Doplnok je základným prvkom imunitného systému stavovcov a človeka, ktorý hrá kľúčovú úlohu v humorálnom mechanizme obrany tela proti patogénom. Termín prvýkrát zaviedol Erlich na označenie zložky krvného séra, bez ktorej zmizli jeho baktericídne vlastnosti. Následne sa zistilo, že tento funkčný faktor je súbor proteínov a glykoproteínov, ktoré pri vzájomnej interakcii a interakcii s cudzou bunkou spôsobujú jej lýzu.
Complement sa doslova prekladá ako „doplnok“. Spočiatku to bolo považované len za ďalší prvok, ktorý poskytuje baktericídne vlastnosti živého séra. Moderné predstavy o tomto faktore sú oveľa širšie. Zistilo sa, že komplement je vysoko komplexný, jemne regulovaný systém, ktorý interaguje s humorálnymi aj bunkovými faktormi imunitnej odpovede a má silný vplyv na rozvoj zápalovej odpovede.
Všeobecné charakteristiky
V imunológii je komplementový systém skupina, ktorá vykazuje baktericídne vlastnostivzájomnej interakcie proteínov krvného séra stavovcov, čo je vrodený mechanizmus humorálnej obrany tela proti patogénom, schopný pôsobiť ako samostatne, tak aj v kombinácii s imunoglobulínmi. V druhom prípade sa komplement stáva jednou z pák špecifickej (alebo získanej) odpovede, pretože protilátky samé o sebe nemôžu ničiť cudzie bunky, ale pôsobia nepriamo.
Účinok lýzy sa dosahuje v dôsledku tvorby pórov v membráne cudzej bunky. Takých dier môže byť veľa. Membránovo-perforujúci komplex komplementového systému sa nazýva MAC. V dôsledku jeho pôsobenia dochádza k perforácii povrchu cudzej bunky, čo vedie k uvoľneniu cytoplazmy smerom von.
Doplnok tvorí asi 10 % všetkých sérových bielkovín. Jeho zložky sú vždy prítomné v krvi, bez akéhokoľvek účinku až do momentu aktivácie. Všetky účinky komplementu sú výsledkom postupných reakcií - buď štiepením jeho proteínov, alebo vedúcimi k tvorbe ich funkčných komplexov.
Každá fáza takejto kaskády podlieha prísnej spätnej regulácii, ktorá v prípade potreby môže proces zastaviť. Zložky aktivovaného komplementu vykazujú široké spektrum imunologických vlastností. Účinky môžu mať zároveň pozitívne aj negatívne účinky na organizmus.
Hlavné funkcie a účinky doplnku
Akcia aktivovaného komplementového systému zahŕňa:
- Lýza cudzích buniek bakteriálnej a nebakteriálnej povahy. Vykonáva sa vďaka vytvoreniu špeciálneho komplexu, ktorý je vložený do membrány a vytvára v nej dieru (perforuje).
- Aktivácia odstraňovania imunitného komplexu.
- Opsonizácia. Zložky komplementu, ktoré sa viažu na povrchy cieľov, ich robia atraktívnymi pre fagocyty a makrofágy.
- Aktivácia a chemotaktická príťažlivosť leukocytov do ohniska zápalu.
- Tvorba anafylotoxínov.
- Uľahčenie interakcie antigén-prezentujúcich a B-buniek s antigénmi.
Doplnok má teda komplexný stimulačný účinok na celý imunitný systém. Nadmerná aktivita tohto mechanizmu však môže nepriaznivo ovplyvniť stav tela. Negatívne účinky komplementového systému zahŕňajú:
- Horší priebeh autoimunitných ochorení.
- Septické procesy (s hromadnou aktiváciou).
- Negatívny vplyv na tkanivá v ohnisku nekrózy.
Poruchy v komplementovom systéme môžu viesť k autoimunitným reakciám, t.j. poškodenie zdravých tkanív tela vlastným imunitným systémom. Preto je tu taká prísna viacstupňová kontrola aktivácie tohto mechanizmu.
Doplnkové bielkoviny
Funkčne sú proteíny komplementového systému rozdelené na zložky:
- Klasický spôsob (C1-C4).
- Alternatívna cesta (faktory D, B, C3b a properdin).
- Membrane Attack Complex (C5-C9).
- Regulačná frakcia.
Čísla C-proteínov zodpovedajú sekvencii ich detekcie, ale neodrážajú poradie ich aktivácie.
Regulačné proteíny komplementového systému zahŕňajú:
- Faktor H.
- C4 viažuci proteín.
- FOOD.
- Membránový kofaktorový proteín.
- Receptory komplementu typu 1 a 2.
C3 je kľúčový funkčný prvok, pretože až po jeho rozpade vzniká fragment (C3b), ktorý sa prichytí na membránu cieľovej bunky, čím sa spustí proces tvorby lytického komplexu a spustí tzv. -tzv. zosilňovacia slučka (mechanizmus pozitívnej spätnej väzby).
Aktivácia doplnkového systému
Aktivácia komplementu je kaskádová reakcia, v ktorej každý enzým katalyzuje aktiváciu nasledujúceho. Tento proces môže prebiehať za účasti zložiek získanej imunity (imunoglobulínov), ako aj bez nich.
Existuje niekoľko spôsobov aktivácie komplementu, ktoré sa líšia sekvenciou reakcií a súborom proteínov, ktoré sa na nich podieľajú. Všetky tieto kaskády však vedú k jednému výsledku – k vytvoreniu konvertázy, ktorá štiepi proteín C3 na C3a a C3b.
Existujú tri spôsoby, ako aktivovať systém doplnkov:
- Classic.
- Alternatíva.
- Lectin.
Medzi nimi je len prvý spojený so získanou imunitnou odpoveďou, zatiaľ čo ostatné majú nešpecifický účinok.
Vo všetkých cestách aktivácie možno rozlíšiť 2 stupne:
- Spustenie (alebo vlastne aktivácia) - zapne celú kaskádu reakcií až do vytvorenia C3/C5-konvertázy.
- Cytolytický – znamená tvorbu komplexu atakujúceho membránu (MCF).
Druhá časť procesu je vo všetkých fázach podobná a zahŕňa proteíny C5, C6, C7, C8, C9. V tomto prípade iba C5 podlieha hydrolýze, zatiaľ čo zvyšok sa jednoducho pripojí a vytvorí hydrofóbny komplex, ktorý dokáže integrovať a perforovať membránu.
Prvá fáza je založená na postupnom spustení enzymatickej aktivity proteínov C1, C2, C3 a C4 hydrolytickým štiepením na veľké (ťažké) a malé (ľahké) fragmenty. Výsledné jednotky sú označené malými písmenami a a b. Niektoré z nich prechádzajú do cytolytického štádia, zatiaľ čo iné pôsobia ako humorálne faktory imunitnej odpovede.
Klasický spôsob
Klasická cesta aktivácie komplementu začína interakciou komplexu enzýmu C1 so skupinou antigén-protilátka. C1 je zlomok z 5 molekúl:
- C1q (1).
- C1r (2).
- C1s (2).
V prvom kroku kaskády sa C1q viaže na imunoglobulín. To spôsobí konformačné preskupenie celého komplexu C1, čo vedie k jeho autokatalytickej samoaktivácii a vytvoreniu aktívneho enzýmu C1qrs, ktorý štiepi proteín C4 na C4a a C4b. V tomto prípade zostáva všetko pripojené k imunoglobulínu, a teda k membránepatogén.
Po implementácii proteolytického účinku si antigénna skupina - C1qrs pripojí fragment C4b na seba. Takýto komplex sa stáva vhodným pre väzbu na C2, ktorý je okamžite štiepený C1s na C2a a C2b. V dôsledku toho vzniká C3-konvertáza C1qrs4b2a, ktorej pôsobením vzniká C5-konvertáza, ktorá spúšťa tvorbu MAC.
Alternatívna cesta
Táto aktivácia sa inak nazýva nečinná, pretože hydrolýza C3 prebieha spontánne (bez účasti sprostredkovateľov), čo vedie k periodickej bezpríčinnej tvorbe C3-konvertázy. Alternatívna cesta sa uskutoční, keď sa ešte nevytvorila špecifická imunita voči patogénu. Kaskáda pozostáva z nasledujúcich reakcií:
- Prázdna hydrolýza C3 za vzniku fragmentu C3i.
- C3i sa viaže na faktor B a vytvára komplex C3iB.
- Viazaný faktor B sa stáva dostupným na štiepenie D-proteínom.
- Fragment Ba sa odstráni a zostane komplex C3iBb, čo je konvertáza C3.
Podstatou blank aktivácie je, že v kvapalnej fáze je C3-konvertáza nestabilná a rýchlo hydrolyzuje. Po zrážke s membránou patogénu sa však stabilizuje a začína cytolytické štádium s tvorbou MAC.
Lektínová cesta
Lektínová dráha je veľmi podobná klasickej. Hlavný rozdiel spočíva v prvomaktivačný krok, ktorý sa neuskutočňuje prostredníctvom interakcie s imunoglobulínom, ale prostredníctvom väzby Clq na koncové manánové skupiny prítomné na povrchu bakteriálnych buniek. Ďalšia aktivácia je úplne identická s klasickou cestou.
