин: достижения политические и экономические, вклад в историю Кто такой сталин для детей
- Примеры сильных и слабых кислот и оснований Сильным электролитом является co2 o2 h2s h2so4
- Обособленное приложение: пример
- Явление фазы луны результат затмения
- Толковая библия лопухина - лучшее толкование библии
- Кислотно-щелочной баланс организма – рН
- Известные события произошедшие 12 сентября
- Правила вычисления производных
- Иван III – Государь всея Руси
- Первые металлургические мануфактуры тульского края Где появились первые металлургические заводы
Реклама
|
СЛАЙД 1 Лекция №4. Гуморальные факторы врожденного иммунитета 1. Система комплемента 2. Белки острой фазы воспаления 3. Биогенные амимны 4. Липидные медиаторы 5. Цитокины 6. Интерфероны СЛАЙД 2 Гуморальная составляющая врожденного иммунитета представлена несколькими взаимосвязанными системами - системой комплемента, цитокиновой сетью, бактерицидными пептидами, а также гуморальными системами, связанными с воспалением. Действие большинства этих систем подчиняется одному из двух принципов - каскада и сети. По каскадному принципу функционирует система комплемента, при активации которой происходит последовательное вовлечение факторов. При этом эффекты каскадных реакций проявляются не только в конце активационного пути, но и на промежуточных стадиях. Принцип сети характерен для системы цитокинов и предполагает возможность одновременного функционирования различных компонентов системы. Основа функционирования такой системы - тесная взаимосвязь, взаимное влияние и значительная степень взаимозаменяемости компонентов сети. СЛАЙД 3 Комплемент – сложный белковый комплекс сыворотки крови. Система комплемента состоит из 30 белков (компонентов, или фракций , системы комплемента). Активируется система комплемента за счет каскадного процесса: продукт предыдущей реакции исполняет роль катализатора последующей реакции. Причем при активации фракции компонента происходит, у первых пяти компонентов, ее расщепление. Продукты этого расщепления и обозначаются как активные фракции системы комплемента . 1. Больший из фрагментов (обозначаемый буквой b), образовавшихся при расщеплении неактивной фракции, остается на поверхности клетки – активация комплемента всегда происходит на поверхности микробной клетки, но не собственных эукариотических клеток. Этот фрагмент приобретает свойства фермента и способность воздействовать на последующий компонент, активируя его 2. Меньший фрагмент (обозначается буквой a) является растворимым и «уходит» в жидкую фазу, т.е. в сыворотку крови. Фракции системы комплемента обозначаются по-разному. 1. Девять – открытых первыми – белков системы комплемента обозначаются буквой С (от английского слова complement) с соответствующей цифрой. 2. Остальные фракции системы комплемента обозначаются другими латинскими буквами или их сочетаниями. СЛАЙД 4 Пути активации комплемента Существуют три пути активации комплемента: классический, лектиновый и альтернативный.
СЛАЙД 5 1. Классический путь активации комплемента является основным. Участие в этом пути активации комплемента – главная функция антител.
Активацию комплемента по классическому пути запускает иммунный комплекс : комплекс антигена с иммуноглобулином (класса G или М). Место антитела может «занять» С-реактивный белок – такой комплекс также активирует комплемент по классическому пути. Классический путь активации комплемента осуществляется следующим образом. а. Сначала активируется фракция С1 : она собирается из трех субфракций (C1q, C1r, C1s) и превращается в фермент С1-эстеразу (С1qrs). б. С1-эстераза расщепляет фракцию С4 . в. Активная фракция С4b ковалентно связывается с поверхностью микробных клеток - здесь присоединяет к себе фракцию С2 . г. Фракция С2 в комплексе с фракцией С4b расщепляется С1-эстеразой с образованием активной фракции С2b . д. Активные фракции С4b и С2b в один комплекс – С4bС2b – обладающий ферментативной активностью. Это так называемая С3-конвертаза классического пути . е. С3-конвертаза расщепляет фракцию С3 , нарабатываю большие количества активной фракции С3b. ж. Активная фракция С3b присоединяется к комплексу С4bС2b и превращает его в С5-конвертазу (С4bС2bС3b ). з. С5-конвертаза расщепляет фракцию С5 . и. Появившаяся в результате этого активная фракция С5b присоединяет фракцию С6 . к. Комплекс С5bС6 присоединяет фракцию С7 . л. Комплекс С5bС6С7 встраивается в фосфолипидный бислой мембраны микробной клетки . м. К этому комплексу присоединяется белок С8 и белок С9 . Данный полимер формирует в мембране микробной клетки пору диаметром около 10 нм, что приводит к лизису микроба (так как на его поверхности образуется множество таких пор – «деятельность» одной единицы С3-конвертазы приводит к появлению около 1000 пор). Комплекс С5bС6С7С8С9, образующийся в результате активации комплемента, называется мемранатакующим комплексом (МАК). СЛАЙД 6 2. Лектиновый путь активации комплемента запускается комплексом нормального белка сыворотки крови – маннансвязывающего лектина (МСЛ) – с углеводами поверхностных структур микробных клеток (с остатками маннозы).
СЛАЙД 7 3. Альтернативный путь активации комплемента начинается с ковалентного связывания активной фракции С3b – которая всегда присутствует в сыворотке крови в результате постоянно протекающего здесь спонтанного расщепления фракции С3 – с поверхностными молекулами не всех, но некоторых микроорганизмов.
1. Дальнейшие события развиваются следующим образом. а. С3b связывает фактор В , образуя комплекс С3bВ. б. В связанном с С3b виде фактор В выступает в качестве субстрата для фактора D (сывороточной сериновой протеазы), которая расщепляет его с образованием активного комплекса С3bВb . Этот комплекс обладает ферментативной активностью, структурно и функционально гомологичен С3-конвертазе классического пути (С4bС2b) и называется С3-конвертазой альтернативного пути . в. Сама по себе С3-конвертаза альтернативного пути нестабильна. Чтобы альтернативный путь активации комплемента успешно продолжался этот фермент стабилизируется фактором Р (пропердином). 2. Основное функциональное отличие альтернативного пути активации комплемента, по сравнению с классическим, заключается в быстроте ответа на патоген: так как не требуется время для накопления специфических антител и образования иммунных комплексов. Важно понимать, что и классический и альтернативный пути активации комплемента действуют параллельно , еще и амплифицируя (т.е. усиливая) друг друга. Другими словами комплемент активируется не «или по классическому или по альтернативному», а «и по классическому и по альтернативному» путям активации. Это, еще и с добавлением лектинового пути активации, – единый процесс, разные составляющие которого могут просто проявляться в разной степени. СЛАЙД 8 Функции системы комплемента Система комплемента играет очень важную роль в защите макроорганизма от патогенов. 1. Система комплемента участвует в инактивации микроорганизмов , в т.ч. опосредует действие на микробы антител. 2. Активные фракции системы комплемента активируют фагоцитоз (опсонины - С3b и C5b) . 3. Активные фракции системы комплемента принимают участие в формировании воспалительной реакции . СЛАЙД 9 Активные фракции комплемента С3а и С5а называются анафилотоксинами , так как участвуют, помимо прочего, в аллергической реакции, называемой анафилаксия. Наиболее сильным анафилотоксином является С5а. Анафилотоксины действуют на разные клетки и ткани макроорганизма. 1. Действие их на тучные клетки вызывает дегрануляцию последних. 2. Анафилотоксины действуют также на гладкие мышцы , вызывая их сокращение. 3. Действуют они и на стенку сосуда : вызывают активацию эндотелия и повышение его проницаемости, что создает условия для экстравазации (выхода) из сосудистого русла жидкости и клеток крови в ходе развития воспалительной реакции. Корме того, анафилотоксины являются иммуномодуляторами , т.е. они выступают в роли регуляторов иммунного ответа. 1. С3а выступает в роли иммуносупрессора (т.е. подавляет иммунный ответ). 2. С5а является иммуностимулятором (т.е. усиливает иммунный ответ). СЛАЙД 10 Белки острой фазы Некоторые гуморальные реакции врожденного иммунитета по своему назначению аналогичны реакциям адаптивного иммунитета и могут рассматриваться как их эволюционные предшественники. Такие реакции врожденного иммунитета имеют преимущество перед адаптивным иммунитетом в быстроте развития, однако недостаток их заключается в отсутствии специфичности в отношении антигенов. Пару сходных по результатам реакций врожденного и адаптивного иммунитета мы рассмотрели выше в разделе, посвященном комплементу (альтернативная и классическая активация комплемента). Другой пример будет рассмотрен в данном разделе: белки острой фазы в ускоренном и упрощенном варианте воспроизводят некоторые эффекты антител. Белки (реактанты) острой фазы представляют группу протеинов, секретируемых гепатоцитами. При воспалении продукция белков острой фазы изменяется. При усилении синтеза белки называют положительными, а при понижении синтеза - отрицательными реактантнами острой фазы воспаления. Динамика и выраженность изменений сывороточной концентрации различных белков острой фазы при развитии воспаления неодинакова: концентарция С-реактивного белка и сывороточного амилоида Р возрастает очень сильно (в десятки тысяч раз) - быстро и кратковременно (практически нормализуется к концу 1-й недели); уровни гаптоглобина и фибриногена возрастают слабее (в сотни раз) соответственно на 2-й и 3-й неделях воспалительной реакции. В данной презентации будут рассмотрены только положительные реактанты, участвующие в иммунных процессах.
СЛАЙД 11 Согласно выполняемым функциям выделяют несколько групп белков острой фазы. К транспортным белкам относят преальбумин, альбумин, орозомукоид, липокалины, гаптоглобин, трансферрин, маннозасвязывающий и ретинолсвязывающий белки и т.д. Они играют роль переносчиков метаболитов, ионов металлов, физиологически активных факторов. Роль факторов этой группы существенно возрастает и качественно изменяется при воспалении. Другую группу образуют протеазы (трипсиноген, эластаза, катепсины, гранзимы, триптазы, химазы, металлопротеиназы), активация которых необходима для формирования многих медиаторов воспаления, а также для осуществления эффекторных функций, в частности киллерной. Активация протеаз (трипсина, химотрипсина, эластазы, металлопротеиназ) уравновешивается накоплением их ингибиторов. α2-Макроглобулин участвует в подавлении активности протеаз разных групп. Помимо перечисленных, к белкам острой фазы относят факторы коагуляции и фибринолиза, а также белки межклеточного матрикса (например, коллагены, эластины, фибронектин) и даже белки системы комплемента. СЛАЙД 12 Пентраксины. Наиболее полно проявляют свойства реактантов острой фазы белки семейства пентраксинов: в первые 2-3 сут развития воспаления их концентрация в крови повышается на 4 порядка. С-реактивный белок и сывороточный амилоид Р образуются и секретируются гепатоцитами. Основной индуктор их синтеза - IL-6. Белок PTX3 вырабатывают миелоидные (макрофаги, дендритные клетки), эпителиальные клетки и фибробласты в ответ на стимуляцию через TLR, а также под действием провоспалительных цитокинов (например, IL-1β, TNFα). Концентрация пентраксинов в сыворотке резко возрастает при воспалении: С-реактивного белка и сывороточного амилоида Р - с 1 мкг/мл до 1–2 мг/мл (т.е. в 1000 раз), РТХ3 - с 25 до 200–800 нг/мл. Пик концентрации достигается через 6–8 ч после индукции воспаления. Для пентраксинов характерна способность связываться с самыми разнообразными молекулами. С-реактивный белок был впервые идентифицирован благодаря его способности связывать полисахарид С (Streptococcus рneumoniae ), что и определило его название. Пентраксины взаимодействуют и с множеством других молекул: C1q, бактериальными полисахаридами, фосфорилхолином, гистонами, ДНК, полиэлектролитами, цитокинами, белками межклеточного матрикса, сывороточными липопротеинами, компонентами комплемента, друг с другом, а также с ионами Са 2+ и других металлов. Для всех рассматриваемых пентраксинов существуют высокоаффинные рецепторы на миелоидных, лимфоидных, эпителиальных и других клетках. Кроме того, эта группа белков острой фазы обладает достаточно высоким сродством к таким рецепторам, как FcγRI и FcγRII. Многочисленность молекул, с которыми взаимодействуют пентраксины, определяет широкое разнообразие их функций. Распознавание и связывание пентраксинами PAMP дает основание рассматривать их как вариант растворимых патогенраспознающих рецепторов. К наиболее важным функциям пентраксинов относят их участие в реакциях врожденного иммунитета в качестве факторов, запускающих активацию комплемента через C1q и участвующих в опсонизации микроорганизмов. Комплементактивирующая и опсонизирующая способность пентраксинов делает их своеобразными «протоантителами», частично выполняющими функции антител на начальном этапе иммунного ответа, когда истинные адаптивные антитела еще не успели выработаться. Роль пентраксинов во врожденном иммунитете заключается также в активации нейтрофилов и моноцитов/макрофагов, регуляции синтеза цитокинов и проявлении хемотаксической активности по отношению к нейтрофилам. Помимо участия в реакциях врожденного иммунитета пентраксины регулируют функции межклеточного матрикса при воспалении, контроле апоптоза и элиминации апоптотических клеток. СЛАЙД 13 Биогенные амины К этой группе медиаторов относят гистамин и серотонин, содержащиеся в гранулах тучных клеток. Освобождаясь при дегрануляции, эти амины вызывают разнообразные эффекты, играющие ключевую роль в развитии ранних проявлений гиперчувствительности немедленного типа. Гистамин (5-β-имидазолилэтиламин) - главный медиатор аллергии. Он образуется из гистидина под влиянием фермента гистидиндекарбоксилазы. Поскольку гистамин содержится в гранулах тучных клеток в готовом виде, а процесс дегрануляции происходит быстро, гистамин очень рано появляется в очаге аллергического поражения, причем сразу в большой концентрации, что определяет проявления немедленной гиперчувствительности. Гистамин быстро метаболизируется (95% за 1 мин) с участием 2 ферментов - гистамин-N-метилтрансферазы и диаминооксидазы (гистаминазы); при этом образуется (в соотношении примерно 2:1) соответственно N-метилгистамин и имидазолацетат. Известно 4 разновидности рецепторов для гистамина Н 1 -Н 4 . При аллергических процессах гистамин действует преимущественно на гладкие мыщцы и эндотелий сосудов, связываясь с их Н 1 -рецепторами. Эти рецепторы поставляют активационный сигнал, опосредованный превращениями фосфоинозитидов с образованием диацилглицерола и мобилизацией Са 2+ . Указанные эффекты частично обусловлены образованием в клетках (мишенях гистамина) оксида азота и простациклина. Действуя на нервные окончания, гистамин вызывает ощущение зуда, характерного для аллергических проявлений в коже. У человека гистамин играет важную роль в развитии кожной гиперемии и аллергического ринита. Менее очевидно его участие в развитии общих аллергических реакций и бронхиальной астмы. В то же время через Н 2 -рецепторы гистамин и родственные вещества оказывают регуляторное действие, иногда уменьшающее проявления воспаления, ослабляя хемотаксис нейтрофилов и выброс ими лизосомных ферментов, а также высвобождение самого гистамина. Через Н 2 -рецепторы гистамин действует на сердце, секреторные клетки желудка, подавляет пролиферацию и цитотоксическую активность лимфоцитов, а также секрецию ими цитокинов. Большинство этих эффектов опосредовано активацией аденилатциклазы и повышением внутриклеточного уровня цАМФ. Данные об относительной роли различных рецепторов гистамина в реализации его действия очень важны, поскольку многие антиаллергические препараты представляют собой блокаторы Н 1 (но не Н 2 и других) рецепторов гистамина. СЛАЙД 14 Липидные медиаторы. Важную роль в регуляции иммунных процессов, а также в развитии аллергических реакций играют гуморальные факторы липидной природы. Наиболее многочислены и важны из них эйкозаноиды. Эйкозаноиды - продукты метаболизма арахидоновой кислоты - жирной полиненасыщенной кислоты, молекула которой содержит 20 атомов углерода и 4 ненасыщенные связи. Арахидоновая кислота образуется из мембранных фосфолипидов как прямой продукт действия фосфолипазы А (PLA) или косвенный продукт превращений, опосредованных PLC. Образование арахидоновой кислоты или эйкозаноидов происходит при активации различных типов клеток, особенно участвующих в развитии воспаления, в частности аллергического: эндотелиальных и тучных клеток, базофилов, моноцитов и макрофагов. Метаболизм арахидоновой кислоты может проходить по 2 путям - катализироваться циклооксигеназой или 5’-липоксигеназой. Циклооксигеназный путь приводит к образованию простагландинов и тромбоксанов из нестабильных промежуточных продуктов - эндоперекисных простагландинов G2 и H2, а липоксигеназный - к образованию лейкотриенов и 5-гидроксиэйкозатетраеноата через промежуточные продукты (5-гидроперокси-6,8,11,14-эйкозатетраеновую кислоту и лейкотриен А4), а также липоксинов - продуктов двойной липоксигенации (под действием двух липоксигеназ - см. далее). Простагландины и лейкотриены во многих отношениях проявляют альтернативные физиологические эффекты, несмотря на то, что внутри этих групп существуют значительные различия в активности. Общее свойство этих групп факторов - преобладающее действие на стенку сосудов и гладкие мышцы, а также хемотаксический эффект. Эти эффекты реализуются при взаимодействии эйкозаноидов со специфическими рецепторами на поверхности клеток. Некоторые представители семейства эйкозаноидов усиливают действие других вазоактивных и хемотаксических факторов, например, анафилатоксинов (С3а, С5а). СЛАЙД 15 Лейкотриены (LT) - С 20 -жирные кислоты, молекула которых в положении 5 содержит ОН-группу, а в положении 6 - боковые серосодержащие цепи, например глутатион. Выделяют 2 группы лейкотриенов: Одна из них включает лейкотриены С4, D4 и Е4, называемые цистеиниллей-котриенами (Cys-LT), Во вторую входит один фактор - лейкотриен B4. Лейкотриены образуются и секретируются в течение 5–10 мин после активации тучных клеток или базофилов. Лейкотриен C4 присутствует в жидкой фазе в течение 3–5 мин, при этом он превращается в лейкотриен D4. Лейкотриен D4 существует в последующие 15 мин, медленно превращаясь в лейкотриен E4. Лейкотриены оказывают свое действие через рецепторы, относящиеся к группе пуриновых рецепторов семейства родопсиноподобных рецепторов, 7-кратно пронизывающих мембрану и связанных с протеином G. Рецепторы лейкотриенов экспрессируются на клетках селезен-ки, лейкоцитах крови, кроме того, CysLT-R1 представлен на макрофагах, клетках кишечника, воздухоносного эпителия, а CysLT-R2 - на клетках надпочечников и головного мозга. Цистеиниловые лейкотриены (особенно лейкотриен D4) вызывают спазм гладкой мускулатуры и регулируют локальный кровоток, снижая артериальное давление. Цистеиниловые лейкотриены - медиаторы аллергических реакций, в частности, медленной фазы бронхоспазма при бронхиальной астме. Кроме того, они подавляют пролиферацию лимфоцитов и способствуют их дифференцировке. Ранее комплекс этих факторов (лейкотриены C4, D4 и E4) называли медленнореагирующей субстанцией А. Лейкотриен B4 (дигидроксиэйкозатетраеновая кислота) проявляет хемотаксическое и активирующее действие преимущественно в отношении моноцитов, макрофагов, нейтрофилов, эозинофилов и даже Т-клеток. Еще один продукт липоксигеназного пути - 5-гидроксиэйкозатетраеноат - менее активен, чем лейкотриены, но может служить хемоаттрактантом и активатором нейтрофилов и тучных клеток. СЛАЙД 16 Простагландины (PG ) - С 20 -жирные кислоты, молекула которых содержит циклопентановое кольцо. Варианты простагландинов, отличающиеся по типу и положению замещающих групп (окси-, гидрокси-), обозначаются различными буквами; цифры в названии означают число ненасыщенных связей в молекуле. Простагландины накапливаются в очаге воспаления позже кининов и гистамина, несколько позже лейкотриенов, но одновременно с монокинами (через 6–24 ч после запуска воспаления). Помимо вазоактивного и хемотаксического эффекта, достигаемого в кооперации с другими факторами, простагландины (особенно простагландин E2) оказывают регулирующее действие при воспалительных и иммунных процессах. Экзогенный простагландин E2 вызывает некоторые проявления воспалительной реакции, но подавляет иммунный ответ и аллергические реакции. Так, простагландин E2 снижает цитотоксическую активность макрофагов, нейтрофилов и лимфоцитов, пролиферацию лимфоцитов, выработку этими клетками цитокинов. Он способствует дифференцировке незрелых лимфоцитов и клеток других кроветворных рядов. Некоторые эффекты простагландина Е2 связаны с повышением уровня внутриклеточного цАМФ. Простагландины E2 и D2 подавляют агрегацию тромбоцитов; простагландины F2 и D2 вызывают сокращение гладкой мускулатуры бронхов, тогда как простагландин E2 расслабляет ее. СЛАЙД 17 Тромбоксан А2 (ТХА2 ) - С 20 -жирная кислота; в его молекуле есть 6-членное кислородсодержащее кольцо. Это очень нестабильная молекула (время полужизни - 30 с), превращающаяся в неактивный тромбоксан В2. Тромбоксан А2 вызывает сужение сосудов и бронхов, агрегацию тромбоцитов с высвобождением из них ферментов и других активных факторов, способствующих митогенезу лимфоцитов. Другой продукт циклоксигеназного пути - простагландин I2 (простациклин) - тоже нестабилен. Он проявляет свое действие через цАМФ, сильно расширяет сосуды, увеличивает их проницаемость, ингибирует агрегацию тромбоцитов. Наряду с пептидным фактором брадикинином простациклин вызывает ощущение боли при воспалении. СЛАЙД 18 Цитокины Похожая информация. Без регуляторных механизмов , действующих на многих этапах, система комплемента оказалась бы неэффективной; неограниченное расходование ее компонентов могло бы привести к тяжелым, потенциально смертельным повреждениям клеток и тканей организма. На первом этапе ингибитор С1 блокирует ферментативную активность Clr и Cls и, следовательно, расщепление С4 и С2. Активированный С2 сохраняется лишь короткое время, и его относительная нестабильность ограничивает время существования С42 и С423. Активирующий СЗ фермент альтернативного пути, С3bВb, также обладает коротким временем полувыведения, хотя связывание пропердина ферментным комплексом продлевает время существования комплекса. В сыворотке присутствует инактиватор анафилатоксинов - фермент, отщепляющий N-концевой аргинин от С4а, С3а и С5а и тем самым резко снижающий их биологическую активность. Фактор I инактивирует C4b и С3b, фактор Н ускоряет инактивацию С3b фактором I, а аналогичный фактор, С4-связывающий белок (С4-сб), ускоряет расщепление С4b фактором I. Три конституциональных белка клеточных мембран - РК1, мембранный кофакторный белок и фактор, ускоряющий распад (ФУР) - разрушают С3- и С5-конвертазные комплексы, формирующиеся на этих мембранах. Другие компоненты клеточных мембран - ассоциированные белки (среди которых наиболее изучен CD59) - могут связывать С8 или С8 и С9, что препятствует встраиванию мембраноатакующего комплекса (С5b6789). Некоторые белки сыворотки крови (среди которых наиболее изучены протеин S и кластерин) блокируют присоединение к клеточной мембране комплекса С5b67, связывание им С8 или С9 (т. е. образование полноценного мембраноатакующего комплекса) или как-то иначе препятствуют образованию и встраиванию этого комплекса. Защитная роль комплементаНейтрализация вирусов антителами усиливается С1 и С4 и еще больше возрастает при фиксации С3b, образующегося по ходу классического или альтернативного пути. Таким образом, комплемент приобретает особую важность на ранних стадиях вирусной инфекции, когда количество антител еще невелико. Антитела и комплемент ограничивают инфектив-ность по крайней мере некоторых вирусов и за счет образования типичных комплементных «дыр», видимых при электронной микроскопии. Взаимодействие Clq с его рецептором опсонизирует мишень, т. е. облегчает ее фагоцитоз. С4а, С3а и С5а фиксируются тучными клетками, которые начинают секретировать гистамин и другие медиаторы, приводя к расширению сосудов и характерным для воспаления отеку и гиперемии. Под влиянием С5а моноциты выделяют ФНО и ИЛ-1, усиливающие воспалительную реакцию. С5а - основной хемотактический фактор для нейтрофилов, моноцитов и эозинофилов, способных фагоцитировать микроорганизмы, опсонизированные С3b или продуктом его расщепления iC3b. Дальнейшая инактивация связанного с клеткой С3b, приводящая к появлению C3d, лишает его опсонизирующей активности, но способность его связывания с В-лимфоцитами сохраняется. Фиксация С3b на клетке-мишени облегчает ее лизис NK-клетками или макрофагами. Связывание С3b с нерастворимыми иммунными комплексами солюбилизирует их, так как С3b, по-видимому, разрушает решетчатую структуру комплекса антиген-антитело. Одновременно появляется возможность взаимодействия этого комплекса с рецептором С3b (РК1) на эритроцитах, которые переносят комплекс в печень или селезенку, где он поглощается макрофагами. Этот феномен частично объясняет развитие сывороточной болезни (болезни иммунных комплексов) у лиц с недостаточностью С1, С4, С2 или С3. |
| Фрагмент | Эффекты |
| С 5а | Сверхсильный анафилотоксин, освобождает гистамин из мастоцитов и базофилов, вызывает и прямое повышение проницаемости эндотелия посткапиллярных венул, хемоаттрактант нейтрофилов, базофилов, эозинофилов и макрофагов, ингибитор миграции макрофагов, стимулятор липооксигеназы фагоцитов, спазм гладких мышц, активация нейтрофилов, стимуляция лейкоцитарной адгезии, увеличение освобождения интерлейкина-1 и фактора активации тромбоцитов, синэргизм с веществом Р и простагландинами в болевых эффектах. |
| С 5а des Arg | Слабый анафилотоксин, хемоаттрактант нейтрофилов в присутствии сывороточного пептида кохемотаксина. Не является гистаминолибератором, повышает сосудистую проницаемость, активируя освобождение нейтрофильных медиаторов. |
| С 3а | Анафилотоксин средней силы. Эффекты сходны с С 5а, но хемоаттрактивное действие очень слабое. Не активирует липооксигеназу. |
| С 4а | Слабый анафилотоксин. Эффекты аналогичны С 3а. |
| С 3b , iС 3b | Прилипание, погружение, опсонический эффект в отношении клеточных объектов, стимуляция эндоцитоза, фагоцитоза, активации фагоцитов, связывание и солюбилизация иммунных комплексов, способствуют маргинации лейкоцитов, синтезу простагландинов. |
| C 4b | те же, что у С 3b |
| B b | способствует маргинации, ингибирует миграцию макрофагов. |
| С 2а | вазоактивный пептид. Расширяет микроциркуляторные сосуды, увеличивает сосудистую проницаемость. Эффектор наследственного ангионевротического отека. |
| С 5b67 | хемоаттрактант лейкоцитов |
Анафилотоксины инактивируются плазменными и лейкоцитарными карбоксипептидазами В и N (источником которой являются, в частности, эозинофилы). Активность этих ферментов обеспечивает действие ранее неидентифицированного “фактора инактивации хемотаксиса” или так называемого “антианафилотоксина ”.
Комплемент взаимодействует с иммунной системой не только как антителозависимый цитотоксический эффектор и опсонин для иммунных комплексов (см. ниже в главе “Иммунный ответ”). Это важный модулятор иммунного ответа. По некоторым сведениям, именно факторы комплемента способствуют изотипическому переключению синтеза иммуноглобулинов М на G, регулируют активацию В-клеток, а также хелперную, либо супрессорную активность. Только лимфоциты, располагающие СR 3 , могут участвовать в Т-зависимых иммунных реакциях. Считается, что супрессивное действие связано с С 3а, а С 5а, наоборот, способен отменять этот эффект.
Инактивация фактора С 3 ядом кобры ведет к подавлению синтеза любых иммуноглобулинов, кроме IgM (А.Бифас и соавт.; 1985).
В заключение рассказа об основных свойствах системы комплемента будет освещен вопрос о ее наследственных и приобретенных дефектах и роли системной активации комплемента в патологии.
Эти состояния (табл. 19) разнообразны и могут быть вызваны как наследственными мутациями (дефициты С 1 INH , Р, I), так и приобретенными состояниями, но их клинические проявления, как правило, сходны и включают снижение устойчивости к бактериальным инфекциям, из-за нарушения литических и опсонизирующих функций комплемента, и развитие иммунокомплексных заболеваний (ИК-синдромов), из-за помех в клиренсе иммунных комплексов.
При иммунокомплексных болезнях порой трудно определить, является ли дефицит факторов комплемента первичным наследственным или вторичным по отношению к иммунопатологическому процессу в организме. Так, при системной красной волчанке у клинически здоровых родственников больных, как и у самих пациентов, отмечается дефицит СR 1 . Вместе с тем, усиленные иммунопатологические реакции ведут к потреблению и вторичному недостатку факторов С 3 ,С 4, С 2 . у людей, страдающих этим заболеванием. Кроме того, у больных системной красной волчанкой имеется нарушение протективного действия витронектина. Этот белок присутствует в плазме крови больных в комплексе с терминальными факторами комплемента в повышенных количествах, но активация им антитромботических механизмов, под воздействием иммуноглобулинов больных волчанкой, снижается. Возможно, в этом феномене играют какую-то роль аутоантитела к фосфолипидным компонентам, существенным для активности витронектина, тромбомодулина и связанных с ними факторов.(подробнее см. ниже главу “Иммунокомплексные реакции”).
Таблица 19. Дефекты системы комплемента. (по Дж.Шифферли, Д.Питерсу ; 1983 и Л.Эйхенфильду, Р. Джонстоуну , 1989, модифицировано).
| Дефектные фактор(ы) комплемента | Клинические проявления |
| С 1qrs , C 4, СR1 | Волчаночный синдром, гломерулонефриты, васкулиты, артриты, эндокардиты, синдром Фелти (ИК-синдромы). Гноеродная инфекция, крупозные пневмококковые пневмонии. Системный гипокомплементэмический васкулит с волдырной сыпью. Приобретенные причины: системная красная волчанка, гломерулонефриты, малярия, СПИД(дефицит СR 1), тромбоэмболическая болезнь, нефротический синдром, гипогамаглобулинемии. |
| C 2 | ИК-синдромы. Гноеродная инфекция менее характерна. Приобретенные причины: системная красная волчанка, гломерулонефриты, малярия, внутривенное введение неионных контрастных веществ. |
| C 1 INH | Семейная аутосомно-доминантная форма форма ангионевротического отека. Поражает европеоидов. Проявляется зональными, стойкими спонтанными и провоцируемыми микротравмой, отеками глубоких слоев кожи и подкожной жировой клетчатки на конечностях, лице, половых органах. В отличие от анафилаксии, нет волдырей. Часто развиваются отек гортани и отеки желудочно-кишечного тракта, проявляющиеся рвотой, запором, абдоминальными коликами. Возможен панкреатит. Ингибитор С 1 отсутствует (1 тип) или не активен (2 тип). Повышена активность кининов, фибринолиза и фибринообразования. Снижен уровень С 2 ,С 4 . Иногда - гноеродная инфекция и иммунокомплексные синдромы. Приобретенные причины: лимфопролиферативные заболевания (из-за наличия аутоантител к данному ингибитору). |
| С 3 | ИК-синдромы, гноеродная инфекция, поражения пневмококком, сальмонеллой, Haemophilus influenzae. Приобретенные причины: серповидноклеточная анемия (потребление), септический шок, мембранозно-пролиферативная форма хронического гломерулонефрита, другие нефриты, липодистрофия, внутривенное введение йодсодержащих контрастных веществ, кожная замедленная форма порфирии (активация комплемента и образование анафилотоксинов под действием порфиринов и света), хроническая печеночная недостаточность, нефротический синдром. |
| D | Гноеродная инфекция. Приобретенные причины: ожоги. |
| P | Менингококковая инфекция. Приобретенные причины: нефротический синдром, спленэктомия. |
| В | ИК-синдромы. Приобретенные причины: нефротический синдром. Спленэктомия, b-талассемия. |
| I | Низкая концентрация С 3 из-за его необратимого протеолиза, гноеродная инфекция. |
| H | гемолитико-уремический синдром. |
| C 5678 | рецидивирующая менингококковая инфекция, ИК-синдромы. Приобретенные причины: вирусный гепатит |
| C 9 | рецидивирующая менингококковая инфекция. Приобретенные причины: вирусный гепатит |
Тотальная активация комплемента происходит при контакте плазмы с мембранами ионообменников искусственной почки и других устройств для экстракорпоральной терапии. Аналогичные осложнения могут быть и у пациентов с эндопротезами сосудов. Результатом является системное действие анафилотоксинов и медиаторов активированных комплементом лейкоцитов, что формирует постперфузионный синдром , сопровождаемый лихорадкой, шоком, внутрисосудистым гемолизом, лейкопенией и гипокомплементэмией потребления, кровоточивостью по капиллярному типу. Синдром исключается только в том случае, если все поверхности, с которыми контактирует кровь (плазма), будут неактивирующими.
Системная активация комплемента происходит при бактериемии грам-отрицательными возбудителями, особенно, сальмонеллами, менингококками, пневмококками, гемофильной палочкой, при вирусемии возбудителями геморрагических лихорадок. Это важный элемент патогенеза инфекционно-токсического шока (шокового легкого).
При ожоговой болезни в системном кровотоке появляется избыток активных фрагментов комплемента, обусловливающих, наряду с прочими факторами, развитие ожогового шока и респираторного дистресс-синдрома в легких.
При остром панкреатите и травмах поджелудочной железы панкреатические протеазы активируют сторожевую полисистему крови, проникая в системный кровоток. Это ведет не только к системному действию кининов, но и к продукции анафилотоксинов. У больных может развиться тяжелый коллапс, диссеминированное внутрисосудистое свертывание крови и плюриорганная недостаточность, в том числе, шоковое лёгкое.
Очень велика роль расстройств функций комплемента в развитии нефропатий. Все нефриты, в том числе, инфекционные стрептококковые протекают с гипокомплементемией. При мембранозно-пролиферативной форме хронического диффузного гломерулонефрита в крови появляются аутоантитела к активной форме конвертазы альтернативного пути комплемента. Аутоантитела к конвертазе классического пути комплемента присутствуют при остром постстрептококковом нефрите и системной красной волчанке. Эти аутоантитела (нефритогенные факторы) блокируют освобождение ингибитором Н фактора С 3 из состава конвертазы и происходит снижение плазменной концентрации этого фактора. В результате нарушается клиренс иммунных комплексов, и они откладываются в клубочках почек, активируется комплементзависимый лизис эндотелия и других тканей и ослабевает устойчивость к гноеродной, в том числе, менингококковой инфекции. Нефритогенный фактор характерен и для парциальной липодистрофии, зачастую сопровождаемой дефицитом С 3 и гломерулонефритом. При любых видах нефротического синдрома факторы комплемента, особенно, В,Р и С 4 , теряются с мочой, что обусловливает вторичную гипокомплементэмию и иммунодефицит по отношению к бактериальной инфекции. При цитотоксической форме аутоиммунного гломерулонефрита (подострый злокачественный гломерулонефрит с “полулуниями”, гломерулонефрит при синдроме Гудпасчера) комплемент опосредует лизис ткани клубочков под воздействием аутоантител к компонентам их базальной мембраны.
При СПИДе имеется дефицит ряда факторов комплемента на фоне значительного избытка в крови С 3а. В связи с иммуносупрессивным действием этого анафилотоксина предполагается, что его накопление вносит вклад в развитие иммунологической недостаточности у таких больных (А.М.Ищенко, С.В.Андреев ; 1987).
Поэтому, во всех этих случаях понижена антибактериальная резистентность.
Кининовая система и нейропептиды.
Кининовая система - система убиквитарных коротких пептидных медиаторов, активируемая после прямого контакта фактора Хагемана с полианионными поверхностями.
Короткий пептид ХIIа, отщепляемый от фактора Хагемана, активирует фермент прекалликреин путем его протеолиза. Тот переходит в калликреин и расщепляет плазменный a2-гликопротеид-предшественник (печеночного, тромбоцитарного и макрофагального происхождения) - высокомолекулярный кининоген (ВМК) с образованием главного кинина крови - нонапептида брадикинина . ВМК содержится также в эндотелии и тучных клетках, но не доказано, что он там образуется.
Аутокаталитический механизм этого каскада заключается в том, что и ВМК и прекалликреин способны дополнительно активировать фактор Хагемана. Калликреин содержат яды многих опасных змей, например, джарараки. Именно этой южноамериканской змее мы обязаны открытием кининовой системы, поскольку бразильский патофизиолог М. Роха-э-Силва (1948) обнаружил брадикинин, изучая механизмы действия ее яда.
Аналогичные каскадные реакции приводят к появлению в тканевой жидкости декапептида каллидина (лизил-брадикинина) из тканевого предшественника каллидиногена- аналога ВМК, под действием калликреинов поджелудочной, слюнной и других желёз, почек и других органов.
Параллельно этим процессам, как уже говорилось выше, запускаются и другие компоненты сторожевой полисистемы. В частности, калликреин способствует превращению плазминогена в плазмин. Плазмин, как и трипсин, способен оказать обратное кинин-освобождающее действие на кининогены. Кинины образуются не только в крови и тканевой жидкости, но и в секрете ряда желёз, особенно, слюнных. Они входят в состав ядов, выделяемых соответствующими железами осьминога, ос, пчел, скорпионов и амфибий. Кинины - короткоживущие медиаторы (время полужизни брадикинина в плазме - 30 сек.), быстро расщепляемые карбоксипептидазой N (кининазой, содержащейся, в плазме, лейкоцитах и, особенно, в эозинофилах), а также карбоксипептидазой В, активируемой путем протеолиза. Поэтому они выступают исключительно в роли местных аутокоидов. Близкими к кининам являются некоторые нейропептиды, в частности, вещество Р и нейрокинин А . Медиаторы ренин-ангиотензиновой системы родственны кининам по принципам своей активации, структуре и спектру действия. Однако они, в основном, реализуют противоположные кининам эффекты, в частности, на сосуды и рассматриваются некоторыми авторами, как физиологические антагонисты кининовой системы (Т.С.Пасхина 1965). Интересно, что лёгочная ангиотензин-конвертаза активирует систему ангиотензинов, но разрушает кинины. Поэтому её блокада фармакологическими агентами сдвигает баланс этих систем в пользу кининов, что используется в терапии гипертензий.
Кинины в норме служат медиаторами рабочей артериальной гиперемии (см. соответствующий раздел выше), особенно, в функционирующих железах, например, слюнных. Вполне возможно, что их совокупное действие способствует поддержанию оптимального уровня общего периферического сопротивления и предохраняет от гипертензии (О.А.Гомазков, А.А.Дзизинский , 1976). При воспалении образуются значительные количества кининов. Их эффекты представлены в таблице 20:
Таблица 20. Эффекты кининовых медиаторов воспаления у человека.
| Мишени | Эффекты |
| Эндотелий | Сильное повышение сосудистой проницаемости, намного более значительное, чем под действием гистамина. |
| Ноцирецепторы | Боль. Медиаторы мигрени. |
| Гладкомышечные клетки | Спазм (бронхи, венулы, матка, кишечник). |
| Артериолы | Расширение (эффект опосредован NO и простагландинами). Один из сильнейших известных вазодилятаторов. |
| Лейкоциты | Хемотаксис (калликреин) |
| Лимфоциты | Стимуляция миграции и митогенеза, усиление синтеза IgE. |
| Фибробласты | Стимуляция пролиферации и коллагеногенеза |
| Нейтрофилы | Торможение миграции (каллидин) |
| Мастоциты | Усиление дегрануляции |
| Эндотелиоциты | Усиление продукции простациклина. |
| Различные клетки | Стимуляция циклооксигеназы |
| Системная гемодинамика | Гипотензия, стимуляция сердечной деятельности и диуретическое действие. |
Брадикинин в отношении большинства этих эффектов более активен, чем каллидин, а тот, в свою очередь, превосходит третий из выделенных кининов - метионил-лизил-брадикинин . В отношении системного гипотензивного эффекта соотношение активности кининов строго обратное.
Ряд эффектов кининов опосредован их действием на апудоциты диффузной эндокринной системы. Например, ингаляция брадикинина не вызывает бронхоспазма у здоровых индивидов, но провоцирует приступ у лиц, страдающих “астмой, вызванной физическими усилиями ”, в патогенезе которой имеет большое значение химическая и физическая стимуляция апудоцитов подслизистого слоя бронхов, выделяющих вещество Р и другие бронхоконстрикторы.
Биологические функции комплемента
Одинцов Ю.Н., Перельмутер В.М. Biological functions of complement
Odintsov Yu.N., Perelmuter V.M.
Сибирский государственный медицинский университет, г. Томск
© Одинцов Ю.Н., Перельмутер В.М.
Комплемент является одним из важнейших факторов резистентности организма. Система комплемента может принимать участие в различных эффекторных механизмах, прежде всего в лизисе (комплементарный киллинг) и опсонизации микроорганизмов. В переключении литической функции комплемента на опсоническую могут принимать участие макрофаги. Функции комплемента при бактериозах зависят от особенностей патогенеза инфекционного заболевания.
Ключевые слова: комплемент, бактериолиз, опсонизация, инфекционный процесс.
One of the true basic resistance factors is complement. Main functions of it consist in bacterial lysis, bacterial opsonisation for phagocytosis. Alteration of lytic function for opsonic function depends upon macrophages. Complement functions at bacteriosis depend on phathogenesis features in infectious disease.
Key words: complement, bakteriolysis, opsonisation, infectious process.
УДК 576:8.097.37
Организм человека имеет две основные линии защиты от возбудителей инфекционных заболеваний: неспецифическую (резистентность) и специфическую (иммунитет).
Факторы первой линии защиты (резистентности) характеризуются рядом общих признаков: 1) они сформированы задолго до встречи с возбудителем (внутриутробный период); 2) неспецифичны; 3) генетически детерминированы; 4) генотипически и фенотипически неоднородны (гетероген-ны) в популяции; 5) высокая резистентность к одному возбудителю может сочетаться с низкой к другому; 6) резистентность прежде всего зависит от функционального состояния макрофагов, которое контролируется генами, не связанными с HLA, и состояния системы комплемента (контролируемой НЬД).
Комплемент - многокомпонентная ферментная система плазмы, состав и функция которой в основном хорошо изучены, является одним из важнейших факторов резистентности организма. В 1960-1970-е гг. было особенно популярно определение титра комплемента как одного из показателей резистентности. И в настоящее время изучению функции комплемента посвящено множество исследований. Вместе с тем существуют
не только определенные трудности и противоречия при объяснении механизма активации комплемента, но до сих пор
остаются недостаточно изученными некоторые механизмы активации и функционирования комплемента. К таким дискуссионным вопросам относятся механизм действия ингибиторов активации комплемента in vivo, механизм переключения активации комплемента с литической на опсоническую функцию и понимание роли комплемента в саногенезе при различных инфекциях.
Известно 14 белков (компонентов) плазмы крови, составляющих систему комплемента . Они синтезируются гепатоцитами, макрофагами и нейтрофилами . Большинство из них относятся к р-глобулинам. Согласно номенклатуре, принятой ВОЗ, система комплемента обозначается символом С, а ее индивидуальные компоненты символами Cl, C2, С3, С4, С5, С6, С7, С8, С9 или прописными буквами (D, B, P). Часть компонентов (Cl, C2, С3, С4, С5, B) делится на составляющие их субкомпоненты - более тяжелые, обладающие ферментативной активностью, и менее тяжелые, не обладающие ферментативной активностью, но сохраняющие самостоятельную биологическую функцию. Активированные комплексы белков системы комплемента помечают чертой над комплексом (например, C4b2a3b - С5-конвертаза).
Помимо белков собственно комплемента (C1-C9) в осуществлении его биологической активности принимают
участие и другие белки, выполняющие регуляторные функции:
а) рецепторы мембран клеток макроорганизма к субкомпонентам комплемента: CR1(CD35), CR2(CD21), CR3(CD11b/CD18), CR4(CD11c/CD18), C1qR, C3a/C4aR, C5aR;
б) мембранные белки клеток макроорганизма: мембранный кофакторный белок (МКБ, или MCP - membrane-assoti-ated cofactor of proteolysis, CD46), фактор, ускоряющий диссоциацию (ФУД, или DAF - decay accelerating factor, CD55), протектин (CD59);
в) белки плазмы крови, осуществляющие позитивную или негативную регуляцию: 1) позитивная регуляция - фактор В, фактор D, пропердин (Р); 2) негативная регуляция - фактор I, фактор Н, белоксвязывающий C4b (C4 binding protein, C4bp), С1-ингибитор (C1-inh, серпин), S-белок (витро-нектин).
Таким образом, в функциях системы комплемента принимают участие более 30 компонентов. Каждый белковый компонент (субкомпонент) комплемента обладает определенными свойствами (табл. 1).
В норме компоненты комплемента находятся в плазме в неактивном состоянии. Они становятся активными в процессе многоступенчатых реакций активации. Активированные компоненты комплемента действуют в определенном порядке в виде каскада ферментативных реакций, а продукт предшествующей активации служит катализатором для включения в последующую реакцию нового субкомпонента или компонента комплемента.
Система комплемента может принимать участие в различных эффекторных механизмах:
1) лизис микроорганизмов (комплементарный киллинг);
2) опсонизация микроорганизмов;
3) расщепление иммунных комплексов и их клиренс;
4) активация и хемотаксическое привлечение лейкоцитов в очаг воспаления;
5) усиление индукции специфических антител путем: а) усиления локализации антигена на поверхности В-лимфо-цитов и антигенпредставляющих клеток (АПК); б) снижения порога активации В-лимфоцитов.
Наиболее важными из функций комплемента являются лизис мембран патогенов и опсонизация микроорганизмов.
Таблица 1
Компоненты и субкомпоненты комплемента, принимающие участие в классическом и альтернативном путях активации комплемента
Компонент (субкомпонент) Молекулярная масса, кД Субкомпонент Концентрация в сыворотке крови, мкг/мл Функция
С1 1124 1 C1q 2 C1r 2 C1s - Ферментный комплекс
Clq 460 - 80 Связывание с длинной цепью ^ или 1дМ комплекса антиген - антитело
Clr 166 - 30-50 Протеаза, активирующая СЬ
Cls 166 - 30-50 Сериновая протеаза, активирующая С4 и С2
С2 110 2a, 2b 15-25 Формируют СЗ-конвертазу (С4Ь2а), а затем и С5-конвертазу (С4Ь2а3Ь) классического пути
СЗ 190 3a, 3b 1200
С4 200 4a, 4b 350-500
С5 191 5a, 5b 75 Формирование мембраноатакующего комплекса, образующего пору в мембране клетки-мишени
Фактор В 95 Ba, Bb 200 Формируют СЗ-конвертазу (СЗЬВЬР), а затем и С5-конвертазу (СЗЬВЬЗЬ) альтернативного пути
Фактор D 25 - 1
Пропердин(Р) 220 25 Стабилизатор СЗ-конвертазы альтернативного пути (СЗЬВЬ), блокирует диссоциацию СЗЬВЬ под действием фактора Н
Комплементарный лизис микроорганизмов
Лизис микроорганизмов происходит в результате образования мембраноатакующего комплекса (МАК), состоя-
щего из компонентов комплемента. В зависимости от того, каким образом произошло образование МАК, различают несколько путей активации комплемента.
Классический (иммунокомплексный) путь активации комплемента
Этот путь активации комплемента называется классическим вследствие того, что он был описан первым и долгое время оставался единственным из известных сегодня. В классическом пути активации комплемента пусковую роль выполняет комплекс антиген - антитело (иммунный комплекс (ИК)). Первым звеном активации комплемента является связывание С ^-субкомпонента С1-компонента с иммуноглобулином иммунного комплекса. В частности, в случае активации комплемента иммуноглобулинами класса G (1д31, ^2, IgG3, ^4) это осуществляется аминокислотными остатками в позициях 285, 288, 290, 292 тяжелой цепи ДО . Активация этого участка происходит только после образования комплекса антиген - антитело (АГ-АТ). Способностью активировать комплемент по классическому пути обладают с убывающей интенсивностью 1дМ, ^3, ДО1 и ДО2.
Компонент комплемента С^ состоит из трех субъединиц (рис. 1), каждая из которых имеет два центра для связывания с 1д в комплексе АГ-АТ. Таким образом, полная молекула С^ располагает шестью такими центрами. При образовании комплекса АГ-1дМ молекула С^ связывается не менее чем с двумя вторыми доменами (СН2) одной и той же молекулы 1дМ, а при участии в образовании комплекса АГ- АТ иммуноглобулинов класса G - со вторыми доменами (СН2) не менее чем двух разных молекул ^ в комплексах АГ-^ . Присоединившийся к АГ-АТ С^ приобретает свойства сериновой протеазы и инициирует активацию и встраивание в С^ двух молекул С1г. С1г, в свою очередь, инициирует активацию и встраивание в С^ еще двух других молекул - С^. Активированный С^ обладает активностью сериновой эстеразы.
Затем С^ комплекса С1 расщепляет С4 на больший фрагмент С4Ь и меньший С4а. С4Ь соединяется ковалент-ными связями с амино- и гидроксильными группами молекул клеточной мембраны (рис. 2). Фиксированный на поверхности мембраны (или комплекса АГ-АТ) С4Ь связывает С2, который становится доступным для ферментативного расщепления той же сериновой протеазой С^. В результате образуется мелкий фрагмент 2Ь и более крупный фрагмент С2а, который, соединяясь с прикрепленным к поверхности мембраны С4Ь, образует ферментный комплекс С4Ь2а, на-
зываемый СЗ-конвертазой классического пути активации комплемента.
Рис. 1. Компоненты ферментного комплекса С1 (1д2г2э) и его взаимодействие с комплексом антиген - антитело (АГ-^ или АГ-1дМ): J - цепь, объединяющая мономеры пентамера
СЗЬВ -»-СЗЬВЬР
I------------------
Петля усиления Рис. 2. Активация комплемента по классическому пути
Образовавшаяся С3-конвертаза взаимодействует с С3 и расщепляет его на меньший фрагмент СЗа и больший СЗЬ. Концентрация СЗ в плазме самая высокая из всех компонентов комплемента, а один ферментный комплекс С4Ь2а (СЗ-конвертаза) способен расщепить до 1 тыс. молекул СЗ. Это создает высокую концентрацию СЗЬ на поверхности мембраны (амплификация образования СЗЬ). Затем СЗЬ ковалентно связывается с С4Ь, находящимся в составе СЗ-конвертазы. Сформированный трехмолекулярный комплекс С4Ь2аЗЬ является С5-конвертазой. СЗЬ в составе С5-конвертазы ковалентно соединяется с поверхностью микроорганизмов (рис. 2).
Субстратом для С5-конвертазы является компонент С5 комплемента, расщепление которого заканчивается образованием меньшего по размерам С5а и большего С5Ь. Об-
разование С5Ь инициирует формирование мембраноатакую-щего комплекса. Оно протекает без участия ферментов путем последовательного присоединения к С5Ь компонентов С6, С7, С8 и С9 комплемента. С5Ь6 является гидрофильным, а С5Ь67 - гидрофобным комплексом, который встраивается в липидный бислой мембраны. Присоединение к С5Ь67 С8 еще более погружает образовавшийся комплекс С5Ь678 в мембрану. И, наконец, к С5Ь678 комплексу фиксируется 14 молекул С9. Сформировавшийся С5Ь6789 и является мембраноатакующим комплексом. Полимеризация молекул С9 в комплексе С5Ь6789 приводит к образованию неспадающейся поры в мембране. Через пору в клетку поступают вода и N8+, что приводит к лизису клетки (рис. З).
Растворенные соединения
Интенсивность образования МАК при классическом пути активации комплемента возрастает за счет петли усиления альтернативного пути активации комплемента. Петля усиления начинается с момента образования ковалентной связи СЗЬ с поверхностью мембраны. В образовании петли участвуют три дополнительных белка плазмы: В, D и Р (пропер-дин). Под влиянием фактора D (сериновой эстеразы) связанный с СЗЬ белок В расщепляется на меньший фрагмент Ва и больший ВЬ, который связывается с СЗЬ (см. рис. 2). Присоединение к комплексу СЗЬВЬ пропердина, выполняющего роль стабилизатора комплекса СЗЬ ВЬ, завершает образование СЗ-конвертазы альтернативного пути - СЗЬВЬР. СЗ-конвертаза альтернативного пути расщепляет молекулы СЗ, образуя дополнительные СЗЬ, что обеспечивает формирование все большего количества С5-конвертазы и в конечном итоге - большего количества МАК. МАК действу-
ет самостоятельно, а возможно, индуцирует апоптоз через каспазный путь .
Альтернативный (самопроизвольный) путь активации комплемента
Механизм активации комплемента по альтернативному пути обусловлен спонтанным гидролизом тиоэфирной связи в нативной молекуле СЗ. Этот процесс происходит в плазме постоянно и называется «холостой» активацией СЗ. В результате гидролиза СЗ образуется его активированная форма, обозначаемая СЗ1 В дальнейшем С3i связывает фактор В. Фактор D расщепляет фактор В в составе комплекса С3iВ на малый фрагмент Ва и большой ВЬ. Образовавшийся комплекс С3iВb является жидкофазной С3-конвертазой альтернативного пути активации комплемента. Далее жидкофазная конвертаза С3iВb расщепляет СЗ на СЗа и СЗЬ. Если СЗЬ остается свободным, он разрушается, подвергаясь гидролизу водой. Если C3b ковалентно связывается с поверхностью бактериальной мембраны (мембраны любых микроорганизмов), то он не подвергается протеолизу. Более того, он инициирует образование петли усиления альтернативного пути. К фиксированному СЗЬ присоединяется фактор В (СЗЬ имеет большую аффинность к фактору В, чем к фактору Н), образуется комплекс СЗЬВ, от которого фактор D
отщепляет мелкий фрагмент Ва. После присоединения пропердина, являющегося стабилизатором комплекса СЗЬВЬ, образуется комплекс СЗЬВЬР, представляющий собой связанную с поверхностью мембраны С3-конвер-тазу альтернативного пути. Связанная СЗ-конвертаза инициирует прикрепление в том же месте дополнительных молекул СЗЬ (амплификация СЗЬ), что приводит к быстрому локальному накоплению СЗЬ . Далее связанная СЗ-конвертаза расщепляет СЗ на СЗа и СЗЬ. Присоединение СЗЬ к СЗ-конвертазе образует комплекс СЗЬВЬЗЬ (СЗЬ2ВЬ), который является С5-конвертазой альтернативного пути. Затем происходит расщепление компонента С5 и образование МАК, как и при классическом пути активации комплемента.
Спонтанный гидролиз
I_________________________I
Петля усиления
Рис. 4. Альтернативный (самопроизвольный) путь активации комплемента
« Холостая » активация
Микроорганизм
Лектиновый путь активации комплемента
Липополисахариды (ЛПС) грамотрицательных бактерий, в составе которых могут содержаться остатки манно-зы, фукозы, глюкозамина, связываются лектинами (сывороточные протеины, прочно связывающие углеводы) и индуцируют лектиновый путь активации комплемента. Например, триггером лектинового пути активации комплемента может быть маннансвязывающий лектин (МСЛ), как и С^, относящийся к семейству кальцийзависимых лекти-нов
Он соединяется с маннозой, находящейся в составе клеточной стенки бактерий, и приобретает способность взаимодействовать с двумя маннансвязываю-щими лектинассоциированными сериновыми протеиназами - МАСП1 и МАСП2, идентичными соответственно С1г и С1з.
Взаимодействие [МСЛ-МАСП1-МАСП2] аналогично образованию комплекса [С^-С1г-С^]. В дальнейшем активация комплемента происходит так же, как и по классическому пути (рис. 5).
4а 2Ь СЗа СЗЬ С5а
Петля усиления
Рис. 5. Лектиновый путь активации комплемента (М - манноза в составе поверхностных структур клетки, например, ЛПС)
Белки семейства пентраксинов, обладающие свойствами лектинов, таких как амилоидный протеин, С-реактивный протеин, также способны активировать комплемент по лектиновому пути, взаимодействуя с соответствующими субстратами клеточных стенок бактерий. Так, С-реактивный протеин активирует форсфорилхолин клеточной стенки грамположительных бактерий. И затем активированный форсфорилхолин запускает классический путь сборки компонентов комплемента.
СЗЬ, который образуется из СЗ, под влиянием любой СЗ-конвертазы связывается с мембраной мишени и становится местом дополнительного образования СЗЬ. Эта ступень каскада получила название «петля усиления». Каким бы ни был путь активации комплемента, если его не блокирует один из регуляторных факторов, он заканчивается образованием мембраноатакующего комплекса, образующего не-спадающуюся пору в мембране бактерии, что приводит к ее гибели.
Альтернативный и лектиновый пути активации комплемента по времени запуска при инфекционном заболевании являются ранними. Они могут активироваться уже в первые часы после попадания патогена во внутреннюю среду макроорганизма. Классический путь активации комплемента является поздним: он начинает «работать» лишь при появлении антител (1дМ,
Регуляторные белки активации комплемента
Процесс активации комплемента регулируется мембранными (табл. 2) и плазменными (табл. 3) белками .
Пути активации комплемента и образование МАК могут быть блокированы различными факторами:
1) классический, лектиновый:
Действием С1-ингибитора, связывающего и инактиви-рующего С1г и С^;
Подавлением образования СЗ-конвертазы классического и лектинового пути (С4Ь2а) под действием факторов I, Н, С4-Ьр, ФУД, МКБ и С^1;
Подавлением взаимодействия компонентов комплемента с поверхностью клеток макроорганизма действием ФУД ^55), CR1(CD35), МКБ^46);
2) альтернативный:
Диссоциацией комплексов C3iBb и СЗЬВЬ действием фактора Н;
Расщеплением СЗЬ фактором I при участии одного из трех кофакторов: фактора Н (плазмы), CR1 или МКБ (связанных на поверхности клеток макроорганизма);
Подавлением образования СЗ-конвертазы альтернативного пути на поверхности клеток макроорганизма действием ФУД, CR1 или МКБ.
Таблица 2
Мембранные регуляторные белки
Клеточные (расположены на мембранах клеток макроорганизма)
Фактор Экспрессия на клетках Функция Результат
CR1 ^35) В-лимфоциты; моноциты (макрофаги); гранулоциты; фолликулярные дендритные клетки; НК-клетки Подавляет связывание С2 с С4Ь; вызывает и ускоряет диссоциацию С4Ь2а на С4Ь и 2а; кофактор катаболизма С4Ь под действием фактора I; кофактор катаболизма СЗЬ под действием фактора I; ускоряет диссоциацию СЗЬВЬ с освобождением СЗЬ Подавляет активацию комплемента по любому пути на мембранах клеток собственного организма
МКБ ^46) Т-лимфоциты; В-лимфоциты; моноциты (макрофаги); гранулоциты; дендритные клетки; НК-клетки Подавляет образование конвертаз: С4Ь2а и СЗЬВЬ; кофактор катаболизма С4Ь под действием фактора I; кофактор катаболизма СЗЬ под действием фактора I То же
ФУД ^55) Т-лимфоциты; В-лимфоциты; моноциты (макрофаги); гранулоциты; дендритные клетки; НК-клетки; тромбоциты Подавляет образование конвертазы С4Ь2а классического пути; подавляет образование конвертазы СЗЬВЬ альтернативного пути; подавляет связывание С2 с С4Ь; ускоряет диссоциацию С4Ь2а на С4Ь и 2а; ускоряет диссоциацию СЗЬВЬ с освобождением СЗЬ
Протектин ^59) Все клетки макро- Связывается с 5Ь678 и подавляет его погружение в мембрану Предотвращает лизис
организма | и развертывание С9 | собственных клеток
Таблица З
Плазменные регуляторные белки
Фактор Функция Молекулярная масса и концентрация в сыворотке Реализация эффекта на соматических клетках и (или) на патогенах
Фактор Н (легко связывается с сиаловыми кислотами поверхности клеток макроорганизма) Подавляет образование конвертазы C4b2a классического пути; подавляет образование конвертазы C3bBb альтернативного пути; вызывает диссоциацию жидкофазной конвертазы C3iBb на C3i и Bb; кофактор катаболизма C3i и Bb; вызывает диссоциацию конвертазы C3bBb на C3b и Bb 150 Кда, 500 мкг/мл Подавляет активацию комплемента по любому пути на мембранах клеток собственного организма и микроорганизмах
Фактор I (протеаза плазмы) Подавляет образование конвертазы C4b2a классического пути 90 Кда, 35 мкг/мл Подавляет активацию комплемента по классическому пути на мембранах клеток собственного организма и микроорганизмах
Вместе с одним из кофакторов (МКБ, CR1, C4bp) расщепляет 4b на C4c и C4d; вместе с одним из кофакторов (МКБ, CR1, H) расщепляет C3b; фактор катаболизма C3b и C3i Подавляет активацию комплемента по любому пути на мембранах клеток собственного организма
C4bp (C4 binding protein, белоксвязыва-ющий C4b) Подавляет связывание C2 с C4b; подавляет образование конвертазы C4b2a классического пути; вызывает диссоциацию C4b2a на C4b и 2a; кофактор катаболизма C4b под действием фактора I 560 Кда, 250 мкг/мл Подавляет активацию комплемента по классическому и лектиновому пути на мембранах клеток собственного организма и микроорганизмах
С1-ингибитор (C 1-inh, серпин) Связывает и ингибирует C1r и C1 s (сериновых протеаз ингибитор); отщепляет C1r и C1 s от C1q (C1q остается связанным с Fc-фрагментом Ig); ограничивает время контакта C1 s с C4 и C2; ограничивает спонтанную активацию C1 в плазме крови 110 Кда, 180 мкг/мл Подавляет активацию комплемента по классическому и лектиновому пути на мембранах клеток собственного организма и микрорганизмах
S-белок (витронектин) Образует комплекс 5b67-S, инактивирует его способность внедриться в липидный слой мембраны 85 Кда, 500 мкг/мл Блокирует образование МАК
Подавление образования МАК Напротив, регуляторные белки плазменного происхо-
ждения ингибируют активацию комплемента не только на поверхности соматических клеток, но и на мембранах патогенов.
Опсонизация микроорганизмов компонентами комплемента
Комплементарный лизис микроорганизмов является ранней реакцией макроорганизма на попадание патогенов в его внутреннюю среду . Образующиеся при активации комплемента по альтернативному или лектиновому пути субкомпоненты С2Ь, СЗа, С4а, С5а, Ва привлекают в очаг воспаления клетки и активируют их эффекторные функции.
Из компонентов комплемента опсонизирующими свойствами обладают в основном ЗЬ и 4Ь. Для их образования необходимы два условия: первое - активация комплемента одним из описанных выше путей, второе - блокирование активационного процесса, благодаря которому невозможно образование МАК и лизис патогена. В этом и состоит
на поверхности патогенов.
1. Гидрофобный комплекс С5Ь67, который начинает встраивается в липидный бислой мембраны, может быть инактивирован S-белком (витронектином). Образовавшийся комплекс 5b67S внедриться в липидный слой мембраны не может.
2. Присоединение компонента 8 к комплексу С5Ь67 в жидкой фазе может быть блокировано липопротеидами низкой плотности (ЛПНП).
3. Погружение в мембрану С5Ь678 и присоединение С9 предотвращает CD59 (протектин), белок мембраны клеток макроорганизма.
4. Удаление фрагментов мембраны клеток макроорганизма со встроенным МАК путем эндоцитоза либо экзоцитоза.
Таким образом, регуляторные белки клеточного происхождения самостоятельно ингибируют активацию комплемента с образованием МАК только на поверхности соматических клеток и не эффективны в ингибиции литической
К мембранному СЗЬ и его мембранному субкомпоненту деградации СЗЫ на клетках макроорганизма имеются соответствующие рецепторы (табл. 4). СЗЬ и инактивированный СЗЬ (СЗЫ) являются лигандами для рецепторов CR1 (СЗЬ, СЗЫ), CR3 (СЗЫ), CR4 (СЗЫ), расположенных на нейтрофи-лах , моноцитах (макрофагах) , эндотелии пуповины . СЗЬ и СЗЫ выполняют роль активных опсони-нов .
Предположительно, совместное действие факторов I и Н может переключать образование литического комплекса (МАК, комплементарный киллинг) на другой механизм уничтожения патогена - фагоцитарный киллинг (рис. 6). Растворимые ингибиторы активации комплемента (I и Н), продуцирующиеся макрофагами, позже появляющимися в очаге воспаления, действуют в микроокружении фагоцита, препятствуя образованию конвертазы СЗ на поверхности бактерий и обеспечивая, таким образом, наличие «свободных» СЗЬ. Рецептор макрофага к СЗЬ, связывая лиганд (СЗЬ), фиксирует бактерию на поверхности макрофага. Ее фагоцитоз осуществляется при совместном участии двух лиганд-рецеп-торных комплексов: рецептор к СЗЬ + СЗЬ и FcyR + ^ . Другая пара - рецептор к СЗЬ + СЗЫ инициирует фагоцитоз и без участия антител .
Биологический смысл переключения активации комплемента с литической на опсоническую функцию, вероятно, заключается в том, что все бактерии, которые не лизировались до встречи с фагоцитом, должны быть фагоцитированы с помощью СЗЬ-опсонина. Такой механизм переключения активации комплемента на опсонический необходим не только для фагоцитоза жизнеспособных патогенов в ранние сроки инфекции, но и для утилизации фагоцитами «осколков» микроорганизмов.
Таблица 4
Рецепторы к субкомпонентам комплемента
Рецептор (complement receptor, CR) Лиганды Экспрессия на клетках Эффект связывания
CR1 (CD35) C3bi > C3b, C4b Нейтрофилы, моноциты (макрофаги), В-лимфоциты, фолликулярные дендритные клетки, эритроциты, эпителий почечных клубочков Опсонизированный фагоцитоз, активация В-лимфоцитов, транспорт иммунных комплексов на эритроцитах
CR3 (CD11b/CD18) C3bi Нейтрофилы, моноциты (макрофаги), НК-клетки, фолликулярные дендритные клетки Опсонизированный фагоцитоз
CR4 (р 150-95) (CD11c/CD18) C3bi Нейтрофилы Опсонизированный фагоцитоз
CR2 (CD21), компонент коре-цепторного комплекса В-лим-фоцитов (BCR + CD19, CR2, CD81) C3bi, C3dg В-клетки, фолликулярные дендритные клетки Усиливает активационные реакции BCR, индуцирует нефагоцитируемое связывание комплекса АГ-АТ на фолликулярных дендритных клетках
переключение литической программы активации комплемента на опсоническую.
В реальных условиях инфекционного процесса переключение на опсоническую программу активации комплемента, обеспечивающую фагоцитоз патогена и клиренс иммунных комплексов , может происходить благодаря эффектам регуляторных белков. Сборка на мембране компонентов комплемента может завершиться образованием мембраноатакующего комплекса, а может быть прервана на уровне образования 4Ь и еще более активно на уровне образования ЗЬ факторами I и Н .
Фактор I является основным ферментом, вызывающим деградацию СЗЬ. Фактор Н в этом процессе выполняет роль кофактора. Действуя совместно, они обладают способностью инактивировать как жидкофазный, так и мембранный СЗЬ (свободный или в составе любой конвертазы), отщепляя от него фрагмент C3f (инактивированный СЗЬ обозначается как СЗЫ). Затем они продолжают расщепление СЗЫ следующим образом:
ф ^ субкомпонент субкомпонент
сз зь зь зь зь
Блокада дальнейшей активации комплемента
Бактерия
Переключение на процесс фагоцитоза
Фактор Н (кофактор)
Макрофаг
Поглощение бактерии
У Рецептор к Рс-фрагменту X ,1 СЗЬ компонент комплемента
1| |1 V Рецептор к СЗЬ или СЗЫ компоненту комплемента
Рис. 6. Переключение активации комплемента на процесс фагоцитоза
Является целесообразным рассмотреть вопрос о возможной роли комплемента в патогенезе различных групп бактериозов, разделенных ранее в зависимости от механизма саногенеза.
Токсигенные бактериозы (дифтерия, газовая гангрена, ботулизм, столбняк и др.). Обычная локализация возбудителей - входные ворота инфекции. Основной эффектор патогенеза - токсин (Т-зависимый антиген, антиген первого типа). Т-зависимые поверхностные антигены этих бактерий в индукции иммунного ответа принимают незначительное участие. Основной эффектор саногенеза - антитоксин Тип иммунного ответа - Т1л2. Выздоровление наступает вследствие образования и последующей элиминации иммунных комплексов, а также фагоцитарного киллинга бактерий в очаге воспаления. Роль комплемента при этих бактериозах, вероятно, ограничена участием в элиминации иммунных комплексов токсин - антитоксин. В нейтрализации токсина (т.е. в саногенезе токсигенных инфекций) комплемент существенной роли не играет.
Нетоксигенные негранулематозные бактериозы
1. Возбудители содержат поверхностные Т-неза-висимые антигены (Т"1-антигены, антигены второго типа):
Бактерии содержат классический ЛПС (Тьантигены энтеропатогенных кишечных палочек, сальмонелл, шигелл и др.). Обычная локализация возбудителей - от входных ворот в слизистых кишечного тракта до региональных лимфатических узлов. Основной эффектор патогенеза - эндотоксин и живые бактерии. Тип иммунного ответа - Т1л2. Иммунный
ответ на ЛПС характеризуется продукцией антител 1дМ-класса. Саногенез наступает прежде всего вследствие уничтожения бактерий нефагоцитарным путем в преиммунную фазу инфекционного процесса за счет лектинового и альтернативного пути активации комплемента. В иммунную фазу инфекционного процесса - за счет иммунного лизиса с участием 1дМ и комплемента по классическому пути активации. Фагоцитоз не имеет существенного значения в саногенезе при бактериозах этой группы. Активация системы комплемента при этих заболеваниях может способствовать саногенезу ;
Бактерии содержат поверхностные (капсульные) 7!-антигены (пневмококки, гемофильные бактерии и др.). Обычная локализация возбудителей - от входных ворот в слизистых дыхательного тракта до региональных лимфатических узлов, нередко проникают в кровь. Основной эффектор патогенеза - живые бактерии. Тип иммунного ответа - Т1л2. В иммунном ответе на поверхностные антигены происходит образование антител 1дМ-класса. Саногенез осуществляется прежде всего вследствие уничтожения бактерий нефагоцитарным путем в преиммунную фазу инфекционного процесса за счет лектинового и альтернативного пути активации комплемента. В иммунную фазу инфекционного процесса - за счет иммунного лизиса с участием 1дМ и комплемента по классическому пути активации. В случае проникновения бактерий этой группы в кровь основную роль в очищении макроорганизма от возбудителей играет селезенка - основное место фагоцитоза слабоопсонизирован-ных (или неопсонизированных) бактерий - и способность
ДМ «нацеливать» сенсибилизированные им бактерии на фагоцитоз купферовыми клетками с последующим переносом еще не дезинтегрированных до конца фрагментов бактерий в желчные капилляры. Соли желчных кислот расщепляют фрагменты бактерий, которые выводятся в кишечник. Активация системы комплемента при этой группе заболеваний также может способствовать саногенезу .
2. Возбудители содержат поверхностные Т-зависи-мые антигены (Т-антигены, антигены первого типа).
Локализация возбудителей (стафилококки, стрептококки и др.) - входные ворота (кожа, слизистые), региональные лимфатические узлы, системное поражение (органы). Основные эффекторы патогенеза - живые бактерии и, в меньшей степени, их токсины. В иммунном ответе четко прослеживается смена синтеза!дМ на ДО. Тип иммунного ответа при адекватном течении инфекционного заболевания (у пациентов без признаков иммунодефицита) - Т1г2. Саногенез обусловлен иммунным фагоцитозом, иммунным лизисом и антитоксинами. При этих инфекциях в преиммунную фазу саногенез осуществляется за счет альтернативного пути активации комплемента и опсонизации бактерий продуктами активации комплемента с последующим их фагоцитозом. В иммунную фазу инфекционного процесса саногенез связан с комплементарным кил-лингом при классическом пути активации комплемента с участием!дМ и ДО, а также с фагоцитозом опсонизирован-ных продуктами активации комплемента и ДО бактерий .
Гранулематозные бактериозы
1. Возбудители острых неэпителиоидноклеточ-ных гранулематозных бактериозов (листерии, сальмонеллы брюшного тифа, паратифов А, В и др.).
Возбудители содержат поверхностные Т-зависимые антигены. Эффекторами патогенеза являются живые бактерии. Фагоцитоз незавершенный. Тип иммунного ответа - Т1г2 и ТМ. Появление!дМ сопровождается образованием гранулем . Смена!дМ на ДО ведет к обратному развитию гранулем. Саногенез осуществляется за счет альтернативного пути активации комплемента и опсонизации бактерий продуктами активации комплемента с последующим их фагоцитозом. В иммунную фазу инфекционного процесса сано-генез связан с комплементарным киллингом при классическом пути активации комплемента с участием!дМ и ДО, а также с фагоцитозом опсонизированных продуктами активации комплемента и ДО бактерий.
2. Возбудители хронических эпителиоиднокле-точных гранулематозных бактериозов (микобактерии туберкулеза, лепры; бруцеллы и др.).
Возбудители содержат поверхностные Т-зависимые антигены. Эффекторами патогенеза являются живые бактерии. Фагоцитоз незавершенный. Тип иммунного ответа - Th2 и Th1. Появление IgM, по-видимому, также может являться ведущим фактором образования гранулем. Действия цитокинов Thl-набора недостаточно для завершенности фагоцитоза, что приводит к появлению в гранулеме эпителио-идных клеток. Ни один из вариантов активации комплемента в саногенезе не играет существенной роли .
Заключение
Комплемент (система комплемента) является одним из первых гуморальных факторов, с которым сталкивается патоген при его попадании во внутреннюю среду макроорганизма. Механизмы активации компонентов комплемента позволяют использовать его как для лизиса патогенов, так и для усиления фагоцитоза. Не при всех бактериальных инфекционных заболеваниях содержание и уровень комплемента в крови можно использовать как прогностический тест.
Литература
1. Одинцов Ю.Н., Перельмутер В.М., Климентьева Т.К. Тафтсин: роль в развитии негранулематозных и гранулематозных бактериозов // Бюл. сиб. медицины. 2002. Т. 1. № 3. С. 98-102.
2. Перельмутер В.М., Одинцов Ю.Н. Основная функция иммуноглобулинов класса M (IgM) - регуляция проницаемости гема-тотканевого барьера для бактерий и их антигенов // Бюл. сиб. медицины. 2005. Т. 4. № 3. С. 38-42.
3. Ройт А. Основы иммунологии. Пер. с англ. М.: Мир, 1991. 328 с.
4. Ройт А, Бростофф Дж, Мейл Д. Иммунология. Пер. с англ. М.: Мир, 2000. 581 с.
5. Хаитов Р.М., Игнатьева Г.А., Сидорович И.Г. Иммунология. М.: Медицина, 2000. 432 с.
6.Ярилин АА Основы иммунологии. М.: Медицина, 1999. 607 с.
7. Alban S., Classen B., Brunner G., Blaschek W. Differentiation between the complement modulating effects of an arabinogalactan-protein from Echinacea purpurea and heparin // Planta Med. 2002. V. 68 (12). P. 1118-1124.
8. Ambrosio A.R., De Messias-Reason I.J. Leishmania (Viannia) braziliensis: interaction of mannose-binding lectin with surface gly-coconjugates and complement activation. An antibody-independent defence mechanism // Parasite Immunol. 2005. V. 27. P. 333-340.
9. Andersson J., Larsson R, RichterR. et al. Binding of a model regulator of complement activation (RCA) to a biomaterial surface: surface-bound factor H inhibits complement activation // Biomaterials. 2001. V. 22. P. 2435-2443.
10. Bohana-Kashtan O., Ziporen L, Donin N. et al. Cell signals transduced by complement // Mol. Immunol. 2004. V. 41. P. 583-597.
11. Bohlson S.S., Strasser J.A., Bower J.J., Schorey J.S. Role of complement in Mycobacterium avium pathogenesis: in vivo and in vitro analyses of the host response to infection in the absence of complement component C3 // Infect. Immunol. 2001. V. 69. P. 7729- 7735.
12. Brown J.S., Hussell T, Gilliland S.M. et al. The classical pathway is the dominant complement pathway required for innate immunity to Streptococcus pneumoniae infection in mice // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2002. V. 99. P. 16969-16974.
13. Caragine T.A., Okada N., Frey A.B., Tomlinson S. A tumor-expressed inhibitor of the early but not late complement lytic pathway enhances tumor growth in a rat model of human breast cancer // Cancer Res. 2002. V. 62. P. 1110-1115.
14. Celik I., Stover C, Botto M. et al. Role of the classical pathway of complement activation in experimentally induced polymicrobial peritonitis // Infect. Immun. 2001. V. 69. P. 7304-7309.
15. Donin N, Jurianz K., Ziporen L. et al. Complement resistance of human carcinoma cells depends on membrane regulatory proteins, protein kinases and sialic acid // Clin. Exp. Immunol. 2003. V. 131. P. 254-263.
16. Fernie-King B.A., Seilly D.J., Willers Ch. et al. Streptococcal inhibitor of complement (SIC) inhibits the membrane attack complex by preventing uptake of c567 onto cell membranes // Immunology. 2001. V. 103. Issue 3. P. 390-408.
17. Frumeaux-Bacchi V., Dragon-Durey M.A., Blouin J. et al. Investigation of the complement system in clinical practice // Ann. Med. Interne (Paris). 2003. V. 154. P. 529-540.
18. Imai M., Ohta R., Okada N, Tomlinson S. Inhibition of a complement regulator in vivo enhances antibody therapy in a model of mammary adenocarcinoma // Int. J. Cancer. 2004. V. 110. P. 875- 881.
19. Jiang H, WagnerE, Zhang H, Frank M.M. Complement 1 inhibitor is a regulator of the alternative complement pathway // J. Exp. Med.
2001. V. 194. № 11. P. 1609-1616.
20. Langeggen H, Berge K.E., Johnson E, Hetland G. Human umbilical vein endothelial cells express complement receptor 1 (CD35) and complement receptor 4 (CD11c/CD18) in vitro // Inflammation.
2002. V. 26. № 3. P. 103 - 110.
21. Laufer J., Katz Y, Passwell J.H. Extrahepatic synthesis of complement proteins in inflammation // Mol. Immunol. 2001. V. 38. P. 221 -229.
22. Leslie R.G.Q., Nielsen C.H. The classical and alternative pathways of complement activation play distinct roles in spontaneous C3 fragment deposition and membrane attack complex (MAC) formation on human B lymphocytes // Immunology. 2004. V. 111. Issue 1. P. 86-98.
23. Lukas T.J., MunozH., Erickson B.W. Inhibition of C1-mediated immune hemolysis by monomeric and dimeric peptides from the second constant domain of human immunoglobulin G // J. Immunology. 1981. V. 127. № 6. P. 2555-2560.
24. Nauta A.J., Daha M.R., Tijsma O. et al. The membrane attack complex of complement induces caspase activation and apoptosis // Europ. J. of Immun. 2002. V. 32. Issue 3. P. 783-792.
25. Nielsen C.H., Marquait H.V., Prodinger W.M., Leslie R.G. CR2-medi-ated activation of the complement alternative pathway results in formation of membrane attack complexes on human B lymphocytes // Immunol. 2001. V. 104. P. 418-422.
26. Nielsen C.H., Pedersen M.L., Marquart H.V. et al. The role of complement receptors type 1 (CR1, CD35) and 2 (CR2, CD21) in promoting C3 fragment deposition and membrane attack complex formation on normal peripheral human B cells // Eur. J. Immunol. 2002. V. 32. P. 1359-1367.
27. Ren B., McCrory M.A., Pass C. et al. The virulence function of Streptococcus pneumoniae surface protein A involves inhibition of complement activation and impairment of complement receptor-mediated protection // J. Immunol. 2004. V. 173. P. 7506-7512.
28. Roos A., Ramwadhdoebe T.H., Nauta A.J. et al. Therapeutic inhibition of the early phase of complement activation // Immunobiology. 2002. V. 205. P. 595-609.
29. Roos A., Bouwman L.H., Munoz J. et al. Functional characterization of the lectin pathway of complement in human serum // Mol. Immunol. 2003. V. 39. P. 655-668.
30. Song H, He C., Knaak C. et al. Complement receptor 2-mediated targeting of complement inhibitors to sites of complement activation // J. Clin. Invest. 2003. V. 111. P. 1875-1885.
31. Thiel S, Petersen S.V., Vorup-Jensen T. et al. Interaction of C1q and mannan-binding lectin (MBL) with C1r, C1s, MBL-associated serine proteases 1 and 2, and the MBL-associated protein MAp19 // J. Immunol. 2000. V. 165. P. 878-887.
32. Windbichler M., Echtenacher B., Hehlgans T. et al. Involvement of the lectin pathway of complement activation in antimicrobial immune defense during experimental septic peritonitis // Infection and Immunity. 2004. V. 72. № 9. P. 5247-5252.
ЗАОЧНАЯ АКАДЕМИЯ ПОСЛЕДИПЛОМНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
ЗАОЧНАЯ АКАДЕМИЯ ПОСЛЕДИПЛОМНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
К. П. Кашкин, Л. Н. Дмитриева
БЕЛКИ СИСТЕМЫ КОМПЛЕМЕНТА: СВОЙСТВА И БИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ (Лекция)
Кафедра иммунологии Российской медицинской академии последипломного образования Минздрава РФ, Москва
Защита организма от чужеродных агентов осуществляется с участием множества так называемых антигеннеспецифиче-ских клеточных и гуморальных факторов иммунитета. Последние представлены различными белками и пептидами крови. присутствующими также и в других жидкостях организма. Гуморальные анти-геннеспецифические факторы иммунитета или сами обладают антимикробными свойствами или способны активировать другие гуморальные и клеточные механизмы иммунной защиты организма.
В 1894 г. В. И. Исаев и Р. Пфейффер показали, что свежая сыворотка крови иммунизированных животных обладает бакте-риолитическими свойствами. Позднее этот антимикробный сы-вороточный фактор был назван алексином (греческий alexo - защищаю, отражаю), или комплементом и охарактеризован как термолабильный фактор, обеспечивающий лизис микробов в иммунной сыворотке, а также лизис сенсибилизированных антителами эритроцитов.
Согласно современным представлениям, комплемент - это система сывороточных белков, которая может активироваться в результате взаимодействия некоторых инициальных компонентов системы с комплексами антиген-антитело или с другими активирующими систему молекулами.
Белки системы комплемента представлены 13 гликопротеи-нами плазмы крови. Регуляция системы осуществляется семью белками плазмы крови и множеством связанных с мембранами клеток белков и рецепторов.
В литературе систему комплемента обозначают латинской буквой С", отдельные же компоненты - дополнительно арабскими цифрами (Cl, C2, СЗ и т. д.) или заглавными буквами (факторы: В, D): субъединицы комплемента, а также продукты расщепления или активации белков системы - дополнительно малыми латинскими буквами (например: Clq, СЗа, СЗЬ и т. д.);
активированные формы компонентов комплемента могут обозначаться штрихом сверху (Cl , СЗ, В и т. д.). Нумерация компонентов С" соответствует хронологии их открытия и не всегда совпадает с последовательностью вовлечения компонентов в реакцию активации системы комплемента.
Активация системы комплемента происходит в результате взаимодействия некоторых циркулирующих в крови белков системы комплемента с активирующими систему агентами. Такое взаимодействие изменяет конформационную структуру молекул соответствующих компонентов комплемента, так что у белковых молекул вскрываются участки, способные взаимодействовать с последующими компонентами системы, фиксировать их и иногда расщеплять.
Такой "каскадный" тип активации характерен как для системы комплемента, так и для многих других белковых систем крови. При активации системы комплемента происходят "потребление" растворимых в плазме нативных белков комплемента и их фиксация на различных нерастворимых носителях (агрегаты молекул, поверхности клеток и т. д.).
Классический путь активации системы комплемента
Известны два главных пути активации комплемента - классический, открытый первым, и альтернативный, установленный позднее. Классический путь отличается от альтернативного тем, что активация системы инициируется Clq-субком-понснтом комплемента, в результате взаимодействия Clq с Fc-фрагментом конформационно измененных IgG и IgM крови. Конформационые изменения Fc-фрагментов у IgG и IgM возникают при взаимодействии этих иммуноглобулинов крови с антигенами, а также искусственно в результате термической (63°С, 10 мин) или химической (диазобензидин) обработки иммуноглобулинов.
В зависимости от той роли, которую играют отдельные компоненты комплемента в процессе активации и обеспечении функции системы, белки комплемента можно условно разделить на несколько блоков: распознающий (Cl), активирующий систему (C2, С4, СЗ) и атакующий мембраны клеток (С5, С6, С7, С8, С9). Свойства белков, входящих в эти блоки, суммированы в табл. I. Активация системы комплемента классическим способом начинается с Clq-субкомпонента комплемента, конформационные изменения молекул которого "запускают" этот процесс (рис. 1). Clq является сывороточным глико-протеином, построенным из 18 полипептидных цепей трех типов: А, В и С. Цепи А, В и С со стороны N-концов цепочек собраны вместе, образуя шесть глобулярных головок. Сами А-, В- и С-цепочки с помощью дисульфидных связей удерживаются друг с другом, формируя шесть подобных коллагену тройных спиралей. С-концы полипептидных цепочек всех шести спиралей Clq удерживаются вместе. По форме молекула Clq напоминает моллюска с шестью щупальцами (рис. 2). Как и у коллагена, в составе Clq в больших количествах содержатся глицин, гидрооксипролин и гидрооксилизин. Около 8% массы Clq составляют углеводы, среди которых доминируют гликозилгалак-тозильные остатки. Clq не обладает энзиматической активностью, но с помощью своих шести коллагеноподобных трехспиральных нитей - "щупалец" - взаимодействует как с циркулирующими в крови комплексами из С1г- и Cls-субкомпонентов комплемента (участки нитей между глобулярными головками и центральной частью молекулы Clq), так и с Fc-участками конформационно измененных молекул IgG и IgM (глобулярные головки на свободных концах шести нитей Clq). Изолированный из крови Clr-компонент комплемента представляет собой ди-мер (С1Гз), При рН 5,0 диссоциирующий на две мономерные молекулы С1г. Каждый мономер С1г представлен полипептид-ной цепью из 688 аминокислотных остатков. Полипептидная цепь мономера образует на конечных участках молекулы по одному домену. При димеризации участок контактного связывания мономеров располагается между этими доменами так, что димер С1гз имеет форму асимметричной "X". Активированный С1г2 является сериновой протеазой и в построении активного
Рис. 1. Классический путь активации системы комплемента.
а - компоненты комплементз в водной фазе; б - компоненты комплемента, иммобилизованные на мембранах клеток; Аг - антигены на мембране клеток; at - антитела к соответствующим антигенам классов IgM и IgG; МАК. - мембраноатакующий комплекс.
| Читайте: |
|---|
Популярное:
Новое
- Примеры сильных и слабых кислот и оснований Сильным электролитом является co2 o2 h2s h2so4
- Обособленное приложение: пример
- Явление фазы луны результат затмения
- Толковая библия лопухина - лучшее толкование библии
- Кислотно-щелочной баланс организма – рН
- Известные события произошедшие 12 сентября
- Правила вычисления производных
- Иван III – Государь всея Руси
- Первые металлургические мануфактуры тульского края Где появились первые металлургические заводы
- Формирование ууд на уроках в начальной школе презентация к уроку на тему
