DOPLŇKOVÝ SYSTÉM: KLASICKÁ A ALTERNATIVNÍ CESTA, FUNKCE, NEMOCI - BIOLOGIE - 2025

Systém komplementu je skupina složená z více než třiceti plazmatických proteinů citlivých na teplo, které zvyšují destruktivní účinek patogenních mikroorganismů.

Nazývá se „komplement“, protože bylo prokázáno, že doplňuje účinek protilátek při ničení patogenů. Je však také schopen vykonávat své funkce v nepřítomnosti protilátek. Lze jej proto považovat za součást složek vrozeného imunitního systému.

Shrnutí aktivační kaskády komplementu. Perhelion, z Wikimedia Commons.

Jeho působení závisí na sériové aktivaci („kaskádě“) proteinů, které jej obsahují, aby se zajistilo prasknutí patogenů vytvořením pórů v jejich membráně, označení (opsonizace) jejich destrukce fagocytárními buňkami a neutralizace virů.

Imunitní systém: adaptivní imunita a vrozená imunita

Imunitní systém je obranný systém těla, který se brání před útokem mikroorganismů schopných způsobit onemocnění.

Skládá se ze sady buněk, orgánů a cytokinových proteinů, které zůstávají v pohotovosti před příchodem patogenů. Jakmile je odhalí, provedou proti nim útok, aby zajistili jejich odstranění. Jeho metodika by byla stejně jako vojáci kasáren, kteří by to dělali, kteří přicházejí na obranu, kdykoli dojde k útoku nebo nouzové situaci.

Stejně jako v jakémkoli obranném systému, útok, který provádí, vyžaduje taktiku, schopnosti, dovednosti a spolupráci jeho složek. To vše je zahrnuto do řady strategických kroků, které jsou společně označovány jako imunitní odpověď.

Imunitní odpověď nastává ve dvou velkých, časově oddělených fázích: vrozená imunitní reakce a adaptivní imunitní reakce.

Vrozená imunitní odpověď

Vrozená imunitní odpověď je první obrannou linií proti infekci způsobené příchodem cizího organismu.

Tento typ počáteční odpovědi na jedné straně zahrnuje působení zadržovacích linií (kůže a sliznice), které působí jako bariéry bránící vstupu patogenů. Na druhé straně působení buněk, které zůstávají ostražité v nejvnitřnějších vrstvách kůže před vstupem do patogenů. Tyto mikroorganismy se mohou „vplížit“ v důsledku selhání prvních bariér, jako je otvor nebo výřez, který v nich existuje.

Buňky, které působí na této úrovni, jsou známé jako fagocyty, které jsou zodpovědné za rozpoznávání napadajících mikroorganismů, jejich pohlcení (pohlcení) a jejich konečné zničení v cytoplazmě.

Kromě toho jsou tyto buňky zodpovědné za odesílání signálů do buněk, které se účastní druhé větve odezvy, aby účinně eliminovaly jakýkoli patogen, který dokáže překonat první odezvu.

Nakonec jsou buněčné a nebuněčné složky, které se účastní tohoto typu odpovědi, přítomny od narození organismu. To znamená, že nezávisí na přítomnosti antigenů (cizí patogeny nebo toxické látky).

Adaptivní imunitní odpověď

Tento typ reakce, ke kterému dochází po spuštění efektorových mechanismů vrozené imunity, jsou prováděny jinými buňkami známými jako lymfocyty.

Lymfocyty posilují obranné mechanismy vrozené imunity a zároveň zajišťují, aby si systém pamatoval napadající organismy, jen v případě, že se vrátí.

To znamená, že v případě druhé invaze cizím organismem tento cizí organismus rychle rozpozná, což usnadní jeho rychlé odstranění. Tyto reakce jsou obvykle rychlejší než dřívější právě kvůli jejich charakteristické imunitní paměti.

Nakonec je třeba zmínit, že adaptivní imunita se vyvíjí po celý život organismu. Protože čelí různým infekčním agens. To znamená, že je získáno.

Když tyto buňky detekují organismus podruhé, spustí linii buněčného útoku a humorální linii. Druhá zahrnuje uvolňování protilátek, proteinů, které neutralizují toxiny a označují patogeny pro eliminaci.

Protilátky mohou zase aktivovat skupinu proteinů, které tvoří komplementový systém. Ten pomáhá rychle ničit bakterie a již infikované buňky.

Doplňkový systém

Systém komplementu je sada plazmatických proteinů, které jsou aktivovány přítomností patogenních organismů.

Ačkoli tato aktivace v mnoha případech závisí na protilátkách (složkách adaptivních odpovědí), může být také aktivována, pokud nejsou. Z tohoto důvodu se považuje za důležitou součást vrozených reakcí.

Tento systém tvoří více než 30 proteinů, které vzájemně reagují a doplňují působení protilátek a fagocytárních buněk při eliminaci patogenů.

Tyto proteiny byly identifikovány písmenem "C" pro komplement a jsou tvořeny kombinací 9 proteinů (Cl až C9). Všechny z nich jsou proteasy a tělem neustále cirkulují bděle a neaktivní.

Jakmile je detekována přítomnost cizího mikroorganismu, jsou aktivovány působením jiných proteáz, takže se dostanou k útoku na obranu organismu.

Nyní lze tuto aktivaci provést třemi různými cestami: klasickou, alternativní a lektinovou. I když se tyto liší v tom, jak dochází k aktivaci, všechny se shodují ve vytváření útočného komplexu na membráně patogenu (MAC).

Tento komplex je tvořen asociací mnoha proteinů na vnější straně membrány patogenu, která vrcholí tvorbou pórů nebo děr v něm.

Jak dochází k aktivaci doplňkového systému?

K aktivaci dochází na místech, kde dochází k infekci, a je způsobena přítomností napadajících mikroorganismů.

Během toho jsou všechny původně neaktivní komplementové proteiny aktivovány řetězovou reakcí. To znamená, že jakmile je jeden aktivován, aktivuje druhý a další.

Aktivní proteázy jsou vytvářeny štěpením prekurzorového proteinu nebo zymogenu (neaktivní forma). Ten druhý aktivuje jeho rozříznutí na dva.

Aktivace malé skupiny proteinů na začátku kaskády tedy způsobuje obrovské zvýšení aktivace následných zymogenů (amplifikace).

Tato amplifikace napomáhá rychlému utváření komplexu patogenní membrány. To podporuje otevření pórů, které nakonec rozbijí parazity, bakterie a další organismy schopné způsobit infekci.

Doplněk může být aktivován třemi nezávislými způsoby

Přestože konečným cílem aktivace komplementu je vždy vytvoření komplexu útoku patogenní membrány, existují tři způsoby, jak toho lze dosáhnout. Začátek každé z nich závisí na působení různých molekul.

Všichni však konvergují na aktivaci C3 konvertázy, proteinu, který štěpí protein C3 na C3a a C3b. Ten se váže na membránu patogenu a zlomí C5 na C5a a C5b. C5b se také váže na membránu a rekrutuje zbývající proteiny, které se shromáždí za vzniku pórů (C6, C7, C8 a C9).

Klasickým způsobem

Toto jméno dostává za to, že byl prvním způsobem, který bude popsán. Představuje bod spojení mezi vrozenými a adaptivními odpověďmi, protože je aktivován protilátkovými komplexy, které se dříve vázaly na povrch patogenu.

Začíná to vazbou C1q (prvního proteinu komplementové kaskády) na membránu napadajícího mikroorganismu. Toto spojení se může uskutečnit třemi různými způsoby:

- Přímo s bílkovinnými a neproteinovými složkami na povrchu bakterií, jako je kyselina lipoteichoová přítomná v grampozitivních bakteriích.

- C-reaktivní protein, plazmatický protein, který se váže na fosfocholinové zbytky přítomné v polysacharidech bakteriálního povrchu.

- Na imunitní komplexy složené ze dvou nebo více protilátek izotypů IgG nebo IgM, které se dříve vázaly na patogen.

Lektinová cesta

Aktivace touto cestou závisí na rozpoznání specifických uhlohydrátů exponovaných na povrchu patogenu proteiny zvanými lektiny.

Lektiny jsou proteiny, které interagují pouze s uhlohydráty. Některé z nich jsou: MLB protein, který se specificky váže na polysacharidy, které obsahují manosu cukru přítomnou na povrchu virů a bakterií, a ty, které rozpoznávají pouze zbytky N-acetylglukosaminu přítomné v bakteriální stěně.

Alternativní trasa

Tato cesta je aktivována přímo vazbou proteinu C3 (který generuje C3b) již aktivního na povrchu patogenu.

Je důležité vědět, že v nepřítomnosti infekcí C3b dochází touto cestou ve velmi nízkých hodnotách. Tato omezená množství C3b jsou udržována neaktivní působením proteinu známého jako faktor H.

Pouze když dojde k infekci a C3 se váže na patogen, regulační účinek faktoru H se vyhýbá, a to se váže na druhý faktor známý jako faktor B. Ten se štěpí působením faktoru D a produkty se vážou na C3 již přítomné v membráně tvořící C3 konvertázu.

Od této chvíle následují aktivační kroky společné těmto třem cestám.

Funkce

Umožňuje rychlou destrukci patogenních buněk tvorbou pórů, které rychle ničí jejich membránu.

Vazbou aktivovaných proteinů komplementu značí patogeny, které jsou rozeznávány a přijímány fagocytárními buňkami. Tento proces se nazývá opsonizace.

Malé fragmenty, které jsou produkovány rozpadem zymogenů, působí jako chemoatraktanty, které přijímají více fagocytů do místa infekce.

Umožňuje neutralizovat napadající viry. To znamená, že je deaktivuje, aby byly později fagocytovány a eliminovány.

Související nemoci

RTG nohy s revmatoidní artritidou, onemocnění způsobené nedostatky v systému komplementu. Lariob z Wikimedia Commons.

Nedostatky v syntéze proteinů komplementu, jakož i faktory, které způsobují neregulovanou aktivaci těchto proteinů, mohou vést k řadě onemocnění.

Nedostatky jsou obecně způsobeny genetickými chybami, které vedou k chybným aktivačním událostem. To má za následek selhání zvýšené náchylnosti k infekcím, revmatickým onemocněním a angioedému (edém kůže a sliznice).

Absence regulace, jako je absence faktoru H, může způsobit nadměrnou aktivaci. To končí nekontrolovaným zánětem, který vzniká lýzou vlastních buněk.

Reference

1. Alberts B, Johnson, Lewis J, M Raff, Roberts K, Walter P . 2002. Molecular Biology of the Cell, 4. vydání. New York: Garland Science.
2. McCulloch J, Martin SJ. Testy buněčné aktivity. 1994. Cellular Immunology, str. 95-113.
3. Rich R, Fleisher T, Shearer W, Schroeder H, Frew A, Weyand C. 2012. Clinical Immunology, 4. vydání. Kanada: Elsevier.
4. Sarma JV, Ward PA. Doplňkový systém. Výzkum buněk a tkání. 2011; 343 (1), 227-235.
5. Thomas J, Kindt Richard A. Goldsby Amherst College Barbara A. Osborne. Javier de León Fraga (Ed.). 2006. V Kuby's Immunology Sixth Edition. str. 37, 94-95.
6. Trascasa L. Doplňte nedostatky. Laboratorní diagnostika. Prezentace španělského registru nedostatků doplňku. Španělský registr nedostatků doplňků. 2000; 19: 41-48.