Белки системы комплемента

Комплемент – система белков сыворотки крови, принимающая участие в регуляции воспалительных процессов, активации фагоцитоза и разрушающем (литическом) действии на клеточные мембраны.

В систему комплемента входит около двух десятков белков, их содержание составляет ~ 5 % от всех белков плазмы крови, т. е. концентрация в крови 3 – 4 г/л. Белки комплемента обозначают символом «С» и цифрой, соответствующей хронологии их открытия, продукты расщепления компонентов комплемента – маленькой латинской буквой (С3b, C5a и др.). В наибольшем количестве в крови содержится компонент С3, который выполняет центральную роль в активации комплемента.

Для этой системы характерен быстрый, многократно усиленный ответ на антигеннный сигнал за счет каскадного процесса. При этом продукт одной реакции является катализатором последующей.

В отсутствие антигена компоненты комплемента находятся в неактивном состоянии. Существует два пути активации комплемента: без участия антител – альтернативный, и с участием антител – классический. Активацию комплемента по альтернативному пути вызывают компоненты микробных клеток, по классическому – комплексы антиген – антитело. Общим для обоих путей является образование фермента С3-конвертазы, который расщепляет компонент С3 на фрагменты С3а и С3b. Меньший фрагмент С3а принимает участие в развитии воспалительного процесса и хемотаксиса. Больший фрагмент С3b, связываясь с С3-конвертазой, образует С5-ковертазу – фермент, катализирующий расщепление С5 на фрагменты С5а и С5b. Высвобождающийся фрагмент С5b остается фиксированным на мембране и последовательно присоединяет С6, С7, С8 и С9, в результате чего образуется мембраноатакующий комплекс (МАК), который лизирует клетку-мишень за счет формирования трансмембранного канала. По этому каналу внутрь клетки поступают ионы Na⁺ и вода, клетка набухает и лопается, т. е. лизирует. Среди других эффектов системы комплемента необходимо отметить следующие:

- развитие воспалительной реакции и хемотаксис. Компоненты комплемента С3а и С5а могут привлекать к месту воспаления иммунокомпетентные клетки, например фагоциты, которые атакуют бактерии и пожирают их.

- Опсонизация (облегчение распознавания) микроорганизмов. Фрагменты С3b связываются с поверхностью бактерий, в результате чего создается метка для узнавания фагоцитами, имеющими рецепторы к этому компоненту комплемента.

 

 

Рис. 13. Активация белков системы комплемента

 

Активность системы комплемента контролируется ингибиторами плазмы крови, блокирующими избыточную реакцию.

 

Фагоцитоз («поедание» клетками) – первая реакция иммунной системы на внедрение чужеродного антигена. Механизм фагоцитоза включает 8 последовательных стадий (рис. 14):

1. Хемотаксис – направленное перемещение фагоцитирующих клеток к объекту по градиенту концентрации хемотаксических соединений.

 

Рис. 14. Стадии фагоцитоза

 

2. Адгезия - распознавание и прикрепление чужеродного объекта к поверхности фагоцита. Процесс адгезии усиливают опсонины (комплемент С3b, антитела), обволакивающие объекты фагоцитоза. В этом случае связывание происходит с участием фагоцитарных рецепторов для С3b комлемента и /или Fc антитела.

3. Активация мембраны.

4. Инициация фагоцитоза - в результате активации мембраны фагоцит окружает чужеродный объект выростами плазматической мембраны (псевдоподиями).

5. Образование фагосомы – объект фагоцитоза, заключенный в оболочку из плазматической мембраны, - фагосома, поглощается фагоцитом.В фагосоме поглощенная чужеродная клетка погибает. Для осуществления киллинга макрофаги секретируют в фагосому реакционноспособные производные кислорода, тогда как нейтрофилы вызывают гибель поглощенной клетки, хелатируя железо и лишая тем самым ее необходимого элемента питания.

6. Слияние. Для переваривания поглощенного и убитого материала происходит слияние фагосомы с органеллами клетки, лизосомами, содержащими набор гидролитических ферментов, и образование фаголизосомы.

7. Гибель и разрушение. Активация гидролитических ферментов приводит к перевариванию поглощенного объекта.

8. Выделение продуктов деградации. Продукты расщепления антигена, представляющие собой антигенные детерминанты, выносятся на поверхность фагоцита в комплексе с белками МНС. Это имеет важное значение для индукции специфического иммунного ответа.

Таким образом, система врожденного иммунитета располагает достаточно эффективными механизмами для распознавания чужеродных антигенов, их обезвреживания и удаления из организма. К недостаткам врожденного иммунитета можно отнести однообразие, неспецифичность и необучаемость (отсутствие памяти) этой системы.