Komplement (C)

KOMPLEMENT (C)
-
lat.complementum (C) - doplnok (Jules Bordet, koniec 19. stor.)
-
mechanizmus vrodenej imunity
-
sústava ∼ 30 proteínov – sú prítomné v neaktívnom stave
krvné sérum, plazma, tkanivový mok, telové tekutiny, Mø
- hlavne v pečeni
- menej v mononukleárnych fagocytoch: slezina, KD, pľúca, črevná sliznica
-
biologické účinky odvodené z aktivovaného komplementu zahŕňajú elimináciu patogénov,
odstránenie imunokomplexov a reguláciu imunitnej odpovede.
-
úloha komplementu v obrane hostiteľa voči infekcii sa vzťahuje na kapacitu komplementových proteínov opsonizovať mikroorganizmy, lyzovať cieľové bunky a indukovať uvoľnenie mediátorov zápalovej reakcie z leukocytov
-
nevhodná aktivácia komplementového systému spojená s uvoľnenými mediátormi zápalu prispieva k poškodeniu tkanív a je pozorovaná pri ochoreniach s produkciou autoprotilátok a sprostredkovaná imunnými komplexami
- nomenklatúra: zložky označené písmenom „C“ a číslom: C1, C2...
štiepne fragmenty zložiek: písmeno a/b: C3a, C3b...
a – malý fragment; anafylatoxický účinok
b – väčší fragment; „binding“ – viažúci sa na membránu cieľových bb, opsonizačný účinok
- poradie aktivácie zložiek: C1, C4, C2, C3, C5 – C9
-
hlavné zložky komplementu: C1 – C9
-
faktory B, D, H, I, properdín (P)
-
zložky C4, C2, C3, C5 majú enzýmovú aktivitu
-
centrálne postavenie: C3 zložka
-
jednotlivé zložky pôsobia v kaskáde ® prvá aktivovaná zložka aktivuje nasledujúcu a efektorovú funkciu vykonáva MAC komplex
Aktivácia C
-
komplementová kaskáda môže byť aktivovaná prostredníctvom protilátok alebo láktami neimunoglobulínovej povahy
Cesty aktivácie komplementu:
-
KLASICKÁ CESTA (objavená skôr)
- aktivačný faktor: komplex Ab –Ag ® prepojenie vrodenej a získanej humorálnej imunity
-
ALTERNATÍVNA CESTA (evolučne staršia)
- na spustenie kaskády stačí naviazanie zložky komplementu na povrch mikroorganizmu
= PROPERDÍNOVÁ
- iniciovaná väzbou lektínov na polysacharidy bakteriálnej steny
-
všetky cesty navodia tvorbu C3 konvertázy, ktorá štiepi C3 zložku
-
aktivácia C3 zložky je centrálnym procesom v C kaskáde – ďalej prebiehajú všetky dráhy rovnako ® lytická dráha
-
tvorba komplexu atakujúceho membránu (MAC) ® lýza cieľovej b.
-
je množstvo molekúl a buniek schopných spúšťať klasickú cestu: imúnne komplexy (obsahujúcich IgG alebo IgM), na protilátkach nezávislé aktivátory ako sú Gram-negatívne baktérie, alebo glykoproteínové obaly retrovírusov.
-
G+ bakt. – hrubá bb. stena – C ich nedokáže priamo lyzovať ® ale fragmenty C3b, C5b ich opsonizujú ® uľahčená fagocytóza
-
G- bakt. – môžu byť priamo usmrtené cytolytickým MAC komplexom
Po aktivácii sa C zložky štiepia a pôsobia ako:
-
opsoníny (C3b, C4b, C5b) – imúnna fagocytóza
-
mediátory zápalu (C3a, C5a) – účinky: vazodilatačné, chemotaktické, ovplyvňujú množstvo a zloženie buniek zápalu
-
membránolytický komplex (C5b – C9) – priamy bakteriocídny účinok na G- baktérie
-
C3a – konstrikčný účinok na hladké svaly – alergické reakcie – anafylaktický šok
Klasická cesta aktivácie C
C1 zložka má podjednotky: C1q, C1r, C1s
-
na C1q sú miesta pre väzbu Fc konca IgM / IgG = Fc binding globules
-
aktivácia C klasickou cestou sa zahajuje interakciou C1q podjednotky s imunokomplexom – nutná prítomnosť Ca2+
Obr1. ( Fc binding globules )
Obr2. ( klasická cesta )
Obr3. ( klasická a alternatívna cesta aktivácie )
Obr4. ( komplement cascade )
Lektínová cesta
-
aktivovaná okamžite bez tvorby špecifických protilátok
-
aktivátor – LEKTÍN = MBP (manózu viažúci proteín)
-
na MBP sa viaže enzým MASP (MBP – asociovaná serínová proteináza) ® nahrádza C1s – proteázu a ďalej postupuje rovnako ako klasická cesta aktivácie jednotlivých zložiek komplementu
Obr5. ( MASP )
Alternatívna cesta
-
iniciácia vyžaduje prítomnosť C3b zložky – väzba na polysacharidy na povrchu mikroorganizmov
-
faktory B a D
-
properdín – stabilizuje C3 konvertázu (C3bBb) alternatívnej cesty
-
faktory H a I – kontrolná úloha
-
komponenty C3, C5, C6 – C9 rovnako ako v klasickej ceste
Obr6. (MAC komplex )
Poruchy komplemetu - ochorenia
-
prejavujú sa zníženou obranyschopnosťou organizmu
-
zvýšený sklon k recidivujúcim infekciám pyogénnymi baktériami
-
sklon k imunokomplexovému ochoreniu
ZÁPAL
-
je fylogeneticky aj ontogeneticky najstarší obranný mechanizmus – súčasť vrodenej imunity (možno sa s ním stretnúť už u najprimitívnejších živočíchov)
-
obranná odpoveď organizmu s miestnymi i celkovými prejavmi rôznej intenzity, ktorú vyvoláva infekcia alebo poškodenie tkaniva ® mobilizácia efektorových bb. v krvi a ich presun do ohrozeného tkaniva
Cieľ zápalu: lokalizovať a odstrániť jeho príčinu (mikróby, iné cudzorodé škodliviny) a potom regenerovať postihnuté miesto
- Okrem pozitívnej úlohy môže však zápal plniť úlohu významného patogenetického činiteľa
- pri zápale súčasne reagujú nervové, vaskulárne, celulárne a humorálne zložky hostiteľa
ZÁPAL
-
je výsledkom koordinovaného účinku buniek a humorálnych faktorov
-
bb. zúčastňujúce sa zápalu: PMN
makrofágy
mastocyty
trombocyty
cievny endotel
-
humorálne faktory: mediátory zápalu
komplement
cytokíny
biologicky aktívne látky kinínového a plazmínového systému
TYPY ZÁPALU
Zápalové deje v organizme sa delia podľa rôznych kritérií:
priebeh (akútny, subakútny a chronický zápal)
morfologický obraz (nešpecifický a špecifický zápal)
AKÚTNY ZÁPAL
-
krátkodobý – niekoľko dní, max. týždne
-
končí elimináciou pôvodcu a zahojením tkaniva
-
prebieha na 2 úrovniach: lokálne (miestne)
systémovo (celotelovo)
Lokálne prejavy zápalu:
-
rubor = sčervenanie
-
tumor = opuch, edém
-
calor = zvýšená teplota
-
dolor = bolesť
-
functio laesa = zhoršenie funkcie
AKÚTNY ZÁPAL - lokálny
-
prebieha v poškodenom tkanive a jeho blízkom okolí
-
po likvidácii ohniska zápalu nasleduje fáza hojenia
-
sprievodné znaky:
-
zvýšený prietok krvi – zmeny mikrocirkulácie (histamín, bradykinín, PGE2 ® rubor
-
vazodilátacia – zmeny v štruktúre endotelu – histamín a serotonín; C5a, prostaglandíny, leukotriény, kiníny
-
akumulácia tekutín – zväčšenie medzier v stenách ciev ® zvýšená permeabilita ® zápalový exudát (tekutina bohatá na bielkoviny) ® edém ® tlak ® bolesť
- úlohou tekutiny je nariediť a neutralizovať toxíny a metabolity, zabezpečiť prísun dôležitých látok
-
migrácia leukocytov
-
fagocytóza (spoluúčasť komplementu)
-
z poškodeného tkaniva sa uvoľňujú mediátory zápalu (histamín, trombín) prozápalové cytokíny (TNF, IL-1), bakteriový endotoxín LPS ® ich účinkom sa v priľahlom endoteli exprimujú adhezívne molekuly ® prestup Leu do tkaniva
-
adhezívne molekuly ® cirkulujúce Leu (monocyty, granulocyty) sa začnú pohybovyť k okraju ciev = marginácia ® kontakt s endotelom interakciou selektínov (E-selektín, P-selektín) na endoteli a proteoglykánovými ligandami na Leu ® spomalenie pohybu Leu = naviazanie – začnú sa kotúľať po povrchu endotelu = „rolling“ – TNF, IL-1 a chemokíny ® zvýšená expresia integrínov na Leu ® pevné prichytenie Leu na aktivovaný endotel = adhézia ® Leu sa prešmyknú pomedzi endotelové bb. = extravazácia a vniknú do poškodeného tkaniva a pozdĺž gradientu chemotaktických faktorov (IL-8, C5a) do miesta zápalu = transmigrácia
-
Leu sú v mieste zápalu aktivované a produkujú vlastné cytokíny(IL-1, IL-4, TNF, IFN-g) a mediátory zápalu ® prílev bb.
-
prílev bb. je kontrolovaný proces ® populácie Leu prichádzajú do miesta zápalu v určitom poradí:
a) akútny zápal – 1. migrujú neutrofily
b) chronický zápal – 1. sú makrofágy
c) alergický zápal a parazitárne infekcie – ako 1. Eozinofily
-
profesionálne fagocyty ® pohltenie, usmrtenie mikróbov
-
chemoatraktívne látky uvoľnené z mikróbov v mieste zápalu lákajú PMN alebo makrofágy – tieto uvoľňujú enzýmy, ktoré ničia a inaktivujú mnohé typy baktérií, ktoré sa dostanú do rany.
-
keď zápalová reakcia pokračuje, veľké množstvo makrofágov sa akumuluje, pohlcujú nielen baktérie ale aj debris z poškodených bb. ® môže vznikať aj hnis = žltkastá látka zložená zo zhlukov makrofágov, PMN, tkanivových bb., mŕtvych bb., usmrtených baktérií a extracelulárnej tekutiny.
Hojenie tkaniva
-
2 základné pochody: 1. tvorba spojivového tkaniva
2. angiogenéza
-
riadené cytokínmi a adhezívnymi molekulami
SYSTÉMOVÝ AKÚTNY ZÁPAL
-
systémové prejavy zápalu ® zvýšenie celkového metabolizmu – koordinácia s neuroendokrinným systémom
-
typické prejavy: zvýšená teplota - horúčka
leukocytóza
tvorba proteínov akútnej fázy
-
poplachové cytokíny: IL-1, IL-6, IL-3, TNF, IFNg, PGE2
-
terč: kostná dreň, CNS, hypotalamus, pečeň
-
účel: mobilizácia všetkých síl organizmu na obnovu narušenej fyziologickej rovnováhy
CHRONICKÝ ZÁPAL
-
dlhodobý proces – mesiace až roky
-
pôvodcu zápalu sa počas akútnej fázy nepodarilo odstrániť
-
agens pretrváva v tele – perzistentná infekcia (TBC, hepatitída), exogénny fyzikálny alebo chemický podnet (inhalácia Si, azbest), alergické reakcie
-
nižšia intenzita zápalovej reakcie vyvoláva však dlhodobé poškodzovanie
-
tvorba granulómov – izolácia pôvodcu infekcie od okolitého tkaniva - „obal“
SÚHRN
Zápalová reakcia sa začína rozšírením miestnych arteriol a kapilár, z ktorých uniká plazma. V úseku poškodenia sa hromadí edémová tekutina, tvorí sa fibrínová sieť a prietok cez lymfatické cievy je sťažený, čím sa zabraňuje šíreniu mikróbov. Leukocyty prilipnú k stenám kapilár a potom vycestujú k miestu iritácie. Migráciu leukocytov stimulujú látky, ktoré vznikajú v mieste zápalu. Leukocyty fagocytujú mikroorganizmy a usmrcujú ich. V prvej etape sú zaangažované hlavne PMN leukocyty, kým neskôr nastupujú makrofágy schopné fagocytovať nielen mikróby ale i fragmenty z usmrtených a rozpadnutých buniek. Zápalové ložisko má nižšie pH. Z rozpadnutých buniek sa uvoľňujú látky s antibakteriálnym účinkom a s účinnosťou na cievy a iné bunky.
Pri zápale sa zisťujú mnohé lokálne, ale i celkové príznaky. Ide o zvýšenú telesnú teplotu (horúčku), ktorá je dôležitým príznakom mikrobiálnych ochorení. Ďalej sa dokazujú tzv. proteíny akútnej fázy (APP – Acute – Phase – Proteins). Makrofágy v zápalovom ložisku produkujú vysoko aktívny proteín interleukín-1 (IL-1), nazývaný v minulosti leukocytový pyrogén. IL-1 má veľmi širokú biologickú aktivitu. Pôsobí na lymfocyty, hypotalamus, stimuluje hepatocyty k zvýšenej syntéze a produkcii proteínov akútnej fázy, ovplyvňuje degradáciu svalstva, dráždi chondrocyty, fibroblasty a mení na mnohých úsekoch metabolizmus.
... bakteriálna infekcia indukuje zápalovú reakciu
Obr7. ( indukcia zápalovej reakcie )
Dve úrovne prejavu akútneho zápalu
Obr8. ( akútny zápal )
Prejavy akútneho zápalu na lokálnej úrovni
Poškodenie tkaniva spúšťa produkciu mediátorov, ktoré navodia dilatáciu ciev (histamín, PGE2),zvýšenú priepustnosť ciev (PAF, C5a) atým dôjde k preniknutiu tekutiny a sérových bielkovín z krvi do poškodeného tkaniva. Poplachové cytokíny (IL-1, TNF, IL-8) navodia expresiu aktivovaných adhezívnych molekúl na cievnom endoteli a leukocytoch, ktoré umožnia prechod leukocytov z krvi do priľahlého tkaniva. Chemotaktické faktory (chemokíny, C5a, LTB4) uvoľňované z infikovaného tkaniva a aktivovaného endotelu pritiahnu do miesta poškodenia fagocyty. Účinok fagocytózy zvyšujú opsoníny (C3b, C4b, C5b, protilátky), ktoré obalia poškodzujúci agens.
Transmigrácia Leu do miesta zápalu
Poškodené tkanivo uvoľňuje mediátory zápalu a cytokíny, ktoré aktivujú priľahlý cievny endotel a cirkulujúce leukocyty. Aktivované bb. exprimujú adhezívne molekuly (selektíny a ich ligandy, integríny a ICAM), ktoré navodia adherenciu krvných leukocytov k endotelu a PECAM-1 umožní ich prechod do ohrozeného tkaniva. Chemokíny aktivujú prichádzajúce leukocyty a usmernia ich postup do miesta zápalu.
Systémový prejav akútnej zápalovej reakcie
Na úrovni organizmu navodia lokálne priodukované cytokíny zvýšenie telesnej teploty (účinkom na hypotalamus) a tvorbu ACTH. ACTH navodí v nadobličkách produkciu kortikosteroidov, ktoré inhibujú účinok zápalových cytokínov a stimulujú v pečeni tvorbu proteínov akútnej fázy. Proteíny akútnej fázy z prozápalové cytokíny zvyšujú celkovú obranyschopnosť organizmu. Hemopoetické rastové faktory stimulujú uvoľnenie leukocytov (hlavne neutrofilov) z kostnej drene do krvného obehu.
Obrázky z prezentácie : obr1. ... obr8.
|