 |
|
АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология |
Лекция 10. КОМПЛЕМЕНТ
Комплемент1 – собирательное понятие, которое объединяет группу сывороточных белков, выполняющих важные функции в реакциях воспаления и иммунитета. Для этого требуется активация его компонентов, которая достигается благодаря ограниченному протеолизу и конформационным изменениям в каскадных реакциях, связанных с поэтапным образованием многофакторных (надмолекулярных) комплексов. Растормаживая внутренние ресурсы системы комплемента, активация вызывает образование собственных высокоспецифичных протеаз и рецепторных молекул, которые, последовательно взаимодействуя между собой, создают механизм, нацеленный на стабилизацию гомеостаза. В этом комплемент похож на другие системы плазменных белков (свертывания, фибринолиза и кининообразования), но в отличие от них он «работает» не только в жидкой среде, но и на поверхности биологических объектов, функционируя как система ферментов и мембраноатакующих молекул, связанных с твердой фазой. Комплемент объединяет более 20 сывороточных белков, в том числе несколько негативных регуляторов, ограничивающих его активность. Кроме того, к системе комплемента относятся мембранные белки, которые защищают клетки хозяина от комплементзависимой агрессии или обепечивают рецепцию биологически активных факторов комплемента. Для комплемента принят акроним С¢. Отдельные компоненты обозначаются арабскими цифрами (С1-С9) либо заглавными латинскими буквами (B, D, P, H, I). Продукты протеолиза дополнительно отмечаются малыми латинскими буквами (С2а, C2b, C4a, C4b, Bb и т.д.). Активированные факторы могут обозначаться верхним штрихом (С1, С3, С567, В и т.д.). Активность комплемента (точнее его производных) проявляется в трех основных направлениях. Во-первых, он вызывает лизис клеток, бактерий и оболочечных вирусов (результат повреждения биологических мембран). Во-вторых, он участвует в опсонических реакциях, усиливая фагоцитоз. Наконец, производные комплемента обладают мощным флогогенным (провоспалительным) действием. Они вызывают расширение микрососудов в зоне воспаления, усиливают адгезию лейкоцитов на эндотелии и их направленный выход (хемотаксис) в очаги повреждения. В каскаде комплемента выделяют три главных этапа: (1) инициация, или распознавание активирующих агентов, (2) образование протеазы для центрального (С3) фактора комплемента (С3-конвертаза) и (3) построение цитолитического (мембраноатакующего) комплекса. В этих реакциях задействованы два главных механизма (пути) – классический и альтернативный. Различаясь по способам распознавания атакуемых мишеней и механизму сборки С3-конвертазы, они стыкуются на «финишной прямой», т.е. на этапе формирования мембраноатакующего комплекса.
Классический путь активации Инициация классического механизма достигается связыванием (рецепцией) С1 комплексами антиген—антитело1. Такой способностью обладают только иммуноглобулины классов IgM и IgG (точнее IgG1-3, но не IgG4); антитела классов IgA, IgE и IgD не взаимодействуют с С1. Фиксация иммунных комплексов раскрывает протеолитические ресурсы С1, от которых зависит активация нижестоящих факторов классического каскада – С4 и С22 (рис. 1). С1 состоит из трех субкомпонентов – С1q, C1r и C1s3. Они образуют комплекс, С1qrs, в котором С1q служит каркасом, куда встроен тетрамер С1r и C1s (C1-C1r-C1r-C1s). В виде такой макромолекулы С1 циркулирует в крови, причем объединение субъединиц происходит только в присутствии ионов Са2+. Функциональную (протеолитическую4) инертность комплекса нарушает C1q-опосредованный контакт с активирующими объектами, прежде всего с иммунными агрегатами. С1q-связывающие сайты расположены на Fc-фрагменте IgM и IgG. В нативных молекулах они недоступны для C1q и только реакция с антигеном, меняющая конформацию антител, обнажает C1q-реактивный участок5. Для стартового сигнала С1q обязан связаться не менее чем с двумя Fc-фрагментами (точнее СН2 доменами) одной и той же пентамерной молекулы IgM или с двумя соседствующими молекулами IgG. Этим объясняется относительно низкая активность IgG: требуется множество молекул, пока хотя бы две из них случайно не окажутся рядом и не образуют спаренный Fc-центр для фиксации С1q. Связывание с Fc-фрагментом меняет конформацию С1q, снимая блокаду с С1r. В результате аутокатализа он обретает протеолитическую активность, действуя на свой природный субстрат, С1s. Последний в свою очередь тоже превращается в протеазу, способную расщеплять (активировать) С4 и С2. Первым атакуется С4 (рис. 1). Под влиянием С1s от него отщепляется небольшой пептид, С4а (он остается в жидкой фазе), а остальная часть молекулы, С4b, ковалентно связывается с активирующей поверхностью, используя такой же удивительный механизм, как С3b (см. ниже). Расщеплению подвергаются множество молекул С4, что обеспечивает усиление сигнала. С4b служит рецептором для следующего фактора, С2, продолжая каскад комплемента. В этом участвуют лишь те молекулы, которые связываются с агрегатами IgG/IgM-С1 или рядом с ними. Главной задачей С4b является образование димолекулярного комплекса, С4b2a, выполняющего роль центрального фермента классического пути – С3-конвертазы. Этапность событий выглядит следующим образом (рис. 1). В присутствии ионов Mg2+ С4b присоединяет С2, превращая его в мишень для С1s-протеазы. Из двух образующихся С2-фрагментов (С2a и C2b) более крупный (С2а6) сохраняет связь с С4b, продолжая каскадный процесс. Комплекс C4b2a обретает новую активность – способность рецептировать и расщеплять С3. Ферментный центр расположен на С2а; С4b фиксирует молекулу С3 и делает ее доступной для С2а-протеолиза. С3 расщепляется на два фрагмента: С3а (небольшой пептид, остающийся в жидкой фазе) и С3b, продолжающий каскад. С3b остается в составе комплекса С4b2a, завершая образование С5-конвертазы (C4b2a3b), либо связывается с соседними участками объекта, создавая вероятность амплификации (усиления) альтернативного механизма комплемента (см. ниже). Об этом и других необычных свойствах С3b мы подробнее поговорим ниже. Здесь лишь отметим, что фактор С3 занимает ключевую позицию в системе комплемента, участвуя в реализации почти всех его эффектов7. Врожденная недостаточность по С3 сочетается с повышенной чувствительностью к бактериальным инфекциям, отражая важную роль комплемента в иммунитете. Очередной этап – активация С5. Для этого вновь достаточно отщепления небольшого пептида, С5а; крупный фрагмент (С5b) включается в развитие финальной стадии – формирование мембраноатакующего комплекса (МАК), С5b6789. С5-конвертаза классического пути представляет комплекс С4b2a3b, в котором ферментативной активностью обладает С2а; С3b связывает С5 (обнажая участок для ограниченного протеолиза), а С4b стабилизирует протеолитически активную конфигурацию С2а. С5b взаимодействует с очередным фактором, С6, формируя комплекс (С5b6), который отделяется от С5-конвертазы, продолжая каскадный процесс через эстафетное взаимодействие с факторами С7, С8 и С9 (см. рис. 6).
Недавно стал известен механизм С1-независимой активации классического каскада. Его инициирует маннозосвязывающий белок (МСБ) из группы лектинов, т.е. к белков, избирательно (селективно) связывающих углеводы. Структурно он похож на С1q и вместе с ним относится к семейству коллектинов – лектинов, имеющих структурное сходство с коллагеном. Подобно С1q, МСБ образует Са2+-зависимый комплекс с двумя протеазами, родственными С1r и C1s. Их активация происходит при связывания МСБ с маннозными радикалами бактерий, грибов, некоторых вирусов и паразитов. Построение С3-конвертазы (С4b2a) и последующие события идентичны реакциям, запускаемым через С1q. Подобно альтернативному каскаду (см. ниже), МСБ-лектиновый механизм не требует участия антител, являясь одним из механизмов доиммунной (неспецифической) защиты (рис. 2).
Дата добавления: 2015-07-23 | Просмотры: 833 | Нарушение авторских прав |