Студопедия — Белки системы комплемента

С4 компонент комплемента

С4 – это компонент классического пути активации комплемента (взаимодействия компонентов комплемента с комплексом антиген-антитело), имеющий важное значение в развитии аутоиммунных заболеваний.

Иммуноферментный анализ (ИФА).

Г/л (грамм на литр).

Какой биоматериал можно использовать для исследования?

Как правильно подготовиться к исследованию?

  1. Не принимать пищу в течение 2-3 часов до исследования, можно пить чистую негазированную воду.
  2. Исключить физическое и эмоциональное перенапряжение и не курить в течение 30 минут перед сдачей крови.

Общая информация об исследовании

Система комплемента – это каскад из 20 белков – ферментов плазмы крови, обеспечивающих иммунную реакцию в ответ на взаимодействие антигена с антителом. Эта система отвечает за фагоцитоз, разрушение чужеродных бактерий и поддерживает различные воспалительные реакции. Активация каскада комплемента может осуществляться классическим путем, при котором стимулирующим фактором является взаимодействие антигена с антителом, или альтернативным путем, когда в роли этих факторов выступают полисахариды, эндотоксины или иммуноглобулины. Независимо от исходного стимулирующего фактора, конечным продуктом активации системы комплемента является сложный белок, способный разрушать мембраны клеток, содержащих чужеродные антигены. Девять главных компонентов комплемента обозначены как С1-С9. Для выявления нарушений в системе комплемента и оценки ее функциональной целостности обычно проводится определение двух компонентов – С3 и С4.

С4-компонент комплемента синтезируется преимущественно в печени, легких и костях и активируется только по классическому пути. Он участвует в обеспечении фагоцитоза, нейтрализации вирусов и увеличивает проницаемость сосудистой стенки. Его содержание уменьшается при активном потреблении вследствие активации по классическому пути, при этом может снижаться устойчивость к инфекционным заболеваниям. Кроме того, дефицит С4-компонента связан с предрасположенностью к системной красной волчанке. При иммунокомплексных заболеваниях С4 адсорбируется на иммунных комплексах, а его уровень в крови снижается.

Для чего используется исследование?

  • Для диагностики и мониторинга аутоиммунных (иммунокомплексных) заболеваний.
  • Для контроля за эффективностью терапии вышеназванных заболеваний.
  • Чтобы выявить предрасположенность к системной красной волчанке.
  • ЧТобы оценить иммунный статус при инфекционных заболеваниях.

Когда назначается исследование?

  • При аутоиммунных нарушениях.
  • При повторных бактериальных инфекциях.
  • При злокачественных новообразованиях.
  • При подозрении на системную красную волчанку.
  • При рецидивирующих тяжелых инфекциях.

Что означают результаты?

Референсные значения: 0,1 — 0,4 г/л.

Снижение С4-компонента наряду со снижением С3-компонента свидетельствует об активации классического пути (что может наблюдаться, например, при вирусном гепатите, начале формирования иммунных комплексов). Снижение в плазме крови С4 при нормальном уровне С3 указывает на дефицит С4 (как при врождённом ангионевротическом отеке и при некоторых формах системной красной волчанки).

Причины повышения уровня С4:

  • злокачественные ново­образования, саркомы, лимфомы;
  • рак;
  • хроническая крапивница;
  • дерматомиозит;
  • ювенильный ревматоидный артрит; ревматоидный спондилит.

Причины снижения уровня С4:

  • врождённая недостаточность С4;
  • хронический бронхит;
  • курение;
  • криоглобулинемия;
  • пурпура Шейнляйн – Геноха;
  • хронический активный гепатит;
  • болезни иммунных комплексов;
  • системная красная волчанка, волчаночный нефрит;
  • отторжение почечного трансплантата;
  • подострый бактериальный эндокардит;
  • гломерулонефрит;
  • наследственный ангионевротический отек;
  • лечение цитостатиками и иммунодепрессантами.

Что может влиять на результат?

Большой период от взятия крови до выполнения исследования (более 2 часов), разрушение эритроцитов в пробе крови, хилезная сыворотка (слишком густая кровь).

Система комплемента

Комплемент – это система, состоящая из собственно белков комплемен­та, мембранных рецепторов к комплементу, плазменных и мембранных регуля­торов активности комплемента.

Компоненты системы комплемента

Белки системы комплемента

Собственно белки комплемента — это ряд гликопротеиновых и белковых фак­торов плазмы крови, включающий 9 различных компонентов. Они образуют мульти ферментный молекулярный каскад, при котором продукт одной реакции является субстратом для последующей. При этом происходит постепенное на­ращивание литического потенциала и первоначально слабый инициирующий стимул приводит к мощному конечному противомикробному эффекту.

Читайте также:  Нужно ли принимать гормоны после удаления матки и яичников - гормональные нарушения и как с ними бор

Основные источники комплемента — гепатоциты и макрофага. Кроме этого, компоненты комплемента вырабатываются в селезенке, кишечнике и красном костном мозге, а также лимфоэпителиальными клетками в очаге воспаления.

Рецепторы к системе комплемента

Различают 4 типа рецепторов к компонентам комплемента (complement receptor, CR — I, II, Ш, IV). Рецептор первого типа (CR,) содержится на поверхности антигенпрезентирующих клеток и эритроцитов. Он опосредует захват патогена, к которому присоединены опсонины C3b и C4b. Связывание эритроцитами им­мунных комплексов обеспечивает их транспорт в печень и селезенку, где содер­жатся макрофаги. Рецептор второго типа (CRII) экспрессируется на В-лимфоцитах и фолликулярных дендритных клетках. Он принимает участие в фиксации ука­занными клетками: иммунных комплексов в зародышевых центрах фолликулов лимфатических узлов, обуславливая дальнейший соматический гипермутагенез иммуноглобулиновых рецепторов В-лимфоцитов и формирование В-клеток па­мяти. CRIII и CRIV по своей природе принадлежат к β2-интегринам (ад­гезионным молекулам) и являются специфическими к iC3b (инактивированного под влиянием фактора Н) и С3d. Указанные рецепторы содержатся преимущест­венно на фагоцитах и выполняют двоякую функцию. Во-первых, они способству­ют миграции фагоцитов в очаг воспаления, поскольку могут взаимодействовать с адгезионными мембранными молекулами ICAM-1 и ICAM-2, экспрессия ко­торых на клетках тканей является одним из ориентиров для направленного перемещения. Во-вторых, фагоциты, проникая в очаг благодаря именно CRIII CRIV, распознают компоненты комплемента, что способствует фагоцитозу меченною опсонинами патогена.

Ингибиторы системы комплемента

Наряду с многочисленными компонентами комплемента в плазме крови цир­кулируют белки со свойствами антагонистов, которые ограничивают активацию системы комплемента во время обезвреживают патогена. Один из наиболее важных — ингибитор первого компонента (С1-ингибитор), дефицит которого обуславливает повышенный риск развития наследственного ангионевротическо­го отека. Так называемый фактор Н обеспечивает инактивацию C3b, способствуя его дальнейшему расщеплению на фрагменты C3c и C3d, а фактор I разрушает C3b и C4b.

Как видно, сразу 2 плазменных фактора нейтрализуют C3b. Это необходимо для корректной работы альтернативного пути, так как излишек указанного фрагмен­та обуславливает необоснованную гиперактивацию комплемента, вызывающую сильное самоповреждение. Инициация каскада происходит именно за счет C3b, образующегося при спонтанном гидролизе С3. Следует отме­тить, что спонтанный гидролиз всегда носит ограниченный характер, что предупре­ждает возможную гиперактивацию системы. В то же время под действием С3-конвертазы фрагмент C3b образуется в количестве, достаточном для инициирования нового каскада, при разворачивании которого высвобождается дополнительная порция C3b. За счет указанной положительной обратной связи комплемент на­ращивает литический потенциал при неизменном количестве патогена. Однако, если описанный процесс не контролируется надлежащим образом, вполне воз­можна необоснованная гиперактивация комплемента но альтернативному пути и, как следствие — повреждение собственных тканей. Причем потенцировать аль­тернативный механизм может и C3b, высвободившийся в результате параллельно реализующегося классического пути активации. Поэтому для корректной работы всей системы необходима адекватная инактивация образующегося C3b.

Поскольку комплемент осуществляет шаблонное распознавание, а мембран­ные структуры собственных клеток в норме претерпевают динамические изме­нения, существует потенциальная опасность комплемент-опосредованной ауто­агрессии. Для ее предотвращения в мембраны собственных клеток «вмонтирова­ны» защитные белки, инактивирующие каскад комплемента. Речь идет о факторе, ускоряющем распад (англ. Decay accelerating factor, DAF), который содержится на форменных элементах крови, эпителиоцитах и клетках эндотелия. Он усиливает катаболизм ключевых ферментов каскада — С3- и С5-конвертаз. К мембранным защитным белкам относится также мембранный кофакторный протеин (МСР), яв­ляющийся кофактором в протеолизе C3b и C4b с помощью 1-фактора.

Читайте также:  Иерсиниоз - возбудитель, симптомы, диагностика, лечение - Здоровье человека, симптомы и лечение забо

Система комплемента: общее представление

Комплемент — важнейший элемент иммунной системы позвоночных животных и человека, играющий ключевую роль в гуморальном механизме защиты организма от патогенов. Термин впервые ввел Эрлих для обозначения компонента кровяной сыворотки, без которого ее бактерицидные свойства пропадали. Впоследствии было выяснено, что этот функциональный фактор представляет собой набор белков и гликопротеидов, которые при взаимодействии друг с другом и с чужеродной клеткой вызывают ее лизис.

Комплемент в буквальном смысле переводится как «дополнение». Изначально он считался всего лишь еще одним элементом, обеспечивающим бактерицидные свойства живой сыворотки. Современные представления об этом факторе значительно шире. Установлено, что комплемент представляет собой сложнейшую, тонко регулируемую систему, взаимодействующую как с гуморальными, так и с клеточными факторами иммунного ответа и оказывающую мощное влияние на развитие воспалительной реакции.

Общая характеристика

В иммунологии системой комплемента называют проявляющую бактерицидные свойства группу взаимодействующих друг с другом белков сыворотки крови позвоночных, представляющую собой врожденный механизм гуморальной защиты организма от патогенов, способный действовать как самостоятельно, так и в комплексе с иммуноглобулинами. В последнем случае комплемент становится одним из рычагов специфического (или приобретенного) ответа, поскольку антитела сами по себе не могут уничтожать чужеродные клетки, а действуют опосредованно.

Эффект лизирования достигается за счет образования пор в мембране чужеродной клетки. Таких отверстий может быть множество. Перфорирующий мембрану комплекс системы комплемента называется МАК. В результате ее действия поверхность чужеродной клетки становится дырчатой, что приводит к выходу цитоплазмы наружу.

На долю комплемента приходится около 10% всех белков сыворотки. Его компоненты всегда присутствуют в крови, не оказывая никакого действия до момента активации. Все эффекты комплемента являются результатом последовательных реакций — либо расщепляющих входящие в его состав белки, либо приводящих к образованию их функциональных комплексов.

Каждый этап такого каскада подвержен строгой обратной регуляции, которая в случае необходимости может остановить процесс. Активированные компоненты комплемента проявляют большой комплекс иммунологических свойств. При этом эффекты могут оказывать на организм как положительное, так и негативное воздействия.

Основные функции и эффекты комплемента

Действие активированной системы комплемента включает:

  • Лизис чужеродных клеток бактериальной и небактериальной природы. Осуществляется за счет образования специального комплекса, который встраивается в мембрану и проделывает в ней дыру (перфорирует).
  • Активацию удаления иммунных комплексов.
  • Опсонизацию. Присоединяясь к поверхностям мишеней, компоненты комплемента делают их привлекательными для фагоцитов и макрофагов.
  • Активация и хемотаксическое привлечение лейкоцитов в очаг воспаления.
  • Образование анафилотоксинов.
  • Облегчение взаимодействия антигенпрезентирующих и В-клеток с антигенами.

Таким образом, комплемент оказывает комплексное стимулирующее воздействие на всю иммунную систему. Однако чрезмерная активность этого механизма может негативно повлиять на состояние организма. К отрицательным эффектам системы комплемента относят:

  • Ухудшение протекания аутоиммунных заболеваний.
  • Септические процессы (при условии массовой активации).
  • Отрицательное влияние на ткани в очаге некроза.

Дефекты системы комплемента могут приводить к аутоиммунным реакциям, т.е. к повреждению здоровых тканей организма собственной иммунной системой. Именно поэтому имеет место такой строгий многоступенчатый контроль активации данного механизма.

Белки комплемента

Функционально белки системы комплемента подразделяются на компоненты:

  • Классического пути (C1-C4).
  • Альтернативного пути (факторы D, B, C3b и пропердин).
  • Мембраноатакующего комплекса (C5-C9).
  • Регуляторной фракции.

Номера С-белков соответствуют последовательности их обнаружения, но не отражают очередность их активации.

Читайте также:  Аускультативная картина митрального стеноза

К регуляторным белкам системы комплемента относят:

  • Фактор H.
  • C4-связывающий белок.
  • ФУД.
  • Мембранный кофакторный белок.
  • Рецепторы комплемента первого и второго типа.

C3 является ключевым функциональным элементом, поскольку именно после его распада образуется фрагмент (C3b), который присоединяется к мембране клетки-мишени, начиная процесс формирования литического комплекса и запуская так называемую петлю усиления (механизм положительной обратной связи).

Активация системы комплемента

Активация комплемента представляет собой каскадную реакцию, в которой каждый фермент катализирует активацию последующего. Этот процесс может происходить как с участием компонентов приобретенного иммунитета (иммуноглобуллинов), так и без них.

Есть несколько способов активации комплемента, которые отличаются последовательностью реакций и набором участвующих в ней белков. Однако все эти каскады приводят к одному итогу — образованию конвертазы, расщепляющей белок C3 на C3a и C3b.

Существуют три пути активации системы комплемента:

  • Классический.
  • Альтернативный.
  • Лектиновый.

Среди них только первый связан с системой приобретенного иммунного ответа, а остальные имеют неспецифический характер действия.

Во всех путях активации можно выделить 2 этапа:

  • Пусковой (или собственно активационный) — включает весь каскад реакций до момента образования C3/C5-конвертазы.
  • Цитолитический — обозначает формирование мембраноатакующего комплекса (МКФ).

Вторая часть процесса во всех стадиях схожа и задействует белки C5, C6, C7, C8, C9. При этом только C5 подвергается гидролизу, а остальные просто присоединяются, образуя гидрофобный комплекс, способный встроиться и перфорировать мембрану.

Первый этап основан на последовательном запуске ферментативной активности белков C1, C2, C3 и C4 путем гидролитического расщепления на большие (тяжелые) и малые (легкие) фрагменты. Образовавшиеся единицы обозначаются малыми буквами а и b. Одни из них осуществляют переход к цитолитическому этапу, а другие выполняют роль гуморальных факторов иммунного ответа.

Классический путь

Классический путь активации комплемента начинается со взаимодействия ферментного комплекса C1 с группой антиген — антитело. C1 представляет собой фракцию из 5 молекул:

  • C1q (1).
  • C1r (2).
  • C1s (2).

На первой ступени каскада с иммуноглобулином связывается C1q. Это вызывает конформационную перестройку всего комплекса C1, что приводит к его автокаталитической самоактивации и образованию действующего фермента C1qrs, расщепляющего белок C4 на C4a и C4b. При этом все остается прикрепленным к иммуноглобулину и, следовательно, к мембране патогена.

После осуществления протеолитического эффекта группа антиген — C1qrs присоединяет к себе фрагмент C4b. Такой комплекс становится подходящим для связывания с C2, которая под действием C1s тут же расщепляется на C2a и C2b. В результате создается C3-конвертаза C1qrs4b2a, действие которой формирует C5-конвертазу, запускающую образование МАК.

Альтернативный путь

Такая активация иначе называется холостой, поскольку гидролиз C3 происходит самопроизвольно (без участия посредников), что приводит к периодическому беспричинному образования C3-конвертазы. Альтернативный путь осуществляется тогда, когда специфический иммунитет к возбудителю еще не сформировался. При этом каскад состоит из следующих реакций:

  1. Холостой гидролиз C3 с образованием фрагмента C3i.
  2. C3i связывается с фактором В, формируя комплекс C3iB.
  3. Связанный фактор В становится доступен для расщепления D-белком.
  4. Фрагмент Ba удаляется и остается комплекс C3iBb, который и является C3-конвертазой.

Суть холостой активации заключается в том, что в жидкой фазе C3-конвертаза нестабильна и быстро гидролизуется. Однако при столкновении с мембраной возбудителя стабилизируется и запускает цитолитическую стадию с формированием МАК.

Лектиновый путь

Лектиновый путь очень похож на классический. Основное отличие заключается в первой ступени активации, которая осуществляется не через взаимодействие с иммуноглобулином, а через связывание C1q с концевыми маннановыми группами, присутствующими на поверхности бактериальных клеток. Дальнейшая активация осуществляется полностью идентично классическому пути.

Ссылка на основную публикацию
Стресс-протекторное действие растительных адаптогенов в эксперименте Кохан Acta Biomedica Scientif
протекторное действие Универсальный русско-английский словарь . Академик.ру . 2011 . протекторная шприц-машина протекторное кольцо Смотреть что такое "протекторное действие" в...
Стоматит, афта, плоский лишай
От чего белые пятна на губах. Белая сыпь в виде манной крупы на губах: причины высыпания, лечение у ребенка и...
Стоматологи рекомендуют 10 советов для родителей, которые сохранят здоровье детских зубов
Чистка зубов у детей С появлением ребенка у молодых родителей появляется множество вопросов по уходу за малышом, в том числе...
Строение бактериальной клетки под микроскопом, особенности и функции
Функции нуклеоида бактерий Обозначения: 1-гранулы поли-β-оксимасляной кислоты; 2-жировые капельки;3-включения серы;4-трубчатые тилакоиды;5-пластинчатые тилакоиды;6-пузырьки;7-хроматофоры;8-нуклеоид;9-рибосомы;10-цитоплазма;11-клеточная стенка;12-цитоплазматическая мембрана;13-мезосома;14-вакуоли; 15ламелярные структуры; 16гранулы полисахарида; 17гранулы полифосфата....
Adblock detector