KOMPLEMENTERINGSSYSTEM: KLASSISK OCH ALTERNATIV VÄG, FUNKTIONER, SJUKDOMAR - BIOLOGI - 2025

Den Komplementsystemet är en grupp som består av mer än trettio plasmaproteiner känsliga för värme, som ökar den destruktiva effekten av patogena mikroorganismer.

Det kallas "komplement" eftersom det har visat sig komplettera verkan av antikroppar vid förstörelse av patogener. Emellertid kan den också utföra sina funktioner i frånvaro av antikroppar. Därför kan det betraktas som en del av komponenterna i det medfödda immunsystemet.

Sammanfattning av kompletteringskaskadens aktiveringsväg. Av Perhelion, från Wikimedia Commons.

Dess verkan beror på seriell aktivering ("kaskad") av proteinerna som innefattar det, för att garantera brott av patogener genom bildandet av porer i deras membran, märkning (opsonisering) för deras förstörelse av fagocytiska celler och virusneutralisering.

Immunsystemet: anpassningsbar immunitet och medfödd immunitet

Immunsystemet är kroppens försvarssystem för att försvara sig mot attacken av mikroorganismer som kan orsaka sjukdom.

Det består av en uppsättning celler, organ och cytokinproteiner som förblir vaken mot ankomsten av patogener. När de upptäcker dem genomför de attacken mot dem för att garantera deras eliminering. Hans metod skulle vara precis som soldaterna i en kaserner skulle göra det, som kommer till försvaret när situationer av attack eller nödfall uppstår.

Som i alla försvarssystem kräver attacken de genomför taktik, förmågor, färdigheter och samarbete mellan dess komponenter. Allt detta deltar i en serie strategiska steg som tillsammans kallas immunsvaret.

Immunsvaret inträffar i två stora, tidsskilda faser: det medfödda immunsvaret och det adaptiva immunsvaret.

Medfödd immunrespons

Det medfödda immunsvaret är den första försvarslinjen mot en infektion orsakad av ankomsten av en främmande organisme.

Denna typ av initial respons innebär å ena sidan inverkan av inneslutningslinjer (huden och slemhinnorna) som fungerar som hinder som förhindrar inträde av patogener. Å andra sidan handlingen av celler som förblir vaksamma i de innersta skikten i huden innan inträffandet av patogener. Dessa mikroorganismer kan "krypa in" till följd av ett fel i de första barriärerna, till exempel ett hål eller skärning som finns i dem.

Cellerna som verkar på denna nivå kallas fagocyter, som ansvarar för att känna igen invaderande mikroorganismer, uppsluka dem (äta dem) och slutligen förstöra dem i deras cytoplasma.

Bortsett från detta är dessa celler ansvariga för att skicka signaler till cellerna som deltar i den andra svargrenen för att effektivt eliminera alla patogener som lyckas övervinna den första svarslinjen.

Slutligen är de cellulära och icke-cellulära komponenterna som deltar i denna typ av respons närvarande från organismens födelse. Det vill säga att de inte beror på närvaron av antigener (främmande patogener eller toxiska ämnen).

Anpassande immunsvar

Denna typ av svar, som inträffar efter att effektormekanismerna för medfödd immunitet har utlösts, utförs av andra celler kända som lymfocyter.

Lymfocyter förstärker försvarsmekanismerna för medfödd immunitet, samtidigt som de får systemet att komma ihåg invaderande organismer, i fall de kommer tillbaka.

Det vill säga, i händelse av en andra invasion av en främmande organism, känner den senare snabbt igen den, vilket underlättar dess snabba eliminering. Dessa svar är vanligtvis snabbare än de förra just på grund av deras karakteristiska immunminne.

Slutligen bör det nämnas att adaptiv immunitet utvecklas under hela organismen. Eftersom det står inför olika smittämnen. Det vill säga det förvärvas.

När dessa celler upptäcker en organisme en andra gång utlöser de en cellattacklinje och en humoral linje. Den andra innebär frisättning av antikroppar, proteiner som neutraliserar toxiner och markerar patogener för eliminering.

Antikroppar kan i sin tur aktivera en grupp proteiner som utgör komplementsystemet. Det senare hjälper till att snabbt förstöra bakterier och redan infekterade celler.

Kompletterande system

Komplementsystemet är en uppsättning av plasmaproteiner som aktiveras av närvaron av patogena organismer.

Även om denna aktivering i många fall beror på antikroppar (komponenter i adaptiva svar), kan den också aktiveras i frånvaro av dem. Av detta skäl anses det vara en viktig komponent i medfödda svar.

Det finns mer än 30 proteiner som utgör detta system och interagerar med varandra för att komplettera verkan av antikroppar och fagocytiska celler vid eliminering av patogener.

Dessa proteiner har identifierats med bokstaven "C" för komplement och bildas genom att kombinera 9 proteiner (Cl till C9). Alla av dem är proteaser och hålls cirkulerade vaksamma och inaktiva genom kroppen.

När närvaron av en främmande mikroorganism har upptäckts aktiveras de genom verkan av andra proteaser, så att de går på attacken för att försvara organismen.

Nu kan denna aktivering utföras genom tre olika rutter: den klassiska vägen, alternativet och lektinvägen. Även om dessa skiljer sig i hur aktivering sker, sammanfaller de alla i bildandet av ett attackkomplex på patogens membran (MAC).

Detta komplex bildas av föreningen av många proteiner på den yttre ytan av patogens membran som kulminerar i bildandet av porer eller hål i det.

Hur sker aktiveringen av komplementsystemet?

Aktivering sker på platserna där infektion inträffar och orsakas av närvaron av invaderande mikroorganismer.

Under det aktiveras alla initialt inaktiva komplementproteiner i en kedjereaktion. Det vill säga, när en har aktiverats aktiverar den senare nästa och så vidare.

Aktiva proteaser genereras genom klyvning av prekursorproteinet eller zymogen (inaktiv form). Den senare skär den nästa i två genom att aktivera den.

Således orsakar aktiveringen av en liten grupp proteiner i början av kaskaden en enorm ökning av aktiveringen av successiva zymogener (amplifiering).

Denna förstärkning hjälper patogenens membranattackkomplex att bildas snabbt. Detta främjar öppningen av porer som så småningom kommer att bryta ner parasiter, bakterier och andra organismer som kan orsaka infektion.

Komplementet kan aktiveras på tre oberoende sätt

Även om det ultimata målet med komplementaktivering alltid är bildandet av patogenmembranattackkomplexet, finns det tre sätt på vilka detta kan uppnås. Början av var och en av dem beror på verkan av olika molekyler.

De konvergerar emellertid alla på aktiveringen av C3-konvertas, ett protein som klyver C3-proteinet i C3a och C3b. Den senare binder till patogens membran och frakturer C5 till C5a och C5b. C5b binder också till membranet och rekryterar resten av proteinerna som kommer att samlas för att ge upphov till poren (C6, C7, C8 och C9).

Klassiskt sätt

Det får detta namn för att vara det första sättet att beskrivas. Det utgör en kopplingspunkt mellan mekanismerna för medfödd och adaptiv respons eftersom den aktiveras av antikroppskomplex som tidigare har bundit till patogenens yta.

Detta börjar med bindningen av C1q (det första proteinet från komplementkaskaden) till membranet till den invaderande mikroorganismen. Denna union kan äga rum på tre olika sätt:

- Direkt med proteiner och icke-proteinkomponenter på bakteriens yta, såsom lipoteikosyra som finns i gram-positiva bakterier.

- C-reaktivt protein, ett plasmaprotein som binder till fosfokolinrester som finns i bakterieytpolysackarider.

- Till immunkomplex, som består av två eller flera antikroppar av IgG- eller IgM-isotyperna som tidigare har bundit till patogenen.

Lektinväg

Aktivering med denna väg beror på igenkänningen av specifika kolhydrater exponerade på patogenens yta av proteiner som kallas lektiner.

Lektiner är proteiner som endast interagerar med kolhydrater. Några exempel på dessa är: MLB-proteinet som specifikt binder till polysackarider som innehåller sockermanosen som finns på ytan av virus och bakterier, och de som bara känner igen N-acetylglukosaminrester som finns i bakterieväggen.

Alternativ väg

Denna väg aktiveras direkt genom bindningen av C3-proteinet (som alstrar C3b) som redan är aktivt på patogenens yta.

Det är viktigt att veta att i frånvaro av infektioner sker C3b genom denna väg i mycket låga värden. Dessa begränsade mängder C3b hålls inaktiva genom verkan av ett protein känt som faktor H.

Först när det finns infektion och C3 binder till patogen, undviks den reglerande effekten av faktor H och detta binder till en andra faktor känd som faktor B. Den senare klyvs av verkan av faktor D och produkterna binder till C3 redan närvarande i membranet som bildar C3-omvandlingen.

Härifrån följs de aktiveringssteg som är gemensamma för de tre vägarna.

Funktioner

Det tillåter snabb förstörelse av patogena celler genom bildning av porer som snabbt förstör deras membran.

Genom att binda aktiverade komplementproteiner markerar det patogener som ska erkännas och intas av fagocytiska celler för förstörelse. Denna process kallas opsonisering.

De små fragmenten som produceras från nedbrytningen av zymogener fungerar som kemoattraktanter som rekryterar fler fagocyter till infektionsstället.

Det gör det möjligt att neutralisera invaderande virus. Det vill säga, det inaktiverar dem så att de senare fagocytoseras och elimineras.

Relaterade sjukdomar

Röntgenfot med reumatoid artrit, en sjukdom orsakad av brister i komplementsystemet. Av Lariob, från Wikimedia Commons.

Brister i syntesen av komplementproteiner såväl som faktorer som ger en oreglerad aktivering av dessa proteiner kan leda till många sjukdomar.

Bristerna orsakas generellt av genetiska fel som leder till felaktiga aktiveringshändelser. Detta resulterar i misslyckande i en ökad mottaglighet för infektioner, reumatiska sjukdomar och angioödem (ödem i huden och slemhinnan).

Frånvaron av reglering, såsom frånvaro av faktor H, kan orsaka ett överskott av aktivering. Detta slutar i okontrollerad inflammation, producerad genom lysning av egna celler.

referenser

1. Alberts B, Johnson A, Lewis J, Raff M, Roberts K, Walter P . 2002. Molecular Biology of the Cell, 4: e upplagan. New York: Garland Science.
2. McCulloch J, Martin SJ. Analyser av cellulär aktivitet. 1994. Cellular Immunology, s. 95-113.
3. Rich R, Fleisher T, Shearer W, Schroeder H, Frew A, Weyand C. 2012. Clinical Immunology, 4th edition. Kanada: Elsevier.
4. Sarma JV, Ward PA. Komplementsystemet. Cell- och vävnadsforskning. 2011; 343 (1), 227-235.
5. Thomas J, Kindt Richard A. Goldsby Amherst College Barbara A. Osborne. Javier de León Fraga (red.). 2006. I Kuby's Immunology Sixth Edition. pp. 37, 94-95.
6. Trascasa L. Kompletteringsbrister. Laboratoriediagnostik. Presentation av det spanska registret över brister i komplementet. Spanska registret över komplementbrister. 2000; 19: 41-48.