Komplement ist ein essentielles Element des Immunsystems von Wirbeltieren und Menschen, das eine Schlüsselrolle im humoralen Mechanismus der körpereigenen Abwehr gegen Krankheitserreger spielt. Der Begriff wurde erstmals von Erlich eingeführt, um sich auf einen Bestandteil des Blutserums zu beziehen, ohne den seine bakteriziden Eigenschaften verschwanden. Anschließend wurde festgestellt, dass dieser funktionelle Faktor eine Reihe von Proteinen und Glykoproteinen ist, die bei Wechselwirkung miteinander und mit einer fremden Zelle deren Lyse verursachen.
Ergänzung bedeutet wörtlich "Ergänzung". Ursprünglich wurde es nur als ein weiteres Element angesehen, das die bakteriziden Eigenschaften von lebendem Serum bietet. Moderne Vorstellungen über diesen Faktor sind viel umfassender. Es wurde festgestellt, dass das Komplement ein hochkomplexes, fein reguliertes System ist, das sowohl mit humoralen als auch mit zellulären Faktoren der Immunantwort interagiert und einen starken Einfluss auf die Entwicklung der Entzündungsreaktion hat.
Allgemeine Merkmale
In der Immunologie ist das Komplementsystem eine Gruppe, die bakterizide Eigenschaften aufweistmiteinander interagierende Proteine des Blutserums von Wirbeltieren, die ein angeborener Mechanismus der humoralen Abwehr des Körpers gegen Krankheitserreger sind und sowohl unabhängig als auch in Kombination mit Immunglobulinen wirken können. Im letzteren Fall wird das Komplement zu einem der Hebel einer spezifischen (oder erworbenen) Reaktion, da Antikörper selbst fremde Zellen nicht zerstören können, sondern indirekt wirken.
Die Wirkung der Lyse wird durch die Bildung von Poren in der Membran einer fremden Zelle erreicht. Es kann viele solcher Löcher geben. Der membranperforierende Komplex des Komplementsystems wird als MAC bezeichnet. Infolge seiner Wirkung wird die Oberfläche der fremden Zelle perforiert, was zur Freisetzung des Zytoplasmas nach außen führt.
Komplement macht etwa 10 % aller Serumproteine aus. Seine Bestandteile sind immer im Blut vorhanden, ohne Wirkung bis zum Moment der Aktivierung. Alle Wirkungen des Komplements sind das Ergebnis aufeinanderfolgender Reaktionen – entweder die Sp altung seiner Proteine oder die Bildung ihrer funktionellen Komplexe.
Jede Stufe einer solchen Kaskade unterliegt einer strengen Rückregulierung, die den Prozess gegebenenfalls stoppen kann. Aktivierte Komplementkomponenten weisen ein breites Spektrum immunologischer Eigenschaften auf. Gleichzeitig können die Wirkungen sowohl positive als auch negative Auswirkungen auf den Körper haben.
Hauptfunktionen und Wirkungen des Komplements
Die Wirkung des aktivierten Komplementsystems beinh altet:
- Lyse fremder Zellen bakterieller und nicht-bakterieller Natur. Es wird durch die Bildung eines speziellen Komplexes durchgeführt, der in die Membran eingebettet ist und ein Loch darin macht (perforiert).
- Aktivierung der Immunkomplexentfernung.
- Opsonisierung. Komplementkomponenten binden an die Oberflächen von Zielen und machen sie für Phagozyten und Makrophagen attraktiv.
- Aktivierung und chemotaktische Anziehung von Leukozyten zum Entzündungsherd.
- Bildung von Anaphylotoxinen.
- Erleichterung der Interaktion von Antigen-präsentierenden und B-Zellen mit Antigenen.
Komplement hat also eine komplexe stimulierende Wirkung auf das gesamte Immunsystem. Eine übermäßige Aktivität dieses Mechanismus kann jedoch den Zustand des Körpers beeinträchtigen. Zu den negativen Wirkungen des Komplementsystems gehören:
- Schlimmerer Verlauf von Autoimmunerkrankungen.
- Septische Prozesse (Massenaktivierung vorbeh alten).
- Negative Wirkung auf Gewebe im Nekroseherd.
Defekte im Komplementsystem können zu Autoimmunreaktionen führen, d.h. Schädigung von gesundem Körpergewebe durch das eigene Immunsystem. Deshalb gibt es eine so strenge mehrstufige Kontrolle der Aktivierung dieses Mechanismus.
Ergänzungsproteine
Funktionell werden die Proteine des Komplementsystems in Komponenten unterteilt:
- Klassischer Weg (C1-C4).
- Alternativer Weg (Faktoren D, B, C3b und Properdin).
- Membranangriffskomplex (C5-C9).
- Regulatorische Fraktion.
C-Proteinnummern entsprechen der Reihenfolge ihres Nachweises, geben aber nicht die Reihenfolge ihrer Aktivierung wieder.
Zu den regulatorischen Proteinen des Komplementsystems gehören:
- Faktor H.
- C4-Bindungsprotein.
- FOOD.
- Membran-Cofaktor-Protein.
- Komplementrezeptoren Typ 1 und 2.
C3 ist ein wichtiges funktionelles Element, da nach seinem Abbau ein Fragment (C3b) gebildet wird, das sich an die Membran der Zielzelle anheftet, den Prozess der Bildung des lytischen Komplexes startet und den so auslöst -Amplifikationsschleife genannt (positiver Rückkopplungsmechanismus).
Aktivierung des Komplementsystems
Die Komplementaktivierung ist eine Kaskadenreaktion, bei der jedes Enzym die Aktivierung des nächsten katalysiert. Dieser Prozess kann sowohl unter Beteiligung der Komponenten der erworbenen Immunität (Immunglobuline) als auch ohne sie erfolgen.
Es gibt mehrere Möglichkeiten, das Komplement zu aktivieren, die sich in der Abfolge der Reaktionen und der daran beteiligten Proteine unterscheiden. All diese Kaskaden führen jedoch zu einem Ergebnis – der Bildung einer Konvertase, die das C3-Protein in C3a und C3b sp altet.
Es gibt drei Möglichkeiten, das Komplementsystem zu aktivieren:
- Klassisch.
- Alternative.
- Lectin.
Unter ihnen ist nur der erste mit dem erworbenen Immunsystem assoziiert, während der Rest eine unspezifische Wirkung hat.
Bei allen Aktivierungswegen können 2 Stufen unterschieden werden:
- Starten (oder eigentlich Aktivierung) - sch altet die gesamte Reaktionskaskade bis zur Bildung von C3/C5-Convertase ein.
- Zytolytisch - bedeutet die Bildung eines Membranangriffskomplexes (MCF).
Der zweite Teil des Prozesses ist in allen Stadien ähnlich und beinh altet die Proteine C5, C6, C7, C8, C9. In diesem Fall wird nur C5 hydrolysiert, während der Rest einfach anhaftet und einen hydrophoben Komplex bildet, der die Membran integrieren und perforieren kann.
Die erste Stufe basiert auf dem sequentiellen Start der enzymatischen Aktivität der Proteine C1, C2, C3 und C4 durch hydrolytische Sp altung in große (schwere) und kleine (leichte) Fragmente. Die resultierenden Einheiten werden mit den Kleinbuchstaben a und b bezeichnet. Einige von ihnen vollziehen den Übergang in das zytolytische Stadium, während andere als humorale Faktoren der Immunantwort wirken.
Klassische Art
Der klassische Weg der Komplementaktivierung beginnt mit der Interaktion des C1-Enzymkomplexes mit der Antigen-Antikörper-Gruppe. C1 ist ein Bruchteil von 5 Molekülen:
- C1q (1).
- C1r (2).
- C1s (2).
Im ersten Schritt der Kaskade bindet C1q an Immunglobulin. Dies bewirkt eine Konformationsumlagerung des gesamten C1-Komplexes, was zu seiner autokatalytischen Selbstaktivierung und der Bildung des aktiven Enzyms C1qrs führt, das das C4-Protein in C4a und C4b sp altet. In diesem Fall bleibt alles am Immunglobulin und damit an der Membran haftenKrankheitserreger.
Nach der Umsetzung der proteolytischen Wirkung heftet die Antigengruppe - C1qrs das C4b-Fragment an sich. Ein solcher Komplex eignet sich zur Bindung an C2, das sofort von C1s in C2a und C2b gesp alten wird. Als Ergebnis entsteht die C3-Konvertase C1qrs4b2a, deren Wirkung die C5-Konvertase bildet, die die Bildung von MAC auslöst.
Alternativer Pfad
Diese Aktivierung wird auch als Leerlauf bezeichnet, da die C3-Hydrolyse spontan (ohne Beteiligung von Intermediären) auftritt, was zu einer periodischen grundlosen Bildung von C3-Convertase führt. Ein alternativer Weg wird durchgeführt, wenn sich noch keine spezifische Immunität gegen den Erreger gebildet hat. Die Kaskade besteht aus folgenden Reaktionen:
- Blank-Hydrolyse von C3 zum C3i-Fragment.
- C3i bindet an Faktor B, um den C3iB-Komplex zu bilden.
- Gebundener Faktor B wird für die Sp altung durch das D-Protein verfügbar.
- Das Ba-Fragment wird entfernt und der C3iBb-Komplex bleibt zurück, die C3-Konvertase.
Die Essenz der Leerwertaktivierung ist, dass C3-Convertase in der flüssigen Phase instabil ist und schnell hydrolysiert. Bei Kollision mit der Membran des Erregers stabilisiert es sich jedoch und beginnt das zytolytische Stadium mit der Bildung von MAC.
Lectinweg
Der Lektinweg ist dem klassischen sehr ähnlich. Der Hauptunterschied liegt im erstenAktivierungsschritt, der nicht durch Interaktion mit Immunglobulin, sondern durch die Bindung von C1q an die auf der Oberfläche von Bakterienzellen vorhandenen terminalen Mannangruppen erfolgt. Die weitere Aktivierung ist völlig identisch mit dem klassischen Weg.
