SUSTAV NADOPUNA: KLASIČNI I ALTERNATIVNI PUT, FUNKCIJE, BOLESTI - BIOLOGIJA - 2026

Sustav komplementa je skupina koju čini više od trideset plazma proteina osjetljivih na toplinu, koji povećavaju razorni učinak patogenih mikroorganizama.

Naziva se "komplementom" jer se pokazalo da nadopunjuje djelovanje antitijela u uništavanju patogena. Međutim, također je sposoban obavljati svoje funkcije u nedostatku antitijela. Stoga se može smatrati dijelom sastavnih dijelova urođenog imunološkog sustava.

Sažetak puta aktiviranja kaskade kaskada. Autor Perhelion, iz Wikimedia Commons.

Njegovo djelovanje ovisi o serijskoj aktivaciji proteina koji je čine, kako bi se zajamčilo ruptura patogena stvaranjem pora u njihovoj membrani, označavanjem (opsonizacijom) za njihovo uništavanje fagocitnim stanicama i neutralizacija virusa.

Imunološki sustav: adaptivni imunitet i urođeni imunitet

Imunološki sustav je obrambeni sustav tijela koji se brani od napada mikroorganizama koji mogu izazvati bolest.

Sastoji se od skupa stanica, organa i citokinskih proteina koji ostaju oprezni za dolazak patogena. Jednom kada ih otkriju, izvrše napad protiv njih kako bi zajamčili njihovu eliminaciju. Njegova bi metodologija bila baš kao što bi to radili i vojnici jedne kasarne, koji dolaze u obranu kad god dođe do napada ili hitne situacije.

Kao i u svakom obrambenom sustavu, napad koji oni izvode zahtijeva taktiku, sposobnosti, vještine i suradnju njegovih komponenata. Sve je to uokvireno nizom strateških koraka koji su u zajednici poznati kao imunološki odgovor.

Imuni odgovor nastaje u dvije velike, vremenski odvojene faze: urođeni imuni odgovor i adaptivni imuni odgovor.

Urođeni imuni odgovor

Urođeni imuni odgovor prva je obrana od infekcije prouzročene dolaskom stranog organizma.

Ova vrsta početnog odgovora podrazumijeva, s jedne strane, djelovanje obručnih linija (kože i sluznice) koje djeluju kao barijere koje sprečavaju ulazak patogena. S druge strane, djelovanje stanica koje ostaju budne u najdubljim slojevima kože prije ulaska patogena. Ti se mikroorganizmi mogu „uvući“ kao rezultat neuspjeha u prvim barijerama, poput rupe ili posjekotine koja postoji u njima.

Stanice koje djeluju na ovoj razini poznati su kao fagociti koji su odgovorni za prepoznavanje invazivnih mikroorganizama, fagocitiziranje (proždiranje) i konačno ih uništavanje u citoplazmi.

Osim ovoga, ove ćelije su zadužene za slanje signala ćelijama koje sudjeluju u drugoj grani odgovora kako bi učinkovito eliminirale svaki patogen koji uspije prevladati prvu liniju odgovora.

Konačno, stanične i nećelijske komponente koje sudjeluju u ovoj vrsti odgovora prisutne su od rođenja u organizmu. Odnosno, oni ne ovise o prisutnosti antigena (stranih patogena ili toksičnih tvari).

Adaptivni imunološki odgovor

Ovu vrstu odgovora, do koje dolazi nakon pokretanja efektorskih mehanizama urođenog imuniteta, provode druge stanice poznate kao limfociti.

Limfociti jačaju obrambene mehanizme urođenog imuniteta, istodobno zbog čega sustav pamti invaziju na organizme, samo u slučaju da se vrate.

To jest, u slučaju druge invazije stranog organizma, potonji ga brzo prepozna, olakšavajući njegovo brzo uklanjanje. Ti su odgovori obično brži od prijašnjih upravo zbog karakterističnog imunološkog pamćenja.

Za kraj, treba spomenuti da se adaptivni imunitet razvija tijekom cijelog života organizma. Kako se suočava s različitim zaraznim uzročnicima. Odnosno, to je stečeno.

Kada ove stanice drugi put otkriju organizam, pokreću staničnu napadnu liniju i humoralnu liniju. Drugi uključuje oslobađanje antitijela, proteina koji neutraliziraju toksine i označavaju patogene za eliminaciju.

Antitijela, zauzvrat, mogu aktivirati skupinu proteina koji čine sustav komplementa. Potonje pomaže u brzom uništavanju mikroba i već zaraženih stanica.

Sustav dopunjavanja

Sustav komplementa je skup proteina u plazmi koji se aktiviraju prisutnošću patogenih organizama.

Iako ova aktivacija u mnogim slučajevima ovisi o antitijelima (komponentama adaptivnih odgovora), ona se može aktivirati i u odsustvu. Iz tog razloga smatra se važnom sastavnicom urođenih odgovora.

Postoji više od 30 proteina koji čine ovaj sustav i oni međusobno djeluju nadopunjujući djelovanje antitijela i fagocitnih stanica u uklanjanju patogena.

Ti su proteini identificirani slovom "C" radi komplementa, i nastaju kombiniranjem 9 proteina (C1 do C9). Sve su one proteaze i stalno se cirkulira budno i neaktivno tijelom.

Kad se utvrdi prisustvo stranog mikroorganizma, oni se aktiviraju djelovanjem drugih proteaza, tako da kreću u napad u obrani organizma.

Sada se ta aktivacija može provesti kroz tri različite rute: klasičnu rutu, alternativnu i lektinsku rutu. Iako se razlikuju u načinu aktiviranja, svi se podudaraju u formiranju napadačkog kompleksa na membrani patogena (MAC).

Ovaj kompleks nastaje udruživanjem mnogih proteina na vanjskom licu membrane patogena koji kulminiraju stvaranjem pora ili rupa u njemu.

Kako dolazi do aktiviranja sustava komplementa?

Aktivacija se događa na mjestima na kojima dolazi do infekcije i uzrokuje prisutnost invazivnih mikroorganizama.

Tijekom nje, svi početno neaktivni proteini komplementa aktiviraju se lančanom reakcijom. Odnosno, kada se jedan aktivira, potonji aktivira sljedeći i tako dalje.

Aktivne proteaze nastaju cijepanjem proteina prekursora ili zimogena (neaktivni oblik). Ovaj potonji presječe sljedeći na dva aktivirajući ga.

Dakle, aktiviranje male skupine proteina na početku kaskade uzrokuje ogroman porast aktivacije sukcesivnih zimogena (amplifikacija).

Ovo pojačavanje pomaže kompleksu napada membrane patogena da se brzo formira. To potiče otvaranje pora koje će s vremenom razgraditi parazite, bakterije i druge organizme koji mogu izazvati infekciju.

Komplement se može aktivirati na tri neovisna načina

Iako je krajnji cilj aktivacije komplementa uvijek stvaranje kompleksa napada patogene membrane, postoje tri načina na koja se to može postići. Početak svakog od njih ovisi o djelovanju različitih molekula.

Međutim, svi se konvergiraju na aktivaciju C3 konvertaze, proteina koji cijepa C3 protein u C3a i C3b. Potonji se veže na membranu patogena i lomi C5 na C5a i C5b. C5b se također veže za membranu i regrutira ostatak proteina koji će se sakupljati da bi stvorili pore (C6, C7, C8 i C9).

Klasičan način

On je to ime dobio zbog prvog opisa. Ono predstavlja točku povezanosti između mehanizama urođenih i adaptivnih odgovora, jer su aktivirani kompleksi antitijela koji su se prethodno vezali na površinu patogena.

Ovo započinje vezanjem C1q (prvog proteina komplekcijske kaskade) na membranu invazivnog mikroorganizma. Taj se savez može odvijati na tri različita načina:

- Izravno s proteinskim i neproteinskim komponentama na površini bakterija, poput lipoteikoične kiseline prisutne u gram-pozitivnim bakterijama.

- C-reaktivni protein, protein plazme koji se veže za ostatke fosfoholina prisutnih u površinskim polisaharidima bakterija.

- Na imunološke komplekse, koji se sastoje od dva ili više antitijela IgG ili IgM izotipa koji su se prethodno vezali za patogen.

Lektinski put

Aktivacija tim putem ovisi o prepoznavanju specifičnih ugljikohidrata izloženih na površini patogena proteinima zvanim lektini.

Lektini su proteini koji stupaju u interakciju samo s ugljikohidratima. Neki primjeri za to su: MLB protein koji se specifično veže na polisaharide koji sadrže šećernu manozu prisutnu na površini virusa i bakterija, i one koji prepoznaju samo ostatke N-acetilglukozamina u bakterijskoj stijenci.

Alternativna ruta

Taj se put aktivira izravno vezanjem C3 proteina (koji stvara C3b) koji je već aktivan na površini patogena.

Važno je znati da se u nedostatku infekcija C3b tim putem javlja u vrlo malim vrijednostima. Ove ograničene količine C3b ostaju neaktivne djelovanjem proteina poznatog kao faktor H.

Tek kada dođe do infekcije i C3 se veže na patogen, regulatorni učinak faktora H se izbjegava i on se veže za drugi faktor poznat kao faktor B. Potonji se cijepa djelovanjem faktora D, a proizvodi se vežu za C3 već prisutna u membrani koja tvori C3 konvertazu.

Odavdje slijede koraci aktivacije, zajednički za tri puta.

Značajke

Omogućuje brzo uništavanje patogenih stanica stvaranjem pora koje brzo uništavaju njihovu membranu.

Vezivanjem proteina aktivnog komplementa on označava patogene koje će fagocitne stanice prepoznati i unositi ih u svrhu uništenja. Taj je postupak poznat i kao opsonizacija.

Mali fragmenti koji nastaju razgradnjom zimogena djeluju kao kemoatraktansi koji privuku više fagocita na mjesto infekcije.

Omogućuje neutraliziranje invazivnih virusa. Odnosno, inaktivira ih tako da se kasnije fagocitoziraju i eliminiraju.

Srodne bolesti

X-rendgen nogu s reumatoidnim artritisom, bolest uzrokovana nedostatkom u sustavu komplementa. Autor Lariob, iz Wikimedia Commons.

Nedostatak sinteze proteina komplementa kao i faktori koji proizvode nereguliranu aktivaciju ovih proteina mogu dovesti do brojnih bolesti.

Nedostaci su obično uzrokovani genetskim pogreškama koje dovode do pogrešnih događaja aktiviranja. To rezultira neuspjehom povećane osjetljivosti na infekcije, reumatske bolesti i angioedem (edem kože i sluznice).

Odsustvo regulacije, poput odsutnosti faktora H, može uzrokovati višak aktivacije. To završava u nekontroliranoj upali, nastaloj lizijom vlastitih stanica.

Reference

1. Alberts B, Johnson A, Lewis J, M Raff, Roberts K, P Walter . 2002. Molekularna biologija stanice, 4. izdanje. New York: Garland Science.
2. McCulloch J, Martin SJ. Ispitivanja stanične aktivnosti. 1994. Stanična imunologija, pp.95-113.
3. Rich R, Fleisher T, Shearer W, Schroeder H, Frew A, Weyand C. 2012. Klinička imunologija, 4. izdanje. Kanada: Elsevier.
4. Sarma JV, Ward PA. Sustav komplementa. Istraživanje stanica i tkiva. 2011; 343 (1), 227-235.
5. Thomas J, Kindt Richard A. Goldsby Amherst College Barbara A. Osborne. Javier de León Fraga (ur.). 2006. U Kubyjevoj imunološkoj šestoj verziji. str. 37, 94-95.
6. Trascasa L. Nedostaci komplementa. Laboratorijska dijagnostika. Predstavljanje španjolskog registra nedostataka komplementa. Španjolski registar nedostataka komplementa. 2000; 19: 41-48.