/ 20
Det värsta Bäst

Komplement är ett komplext system av proteiner (mer än 20) av blodserum med enzymatisk aktivitet. De 13 huvudsakliga komponenterna i komplementsystemet betecknas med bokstaven C med motsvarande nummer (CI, C2, C3, etc.) De bildas i levern och utsöndras av makrofager. Aktivering av komplementsystemet fortskrider på klassiska och alternativa sätt i form av en kedjereaktion kontrollerad av 7 regulatoriska proteiner. Samtidigt aktiverar varje föregående komponent i kaskaden flera efterföljande på grund av deras enzymatiska klyvning. Aktiverade komponenter indikeras med en överlinje.

Den naturliga C1-komplementhämmaren (C1-hämmare) hämmar den spontana aktiveringen av Clq-komponenten.

klassiskt sätt aktivering Utlöses av ett antigen-antikroppskomplex i närvaro av Ca- och Mg-katjoner, vanligtvis på ytan av målcellen. Antigen-antikroppskomplexet binder till C1q, som fäster C1rs och sedan aktiverar och klyver C4 till C4a och C4b. C4b fäster antingen till Cl eller till ytan av målcellen. Sedan går C2 med. Den är i sin tur uppdelad i C2a och C2b av den föregående komponenten. C2a förblir associerad med C4b. Detta komplex kallas den klassiska komplementvägen konvertas. Den delar upp S3-komponenten i S3 och S3b. C3b binder till det klassiska vägkonvertaset och detta makromolekylära komplex aktiverar C5-komponenten. Det delas upp i C5a och C5b. C6-, C7-, C8- och C9-komponenterna fästs sekventiellt till C5b på målcellens membran. C5b-C9-komplexet kallas membranattackkomplexet (MAC). Mekanismen för dess lytiska verkan har mycket gemensamt med perforin. MAA inkorporeras i målcellens membran genom hydrofoba interaktioner, vilket bildar en transmembrankanal. Genom det kommer natriumjoner och vatten in i cellen, och kaliumjoner går ut, vilket leder till cytolys.

Den klassiska vägen för komplementaktivering kan triggas av Staphylococcus A-proteiner, C-reaktiva proteinkomplex med mikrobiella produkter, etc.

Alternativ aktiveringsväg Komplement är ospecifikt. Det utlöses av bakteriella cellväggslipopolysackarider (endotoxiner), aggregerade immunglobuliner, mediciner etc. Den resulterande C3b-komponenten i närvaro av magnesiumjoner binder till serumfaktor B (inaktivt serinproteas). C3bB-komplexet påverkas av faktor D, ett aktivt serumproteas. Den delar upp faktor B i Ba och Bb. Det resulterande C3bBb-komplexet är ett alternativt aktiveringsvägskonvertas. Normalt är det instabilt, men stabiliseras av proteinet properdin (protein P). Alternativ väg konvertas aktiverar C5-komponenten. Ytterligare komplementaktivering skiljer sig inte från den klassiska vägen. Således är C3-komponenten den ledande i komplementaktivering längs båda vägarna, vilket bestämmer cytolysprocesserna. I processen med komplementaktivering bildas biologiskt aktiva fragment. Så komponenterna C3a och C5a är anafylatoxiner, de verkar på makrofager, granulocyter och mastceller. Den framväxande patologiska processen manifesteras kliniskt av allergiska och pseudo-allergiska reaktioner.

Vid sjukdomar som åtföljs av bildandet av immunkomplex (autoimmuna sjukdomar, infektioner), minskar nivån av komplementproteiner - hypokomplementemi. Komplementnivåerna är högst hos marsvin, så deras serum används som "komplement" i serologiska tester.

Komponenterna i aktiverat komplement binder till komplementreceptorer som finns på leukocyter: CR1 (CD35) - typ 1-receptor, binder C3b, är på erytrocyter och leukocyter, den binder också Epstein-Barr-viruset; CR2(CD21) binder C3d, närvarande på lymfocyter; CR3(CD11b/CD18) binder C3bi, uttrycks på granulocyter, deltar i fagocytos; CR4 (CD11c/CD18) för C3 finns på fagocyter.

Genom att interagera med dessa cellreceptorer stimulerar komplementaktiveringsprodukter funktionerna hos leukocyter, utlöser inflammation; förbättra antimikrobiell immunitet.

Komplettera -är ett enzymsystem som innehåller cirka 20 proteiner som spelar en viktig roll i icke-specifikt skydd, förloppet av inflammation och förstörelse (lys) av bakteriemembran och olika främmande celler. Komplementsystemet består av 9 komponenter, betecknade med den latinska bokstaven C (C1, C2, C3, etc.), och den första av dem består av 3 underkomponenter - C1q, C1r och C1s. I komplementsystemet ingår även regulatoriska proteiner (B, D, P) och speciella inhibitorkomponenter som reglerar aktiveringen av detta system och cirkulerar i blodet. De senare inkluderar C1-esterashämmare (C1-In), C3b-inaktivator eller faktor I och faktor H, som orsakar dissociation av C3b till inaktiva subenheter. De flesta av komplementkomponenterna syntetiseras av hepatocyter och mononukleära fagocyter (makrofager och monocyter). Alla komplementkomponenter cirkulerar i blodet i ett inaktivt tillstånd.

I processen för aktivering av komplementsystemet bryts dess individuella komponenter ner i stora (b) och små (a) fragment som direkt påverkar förloppet av specifika och ospecifika försvarsreaktioner. De enda undantagen från denna regel är fragment C2a och C2b, som har bytt plats (C2a - stort, C2b - litet fragment).

Enligt det figurativa uttrycket av den amerikanske immunologen Hugh Barber är antigen-antikroppsreaktionen bara en krigsförklaring, aktiveringen av komplementsystemet är mobiliseringen av soldater för strid. De börjar skjuta när aktiva komplementfragment och ett membranattackkomplex (MAC) dyker upp.

Existerar klassiska och alternativa sätt för systemaktivering komplement. Låt oss kort uppehålla oss vid egenskaperna hos de individuella komponenterna i komplementsystemet när de aktiveras längs båda vägarna.

Klassisk aktiveringsväg.

C1-komponent är en Ca 2+ -beroende anslutning av 3 delkomponenter. C1q-molekylen har 6 valenser för bindning till immunglobuliner, varefter C1r- och C1s-proenzymerna går in i det aktiva tillståndet, på grund av vilket C2- och C4-komponenterna aktiveras.

C2 klyvs av den aktiva subkomponenten C1s till 2 fragment - små (C2b) och stora (C2a).

C4 delas i små (C4a) och stora (C4b) fragment, varefter båda fragmenten fästs till Ag + Ab-komplexet, eller till cellmembranet, om Ag är associerat med det. Som ett resultat av dessa reaktioner bildas C3-konvertas (C4bC2a).

C3är en komponent på grund av vilken komplementsystemets huvudfunktioner utförs. Det klyvs av C3-konverteras till små (C3a) och stora (C3b) fragment. Delvis sätter C3b sig på membranet och ansluter till fagocyter genom det. Den andra delen av C3b förblir bunden till C2a och C4b, vilket resulterar i bildandet av C5-konvertas (C4bC2aC3b). Det finns inaktivatorer som bryter ner C3b till små fragment av C3c (fritt) och C3e (membranbundet).

C5 klyvs av C5-konvertas till små (C5a) och stora (C5b) fragment. Fragmenten C3a och C5a verkar på mastceller och orsakar deras degranulering. Dessutom stimulerar de funktionen hos granulocyter och glatta muskler, vilket bidrar till utvecklingen av inflammatoriska processer. C5b-fragmentet initierar sammansättningen av membranattackkomplexet (MAC).

Alternativt sätt att aktivera.

Faktor B - ett protein med MM 100 000 Da, som bildar ett komplex med C3b, oavsett vilken väg det är en produkt av.

FaktorDär ett enzym med ett MM på cirka 25 000 Da, som verkar på C3bB-komplexet, vilket resulterar i bildandet av ett konvertas (C3bBb).

P-faktor- ett protein som stabiliserar C3bB-komplexet, vilket klyver C3 till fragmenten C3a och C3b. Den resulterande C3b interagerar med faktorerna B och D, vilket resulterar i en kraftig ökning av koncentrationen av C3b genom återkopplingsmekanismen. Denna reaktion begränsas av faktorerna I och H, som inaktiverar C3.

Komponenter C5, C6, C7, C8, C9är gemensamma för de klassiska och alternativa vägarna för aktivering av komplementsystemet. Samtidigt, komponenten C9 i struktur och egenskaper liknar den CTL-perforin och NK-lymfocyter.

De främsta initiativtagarna till den klassiska vägen aktivering av komplementsystemet är immunkomplex (Ag + Ab), stafylokocker (protein A), komplex av C-reaktivt protein med ligander, vissa virus och viruspåverkade celler, cytoskelettelement av celler och andra. Den klassiska vägen börjar med aktiveringen av C1-komponenten, som kaskaderar dess underkomponenter (C1q, C1r, C1s), C4, C2, C3 och efterföljande upp till C9.

VALLMOär en ihålig proteincylinder (höjd 160 Å, medan innerdiametern varierar beroende på antalet inbyggda C9-molekyler), som är nedsänkt på grund av de hydrofoba komponenterna i C9 i fosfolipiddelen av membranet hos främmande celler. Därför utför MAC perforins funktioner. Tack vare hålen som bildas i membranet flyter cellens innehåll ut och den dör. De egna cellernas död förhindras på grund av närvaron av artspecifika hämmare av komplementär aktivering (C3b, C4b) och C8-bindande protein i membranet.

receptorer för komplement finns på erytrocyter, fagocyter, endoteliocyter, mastceller och B-lymfocyter. Alla binder klyvningsprodukterna av C3-komponenten av komplement.

Komplementsystemet utför följande funktioner:

1. Opsonic, dvs. stimulerar fagocytos. Dessa effekter utförs under påverkan av C3b, C1q, Bb, C4b, C5b, C5b6, C5b67;

2. Kemotaktisk- på grund av C5a, C3e, C3a, etc.;

3. mastcellsaktivering, vilket resulterar i frisättning av histamin, som vidgar kapillärerna och orsakar lokal rodnad under inflammation och allergiska reaktioner; denna funktion är associerad med fragmenten C5a, C3a, Ba, C4a;

4. Lysis av bakterier, främmande såväl som gamla celler, från vars yta skyddande proteiner "släcks av";

5. Upplösning immunkomplex, utförda av fragment C3b och C4b.

Komplementsystemets deltagande i reningen av kärlbädden från enstaka bakterieceller som har kommit in i blodomloppet är associerat med aktivering längs en alternativ väg. Som ett resultat av immunsvaret ackumuleras antikroppar mot dessa bakterier i blodserumet. Interaktionen av dessa Abs med Ag på bakterieytan skapar förutsättningar för aktivering av komplementsystemet längs den klassiska vägen, vilket resulterar i bakteriolys (Fig. 9).

Hos personer med brist på C1-C4-komplementkomponenter observeras frekventa återfall av inflammatoriska sjukdomar och pyogen infektion. Brist på faktor P, som stabiliserar det multimolekylära enzymatiska komplexet C5-konvertas i den alternativa vägen, åtföljs av en ökning av känsligheten för gonokocker och meningokocker.

Minskad aktivitet hos komplementsystemet ( hypokomplementemi) kan orsakas av en minskning av produktionen av komplementkomponenter eller av deras ökade konsumtion. Det senare kan bero på uppkomsten av immunkomplex som binder komplement och tillsammans med det fångas upp av fagocytiska celler. Således rensas kärlbädden från överskott av CI. Hypokomplementemi är en ganska vanlig förekomst i autoimmuna processer och andra sjukdomar, vilket negativt påverkar patientens tillstånd.

Vi kommer att fokusera på andra typer av ospecifik resistens när vi bekantar oss med immunitet.

Komplement är en av de viktiga faktorerna för humoral immunitet, som spelar en roll i kroppens försvar mot antigener. Komplement är ett komplext komplex av blodserumproteiner som vanligtvis är i ett inaktivt tillstånd och aktiveras när ett antigen kombineras med en antikropp eller när ett antigen aggregerar.

1. Nio proteiner som utgör själva komplementet och därför betecknas med bokstaven C: C1 ... C9, och C1-komponenten består av tre proteinsubenheter (C1q, C1g, C1s), resten är enstaka proteinmolekyler. Molekylen innehåller en receptor för bindning till PC-fragmentet av antikroppsmolekylen. Antikroppar som tillhör olika klasser av immunglobuliner interagerar med komplement med varierande grad av aktivitet. Proteinerna C5, C6, C7, C8 och C9 är involverade i organiseringen av membranattackkomplexet.

2. Regulatoriska proteiner: C1E1, C4bp, faktor H, faktor I (inaktivator C3b/C4b), protein S.

3. Faktorer involverade i den alternativa vägen för aktivering av komplementsystemet: faktor B (proteinas), faktor B (glykoprotein), faktor P (properdin) - y-globulin, det upptäcktes 1954 av L. Pillemer. Detta protein, som bildar ett komplex med endotoxin, förstör C3 i närvaro av Mg-joner; därför fick det namnet properdin. Properdin stabiliserar C3-konvertaset för den alternativa vägen.

Komplementfunktionerna är olika: a) deltar i lysen av mikrobiella och andra celler (cytotoxisk effekt); b) har kemotaktisk aktivitet; c) deltar i anafylaxi; d) deltar i fagocytos. Därför är komplement en komponent i många immunologiska reaktioner som syftar till att befria kroppen från mikrober och andra främmande celler och antigener (t.ex. tumörceller, transplantat).

Mekanismen för komplementaktivering är en kaskad av enzymatiska proteolytiska reaktioner, vilket resulterar i bildandet av ett aktivt cytolytiskt komplex som förstör väggen av bakterier och andra celler. Tre vägar för komplementaktivering är kända: klassisk, alternativ och lektin.

Längs den klassiska vägen Komplementet aktiveras av antigen-antikroppskomplexet. För detta är deltagande i bindningen av antigenet av en IgM-molekyl eller två IgG-molekyler tillräckligt. Processen börjar med tillsatsen av komponent Cl till AG + AT-komplexet, som bryts ner i subenheter Clq, Clr och Cls. Vidare deltar sekventiellt aktiverade "tidiga" komplementkomponenter i reaktionen i följande sekvens: C4, C2, C3. Denna reaktion har karaktären av en ökande kaskad, d.v.s. när en molekyl av föregående komponent aktiverar flera molekyler av nästa. Den "tidiga" komponenten av komplement C3 aktiverar komponent C5, som har förmågan att fästa till cellmembranet. På C5-komponenten, genom att successivt fästa de "sena" komponenterna C6, C7, C8, C9, bildas ett lytiskt eller membranattackerande komplex som bryter mot membranets integritet (bildar ett hål i det), och cellen dör som ett resultat av osmotisk lysis.

Alternativ väg komplementaktivering sker utan medverkan av antikroppar. Denna väg är karakteristisk för skydd mot gramnegativa mikrober. Kaskadkedjereaktionen i den alternativa vägen börjar med interaktionen av ett antigen (till exempel en polysackarid) med proteinerna B, D och properdin (P), följt av aktivering av C3-komponenten. Vidare fortskrider reaktionen på samma sätt som på det klassiska sättet - ett membranattackkomplex bildas.

lektinväg Komplementaktivering sker också utan medverkan av antikroppar. Det initieras av ett speciellt serummannosbindande protein, som, efter att ha interagerat med mannosrester på ytan av mikrobiella celler, katalyserar C4. Den ytterligare kaskaden av reaktioner liknar det klassiska sättet.

I processen med komplementaktivering bildas proteolysprodukter av dess komponenter - underenheter C3a och C3b, C5a och C5b, och andra som har hög biologisk aktivitet. Till exempel deltar C3a och C5a i anafylaktiska reaktioner, är kemoattraktanter, C3b spelar en roll vid opsonisering av föremål av fagocytos, etc. En komplex komplementkaskadreaktion uppstår med deltagande av Ca 2+ och Mg 2+ joner.

1) förmågan att binda till antigen + antikroppskomplexet;

2) lysering av erytrocyter som används för att erhålla hemolytiskt serum.

RSK sätts i två steg, och två system deltar i det - experimentell eller diagnostisk och indikator. Det diagnostiska systemet består av testserumet (eller det diagnostiska) serumet, som värms upp till 56°C i 30 minuter innan reaktionen sätts upp för att inaktivera det komplement som finns i det, och antigenet. Ett standardkomplement läggs till detta system. Dess källa är färsk eller torkad marsvinsvassle. Blandningen inkuberas vid 37 "C i en timme. Om det finns antikroppar i testserumet kommer de att interagera med det tillsatta antigenet, och de resulterande antigen + antikroppskomplexen kommer att binda det tillsatta komplementet. Om det inte finns några antikroppar i serumet , bildandet av antigen + antikroppskomplexet kommer inte att ske, och komplement kommer att förbli fritt. Det finns vanligtvis inga synliga manifestationer av komplementfixering i detta skede av reaktionen. Därför, för att klargöra frågan om komplementfixering har inträffat eller inte, ett andra indikatorsystem (inaktiverat hemolytiskt serum + ram-erytrocyter) tillsätts och blandningen av alla CSC-komponenter inkuberas igen vid 37°C under 30-60 minuter, varefter reaktionsresultaten utvärderas. Om komplementet binds vid det första steget, det finns antikroppar i det diagnostiska systemet, dvs i patientens serum, och bindningen av komplementet av antikropp + antigenkomplex, erytrocytlys kommer inte att vara - RSK är positivt: vätskan är färglös , på botten av provröret finns ett sediment av erytrocyter. Om det inte finns några specifika antikroppar i serumet och komplementbindning i diagnossystemet inte sker, dvs RSK är negativ, så binder det komplement som inte används i diagnossystemet till komplexet erytrocyt + antikroppsindikatorsystem och hemolys sker: i provröret "lackblod", erytrocytsediment nr. Intensiteten av CSC bedöms med ett fyrkorsningssystem, beroende på graden av hemolysfördröjning och närvaron av erytrocytsediment. Reaktionen åtföljs av lämpliga kontroller: serumkontroll (inget antigen) och antigenkontroll (inget serum), eftersom vissa sera och vissa antigener har antikomplementära effekter. Innan RSK sätts upp titreras noggrant alla komponenter som är involverade i det, med undantag av serumet eller antigenet som studeras. Det är särskilt viktigt att införa den exakta dosen av komplement i reaktionen, eftersom dess brist eller överskott kan leda till falska resultat. Komplementtitern är den minsta mängd som, i närvaro av en fungerande dos hemolytiskt serum, säkerställer fullständig upplösning av erytrocyter. För att ställa in huvudexperimentet tas en dos av komplement, ökad med 20-25% jämfört med den etablerade titern. Titern för hemolytiskt serum är dess maximala utspädning, som, när den blandas med en lika stor volym av 10% komplementlösning, helt hemolyserar motsvarande dos av erytrocyter inom 1 timme vid en temperatur på 37 ° C. Serum utspätt till 1/3 av dess titer används i huvudexperimentet.

Förvärvad immunitet. Värdet av antikroppar i bildandet av immunitet. Rollen för olika klasser av immunglobuliner i immunologiska reaktioner (agglutination, RSK, neutralisering av toxiner och virus, utveckling av lokal immunitet).

Förvärvad immunitet skiljer sig från artimmunitet på följande sätt.

För det första är det inte ärvt. Endast information om immunitetsorganet ärvs, och immuniteten själv bildas i processen för individuellt liv som ett resultat av interaktion med motsvarande patogener eller deras antigener.

För det andra är förvärvad immunitet strikt specifik, det vill säga den är alltid riktad mot en specifik patogen eller antigen.

Bildandet av förvärvad specifik immunitet sker på grund av den samverkande interaktionen mellan makrofager (och andra antigenpresenterande celler), B- och T-lymfocyter och med aktivt deltagande av alla andra immunsystem.

Ett av de karakteristiska tecknen på förvärvad immunitet är utseendet i blodserumet och vävnadsjuicerna av specifika skyddande ämnen - antikroppar riktade mot främmande ämnen.

Antikroppar är unika serumproteiner - globuliner som produceras som svar på att ett antigen kommer in i kroppen och kan interagera specifikt med det. Samlingen av serumproteiner som har egenskaperna hos antikroppar kallas immunglobuliner och betecknas med symbolen Ig.

Det finns fem olika klasser av immunglobuliner: IgG, IgM, IgA, IgE, IgD. De skiljer sig åt i molekylvikt, kolhydratinnehåll, sammansättning av polypeptidkedjor, sedimentationskoefficienter, etc.

Den höga neutraliserande aktiviteten hos antikroppar som tillhör IgG indikerar deras viktiga roll i antitoxisk immunitet. IgM-antikroppar är särskilt aktiva i fagocytosreaktioner med korpuskulära antigener och spelar därför en betydande roll i antimikrobiell immunitet.IgA-antikroppar är särskilt aktiva i virusneutraliseringsreaktioner, därför spelar de en stor roll i antiviral immunitet. Dessutom orsakar sekretoriska IgAs lokal mukosal immunitet. Slutligen förmedlar homocytotropa IgE-antikroppar överkänslighetsreaktioner av omedelbar typ.

Komplementbindningsreaktion.

Den unika förmågan hos komplement att binda specifikt till antigen + antikroppskomplex av olika natur har funnit bred tillämpning i komplementfixeringsreaktionen (CFR). En speciell fördel med CSC är att arten av antigenet som är involverat i det (korpuskulärt eller lösligt) inte spelar någon roll, eftersom komplementet binder till Fc-fragmentet av vilken antikropp som helst som är relaterad till IgG och IgM, oavsett dess antikroppsspecificitet. Dessutom är CSC mycket känsligt: ​​det gör det möjligt att detektera mängden antikroppar 10 gånger mindre än till exempel i utfällningsreaktionen. RSC föreslogs 1901 av J. Bordet och O. Zhang. Den är baserad på två komplementegenskaper:

3) förmågan att binda till antigen + antikroppskomplexet;

4) lysering av erytrocyter som används för att erhålla hemolytiskt serum.

RSK sätts i två steg, och två system deltar i det - experimentell eller diagnostisk och indikator. Det diagnostiska systemet består av testserumet (eller det diagnostiska) serumet, som värms upp till 56°C i 30 minuter innan reaktionen sätts upp för att inaktivera det komplement som finns i det, och antigenet. Ett standardkomplement läggs till detta system. Dess källa är färsk eller torkad marsvinsvassle. Blandningen inkuberas vid 37°C under en timme. Om det finns antikroppar i testserumet kommer de att interagera med det tillsatta antigenet, och de resulterande antigen + antikroppskomplexen kommer att binda det tillsatta komplementet. Om det inte finns några antikroppar i serumet kommer inte bildningen av antigen + antikroppskomplexet att ske, och komplementet förblir fritt. Det finns vanligtvis inga synliga manifestationer av komplementfixering i detta skede av reaktionen. För att klargöra frågan om komplementfixering har inträffat eller inte, tillsätts därför ett andra indikatorsystem (inaktiverat hemolytiskt serum + ram-erytrocyter) och blandningen av alla CSC-komponenter inkuberas igen vid 37C i 30-60 minuter, varefter reaktionsresultaten utvärderas. Om komplementet binds i det första steget, i diagnossystemet, dvs det finns antikroppar i patientens serum, och komplementet har bundits av antikropp + antigenkomplexet, blir det ingen erytrocytlys - RSC är positivt: vätskan är färglöst, erytrocytsediment finns i botten av provröret. Om det inte finns några specifika antikroppar i serumet och komplementbindning i diagnossystemet inte sker, dvs RSK är negativ, så binder det komplement som inte används i diagnossystemet till komplexet erytrocyt + antikroppsindikatorsystem och hemolys sker: i provröret "lackblod", erytrocytsediment nr. Intensiteten av CSC bedöms med ett fyrkorsningssystem, beroende på graden av hemolysfördröjning och närvaron av erytrocytsediment. Reaktionen åtföljs av lämpliga kontroller: serumkontroll (inget antigen) och antigenkontroll (inget serum), eftersom vissa sera och vissa antigener har antikomplementära effekter. Innan RSK ställs in, titreras noggrant alla komponenter som är involverade i det, med undantag av det studerade serumet eller antigenet. Det är särskilt viktigt att införa den exakta dosen av komplement i reaktionen, eftersom dess brist eller överskott kan leda till falska resultat. Komplementtitern är den minsta mängd som, i närvaro av en fungerande dos hemolytiskt serum, säkerställer fullständig upplösning av erytrocyter. För att ställa in huvudexperimentet tas en dos av komplement, ökad med 20-25% jämfört med den etablerade titern. Titern för hemolytiskt serum är dess maximala utspädning, som, när den blandas med en lika stor volym av 10% komplementlösning, helt hemolyserar motsvarande dos av erytrocyter inom 1 timme vid en temperatur på 37 ° C. Serum utspätt till 1/3 av dess titer används i huvudexperimentet.

Den indirekta hemolysreaktionen används som en accelererad metod för detektion av specifika antikroppar. Erytrocyter används som bärare av antigener. I närvaro av specifika antikroppar i patientens serum lyseras sensibiliserade erytrocyter i närvaro av komplement.

Antigener. Definition av begreppet, egenskaper, kemisk natur. specifika antigener. Determinantgrupp (epitop), schlepper. Kompletta och ofullständiga antigener. Haptens och semi-haptens. Faktorer som bestämmer ett proteins antigenicitet och dess specificitet.

Antigener - alla ämnen som finns i mikroorganismer och andra celler eller utsöndras av dem, som bär tecken på genetiskt främmande information och, när de introduceras i kroppen, orsakar utvecklingen av specifika immunreaktioner.

Implementeringen av antigenicitet beror på förmågan hos antigenet att metaboliseras i kroppen, d.v.s. att vara föremål för den destruktiva verkan av makrofager och interagera med andra celler i immunsystemet. Genom denna interaktion erkänns antigen specificitet. Alla antigener har specificitet, det vill säga vissa egenskaper som är genetiskt bestämda och associerade med deras struktur, varför de skiljer sig från varandra.

För karakterisering av mikroorganismer, förutom generisk, art- och gruppantigenspecificitet, är bestämningen av typspecificiteten för antigener mycket viktig. Typspecificitet är en funktion antigen struktur, som orsakar skillnader mellan individer av en grupp av liknande organismer av en given art och låter dig skilja mellan serotyper, eller serovarianter (serovarer). Identifiering av serovarer gör det möjligt att utföra mycket fin differentiering inom arten av mikroorganismer.

Studiet av de antigena egenskaperna hos olika komplexa kemiska föreningar - proteiner, polysackarider, lipider, nukleinsyror etc. - visade att det finns två typer av antigener - kompletta och defekta.

Kompletta antigener har båda antigenfunktionerna: förmågan att inducera bildningen av antikroppar och interagera specifikt med dem.

Ofullständiga antigener själva har inte förmågan att inducera bildningen av antikroppar, de förvärvar denna egenskap först efter att de kombinerats med proteiner eller andra kompletta antigener. Sådana ofullständiga antigener kallas haptener eller semi-haptener.

Ofullständiga antigener har bara en egenskap hos ett antigen: de kan specifikt interagera med dessa antikroppar i induktionen av syntesen som de deltog i (efter att ha fäst sig till ett protein och förvandlats till fullvärdiga antigener).

Om interaktionen av ett sämre antigen med en antikropp åtföljs av de vanliga immunologiska reaktionerna, kallas det en hapten. Om det defekta antigenet har mycket lite molekylvikt och dess interaktion med antikroppar åtföljs inte av de vanliga synliga reaktionerna, det kallas en semi-hapten. Förekomsten av en semi-hapten i detta fall bedöms av det faktum att antikropparna, som är associerade med en semi-hapten, inte längre visar sig i en normal reaktion med ett fullfjädrat antigen (Landsteiners fördröjningsreaktion).

Antigen struktur av en mikrobiell cell. Huvudgrupperna av antigener. Kemisk natur antigen specificitet. Värdet av studiet av antigener i den serologiska klassificeringen av mikroorganismer.

För medicinsk mikrobiologi är antigena egenskaper hos bakterier, toxiner och virus av största intresse. Resultaten av deras studie används i praktiken för att erhålla högeffektiva immunogena preparat, såväl som för att förbättra metoder för att identifiera patogener.

Antigen struktur av en mikrobiell cell. H-, O- och K-antigener, toxiner och enzymer från bakterier som antigener. korsreaktiva antigener. Principer för bestämning av bakteriers antigena sammansättning, differentiering av vanliga (grupp)typspecifika antigener.

Antigen struktur av en mikrobiell cell. Med en komplex kemisk struktur är en bakteriecell ett helt komplex av antigener. Flagella, kapsel, cellvägg, cytoplasmatiskt membran, ribosomer och andra komponenter i cytoplasman, samt olika proteinprodukter som släpps ut av bakterier i den yttre miljön, inklusive toxiner och enzymer, har antigena egenskaper. I detta avseende särskiljs följande huvudtyper av mikrobiella antigener: somatiska eller O-antigener; flagella eller H-antigener; yt- eller kapsulära K-antigener.

Artspecificitet - antigena egenskaper inneboende i representanter för en given art. Många makromolekyler av en given organism har ett avtryck av artspecificitet. Bestämning av artantigener kan användas för att differentiera individer av en art från en annan.

Gruppspecificitet - egenskaper hos den antigena strukturen som är karakteristisk för en viss grupp individer inom en given typ av organism. Gruppantigener som gör det möjligt att skilja på individer eller grupper av individer inom samma art kallas isoantigener.

Heterospecificitet - antigen specificitet på grund av närvaron av vanliga antigener för representanter för olika typer. Heteroantigener orsakar korsimmunologiska reaktioner.

Typspecificitet är en egenskap hos den antigena strukturen, som orsakar skillnader mellan individer av en grupp av liknande organismer av en given art och gör det möjligt att särskilja serotyper, eller serovarianter (serovarer) mellan dem. Identifiering av serovarer gör det möjligt att utföra mycket fin differentiering inom arten av mikroorganismer.

De flesta moderna klassificeringar av patogena mikroorganismer är baserade på dessa typer av antigen specificitet.

8381 0

Komplementsystemet, bestående av cirka 30 proteiner, både cirkulerande och uttryckta på membranet, är en viktig effektorgren av både medfödda och antikroppsmedierade adaptiva immunsvar. Termen "komplement" kommer från det faktum att detta temperaturkänsliga blodserummaterial visade sig "komplettera" antikropparnas förmåga att döda bakterier. Komplement är känt för att spela en viktig roll i försvaret mot många smittsamma mikroorganismer.

De viktigaste delarna av dess skyddande funktion är: 1) produktionen av opsoniner - molekyler som ökar förmågan hos makrofager och neutrofiler till fagocytos; 2) produktionen av anafylatoxiner - peptider som inducerar lokala och systemiska inflammatoriska reaktioner; 3) direkt dödande av mikroorganismer.

Andra viktiga komplementfunktioner är också kända, såsom att förstärka antigenspecifika immunsvar och upprätthålla homeostas (stabilitet i kroppen) genom att ta bort immunkomplex och döda eller döende celler. Vi vet också att störningar av komplementaktiveringen kan leda till cell- och vävnadsskador i kroppen.

Komplementkomponenter syntetiseras i levern, såväl som av celler involverade i det inflammatoriska svaret. Koncentrationen av alla komplementproteiner i det cirkulerande blodet är cirka 3 mg/ml. (För jämförelse: IgG-koncentrationen i blodet är cirka 12 mg/ml) Koncentrationerna av vissa komplementkomponenter är höga (till exempel cirka 1 mg/ml för C3), medan andra komponenter (som faktor D och C2) finns i spårmängder..

Komplementaktiveringsvägar

De inledande stadierna av komplementaktivering är sekventiell kaskadaktivering av den ena efter den andra av dess komponenter. I detta skede inducerar aktiveringen av en komponent enzymets verkan, vilket leder till aktiveringen av nästa komponent i sin tur. Eftersom en aktiv enzymmolekyl kan klyva många substratmolekyler, förstärker denna kaskad av reaktioner den relativt svaga initiala signalen. Dessa kaskadegenskaper hos komplementsystemet liknar de som observerats i andra serumkaskader riktade mot koagelbildning och produktion av kininer, vaskulära inflammatoriska mediatorer.

Vid aktivering delas enskilda komponenter upp i fragment, betecknade med små bokstäver. Det mindre av de delade fragmenten betecknas vanligtvis med bokstaven "a", desto större - "b". Historiskt hänvisas emellertid det största av de kluvna C2-fragmenten vanligtvis till som C2a och det mindre som C2b. (I vissa texter och artiklar betecknas dock fragment av C2-komplementkomponenter omvänt.) Ytterligare klyvningsfragment betecknas också med små bokstäver, till exempel C3d.

Det finns tre vägar för komplementaktivering: klassiskt, lektin och alternativ.

Början av var och en av aktiveringsvägarna kännetecknas av sina egna komponenter och igenkänningsprocesser, men i senare skeden i alla tre fallen används samma komponenter. Egenskaperna för varje aktiveringsväg och de ämnen som aktiverar dem diskuteras härnäst.

klassiskt sätt

Den klassiska aktiveringsvägen kallas så eftersom den definierades först. Proteinkomponenterna i den klassiska vägen betecknas Cl, C2, C9. (Siffrorna är i den ordning som komponenterna upptäcktes, inte i vilka de är aktiverade.) Antigen-antikroppskomplex är de huvudsakliga aktivatorerna för den klassiska vägen. Således är den senare den huvudsakliga effektorvägen för att aktivera det humorala adaptiva immunsvaret.

Andra aktivatorer är vissa virus, döda celler och intracellulära membran (t.ex. mitokondrier), immunglobulinaggregat och β-amyloid som finns i plack vid Alzheimers sjukdom. C-reaktivt protein är ett akutfasprotein - en komponent i det inflammatoriska svaret; den fäster till polysackariden fosforylkolin som uttrycks på ytan av många bakterier (t.ex. Streptococcus pneumoniae) och aktiverar även den klassiska vägen.

Den klassiska vägen initieras när C1 fäster till en antikropp i ett antigen-antikroppskomplex, såsom en antikropp bunden till ett antigen som uttrycks på ytan av en bakterie (Figur 13.1). Komponent Cl är ett komplex av tre olika proteiner: Clq (innehållande sex identiska underkomponenter) associerade med två molekyler (var och en med två) - Clr och Cls. Vid aktivering av Cl binder dess klotformade regioner - subkomponenter av Clq - till en Clq-specifik region på Fc-fragmenten av antingen en IgM eller två nära åtskilda IgG-molekyler associerade med antigenet (IgG-bindning visas i fig. 13.1).

Således är IgM- och IgG-antikroppar effektiva komplementaktivatorer. Humana immunglobuliner som har förmågan att binda till Cl och aktivera den, i fallande ordning efter denna förmåga, är: IgM>> IgG3> IgG 1 » IgG2. Immunglobuliner IgG4, IgD, IgA och IgE interagerar inte med Clq, fixerar eller aktiverar det inte, d.v.s. aktivera inte komplement via den klassiska vägen.

Efter att Cl binder till Cls-antigen-antikroppskomplexet, förvärvar det enzymatisk aktivitet. Denna aktiva form är känd som Cls-esteras. Den delar upp nästa komponent i den klassiska banan - C4 - i två delar: C4a och C4b. En mindre del - C4a - förblir i löst tillstånd, och C4b binder kovalent till ytan av bakterien eller annat aktiverande ämne.

Den del av C4b som är fäst vid cellytan binder sedan C2, som klyvs av Cls. När C2 klyvs erhålls ett C2b-fragment, som förblir i ett upplöst tillstånd, och C2a. I sin tur fäster C2a till C4b på cellytan för att bilda C4b2a-komplexet. Detta komplex kallas den klassiska vägen C3-konvertas eftersom, som vi kommer att se senare, detta enzym klyver nästa komponent, C3.

lektinväg

Lektinvägen aktiveras av terminala mannosrester i proteiner och polysackarider som finns på ytan av bakterien. Dessa rester finns inte på ytan av däggdjursceller, därför kan lektinvägen betraktas som ett sätt att känna igen sig själv och icke-själv. Eftersom denna aktiveringsväg inte kräver närvaro av antikroppar, är den en del av det medfödda immunförsvarssystemet.

På fig. Figur 13.1 visar hur bakteriella mannosrester binder till det cirkulerande mannosbindande lektinkomplexet (MBL), liknande struktur som Clq för den klassiska vägen) och två associerade proteaser som kallas mannosassocierade serinproteaser (MASP-1 och -2). Denna bindning aktiverar MAP-1 för att därefter klyva komponenterna i den klassiska komplementvägen, C4 och C2, för att bilda C4b2a, den klassiska vägen C3-konvertas, på bakterieytan. Och MASP-2 har förmågan att direkt klyva C3. Således liknar lektinvägen efter C3-aktiveringsfasen den klassiska.

Alternativ väg

Den alternativa vägen för komplementaktivering utlöses av nästan vilken främmande substans som helst. De mest studerade substanserna inkluderar lipopolysackarider (LPS, även känd som gramnegativa bakteriecellväggsendotoxiner), vissa jästcellväggar och ett protein som finns i kobragift (kobragiftfaktor). Vissa medel som aktiverar den klassiska vägen, virus, immunglobulinaggregat och döda celler, utlöser också den alternativa vägen.

Aktivering sker i frånvaro av specifika antikroppar. Således är den alternativa komplementaktiveringsvägen en effektorgren av det medfödda immunförsvarssystemet. Vissa komponenter i den alternativa vägen är unika för den (serumfaktorer B och D och properdin, även känd som faktor P), medan andra (C3, C3b, C5, C6, C7, C8 och C9) delas med den klassiska vägen.

C3b-komponenten uppträder i blodet i små mängder efter spontan klyvning av den reaktiva tiolgruppen i C3. Denna "pre-existerande" C3b kan binda till hydroxylgrupperna av proteiner och kolhydrater som uttrycks på cellytor (se figur 13.1). Ackumulering av C3b på cellytan initierar en alternativ väg.

Det kan förekomma både på en främmande och på kroppens egen cell; alltså, när det gäller den alternativa vägen, är den alltid igång. Men, som diskuteras mer i detalj nedan, reglerar kroppens egna celler förloppet av alternativa reaktionsvägar, medan icke-självceller inte har sådana reglerande förmågor och inte kan förhindra utvecklingen av efterföljande händelser av den alternativa reaktionsvägen.

Ris. 13.1. Lansering av de klassiska, lektin- och alternativa vägarna. Demonstration av aktivering av varje väg och bildning av C3-konvertas

I nästa steg av den alternativa vägen binder ett vassleprotein, faktor B, till C3b på cellytan för att bilda C3bB-komplexet. Faktor D klyver sedan faktor B, som är belägen på cellytan i C3bB-komplexet, vilket resulterar i ett fragment av Ba, som frigörs i den omgivande vätskan, och Bb, som förblir associerad med C3b. Denna C3bBb är en alternativ väg C3 convertas som klyver C3 till C3a och C3b.

Vanligtvis löses C3bBb snabbt, men kan stabiliseras i kombination med properdin (se fig. 13.1). Som ett resultat kan properdinstabiliserad C3bBb binda och klyva stora mängder C3 på mycket kort tid. Ansamling på cellytan av dessa snabbt bildade stora mängder C3b leder till en nästan "explosiv" lansering av den alternativa vägen. Sålunda skapar bindningen av properdin till C3bBb en alternativ amplifieringsslinga. Properdins förmåga att aktivera amplifieringsslingan styrs av motsatt verkan av regulatoriska proteiner. Därför sker inte aktiveringen av den alternativa vägen hela tiden.

Aktivering av C3 och C5

C3-klyvning är huvudfasen för alla tre aktiveringsvägarna. På fig. 13.2 visar att C3-konvertaser i de klassiska och alternativa vägarna (C4b2a respektive C3bBb) klyver C3 till två fragment. Det mindre C3a är ett lösligt anafylatoxinprotein: det aktiverar celler involverade i det inflammatoriska svaret. Det större fragmentet, C3b, fortsätter aktiveringsprocessen av komplementkaskaden genom att binda till cellytor runt platsen för aktivering. Som visas nedan är C3b också involverat i värdförsvar, inflammation och immunreglering.

Ris. 13.2. Klyvning av komponent C3 av C3-konvertas och komponent C5 av C5-konvertas i de klassiska och lektin- (övre) och alternativa (nedre) vägarna. I samtliga fall klyvs C3 till C3b, som avsätts på cellytan, och C3, som frigörs i flytande medium. På samma sätt klyvs C5 till C5b som avsätts på cellytan och C5a som släpps ut i det flytande mediet.

Bindningen av C3b till C3-konvertaser, både i de klassiska och alternativa vägarna, initierar bindningen och klyvningen av nästa komponent, C5 (se fig. 13.2). Av denna anledning klassificeras C3-konvertaser associerade med C3b som C5-konvertaser (C4b2a3b i den klassiska vägen; C3bBb3b i alternativet). När C5 klyvs bildas två fragment. Fragment C5a frisätts i löslig form och är ett aktivt anafylatoxin. C5b-fragmentet binder till cellytan och bildar en kärna för bindning till de terminala komplementkomponenterna.

terminalväg

De terminala komponenterna i komplementkaskaden - C5b, C6, C7, C8 och C9 - är gemensamma för alla aktiveringsvägar. De binder till varandra och bildar ett membranattackkomplex (MAC), som orsakar cellys (Fig. 13.3).

Ris. 13.3 Bildning av membranattackkomplexet. Komplementkomponenter i den sena fasen - C5b-C9 - ansluter sekventiellt och bildar ett komplex på cellytan. Många C9-komponenter fäster vid detta komplex och polymeriserar för att bilda poly-C9, vilket skapar en kanal som sträcker sig över cellmembranet.

Den första fasen av MAC-bildning är bindningen av C6 till C5b på cellytan. C7 binder sedan till C5b och C6 och penetrerar cellens yttre membran. Efterföljande bindning av C8 till C5b67 leder till bildandet av ett komplex som tränger djupare in i cellmembranet. På cellmembranet fungerar C5b-C8 som en receptor för C9, en molekyl av perforintyp som binder till C8.

Ytterligare C9-molekyler interagerar i komplex med C9-molekylen och bildar polymeriserad C9 (poly-C9). Dessa poly-C9 bildar en transmembrankanal som stör den osmotiska balansen i cellen: joner tränger in genom den och vatten kommer in. Cellen sväller, membranet blir permeabelt för makromolekyler som sedan lämnar cellen. Resultatet är celllys.

R. Koiko, D. Sunshine, E. Benjamini

Det finns tre mekanismer (vägar) komplementaktivering: klassisk, alternativ och lektin.

Klassisk komplementaktiveringsväg

Det klassiska sättet för komplementaktivering är associerat med bildandet av ett immunkomplex (antigen-antikropp), det tar 5-6 dagar. Det börjar med den första komplementkomponenten (C1), som interagerar med sin Fc-receptor med antikroppar från immunkomplexet, och tvärbinder flera av deras Fc-fragment. Därför är en IgM-molekyl som innehåller 5 Fc-regioner på en gång bekvämare för komplementaktivering.

C1-komponenten består av 3 delkomponenter - q, r och s. Aktiverad Clq ändrar sin konformation och förvärvar förmågan att binda C1r, som vid aktivering interagerar med Cls. Det resulterande Clqrs-komplexet involverar C4-komponenter i kaskaden, från vilken C4a-fragmentet separeras. Det återstående C4b-fragmentet fästs på nytt till antikroppen eller målcellsmembranet, varefter C2a-fragmentet fästs. I det här fallet frigörs det kluvna C2b och kommer in i blodplasman. C4b-C2a-komplexet är ett C3-konvertas, och hela det vidare ödet för komplementet bestäms av detta specifika enzym. Receptorer för fragment av C3-komponenten finns på många celler, vilket är anledningen till att det är den mest aktiva komponenten i systemet. Det är på denna komponent som de klassiska och alternativa vägarna kombineras (Fig. 2).

Därefter, när den tredje komponenten klyvs av C3-konvertas, bildas konvertaset av den 5:e komplementkomponenten (C4b-C2a-C3b), som binder C5 och klyver det till C5a och C5b. C5a kommer in i plasman och C5b deltar i den ytterligare aktiveringen av kaskaden. Efterföljande komponenter spjälkas inte vid aktivering. Därefter aktiveras C6-C9-komponenter sekventiellt, vilka fixeras på målytan och bildar ett membranattackkomplex (MAC). Samtidigt djupnar C8 in i fosfolipiddubbelskiktet i målcellens cytolemma och bildar ett patologiskt hål i det, och flera komponenter av C9 polymeriserar inuti det bildade hålet, vilket utgör det morfologiska substratet av väggarna i den patologiska poren. Detta förhindrar att den bildade kanalen stängs (se fig. 2).

Eftersom den intracellulära miljön har en hög osmolaritet forsar extracellulärt vatten genom patologiska porer in i cytoplasman. I detta avseende ökar det intracellulära trycket ständigt, vilket leder till en kritisk ökning av spänningen i cytolemma och efterföljande bristning av cellen. Den beskrivna mekanismen kallas osmotisk lysis och är karakteristisk för celler med elastiska yttre höljen (till exempel virusinfekterade eller tumörceller). Bakterier har en stel cellvägg som förhindrar plötsliga förändringar i cellstorlek. Därför tror man att, tillsammans med osmotiska mekanismer, bakteriella medel dör på grund av förlusten av essentiella (strategiskt viktiga) metaboliter genom de bildade porerna, såväl som som ett resultat av en kränkning av den fysiologiska joniska asymmetrin mellan cytoplasman och extracellulär miljö. Eftersom målceller aktivt motstår komplementmedierad lysis (utför endocytos eller exocytos av membranregioner som innehåller patologiska porer), är den beskrivna funktionella "immobiliseringen" också väsentlig i fallet med tumör- eller virusinfekterade celler.

Alternativ väg för komplementaktivering

Den alternativa vägen (se fig. 2) för aktivering börjar med SZ-komponenten och utvecklas därefter som den klassiska. Initiatorerna är lipopolysackarider (LPS) av bakteriecellsväggar, svampzymosan och många andra ämnen som C3b-fragmentet interagerar med - en produkt av spontan hydrolys av C3-komponenten, som alltid finns i blodplasman. Därefter fäster den fixerade C3b B-faktorn, som ändrar dess konformation och blir känslig för verkan av plasmaenzymet D-faktor. Den aktiverade B-faktorn hydrolyseras av detta enzym, vilket resulterar i frisättning av Bb- och Ba-fragment. LPS-C3b-Bb-komplexet är instabilt, därför stabiliseras det genom tillsats av properdin (faktor P). P-C3b-Bb-komplexet är ett C3-konvertas av en alternativ komplementaktiveringsväg. Faktorer B, D och properdin tillhör properdinsystemet, vilket är strategiskt viktigt för implementeringen av en alternativ väg för komplementaktivering.

Den cytolytiska aktiviteten av komplement i den alternativa aktiveringsvägen bestäms av egenskaperna hos mikroorganismens skal. Eftersom det i detta fall inte finns något behov av bildandet av immunkomplex, realiseras den alternativa vägen omedelbart efter att patogenen kommer in.

Lectin Complement Activation Pathway

På senare tid har lektinvägen för komplementaktivering också isolerats. Det utförs på grund av de så kallade lektinerna - proteiner som kan binda kolhydrater. cellväggar bakterier och svampar. Det klassiska lektinet är det mannosbindande proteinet. material från webbplatsen

När komplementkaskaden aktiveras frigörs ett antal fragment av individuella komponenter (C4a, C2b, C3a, C5a, såväl som C3b och C4b) i plasman, som utför ett antal viktiga funktioner. Således är komplement ett mycket ekonomiskt system, eftersom även biprodukter av reaktionen också är utrustade med uttalad biologisk aktivitet. De bidrar till utvecklingen av inflammation på platsen för patogenneutralisering. Således orsakar fragment C3a, C4a och C5a (anafylatoxiner) omedelbart degranulering av mastceller, vilket leder till frisättning av histamin och utveckling av lokal hyperemi, hypertermi och ödem. Samtidigt bidrar C5a och Ba (kemoattraktanter) till att neutrofiler kommer in i fokus, d.v.s. utveckling av dess cellulära infiltration. Och fragmenten C3b och C4b fungerar som opsoniner, vilket underlättar igenkänning och infångning av patogener av fagocyter. Allt detta leder till bildandet av exsudat, först seröst, i vilket plasmavätska dominerar, och sedan purulent, som innehåller en stor mängd vävnadsavfall, döda patogener och förstörda neutrofiler. Det frigjorda C2b-fragmentet bidrar till ackumulering av kininliknande ämnen, vilket leder till ökad vasodilatation, orsakar smärta och orsakar även aktivering av Hagemanfaktorn (systemets XII-faktor