Нарушение системы комплемента

Размещено на http://www.allbest.ru

АО «Медицинский университет Астана»

Кафедра патофизиологии имени В.Г. Корпачева

СРС

Тема: Нарушение системы комплемента

Выполнил: Шинтемиров А.А.

Группа: 241

Проверала: Тохаева М.Б.

Астана, 2014 г.

Оглавление

Введение

1. Система комплемента

2. Регуляция системы комплемента

3. Роль системы комплемента при различных болезнях

4. Нарушение в системе комплемента при заболеваниях

Заключение

Список литературы

Введение

Я выбрала эту тему потому, что тема «нарушение системы комплемента» показалась мне интересной и очень актуальной сегодня. За последнее десятилетие много работ посвящено значению клеточных и гуморальных звеньев иммунной системы в патогенезе заболеваний. Однако практически отсугствует новая информация связанная с ролью системы комплемента в норме и патологии.

Дефекты системы комплемента проявляются повышением чувствительности к бактериальным инфекциям, частыми воспалительными процессами, иммунокомплексной патологией и др. Недостаточность функции комплемента обусловливает повышенную чувствительность к определенным патогенам. При дефиците комплемента возрастает активность пиогенных микроорганизмов (Staphylococcus и Streptococcus). Их разрушение в организме происходит главным образом в фагоцитах в результате внутриклеточного киллинга. Этот процесс нарушается при дефиците антител, комплемента или при дисфункции фагоцитов. Наиболее существенна недостаточность ранних компонентов классического пути активации. Дефицит комплемента может быть связан с его повышенным потреблением, распадом, усиленным синтезом ингибиторов или генетически-опосредованным снижением синтеза компонентов, а также с действием аутоантител и другими факторами. Повышение уровня компонентов комплемента может отражать их сверхобразование, дефицит ингибиторов и другие состояния.

комплемент бактериальный иммунокомплексный

1. Система комплемента

Система комплемента -- комплекс сложных белков, постоянно присутствующих в крови. Это каскадная система протеолитических ферментов, предназначенная для гуморальной защиты организма от действия чужеродных агентов, она участвует в реализации иммунного ответаорганизма. Является важным компонентом как врождённого, так и приобретённого иммунитета.

Комплемент -- система белков, включающая около 20 взаимодействующих компонентов: С1 (комплекс из трех белков), С2, СЗ, …, С9, фактор В, фактор D и ряд регуляторных белков. Все эти компоненты -- растворимые белки с мол. массой от 24 000 до 400 000, циркулирующие в крови и тканевой жидкости. Белки комплемента синтезируются в основном в печени и составляют приблизительно 5 % от всей глобулиновой фракции плазмы крови. Большинство из них неактивны до тех пор, пока не будут приведены в действие или в результате иммунного ответа (с участием антител), или непосредственно внедрившимся микроорганизмом (см. ниже). Один из возможных результатов активации комплемента -- последовательное объединение так называемых поздних компонентов (С5, С6, С7, С8 и С9) в большой белковый комплекс, вызывающий лизис клеток (литический, или мембраноатакующий, комплекс).

Основные этапы активации системы комплемента: Классический и альтернативный пути активации системы комплемента.

Система комплемента работает как биохимический каскад реакций. Комплемент активируется тремя биохимическими путями: классическим, альтернативным и лектиновым путем. Все три пути активации производят разные варианты C3-конвертазы (белка, расщепляющего С3). Классический путь (он был открыт первым, но эволюционно является новым) требует антител для активации (специфический иммунный ответ, приобретённый иммунитет), в то время как альтернативный и лектиновый пути могут быть активизированы антигенами без присутствия антител (неспецифический иммунный ответ, врождённый иммунитет). Итог активации комплемента во всех трёх случаях одинаков: C3-конвертаза гидролизует СЗ, создавая C3a и C3b и вызывая каскад дальнейшего гидролиза элементов системы комплемента и событий активации. В классическом пути для активации С3-конвертазы необходимо образование комплекса С4bC2a. Этот комплекс образуется при расщеплении С2 и С4 С1-комплексом. С1-комплекс, в свою очередь, для активации должен связаться с иммуноглобулинами класса М или G. C3b связывается с поверхностью болезнетворных микроорганизмов, что приводит к большей «заинтересованности» фагоцитов к связанным с СЗb клеткам (опсонизация). C5a -- важный хемоаттрактант, помогающий привлекать в район активации системы комплемента новые иммунные клетки. И C3a, и C5a имеют анафилотоксическую активность, непосредственно вызывая дегрануляцию тучных клеток (как следствие -- выделение медиаторов воспаления). C5b начинает формирование мембраноатакующих комплексов (МАК), состоящим из C5b, C6, C7, C8 и полимерного C9. МАК -- цитолитический конечный продукт активации системы комплемента. МАК формирует трансмембранный канал, вызывающий осмотический лизис клетки-мишени.Макрофаги поглощают помеченные системой комплемента болезнетворные микроорганизмы.

Биологические функции. Сейчас выделяют следующие функции:

Участие в воспалительных реакциях. Активация системы комплемента приводит к выделению из тканевых базофилов (тучных клеток) и базофильных гранулоцитов крови биологически активных веществ (гистамина, серотонина, брадикинина), которые стимулируют воспалительную реакцию (медиаторов воспаления). Биологически активные компоненты, которые образуются при расщеплении С3 и С5, приводят к высвобождению вазоактивных аминов, таких как гистамин, из тканевых базофилов (тучных клеток) и базофильных гранулоцитов крови. Фрагмент С5а и другие продукты активации комплемента содействуют хемотаксису, агрегации и дегрануляции нейтрофилов и образованию свободных радикалов кислорода. Фукнции С3а: выступать в роли хемотаксического фактора, вызывая миграцию нейтрофилов по направлению к месту его высвобождения;

индуцировать прикрепление нейтрофилов к эндотелию сосудов и друг к другу; активировать нейтрофилы, вызывая в них развитие респираторного взрыва и дегрануляцию; стимулировать продукцию нейтрофилами лейкотриенов.

Цитотоксическая, или литическая функция. В конечной стадии активации системы комплемента образуется мембраноатакующий комплекс (МАК) из поздних компонентов комплемента, который атакует мембрану бактериальной или любой другой клетки и разрушает ее.

Фактор С3е, образующийся при расщеплении фактора С3b, обладает способностью вызывать миграцию нейтрофилов из костного мозга, и в таком случае быть причиной лейкоцитоза.

Активация системы комплемента. Классический путь .

Классический путь запускается активацией комплекса С1 (он включает одну молекулу С1q и по две молекулы С1r и С1s). Комплекс С1 связывается с помощью С1q симмуноглобулинами классов М и G, связанными с антигенами. Гексамерный C1q по форме напоминает букет нераскрытых тюльпанов, «бутоны» которого могут связываться с Fc участком антител. Для инициации этого пути достаточно единственной молекулы IgM, активация молекулами IgG менее эффективна и требует больше молекул IgG.

С1q связывается прямо с поверхностью патогена, это ведет к конформационным изменениям молекулы С1q, и вызывает активацию двух молекул сериновых протеаз С1r. Они расщепляют С1s (тоже сериновую протеазу). Потом комплекс С1 связывается с С4 и С2 и затем расщепляет их, образуя С2а и С4b. С4b и С2а связываются друг с другом на поверхности патогена, и образуют С3-конвертазу классического пути, С4b2а. Появление С3-конвертазы приводит к расщеплению С3 на С3а и С3b. С3b образует вместе с С2а и С4b С5-конвертазу классического пути. С5 расщепляется на C5a и C5b.C5b остается на мембране и соединяется с комплексом C4b2a3b.

Альтернативный путь .Альтернативный путь запускается гидролизом C3 прямо на поверхности патогена. В альтернативном пути участвуют факторы В и D. С их помощью происходит образование фермента СЗbВb. Стабилизирует его и обеспечивает его длительное функционирование белок P. Далее РС3bВb активирует С3, в результате образуется С5-конвертаза и запускается образование мембраноатакующего комплекса. Дальнейшая активация терминальных компонентов комплемента происходит так же, как и по классическому пути активации комплемента. В жидкости в комплексе CЗbВb В заменяется Н фактором и под воздействием дезактивирующего соединения(Н) превращается в С3bi.Когда микробы попадают в организм комплекс СЗbВb начинает накапливаться на мембране. Он соединяется с С5, который расщепляется на C5a и C5b. C5b остается на мембране.

Лектиновый путь гомологичен классическому пути активации системы комплемента. Он использует лектин, связывающий маннозу, (MBL) -- белок, подобный C1q классического пути активации, который связывается с маннозными остатками и другими сахарами на мембране, что позволяет распознавать разнообразные болезнетворные микроорганизмы. MBL -- сывороточный белок, принадлежащий к группе белков коллектинов, который синтезируется преимущественно в печени и может активировать каскад комплемента, непосредственно связываясь с поверхностью патогена.

В сыворотке крови MBL формирует комплекс с MASP-I и MASP-II (Mannan-binding lectin Associated Serine Protease, связывающие MBL сериновые протеазы). MASP-I и MASP-II весьма схожи с C1r и C1s классического пути активации и, возможно, имеют общего эволюционного предшественника. Когда несколько активных центров MBL связываются с определенным образом ориентированными маннозными остатками на фосфолипидном бислое болезнетворного микроорганизма, MASP-I и MASP-II активируются и расщепляют белок C4 на C4a и C4b, а белок С2 на C2a и C2b. Затем C4b и C2a объединяются на поверхности болезнетворного микроорганизма, формируя C3-конвертазу, а C4a и C2b действуют как хемоаттрактанты для клеток иммунной системы.

2. Регуляция системы комплемента

Система комплемента может быть очень опасной для тканей хозяина, поэтому ее активация должна хорошо регулироваться. Большинство компонентов активны только в составе комплекса, при этом их активные формы способны существовать очень короткое время. Если в течение этого времени они не встретятся со следующим компонентом комплекса, то активные формы теряют связь с комплексом и становятся неактивными. Если концентрация какого-то из компонентов ниже пороговой (критической), то работа системы комплемента не приведет к физиологическим последствиям. Система комплемента регулируется специальными белками, которые находятся в плазме крови даже в большей концентрации, чем сами белки системы комплемента. Эти же белки представлены на мембранах собственных клеток организма, предохраняя их от атаки со стороны белков системы комплемента.

Регуляторные механизмы в основном действуют в трех точках.

С1. Ингибитор С1 контролирует классический и лектиновый пути активации. Действует двумя путями: ограничивает действие С4 и С2 с помощью связывания C1r- и С1s-протеаз и подобным образом выключает лектиновый путь, удаляя ферменты MASP из MBP-комплекса.

С3-конвертаза. Время жизни С3-конвертазы уменьшают факторы ускорения распада. Некоторые из них находятся на поверхности собственных клеток (например, DAF и CR1). Они действуют на С3-конвертазы и классического, и альтернативного путей активации. DAF ускоряет распад С3-конвертазы альтернативного пути. СR1 (C3b/C4b receptor) расположен главным образом на поверхности эритроцитов и отвечает за удаление из плазмы крови опсонизированных иммунных комплексов. Другие регуляторные белки производятся печенью и в неактивном состоянии растворены в плазме крови. Фактор I -- сериновая протеаза, расщепляющая C3b и C4b. С4-связывающий белок (C4BP) расщепляет С4 и помогает фактору I расщеплять C4b.Фактор H связывается с гликозаминогликанами, которые есть на собственных клетках, но не на клетках патогенов. Этот белок является кофактором фактора I, а также ингибирует активность C3bBb.

С9. CD59 и Гомологичный Фактор Ограничения ингибируют полимеризацию С9 во время образования мембраноатакующего комплекса, не давая ему сформироваться. (3), (4), (7).

3. Роль системы комплемента при болезнях

Система комплемента играет большую роль во многих болезнях, связанных с иммунитетом.

При болезнях иммунных комплексов комплемент провоцирует воспаление главным образом двумя путями: c C3b и C4b, фиксированными на иммунных комплексах, связываются лейкоцитами, активируемые и привлекаемые в места отложения этих комплексов образовавшимися здесь анафилатоксинами. Так начинается повреждение тканей при синдроме Гудпасчера (системный капиллярит с преимущественным поражением легких и почек по типу гемморагических пневмонита и гломерулонефрита). Для подавления воспалительной реакции на экспериментальных моделях этого заболевания достаточно уменьшить содержание в крови комплемента или нейтрофилов.

МАК (мембраноатакующий комплекс), внедряясь в мембрану собственных клеток организма, повреждает мембрану. При этом происходит высвобождение метаболитов арахидоновой кислоты -- простагландинов.

4. Нарушение в системе комплемента при заболеваниях

Дефицит комплемента может быть связан с его повышенным потреблением, распадом, усиленным синтезом ингибиторов или генетически-опосредованным снижением синтеза компонентов, а также с действием аутоантител и другими факторами. Повышение уровня компонентов комплемента может отражать их сверхобразование, дефицит ингибиторов и другие состояния. Белок C1q, подобный коллагену, перекрестно реагирует с различными типами коллагенов и может участвовать в патогенезе хронического воспаления, например, при ревматоидном артрите.

В ЦНС система комплемента функционирует полноценно, особенно при стимуляции провоспалительными цитокинами. Астроциты экспрессируют не только компоненты комплемента, но и их рецепторы. Локальная активация компонентов комплемента происходит при воспалительных и дегенеративных заболеваниях ЦНС (рассеянный склероз, болезнь Альцгеймера, ишемия, травма мозга и др.). При рассеянном склерозе комплемент активируется непосредственно на олигодендроцитах, а при болезни Альцгеймера локальная активация комплемента запускается бета-амилоидом, вызывая повреждение соседних нейронов.

Излишняя активация белков иммунитета иммунными комплексами может привести к повреждению тканей. Белки С3а и С5а стимулируют накопление нейтрофилов в очаге воспаления.

Хроническая активация возможна при иммунном ответе на антиген, выведение которого из организма затруднено (например, поражение сосудов сердца при бактериальном эндокардите, гепатите С и др.), а также при иммунокомплексной патологии.

Регуляторы активации белков иммунитета (RCA) вовлечены в патогенез ряда заболеваний человека: CR1 -- иммунокомплексных патологий (СКВ и др.), CR2 -- инфекционного мононуклеоза, рака (лимфомы Беркитта, носоглоточного рака), МСР -- коревой инфекции, подострого склерозирующего панэнцефалита, гнойного дерматита. Молекулы CR2 (CD21) в растворимой форме в норме содержатся в сыворотке человека, и их уровень возрастает при хроническом В-клеточном лимфолейкозе. При нарушении кровообращения (ишемия, инфаркт) выявляют увеличение содержания комплекса, атакующего мембрану. В экспериментальных условиях растворимый белок CR1 (CD35) снижает степень повреждения мышцы сердца. (1), (9).

Заключение

Система комплемента (СК) имеет ключевое значение при развитии многих аутоиммунных и инфекционных заболеваний.

Комплемент - ферментная система, которая состоит из 11 белков сыворотки крови, составляющих 9 компонентов (от С. до С9) комплемента. Система комплемента способствует стимуляции фагоцитоза, хемотаксиса (привлечения или отталкивания клеток), выделению фармакологически активных веществ (анафилотоксина, гистамина и др.), усиливает бактерицидные свойства сыворотки крови, активирует цитолиз (распад клеток) и совместно с фагоцитами принимает участие в уничтожении микроорганизмов и антигенов. Каждый из компонентов комплемента играет свою роль в иммунном ответе. Так, недостаточность комплемента С1 вызывает снижение бактери-цидности плазмы крови и способствует частому развитию инфекционных заболеваний верхних дыхательных путей, хронического гломерулонефрита, артрита, отита и др.Комплемент С3 подготавливает антиген к фагоцитозу. При его недостаточности значительно снижается ферментативная и регуляторная активность системы комплемента, что приводит к более тяжелым последствиям, чем недостаточность комплементов С. и С2, вплоть до смертельного исхода. Его модификация откладывается на поверхности бактериальной клетки, что приводит к образованию отверстий в оболочке микроба и его лизису, т. е. растворению лизоцимом. При наследственной недостаточности компонента С5 встречаются нарушение развития ребенка, дерматиты и диарея. Специфический артрит и нарушение свертываемости крови наблюдаются при дефиците С6. Диффузные поражения соединительной ткани возникают при снижении концентрации компонентов С2 и С7. Врожденная или приобретенная недостаточность компонентов комплемента способствует развитию различных заболеваний как в результате снижения бактерицидных свойств крови, так и вследствие накопления в крови антигенов. Кроме недостаточности, встречается также и активация компонентов комплемента. Так, активация С1 приводит к отеку Квинке и др. Активно потребляется комплемент при термическом ожоге, когда создается дефицит комплемента, что может определить неблагоприятный исход термической травмы. Нормальные антитела выявлены в сыворотке здоровых людей, которые ранее не болели. По-видимому, эти антитела возникают при наследовании или же антигены поступают с пищей, не возбуждая соответствующего заболевания.

Список литературы

1. Авдеева М.Г., Шубич М.Г. Патогенетические механизмы инициации синдрома системного воспалительного ответа (обзор литературы) // Клиническая лабораторная диагностика. -- 2003. -- № 6. -- С. 3-9.

2. Бандажевский Ю.И. Роль бактериальных липополисахаридов в провоцировании иммунного конфликта в системе мать-плод // Архив патологии. -- 1989. -- № 51. -- С. 77-79.

3. Куценко Е.В. Системный воспалительный ответ в случаях гнойно-воспалительного процесса и неинфекционного воспаления. Сходство и различие // Бiль, знеболювання і iнтенсивна терапiя. -- 2001. -- № 26. -- С. 46-54.

4. Левит Д.А., Лейдерман И.Н. Острое катаболическое состояние при синдроме системного воспалительного ответа различной этиологии. Попытка клинического анализа // Вестник интенсивной терапии. -- 2006. -- № 2. -- С. 9-14.

5. Лейдерман И.Н. Синдром полиорганной недостаточности (ПОН). Метаболические основы (Лекция. Часть1) // Вестник интенсивной терапии. -- 1999. -- № 2. Медвинский И.Д., Серов В.Н., Юрченко Л.Н. и др. Тяжелый гестоз с позиции синдрома системного воспалительного ответа // Вестник интенсивной терапии. -- 2003. -- № 1. -- С. 19-26.

6. Малов В.А., Пак С.Г. Медико-биологические аспекты проблемы интоксикации в инфекционной патологии // Терапевтический архив. -- 1992. -- № 11. -- С. 7-11.

7. Медвинский И.Д., Серов В.Н., Юрченко Л.Н. и др. Тяжелый гестоз с позиции синдрома системного воспалительного ответа // Вестник интенсивной терапии. -- 2003. -- № 1. -- С. 19-26.

8.Потапов А.Л. Синдром системного воспалительного ответа и антиэндотоксиновый иммунитет после операций на органах брюшной полости // Клiнiчна хiрургiя. -- 2008. -- № 1. -- С. 22-24.

9. Шано В.П., Гюльмамедов Ф.И., Нестеренко А.Н. и др. Варианты лечения критических состояний с учетом патогенеза SIRS-синдрома системного воспалительного ответа // Анестезиология и реаниматология. -- 1997. -- № 6. -- С. 48-53.

10. Шубич М.Г., Авдеева М.Г., Вакуленко А.Д. Адгезивные межклеточные взаимодействия // Архив патологии. -- 1997. -- № 59. -- С. 4-8.

Размещено на Allbest.ru