Система комплемента: характеристика компонентов и факторов, активаторы и пути активации, функции компонентов и фрагментов

Общая характеристика системы комплемента

Система комплемента (от лат. complementum – дополнение (к антителам)) – это сложная система сывороточных белков, которые:

• синтезируются гепатоцитами, макрофагами и нейтрофилами;

• циркулируют в крови в неактивном состоянии (проферменты);

• неспецифически распознают активаторы (микроорганизмы, комплексы АГ-АТ);

• активируются путем каскадного протеолиза.

В состав системы комплемента входят:

• 11 протеаз: С1 (субъединицы q, r, s), C2-C9;

• 4 фактора: B, D, H, P;

• регуляторные белки: С1-ингибитор, С3b-активатор и др;

• рецепторы белков комплемента на клетках: CR1-CR4.

Пути активации системы комплемента

Активация комплемента происходит на мембране клетки путем протеолиза белков на 2 фрагмента: a и b. Например, продукты протеолиза белка C3 называются C3a и C3b.

Фрагмент a имеет меньшую молекулярную массу и выделяется в кровь, а фрагмент b остается на мембране клетки и участвует в последующих реакциях (это правило действует для всех белков, за исключением C2).

Каскадный характер реакции приводит к тому, что каждый активированный фермент работает как усилитель, расщепляя много молекул следующего профермента.

Различают три пути активации комплемента. Все они в конечном счете приводят к образованию фермента С5-конвертазы, после чего активация продолжается одинаковым образом.

1. Классический путь:

   • эволюционно наиболее новый путь;

   • активатором является комплекс антиген-антитело (с Ig M и G, но не A, D, E);

   • участвуют все протеазы;

   • высокая скорость протекания реакций;

     • связывание C1q с комплексом АГ-АТ приводит к изменению конформации С1 и активации C1r и С1s;

     • активированный C1s расщепляет C4, при этом C4b связывается с C2;

     • С1s расщепляет С2, в результате чего к C4b присоединяется C2a (исключение!);

     • образуется фермент C4bC2a, который является С3-конвертазой;

     • С3-конвертаза расщепляет С3 с присоединением С3b;

     • образуется фермент C4bC2aC3b, который является С5-конвертазой;

   • краткая запись: АГ-АТ + С1q ⇒ С1s→С4 и С1r→С2 ⇒ С4bC2a→C3 ⇒ С4bC2aC3b.

2. Лектиновый путь:

   • играет важную роль у людей с врожденным дефицитом С1;

   • роль C1q выполняет маннозо-связывающий лектин (МСЛ), а С1r и C1s – ассоциированная с ним сериновая протеаза;

   • активируется при соединении МСЛ с маннозой на поверхности микробных клеток;

   • комплекс манноза-МСЛ активирует С2 и С4, после чего активация идет по классическому пути;

   • МСЛ + М ⇒ МСЛ-М→С4 и МСЛ-М→С2 ⇒ С4bC2a→C3 ⇒ С4bC2aC3b.

3. Альтернативный путь:

   • эволюционно наиболее древний путь;

   • активаторами являются полисахариды микроорганизмов;

   • ранние протеазы (С1, С4, С2) не участвуют;

   • участвуют факторы B, D, и P, а также ионы Ca2+ и Mg2+;

   • маленькая скорость протекания реакций;

     • связывание C3 с полисахаридом клеточной стенки стимулирует его распад;

     • образовавшийся C3b взаимодействует с фактором D, в результате чего происходит расщепление фактора B (на Ba и Bb);

     • C3b вместе с Bb образует фермент C3bBb, который является С3-конвертазой;

     • связывание с фактором P (пропердин) стабилизирует С3-конвертазу;

     • стабилизированная С3-конвертаза расщепляет еще больше С3, усиливая реакцию;

     • С3-конвертаза (C3bBb) может присоединять к себе С3b, образуя фермент C3bBbС3b, который является С5-конвертазой;

   • краткая запись: С3+ЛПС→C3 ⇒ C3b+D→B ⇒ Bb+C3b+P→C3 ⇒ ... ⇒ C3b’Bb’С3b.

Завершающие этапы активации системы комплемента

Конечными продуктами активации классического и лектинового путей является фермент C4bC2aC3b, альтернативного пути – C3bBbC3b. Оба они являются С5-конвертазами, то есть расщепляют С5 на С5a и С5b. Фрагмент C5b по очереди связывает белки С6-С9, образуя в конечном счете мембраноатакующий комплекс (С5bC6C7C8C9). Его активной частью является С9 – белок-перфорин, образующий пору в мембране клетки.

Активация комплемента приводит к следующим эффектам:

1. усиление фагоцитоза:

   • хемотаксины: С5a, С3a, С6, С7;

   • опсонины: С3b, C4b, C5b;

2. индукция острого воспаления (дегрануляция тучных клеток и базофилов):

   • анафилотоксины: С5а, C3a, C4a;

3. участие в аллергических реакциях (за счет содержимого гранул тучных клеток);

4. цитолитическое действие (за счет С9);

5. удаление иммунных комплексов антиген-антитело из организма;

6. регуляция иммунного ответа (взаимодействия лимфоцитов с рецепторами):

   • стимуляторы: C5a;

   • ингибиторы: C3a.