Эффекторная роль комплемента. Функции системы комплемента. Защитная роль комплемента

СЛАЙД 1

Лекция №4. Гуморальные факторы врожденного иммунитета

1. Система комплемента

2. Белки острой фазы воспаления

3. Биогенные амимны

4. Липидные медиаторы

5. Цитокины

6. Интерфероны

СЛАЙД 2

Гуморальная составляющая врожденного иммунитета представлена несколькими взаимосвязанными системами - системой комплемента, цитокиновой сетью, бактерицидными пептидами, а также гуморальными системами, связанными с воспалением.

Действие большинства этих систем подчиняется одному из двух принципов - каскада и сети. По каскадному принципу функционирует система комплемента, при активации которой происходит последовательное вовлечение факторов. При этом эффекты каскадных реакций проявляются не только в конце активационного пути, но и на промежуточных стадиях.

Принцип сети характерен для системы цитокинов и предполагает возможность одновременного функционирования различных компонентов системы. Основа функционирования такой системы - тесная взаимосвязь, взаимное влияние и значительная степень взаимозаменяемости компонентов сети.

СЛАЙД 3

Комплемент – сложный белковый комплекс сыворотки крови.

Система комплемента состоит из 30 белков (компонентов, или фракций , системы комплемента).

Активируется система комплемента за счет каскадного процесса: продукт предыдущей реакции исполняет роль катализатора последующей реакции. Причем при активации фракции компонента происходит, у первых пяти компонентов, ее расщепление. Продукты этого расщепления и обозначаются как активные фракции системы комплемента .

1. Больший из фрагментов (обозначаемый буквой b), образовавшихся при расщеплении неактивной фракции, остается на поверхности клетки – активация комплемента всегда происходит на поверхности микробной клетки, но не собственных эукариотических клеток. Этот фрагмент приобретает свойства фермента и способность воздействовать на последующий компонент, активируя его

2. Меньший фрагмент (обозначается буквой a) является растворимым и «уходит» в жидкую фазу, т.е. в сыворотку крови.

Фракции системы комплемента обозначаются по-разному.

1. Девять – открытых первыми – белков системы комплемента обозначаются буквой С (от английского слова complement) с соответствующей цифрой.

2. Остальные фракции системы комплемента обозначаются другими латинскими буквами или их сочетаниями.

СЛАЙД 4

Пути активации комплемента

Существуют три пути активации комплемента: классический, лектиновый и альтернативный.

СЛАЙД 5

1. Классический путь активации комплемента является основным. Участие в этом пути активации комплемента – главная функция антител.

Активацию комплемента по классическому пути запускает иммунный комплекс : комплекс антигена с иммуноглобулином (класса G или М). Место антитела может «занять» С-реактивный белок – такой комплекс также активирует комплемент по классическому пути.

Классический путь активации комплемента осуществляется следующим образом.

а. Сначала активируется фракция С1 : она собирается из трех субфракций (C1q, C1r, C1s) и превращается в фермент С1-эстеразу (С1qrs).

б. С1-эстераза расщепляет фракцию С4 .

в. Активная фракция С4b ковалентно связывается с поверхностью микробных клеток - здесь присоединяет к себе фракцию С2 .

г. Фракция С2 в комплексе с фракцией С4b расщепляется С1-эстеразой с образованием активной фракции С2b .

д. Активные фракции С4b и С2b в один комплекс – С4bС2b – обладающий ферментативной активностью. Это так называемая С3-конвертаза классического пути .

е. С3-конвертаза расщепляет фракцию С3 , нарабатываю большие количества активной фракции С3b.

ж. Активная фракция С3b присоединяется к комплексу С4bС2b и превращает его в С5-конвертазу (С4bС2bС3b ).

з. С5-конвертаза расщепляет фракцию С5 .

и. Появившаяся в результате этого активная фракция С5b присоединяет фракцию С6 .

к. Комплекс С5bС6 присоединяет фракцию С7 .

л. Комплекс С5bС6С7 встраивается в фосфолипидный бислой мембраны микробной клетки .

м. К этому комплексу присоединяется белок С8 и белок С9 . Данный полимер формирует в мембране микробной клетки пору диаметром около 10 нм, что приводит к лизису микроба (так как на его поверхности образуется множество таких пор – «деятельность» одной единицы С3-конвертазы приводит к появлению около 1000 пор). Комплекс С5bС6С7С8С9, образующийся в результате активации комплемента, называется мемранатакующим комплексом (МАК).

СЛАЙД 6

2. Лектиновый путь активации комплемента запускается комплексом нормального белка сыворотки крови – маннансвязывающего лектина (МСЛ) – с углеводами поверхностных структур микробных клеток (с остатками маннозы).

СЛАЙД 7

3. Альтернативный путь активации комплемента начинается с ковалентного связывания активной фракции С3b – которая всегда присутствует в сыворотке крови в результате постоянно протекающего здесь спонтанного расщепления фракции С3 – с поверхностными молекулами не всех, но некоторых микроорганизмов.

1. Дальнейшие события развиваются следующим образом.

а. С3b связывает фактор В , образуя комплекс С3bВ.

б. В связанном с С3b виде фактор В выступает в качестве субстрата для фактора D (сывороточной сериновой протеазы), которая расщепляет его с образованием активного комплекса С3bВb . Этот комплекс обладает ферментативной активностью, структурно и функционально гомологичен С3-конвертазе классического пути (С4bС2b) и называется С3-конвертазой альтернативного пути .

в. Сама по себе С3-конвертаза альтернативного пути нестабильна. Чтобы альтернативный путь активации комплемента успешно продолжался этот фермент стабилизируется фактором Р (пропердином).

2. Основное функциональное отличие альтернативного пути активации комплемента, по сравнению с классическим, заключается в быстроте ответа на патоген: так как не требуется время для накопления специфических антител и образования иммунных комплексов.

Важно понимать, что и классический и альтернативный пути активации комплемента действуют параллельно , еще и амплифицируя (т.е. усиливая) друг друга. Другими словами комплемент активируется не «или по классическому или по альтернативному», а «и по классическому и по альтернативному» путям активации. Это, еще и с добавлением лектинового пути активации, – единый процесс, разные составляющие которого могут просто проявляться в разной степени.

СЛАЙД 8

Функции системы комплемента

Система комплемента играет очень важную роль в защите макроорганизма от патогенов.

1. Система комплемента участвует в инактивации микроорганизмов , в т.ч. опосредует действие на микробы антител.

2. Активные фракции системы комплемента активируют фагоцитоз (опсонины - С3b и C5b) .

3. Активные фракции системы комплемента принимают участие в формировании воспалительной реакции .

СЛАЙД 9

Активные фракции комплемента С3а и С5а называются анафилотоксинами , так как участвуют, помимо прочего, в аллергической реакции, называемой анафилаксия. Наиболее сильным анафилотоксином является С5а. Анафилотоксины действуют на разные клетки и ткани макроорганизма.

1. Действие их на тучные клетки вызывает дегрануляцию последних.

2. Анафилотоксины действуют также на гладкие мышцы , вызывая их сокращение.

3. Действуют они и на стенку сосуда : вызывают активацию эндотелия и повышение его проницаемости, что создает условия для экстравазации (выхода) из сосудистого русла жидкости и клеток крови в ходе развития воспалительной реакции.

Корме того, анафилотоксины являются иммуномодуляторами , т.е. они выступают в роли регуляторов иммунного ответа.

1. С3а выступает в роли иммуносупрессора (т.е. подавляет иммунный ответ).

2. С5а является иммуностимулятором (т.е. усиливает иммунный ответ).

СЛАЙД 10

Белки острой фазы

Некоторые гуморальные реакции врожденного иммунитета по своему назначению аналогичны реакциям адаптивного иммунитета и могут рассматриваться как их эволюционные предшественники. Такие реакции врожденного иммунитета имеют преимущество перед адаптивным иммунитетом в быстроте развития, однако недостаток их заключается в отсутствии специфичности в отношении антигенов. Пару сходных по результатам реакций врожденного и адаптивного иммунитета мы рассмотрели выше в разделе, посвященном комплементу (альтернативная и классическая активация комплемента). Другой пример будет рассмотрен в данном разделе: белки острой фазы в ускоренном и упрощенном варианте воспроизводят некоторые эффекты антител.

Белки (реактанты) острой фазы представляют группу протеинов, секретируемых гепатоцитами. При воспалении продукция белков острой фазы изменяется. При усилении синтеза белки называют положительными, а при понижении синтеза - отрицательными реактантнами острой фазы воспаления.

Динамика и выраженность изменений сывороточной концентрации различных белков острой фазы при развитии воспаления неодинакова: концентарция С-реактивного белка и сывороточного амилоида Р возрастает очень сильно (в десятки тысяч раз) - быстро и кратковременно (практически нормализуется к концу 1-й недели); уровни гаптоглобина и фибриногена возрастают слабее (в сотни раз) соответственно на 2-й и 3-й неделях воспалительной реакции. В данной презентации будут рассмотрены только положительные реактанты, участвующие в иммунных процессах.

СЛАЙД 11

Согласно выполняемым функциям выделяют несколько групп белков острой фазы.

К транспортным белкам относят преальбумин, альбумин, орозомукоид, липокалины, гаптоглобин, трансферрин, маннозасвязывающий и ретинолсвязывающий белки и т.д. Они играют роль переносчиков метаболитов, ионов металлов, физиологически активных факторов. Роль факторов этой группы существенно возрастает и качественно изменяется при воспалении.

Другую группу образуют протеазы (трипсиноген, эластаза, катепсины, гранзимы, триптазы, химазы, металлопротеиназы), активация которых необходима для формирования многих медиаторов воспаления, а также для осуществления эффекторных функций, в частности киллерной. Активация протеаз (трипсина, химотрипсина, эластазы, металлопротеиназ) уравновешивается накоплением их ингибиторов. α2-Макроглобулин участвует в подавлении активности протеаз разных групп.

Помимо перечисленных, к белкам острой фазы относят факторы коагуляции и фибринолиза, а также белки межклеточного матрикса (например, коллагены, эластины, фибронектин) и даже белки системы комплемента.

СЛАЙД 12

Пентраксины. Наиболее полно проявляют свойства реактантов острой фазы белки семейства пентраксинов: в первые 2-3 сут развития воспаления их концентрация в крови повышается на 4 порядка.

С-реактивный белок и сывороточный амилоид Р образуются и секретируются гепатоцитами. Основной индуктор их синтеза - IL-6. Белок PTX3 вырабатывают миелоидные (макрофаги, дендритные клетки), эпителиальные клетки и фибробласты в ответ на стимуляцию через TLR, а также под действием провоспалительных цитокинов (например, IL-1β, TNFα).

Концентрация пентраксинов в сыворотке резко возрастает при воспалении: С-реактивного белка и сывороточного амилоида Р - с 1 мкг/мл до 1–2 мг/мл (т.е. в 1000 раз), РТХ3 - с 25 до 200–800 нг/мл. Пик концентрации достигается через 6–8 ч после индукции воспаления. Для пентраксинов характерна способность связываться с самыми разнообразными молекулами.

С-реактивный белок был впервые идентифицирован благодаря его способности связывать полисахарид С (Streptococcus рneumoniae ), что и определило его название. Пентраксины взаимодействуют и с множеством других молекул: C1q, бактериальными полисахаридами, фосфорилхолином, гистонами, ДНК, полиэлектролитами, цитокинами, белками межклеточного матрикса, сывороточными липопротеинами, компонентами комплемента, друг с другом, а также с ионами Са 2+ и других металлов.

Для всех рассматриваемых пентраксинов существуют высокоаффинные рецепторы на миелоидных, лимфоидных, эпителиальных и других клетках. Кроме того, эта группа белков острой фазы обладает достаточно высоким сродством к таким рецепторам, как FcγRI и FcγRII. Многочисленность молекул, с которыми взаимодействуют пентраксины, определяет широкое разнообразие их функций.

Распознавание и связывание пентраксинами PAMP дает основание рассматривать их как вариант растворимых патогенраспознающих рецепторов.

К наиболее важным функциям пентраксинов относят их участие в реакциях врожденного иммунитета в качестве факторов, запускающих активацию комплемента через C1q и участвующих в опсонизации микроорганизмов.

Комплементактивирующая и опсонизирующая способность пентраксинов делает их своеобразными «протоантителами», частично выполняющими функции антител на начальном этапе иммунного ответа, когда истинные адаптивные антитела еще не успели выработаться.

Роль пентраксинов во врожденном иммунитете заключается также в активации нейтрофилов и моноцитов/макрофагов, регуляции синтеза цитокинов и проявлении хемотаксической активности по отношению к нейтрофилам. Помимо участия в реакциях врожденного иммунитета пентраксины регулируют функции межклеточного матрикса при воспалении, контроле апоптоза и элиминации апоптотических клеток.

СЛАЙД 13

Биогенные амины

К этой группе медиаторов относят гистамин и серотонин, содержащиеся в гранулах тучных клеток. Освобождаясь при дегрануляции, эти амины вызывают разнообразные эффекты, играющие ключевую роль в развитии ранних проявлений гиперчувствительности немедленного типа.

Гистамин (5-β-имидазолилэтиламин) - главный медиатор аллергии. Он образуется из гистидина под влиянием фермента гистидиндекарбоксилазы.

Поскольку гистамин содержится в гранулах тучных клеток в готовом виде, а процесс дегрануляции происходит быстро, гистамин очень рано появляется в очаге аллергического поражения, причем сразу в большой концентрации, что определяет проявления немедленной гиперчувствительности. Гистамин быстро метаболизируется (95% за 1 мин) с участием 2 ферментов - гистамин-N-метилтрансферазы и диаминооксидазы (гистаминазы); при этом образуется (в соотношении примерно 2:1) соответственно N-метилгистамин и имидазолацетат.

Известно 4 разновидности рецепторов для гистамина Н 1 -Н 4 . При аллергических процессах гистамин действует преимущественно на гладкие мыщцы и эндотелий сосудов, связываясь с их Н 1 -рецепторами. Эти рецепторы поставляют активационный сигнал, опосредованный превращениями фосфоинозитидов с образованием диацилглицерола и мобилизацией Са 2+ .

Указанные эффекты частично обусловлены образованием в клетках (мишенях гистамина) оксида азота и простациклина. Действуя на нервные окончания, гистамин вызывает ощущение зуда, характерного для аллергических проявлений в коже.

У человека гистамин играет важную роль в развитии кожной гиперемии и аллергического ринита. Менее очевидно его участие в развитии общих аллергических реакций и бронхиальной астмы. В то же время через Н 2 -рецепторы гистамин и родственные вещества оказывают регуляторное действие, иногда уменьшающее проявления воспаления, ослабляя хемотаксис нейтрофилов и выброс ими лизосомных ферментов, а также высвобождение самого гистамина.

Через Н 2 -рецепторы гистамин действует на сердце, секреторные клетки желудка, подавляет пролиферацию и цитотоксическую активность лимфоцитов, а также секрецию ими цитокинов. Большинство этих эффектов опосредовано активацией аденилатциклазы и повышением внутриклеточного уровня цАМФ.

Данные об относительной роли различных рецепторов гистамина в реализации его действия очень важны, поскольку многие антиаллергические препараты представляют собой блокаторы Н 1 (но не Н 2 и других) рецепторов гистамина.

СЛАЙД 14

Липидные медиаторы.

Важную роль в регуляции иммунных процессов, а также в развитии аллергических реакций играют гуморальные факторы липидной природы. Наиболее многочислены и важны из них эйкозаноиды.

Эйкозаноиды - продукты метаболизма арахидоновой кислоты - жирной полиненасыщенной кислоты, молекула которой содержит 20 атомов углерода и 4 ненасыщенные связи. Арахидоновая кислота образуется из мембранных фосфолипидов как прямой продукт действия фосфолипазы А (PLA) или косвенный продукт превращений, опосредованных PLC.

Образование арахидоновой кислоты или эйкозаноидов происходит при активации различных типов клеток, особенно участвующих в развитии воспаления, в частности аллергического: эндотелиальных и тучных клеток, базофилов, моноцитов и макрофагов.

Метаболизм арахидоновой кислоты может проходить по 2 путям - катализироваться циклооксигеназой или 5’-липоксигеназой. Циклооксигеназный путь приводит к образованию простагландинов и тромбоксанов из нестабильных промежуточных продуктов - эндоперекисных простагландинов G2 и H2, а липоксигеназный - к образованию лейкотриенов и 5-гидроксиэйкозатетраеноата через промежуточные продукты (5-гидроперокси-6,8,11,14-эйкозатетраеновую кислоту и лейкотриен А4), а также липоксинов - продуктов двойной липоксигенации (под действием двух липоксигеназ - см. далее).

Простагландины и лейкотриены во многих отношениях проявляют альтернативные физиологические эффекты, несмотря на то, что внутри этих групп существуют значительные различия в активности.

Общее свойство этих групп факторов - преобладающее действие на стенку сосудов и гладкие мышцы, а также хемотаксический эффект. Эти эффекты реализуются при взаимодействии эйкозаноидов со специфическими рецепторами на поверхности клеток. Некоторые представители семейства эйкозаноидов усиливают действие других вазоактивных и хемотаксических факторов, например, анафилатоксинов (С3а, С5а).

СЛАЙД 15

Лейкотриены (LT) - С 20 -жирные кислоты, молекула которых в положении 5 содержит ОН-группу, а в положении 6 - боковые серосодержащие цепи, например глутатион.

Выделяют 2 группы лейкотриенов:

Одна из них включает лейкотриены С4, D4 и Е4, называемые цистеиниллей-котриенами (Cys-LT),

Во вторую входит один фактор - лейкотриен B4.

Лейкотриены образуются и секретируются в течение 5–10 мин после активации тучных клеток или базофилов.

Лейкотриен C4 присутствует в жидкой фазе в течение 3–5 мин, при этом он превращается в лейкотриен D4. Лейкотриен D4 существует в последующие 15 мин, медленно превращаясь в лейкотриен E4.

Лейкотриены оказывают свое действие через рецепторы, относящиеся к группе пуриновых рецепторов семейства родопсиноподобных рецепторов, 7-кратно пронизывающих мембрану и связанных с протеином G.

Рецепторы лейкотриенов экспрессируются на клетках селезен-ки, лейкоцитах крови, кроме того, CysLT-R1 представлен на макрофагах, клетках кишечника, воздухоносного эпителия, а CysLT-R2 - на клетках надпочечников и головного мозга.

Цистеиниловые лейкотриены (особенно лейкотриен D4) вызывают спазм гладкой мускулатуры и регулируют локальный кровоток, снижая артериальное давление. Цистеиниловые лейкотриены - медиаторы аллергических реакций, в частности, медленной фазы бронхоспазма при бронхиальной астме.

Кроме того, они подавляют пролиферацию лимфоцитов и способствуют их дифференцировке.

Ранее комплекс этих факторов (лейкотриены C4, D4 и E4) называли медленнореагирующей субстанцией А. Лейкотриен B4 (дигидроксиэйкозатетраеновая кислота) проявляет хемотаксическое и активирующее действие преимущественно в отношении моноцитов, макрофагов, нейтрофилов, эозинофилов и даже Т-клеток.

Еще один продукт липоксигеназного пути - 5-гидроксиэйкозатетраеноат - менее активен, чем лейкотриены, но может служить хемоаттрактантом и активатором нейтрофилов и тучных клеток.

СЛАЙД 16

Простагландины (PG ) - С 20 -жирные кислоты, молекула которых содержит циклопентановое кольцо.

Варианты простагландинов, отличающиеся по типу и положению замещающих групп (окси-, гидрокси-), обозначаются различными буквами; цифры в названии означают число ненасыщенных связей в молекуле.

Простагландины накапливаются в очаге воспаления позже кининов и гистамина, несколько позже лейкотриенов, но одновременно с монокинами (через 6–24 ч после запуска воспаления).

Помимо вазоактивного и хемотаксического эффекта, достигаемого в кооперации с другими факторами, простагландины (особенно простагландин E2) оказывают регулирующее действие при воспалительных и иммунных процессах.

Экзогенный простагландин E2 вызывает некоторые проявления воспалительной реакции, но подавляет иммунный ответ и аллергические реакции.

Так, простагландин E2 снижает цитотоксическую активность макрофагов, нейтрофилов и лимфоцитов, пролиферацию лимфоцитов, выработку этими клетками цитокинов.

Он способствует дифференцировке незрелых лимфоцитов и клеток других кроветворных рядов.

Некоторые эффекты простагландина Е2 связаны с повышением уровня внутриклеточного цАМФ.

Простагландины E2 и D2 подавляют агрегацию тромбоцитов; простагландины F2 и D2 вызывают сокращение гладкой мускулатуры бронхов, тогда как простагландин E2 расслабляет ее.

СЛАЙД 17

Тромбоксан А2 (ТХА2 ) - С 20 -жирная кислота; в его молекуле есть 6-членное кислородсодержащее кольцо.

Это очень нестабильная молекула (время полужизни - 30 с), превращающаяся в неактивный тромбоксан В2.

Тромбоксан А2 вызывает сужение сосудов и бронхов, агрегацию тромбоцитов с высвобождением из них ферментов и других активных факторов, способствующих митогенезу лимфоцитов.

Другой продукт циклоксигеназного пути - простагландин I2 (простациклин) - тоже нестабилен. Он проявляет свое действие через цАМФ, сильно расширяет сосуды, увеличивает их проницаемость, ингибирует агрегацию тромбоцитов.

Наряду с пептидным фактором брадикинином простациклин вызывает ощущение боли при воспалении.

СЛАЙД 18

Цитокины

Похожая информация.

Биологические функции комплемента

Одинцов Ю.Н., Перельмутер В.М. Biological functions of complement

Odintsov Yu.N., Perelmuter V.M.

Сибирский государственный медицинский университет, г. Томск

© Одинцов Ю.Н., Перельмутер В.М.

Комплемент является одним из важнейших факторов резистентности организма. Система комплемента может принимать участие в различных эффекторных механизмах, прежде всего в лизисе (комплементарный киллинг) и опсонизации микроорганизмов. В переключении литической функции комплемента на опсоническую могут принимать участие макрофаги. Функции комплемента при бактериозах зависят от особенностей патогенеза инфекционного заболевания.

Ключевые слова: комплемент, бактериолиз, опсонизация, инфекционный процесс.

One of the true basic resistance factors is complement. Main functions of it consist in bacterial lysis, bacterial opsonisation for phagocytosis. Alteration of lytic function for opsonic function depends upon macrophages. Complement functions at bacteriosis depend on phathogenesis features in infectious disease.

Key words: complement, bakteriolysis, opsonisation, infectious process.

УДК 576:8.097.37

Организм человека имеет две основные линии защиты от возбудителей инфекционных заболеваний: неспецифическую (резистентность) и специфическую (иммунитет).

Факторы первой линии защиты (резистентности) характеризуются рядом общих признаков: 1) они сформированы задолго до встречи с возбудителем (внутриутробный период); 2) неспецифичны; 3) генетически детерминированы; 4) генотипически и фенотипически неоднородны (гетероген-ны) в популяции; 5) высокая резистентность к одному возбудителю может сочетаться с низкой к другому; 6) резистентность прежде всего зависит от функционального состояния макрофагов, которое контролируется генами, не связанными с HLA, и состояния системы комплемента (контролируемой НЬД).

Комплемент - многокомпонентная ферментная система плазмы, состав и функция которой в основном хорошо изучены, является одним из важнейших факторов резистентности организма. В 1960-1970-е гг. было особенно популярно определение титра комплемента как одного из показателей резистентности. И в настоящее время изучению функции комплемента посвящено множество исследований. Вместе с тем существуют

не только определенные трудности и противоречия при объяснении механизма активации комплемента, но до сих пор

остаются недостаточно изученными некоторые механизмы активации и функционирования комплемента. К таким дискуссионным вопросам относятся механизм действия ингибиторов активации комплемента in vivo, механизм переключения активации комплемента с литической на опсоническую функцию и понимание роли комплемента в саногенезе при различных инфекциях.

Известно 14 белков (компонентов) плазмы крови, составляющих систему комплемента . Они синтезируются гепатоцитами, макрофагами и нейтрофилами . Большинство из них относятся к р-глобулинам. Согласно номенклатуре, принятой ВОЗ, система комплемента обозначается символом С, а ее индивидуальные компоненты символами Cl, C2, С3, С4, С5, С6, С7, С8, С9 или прописными буквами (D, B, P). Часть компонентов (Cl, C2, С3, С4, С5, B) делится на составляющие их субкомпоненты - более тяжелые, обладающие ферментативной активностью, и менее тяжелые, не обладающие ферментативной активностью, но сохраняющие самостоятельную биологическую функцию. Активированные комплексы белков системы комплемента помечают чертой над комплексом (например, C4b2a3b - С5-конвертаза).

Помимо белков собственно комплемента (C1-C9) в осуществлении его биологической активности принимают

участие и другие белки, выполняющие регуляторные функции:

а) рецепторы мембран клеток макроорганизма к субкомпонентам комплемента: CR1(CD35), CR2(CD21), CR3(CD11b/CD18), CR4(CD11c/CD18), C1qR, C3a/C4aR, C5aR;

б) мембранные белки клеток макроорганизма: мембранный кофакторный белок (МКБ, или MCP - membrane-assoti-ated cofactor of proteolysis, CD46), фактор, ускоряющий диссоциацию (ФУД, или DAF - decay accelerating factor, CD55), протектин (CD59);

в) белки плазмы крови, осуществляющие позитивную или негативную регуляцию: 1) позитивная регуляция - фактор В, фактор D, пропердин (Р); 2) негативная регуляция - фактор I, фактор Н, белоксвязывающий C4b (C4 binding protein, C4bp), С1-ингибитор (C1-inh, серпин), S-белок (витро-нектин).

Таким образом, в функциях системы комплемента принимают участие более 30 компонентов. Каждый белковый компонент (субкомпонент) комплемента обладает определенными свойствами (табл. 1).

В норме компоненты комплемента находятся в плазме в неактивном состоянии. Они становятся активными в процессе многоступенчатых реакций активации. Активированные компоненты комплемента действуют в определенном порядке в виде каскада ферментативных реакций, а продукт предшествующей активации служит катализатором для включения в последующую реакцию нового субкомпонента или компонента комплемента.

Система комплемента может принимать участие в различных эффекторных механизмах:

1) лизис микроорганизмов (комплементарный киллинг);

2) опсонизация микроорганизмов;

3) расщепление иммунных комплексов и их клиренс;

4) активация и хемотаксическое привлечение лейкоцитов в очаг воспаления;

5) усиление индукции специфических антител путем: а) усиления локализации антигена на поверхности В-лимфо-цитов и антигенпредставляющих клеток (АПК); б) снижения порога активации В-лимфоцитов.

Наиболее важными из функций комплемента являются лизис мембран патогенов и опсонизация микроорганизмов.

Таблица 1

Компоненты и субкомпоненты комплемента, принимающие участие в классическом и альтернативном путях активации комплемента

Компонент (субкомпонент) Молекулярная масса, кД Субкомпонент Концентрация в сыворотке крови, мкг/мл Функция

С1 1124 1 C1q 2 C1r 2 C1s - Ферментный комплекс

Clq 460 - 80 Связывание с длинной цепью ^ или 1дМ комплекса антиген - антитело

Clr 166 - 30-50 Протеаза, активирующая СЬ

Cls 166 - 30-50 Сериновая протеаза, активирующая С4 и С2

С2 110 2a, 2b 15-25 Формируют СЗ-конвертазу (С4Ь2а), а затем и С5-конвертазу (С4Ь2а3Ь) классического пути

СЗ 190 3a, 3b 1200

С4 200 4a, 4b 350-500

С5 191 5a, 5b 75 Формирование мембраноатакующего комплекса, образующего пору в мембране клетки-мишени

Фактор В 95 Ba, Bb 200 Формируют СЗ-конвертазу (СЗЬВЬР), а затем и С5-конвертазу (СЗЬВЬЗЬ) альтернативного пути

Фактор D 25 - 1

Пропердин(Р) 220 25 Стабилизатор СЗ-конвертазы альтернативного пути (СЗЬВЬ), блокирует диссоциацию СЗЬВЬ под действием фактора Н

Комплементарный лизис микроорганизмов

Лизис микроорганизмов происходит в результате образования мембраноатакующего комплекса (МАК), состоя-

щего из компонентов комплемента. В зависимости от того, каким образом произошло образование МАК, различают несколько путей активации комплемента.

Классический (иммунокомплексный) путь активации комплемента

Этот путь активации комплемента называется классическим вследствие того, что он был описан первым и долгое время оставался единственным из известных сегодня. В классическом пути активации комплемента пусковую роль выполняет комплекс антиген - антитело (иммунный комплекс (ИК)). Первым звеном активации комплемента является связывание С ^-субкомпонента С1-компонента с иммуноглобулином иммунного комплекса. В частности, в случае активации комплемента иммуноглобулинами класса G (1д31, ^2, IgG3, ^4) это осуществляется аминокислотными остатками в позициях 285, 288, 290, 292 тяжелой цепи ДО . Активация этого участка происходит только после образования комплекса антиген - антитело (АГ-АТ). Способностью активировать комплемент по классическому пути обладают с убывающей интенсивностью 1дМ, ^3, ДО1 и ДО2.

Компонент комплемента С^ состоит из трех субъединиц (рис. 1), каждая из которых имеет два центра для связывания с 1д в комплексе АГ-АТ. Таким образом, полная молекула С^ располагает шестью такими центрами. При образовании комплекса АГ-1дМ молекула С^ связывается не менее чем с двумя вторыми доменами (СН2) одной и той же молекулы 1дМ, а при участии в образовании комплекса АГ- АТ иммуноглобулинов класса G - со вторыми доменами (СН2) не менее чем двух разных молекул ^ в комплексах АГ-^ . Присоединившийся к АГ-АТ С^ приобретает свойства сериновой протеазы и инициирует активацию и встраивание в С^ двух молекул С1г. С1г, в свою очередь, инициирует активацию и встраивание в С^ еще двух других молекул - С^. Активированный С^ обладает активностью сериновой эстеразы.

Затем С^ комплекса С1 расщепляет С4 на больший фрагмент С4Ь и меньший С4а. С4Ь соединяется ковалент-ными связями с амино- и гидроксильными группами молекул клеточной мембраны (рис. 2). Фиксированный на поверхности мембраны (или комплекса АГ-АТ) С4Ь связывает С2, который становится доступным для ферментативного расщепления той же сериновой протеазой С^. В результате образуется мелкий фрагмент 2Ь и более крупный фрагмент С2а, который, соединяясь с прикрепленным к поверхности мембраны С4Ь, образует ферментный комплекс С4Ь2а, на-

зываемый СЗ-конвертазой классического пути активации комплемента.

Рис. 1. Компоненты ферментного комплекса С1 (1д2г2э) и его взаимодействие с комплексом антиген - антитело (АГ-^ или АГ-1дМ): J - цепь, объединяющая мономеры пентамера

СЗЬВ -»-СЗЬВЬР

I------------------

Петля усиления Рис. 2. Активация комплемента по классическому пути

Образовавшаяся С3-конвертаза взаимодействует с С3 и расщепляет его на меньший фрагмент СЗа и больший СЗЬ. Концентрация СЗ в плазме самая высокая из всех компонентов комплемента, а один ферментный комплекс С4Ь2а (СЗ-конвертаза) способен расщепить до 1 тыс. молекул СЗ. Это создает высокую концентрацию СЗЬ на поверхности мембраны (амплификация образования СЗЬ). Затем СЗЬ ковалентно связывается с С4Ь, находящимся в составе СЗ-конвертазы. Сформированный трехмолекулярный комплекс С4Ь2аЗЬ является С5-конвертазой. СЗЬ в составе С5-конвертазы ковалентно соединяется с поверхностью микроорганизмов (рис. 2).

Субстратом для С5-конвертазы является компонент С5 комплемента, расщепление которого заканчивается образованием меньшего по размерам С5а и большего С5Ь. Об-

разование С5Ь инициирует формирование мембраноатакую-щего комплекса. Оно протекает без участия ферментов путем последовательного присоединения к С5Ь компонентов С6, С7, С8 и С9 комплемента. С5Ь6 является гидрофильным, а С5Ь67 - гидрофобным комплексом, который встраивается в липидный бислой мембраны. Присоединение к С5Ь67 С8 еще более погружает образовавшийся комплекс С5Ь678 в мембрану. И, наконец, к С5Ь678 комплексу фиксируется 14 молекул С9. Сформировавшийся С5Ь6789 и является мембраноатакующим комплексом. Полимеризация молекул С9 в комплексе С5Ь6789 приводит к образованию неспадающейся поры в мембране. Через пору в клетку поступают вода и N8+, что приводит к лизису клетки (рис. З).

Растворенные соединения

Интенсивность образования МАК при классическом пути активации комплемента возрастает за счет петли усиления альтернативного пути активации комплемента. Петля усиления начинается с момента образования ковалентной связи СЗЬ с поверхностью мембраны. В образовании петли участвуют три дополнительных белка плазмы: В, D и Р (пропер-дин). Под влиянием фактора D (сериновой эстеразы) связанный с СЗЬ белок В расщепляется на меньший фрагмент Ва и больший ВЬ, который связывается с СЗЬ (см. рис. 2). Присоединение к комплексу СЗЬВЬ пропердина, выполняющего роль стабилизатора комплекса СЗЬ ВЬ, завершает образование СЗ-конвертазы альтернативного пути - СЗЬВЬР. СЗ-конвертаза альтернативного пути расщепляет молекулы СЗ, образуя дополнительные СЗЬ, что обеспечивает формирование все большего количества С5-конвертазы и в конечном итоге - большего количества МАК. МАК действу-

ет самостоятельно, а возможно, индуцирует апоптоз через каспазный путь .

Альтернативный (самопроизвольный) путь активации комплемента

Механизм активации комплемента по альтернативному пути обусловлен спонтанным гидролизом тиоэфирной связи в нативной молекуле СЗ. Этот процесс происходит в плазме постоянно и называется «холостой» активацией СЗ. В результате гидролиза СЗ образуется его активированная форма, обозначаемая СЗ1 В дальнейшем С3i связывает фактор В. Фактор D расщепляет фактор В в составе комплекса С3iВ на малый фрагмент Ва и большой ВЬ. Образовавшийся комплекс С3iВb является жидкофазной С3-конвертазой альтернативного пути активации комплемента. Далее жидкофазная конвертаза С3iВb расщепляет СЗ на СЗа и СЗЬ. Если СЗЬ остается свободным, он разрушается, подвергаясь гидролизу водой. Если C3b ковалентно связывается с поверхностью бактериальной мембраны (мембраны любых микроорганизмов), то он не подвергается протеолизу. Более того, он инициирует образование петли усиления альтернативного пути. К фиксированному СЗЬ присоединяется фактор В (СЗЬ имеет большую аффинность к фактору В, чем к фактору Н), образуется комплекс СЗЬВ, от которого фактор D

отщепляет мелкий фрагмент Ва. После присоединения пропердина, являющегося стабилизатором комплекса СЗЬВЬ, образуется комплекс СЗЬВЬР, представляющий собой связанную с поверхностью мембраны С3-конвер-тазу альтернативного пути. Связанная СЗ-конвертаза инициирует прикрепление в том же месте дополнительных молекул СЗЬ (амплификация СЗЬ), что приводит к быстрому локальному накоплению СЗЬ . Далее связанная СЗ-конвертаза расщепляет СЗ на СЗа и СЗЬ. Присоединение СЗЬ к СЗ-конвертазе образует комплекс СЗЬВЬЗЬ (СЗЬ2ВЬ), который является С5-конвертазой альтернативного пути. Затем происходит расщепление компонента С5 и образование МАК, как и при классическом пути активации комплемента.

Спонтанный гидролиз

I_________________________I

Петля усиления

Рис. 4. Альтернативный (самопроизвольный) путь активации комплемента

« Холостая » активация

Микроорганизм

Лектиновый путь активации комплемента

Липополисахариды (ЛПС) грамотрицательных бактерий, в составе которых могут содержаться остатки манно-зы, фукозы, глюкозамина, связываются лектинами (сывороточные протеины, прочно связывающие углеводы) и индуцируют лектиновый путь активации комплемента. Например, триггером лектинового пути активации комплемента может быть маннансвязывающий лектин (МСЛ), как и С^, относящийся к семейству кальцийзависимых лекти-нов

Он соединяется с маннозой, находящейся в составе клеточной стенки бактерий, и приобретает способность взаимодействовать с двумя маннансвязываю-щими лектинассоциированными сериновыми протеиназами - МАСП1 и МАСП2, идентичными соответственно С1г и С1з.

Взаимодействие [МСЛ-МАСП1-МАСП2] аналогично образованию комплекса [С^-С1г-С^]. В дальнейшем активация комплемента происходит так же, как и по классическому пути (рис. 5).

4а 2Ь СЗа СЗЬ С5а

Петля усиления

Рис. 5. Лектиновый путь активации комплемента (М - манноза в составе поверхностных структур клетки, например, ЛПС)

Белки семейства пентраксинов, обладающие свойствами лектинов, таких как амилоидный протеин, С-реактивный протеин, также способны активировать комплемент по лектиновому пути, взаимодействуя с соответствующими субстратами клеточных стенок бактерий. Так, С-реактивный протеин активирует форсфорилхолин клеточной стенки грамположительных бактерий. И затем активированный форсфорилхолин запускает классический путь сборки компонентов комплемента.

СЗЬ, который образуется из СЗ, под влиянием любой СЗ-конвертазы связывается с мембраной мишени и становится местом дополнительного образования СЗЬ. Эта ступень каскада получила название «петля усиления». Каким бы ни был путь активации комплемента, если его не блокирует один из регуляторных факторов, он заканчивается образованием мембраноатакующего комплекса, образующего не-спадающуюся пору в мембране бактерии, что приводит к ее гибели.

Альтернативный и лектиновый пути активации комплемента по времени запуска при инфекционном заболевании являются ранними. Они могут активироваться уже в первые часы после попадания патогена во внутреннюю среду макроорганизма. Классический путь активации комплемента является поздним: он начинает «работать» лишь при появлении антител (1дМ,

Регуляторные белки активации комплемента

Процесс активации комплемента регулируется мембранными (табл. 2) и плазменными (табл. 3) белками .

Пути активации комплемента и образование МАК могут быть блокированы различными факторами:

1) классический, лектиновый:

Действием С1-ингибитора, связывающего и инактиви-рующего С1г и С^;

Подавлением образования СЗ-конвертазы классического и лектинового пути (С4Ь2а) под действием факторов I, Н, С4-Ьр, ФУД, МКБ и С^1;

Подавлением взаимодействия компонентов комплемента с поверхностью клеток макроорганизма действием ФУД ^55), CR1(CD35), МКБ^46);

2) альтернативный:

Диссоциацией комплексов C3iBb и СЗЬВЬ действием фактора Н;

Расщеплением СЗЬ фактором I при участии одного из трех кофакторов: фактора Н (плазмы), CR1 или МКБ (связанных на поверхности клеток макроорганизма);

Подавлением образования СЗ-конвертазы альтернативного пути на поверхности клеток макроорганизма действием ФУД, CR1 или МКБ.

Таблица 2

Мембранные регуляторные белки

Клеточные (расположены на мембранах клеток макроорганизма)

Фактор Экспрессия на клетках Функция Результат

CR1 ^35) В-лимфоциты; моноциты (макрофаги); гранулоциты; фолликулярные дендритные клетки; НК-клетки Подавляет связывание С2 с С4Ь; вызывает и ускоряет диссоциацию С4Ь2а на С4Ь и 2а; кофактор катаболизма С4Ь под действием фактора I; кофактор катаболизма СЗЬ под действием фактора I; ускоряет диссоциацию СЗЬВЬ с освобождением СЗЬ Подавляет активацию комплемента по любому пути на мембранах клеток собственного организма

МКБ ^46) Т-лимфоциты; В-лимфоциты; моноциты (макрофаги); гранулоциты; дендритные клетки; НК-клетки Подавляет образование конвертаз: С4Ь2а и СЗЬВЬ; кофактор катаболизма С4Ь под действием фактора I; кофактор катаболизма СЗЬ под действием фактора I То же

ФУД ^55) Т-лимфоциты; В-лимфоциты; моноциты (макрофаги); гранулоциты; дендритные клетки; НК-клетки; тромбоциты Подавляет образование конвертазы С4Ь2а классического пути; подавляет образование конвертазы СЗЬВЬ альтернативного пути; подавляет связывание С2 с С4Ь; ускоряет диссоциацию С4Ь2а на С4Ь и 2а; ускоряет диссоциацию СЗЬВЬ с освобождением СЗЬ

Протектин ^59) Все клетки макро- Связывается с 5Ь678 и подавляет его погружение в мембрану Предотвращает лизис

организма | и развертывание С9 | собственных клеток

Таблица З

Плазменные регуляторные белки

Фактор Функция Молекулярная масса и концентрация в сыворотке Реализация эффекта на соматических клетках и (или) на патогенах

Фактор Н (легко связывается с сиаловыми кислотами поверхности клеток макроорганизма) Подавляет образование конвертазы C4b2a классического пути; подавляет образование конвертазы C3bBb альтернативного пути; вызывает диссоциацию жидкофазной конвертазы C3iBb на C3i и Bb; кофактор катаболизма C3i и Bb; вызывает диссоциацию конвертазы C3bBb на C3b и Bb 150 Кда, 500 мкг/мл Подавляет активацию комплемента по любому пути на мембранах клеток собственного организма и микроорганизмах

Фактор I (протеаза плазмы) Подавляет образование конвертазы C4b2a классического пути 90 Кда, 35 мкг/мл Подавляет активацию комплемента по классическому пути на мембранах клеток собственного организма и микроорганизмах

Вместе с одним из кофакторов (МКБ, CR1, C4bp) расщепляет 4b на C4c и C4d; вместе с одним из кофакторов (МКБ, CR1, H) расщепляет C3b; фактор катаболизма C3b и C3i Подавляет активацию комплемента по любому пути на мембранах клеток собственного организма

C4bp (C4 binding protein, белоксвязыва-ющий C4b) Подавляет связывание C2 с C4b; подавляет образование конвертазы C4b2a классического пути; вызывает диссоциацию C4b2a на C4b и 2a; кофактор катаболизма C4b под действием фактора I 560 Кда, 250 мкг/мл Подавляет активацию комплемента по классическому и лектиновому пути на мембранах клеток собственного организма и микроорганизмах

С1-ингибитор (C 1-inh, серпин) Связывает и ингибирует C1r и C1 s (сериновых протеаз ингибитор); отщепляет C1r и C1 s от C1q (C1q остается связанным с Fc-фрагментом Ig); ограничивает время контакта C1 s с C4 и C2; ограничивает спонтанную активацию C1 в плазме крови 110 Кда, 180 мкг/мл Подавляет активацию комплемента по классическому и лектиновому пути на мембранах клеток собственного организма и микрорганизмах

S-белок (витронектин) Образует комплекс 5b67-S, инактивирует его способность внедриться в липидный слой мембраны 85 Кда, 500 мкг/мл Блокирует образование МАК

Подавление образования МАК Напротив, регуляторные белки плазменного происхо-

ждения ингибируют активацию комплемента не только на поверхности соматических клеток, но и на мембранах патогенов.

Опсонизация микроорганизмов компонентами комплемента

Комплементарный лизис микроорганизмов является ранней реакцией макроорганизма на попадание патогенов в его внутреннюю среду . Образующиеся при активации комплемента по альтернативному или лектиновому пути субкомпоненты С2Ь, СЗа, С4а, С5а, Ва привлекают в очаг воспаления клетки и активируют их эффекторные функции.

Из компонентов комплемента опсонизирующими свойствами обладают в основном ЗЬ и 4Ь. Для их образования необходимы два условия: первое - активация комплемента одним из описанных выше путей, второе - блокирование активационного процесса, благодаря которому невозможно образование МАК и лизис патогена. В этом и состоит

на поверхности патогенов.

1. Гидрофобный комплекс С5Ь67, который начинает встраивается в липидный бислой мембраны, может быть инактивирован S-белком (витронектином). Образовавшийся комплекс 5b67S внедриться в липидный слой мембраны не может.

2. Присоединение компонента 8 к комплексу С5Ь67 в жидкой фазе может быть блокировано липопротеидами низкой плотности (ЛПНП).

3. Погружение в мембрану С5Ь678 и присоединение С9 предотвращает CD59 (протектин), белок мембраны клеток макроорганизма.

4. Удаление фрагментов мембраны клеток макроорганизма со встроенным МАК путем эндоцитоза либо экзоцитоза.

Таким образом, регуляторные белки клеточного происхождения самостоятельно ингибируют активацию комплемента с образованием МАК только на поверхности соматических клеток и не эффективны в ингибиции литической

К мембранному СЗЬ и его мембранному субкомпоненту деградации СЗЫ на клетках макроорганизма имеются соответствующие рецепторы (табл. 4). СЗЬ и инактивированный СЗЬ (СЗЫ) являются лигандами для рецепторов CR1 (СЗЬ, СЗЫ), CR3 (СЗЫ), CR4 (СЗЫ), расположенных на нейтрофи-лах , моноцитах (макрофагах) , эндотелии пуповины . СЗЬ и СЗЫ выполняют роль активных опсони-нов .

Предположительно, совместное действие факторов I и Н может переключать образование литического комплекса (МАК, комплементарный киллинг) на другой механизм уничтожения патогена - фагоцитарный киллинг (рис. 6). Растворимые ингибиторы активации комплемента (I и Н), продуцирующиеся макрофагами, позже появляющимися в очаге воспаления, действуют в микроокружении фагоцита, препятствуя образованию конвертазы СЗ на поверхности бактерий и обеспечивая, таким образом, наличие «свободных» СЗЬ. Рецептор макрофага к СЗЬ, связывая лиганд (СЗЬ), фиксирует бактерию на поверхности макрофага. Ее фагоцитоз осуществляется при совместном участии двух лиганд-рецеп-торных комплексов: рецептор к СЗЬ + СЗЬ и FcyR + ^ . Другая пара - рецептор к СЗЬ + СЗЫ инициирует фагоцитоз и без участия антител .

Биологический смысл переключения активации комплемента с литической на опсоническую функцию, вероятно, заключается в том, что все бактерии, которые не лизировались до встречи с фагоцитом, должны быть фагоцитированы с помощью СЗЬ-опсонина. Такой механизм переключения активации комплемента на опсонический необходим не только для фагоцитоза жизнеспособных патогенов в ранние сроки инфекции, но и для утилизации фагоцитами «осколков» микроорганизмов.

Таблица 4

Рецепторы к субкомпонентам комплемента

Рецептор (complement receptor, CR) Лиганды Экспрессия на клетках Эффект связывания

CR1 (CD35) C3bi > C3b, C4b Нейтрофилы, моноциты (макрофаги), В-лимфоциты, фолликулярные дендритные клетки, эритроциты, эпителий почечных клубочков Опсонизированный фагоцитоз, активация В-лимфоцитов, транспорт иммунных комплексов на эритроцитах

CR3 (CD11b/CD18) C3bi Нейтрофилы, моноциты (макрофаги), НК-клетки, фолликулярные дендритные клетки Опсонизированный фагоцитоз

CR4 (р 150-95) (CD11c/CD18) C3bi Нейтрофилы Опсонизированный фагоцитоз

CR2 (CD21), компонент коре-цепторного комплекса В-лим-фоцитов (BCR + CD19, CR2, CD81) C3bi, C3dg В-клетки, фолликулярные дендритные клетки Усиливает активационные реакции BCR, индуцирует нефагоцитируемое связывание комплекса АГ-АТ на фолликулярных дендритных клетках

переключение литической программы активации комплемента на опсоническую.

В реальных условиях инфекционного процесса переключение на опсоническую программу активации комплемента, обеспечивающую фагоцитоз патогена и клиренс иммунных комплексов , может происходить благодаря эффектам регуляторных белков. Сборка на мембране компонентов комплемента может завершиться образованием мембраноатакующего комплекса, а может быть прервана на уровне образования 4Ь и еще более активно на уровне образования ЗЬ факторами I и Н .

Фактор I является основным ферментом, вызывающим деградацию СЗЬ. Фактор Н в этом процессе выполняет роль кофактора. Действуя совместно, они обладают способностью инактивировать как жидкофазный, так и мембранный СЗЬ (свободный или в составе любой конвертазы), отщепляя от него фрагмент C3f (инактивированный СЗЬ обозначается как СЗЫ). Затем они продолжают расщепление СЗЫ следующим образом:

ф ^ субкомпонент субкомпонент

сз зь зь зь зь

Блокада дальнейшей активации комплемента

Бактерия

Переключение на процесс фагоцитоза

Фактор Н (кофактор)

Макрофаг

Поглощение бактерии

У Рецептор к Рс-фрагменту X ,1 СЗЬ компонент комплемента

1| |1 V Рецептор к СЗЬ или СЗЫ компоненту комплемента

Рис. 6. Переключение активации комплемента на процесс фагоцитоза

Является целесообразным рассмотреть вопрос о возможной роли комплемента в патогенезе различных групп бактериозов, разделенных ранее в зависимости от механизма саногенеза.

Токсигенные бактериозы (дифтерия, газовая гангрена, ботулизм, столбняк и др.). Обычная локализация возбудителей - входные ворота инфекции. Основной эффектор патогенеза - токсин (Т-зависимый антиген, антиген первого типа). Т-зависимые поверхностные антигены этих бактерий в индукции иммунного ответа принимают незначительное участие. Основной эффектор саногенеза - антитоксин Тип иммунного ответа - Т1л2. Выздоровление наступает вследствие образования и последующей элиминации иммунных комплексов, а также фагоцитарного киллинга бактерий в очаге воспаления. Роль комплемента при этих бактериозах, вероятно, ограничена участием в элиминации иммунных комплексов токсин - антитоксин. В нейтрализации токсина (т.е. в саногенезе токсигенных инфекций) комплемент существенной роли не играет.

Нетоксигенные негранулематозные бактериозы

1. Возбудители содержат поверхностные Т-неза-висимые антигены (Т"1-антигены, антигены второго типа):

Бактерии содержат классический ЛПС (Тьантигены энтеропатогенных кишечных палочек, сальмонелл, шигелл и др.). Обычная локализация возбудителей - от входных ворот в слизистых кишечного тракта до региональных лимфатических узлов. Основной эффектор патогенеза - эндотоксин и живые бактерии. Тип иммунного ответа - Т1л2. Иммунный

ответ на ЛПС характеризуется продукцией антител 1дМ-класса. Саногенез наступает прежде всего вследствие уничтожения бактерий нефагоцитарным путем в преиммунную фазу инфекционного процесса за счет лектинового и альтернативного пути активации комплемента. В иммунную фазу инфекционного процесса - за счет иммунного лизиса с участием 1дМ и комплемента по классическому пути активации. Фагоцитоз не имеет существенного значения в саногенезе при бактериозах этой группы. Активация системы комплемента при этих заболеваниях может способствовать саногенезу ;

Бактерии содержат поверхностные (капсульные) 7!-антигены (пневмококки, гемофильные бактерии и др.). Обычная локализация возбудителей - от входных ворот в слизистых дыхательного тракта до региональных лимфатических узлов, нередко проникают в кровь. Основной эффектор патогенеза - живые бактерии. Тип иммунного ответа - Т1л2. В иммунном ответе на поверхностные антигены происходит образование антител 1дМ-класса. Саногенез осуществляется прежде всего вследствие уничтожения бактерий нефагоцитарным путем в преиммунную фазу инфекционного процесса за счет лектинового и альтернативного пути активации комплемента. В иммунную фазу инфекционного процесса - за счет иммунного лизиса с участием 1дМ и комплемента по классическому пути активации. В случае проникновения бактерий этой группы в кровь основную роль в очищении макроорганизма от возбудителей играет селезенка - основное место фагоцитоза слабоопсонизирован-ных (или неопсонизированных) бактерий - и способность

ДМ «нацеливать» сенсибилизированные им бактерии на фагоцитоз купферовыми клетками с последующим переносом еще не дезинтегрированных до конца фрагментов бактерий в желчные капилляры. Соли желчных кислот расщепляют фрагменты бактерий, которые выводятся в кишечник. Активация системы комплемента при этой группе заболеваний также может способствовать саногенезу .

2. Возбудители содержат поверхностные Т-зависи-мые антигены (Т-антигены, антигены первого типа).

Локализация возбудителей (стафилококки, стрептококки и др.) - входные ворота (кожа, слизистые), региональные лимфатические узлы, системное поражение (органы). Основные эффекторы патогенеза - живые бактерии и, в меньшей степени, их токсины. В иммунном ответе четко прослеживается смена синтеза!дМ на ДО. Тип иммунного ответа при адекватном течении инфекционного заболевания (у пациентов без признаков иммунодефицита) - Т1г2. Саногенез обусловлен иммунным фагоцитозом, иммунным лизисом и антитоксинами. При этих инфекциях в преиммунную фазу саногенез осуществляется за счет альтернативного пути активации комплемента и опсонизации бактерий продуктами активации комплемента с последующим их фагоцитозом. В иммунную фазу инфекционного процесса саногенез связан с комплементарным кил-лингом при классическом пути активации комплемента с участием!дМ и ДО, а также с фагоцитозом опсонизирован-ных продуктами активации комплемента и ДО бактерий .

Гранулематозные бактериозы

1. Возбудители острых неэпителиоидноклеточ-ных гранулематозных бактериозов (листерии, сальмонеллы брюшного тифа, паратифов А, В и др.).

Возбудители содержат поверхностные Т-зависимые антигены. Эффекторами патогенеза являются живые бактерии. Фагоцитоз незавершенный. Тип иммунного ответа - Т1г2 и ТМ. Появление!дМ сопровождается образованием гранулем . Смена!дМ на ДО ведет к обратному развитию гранулем. Саногенез осуществляется за счет альтернативного пути активации комплемента и опсонизации бактерий продуктами активации комплемента с последующим их фагоцитозом. В иммунную фазу инфекционного процесса сано-генез связан с комплементарным киллингом при классическом пути активации комплемента с участием!дМ и ДО, а также с фагоцитозом опсонизированных продуктами активации комплемента и ДО бактерий.

2. Возбудители хронических эпителиоиднокле-точных гранулематозных бактериозов (микобактерии туберкулеза, лепры; бруцеллы и др.).

Возбудители содержат поверхностные Т-зависимые антигены. Эффекторами патогенеза являются живые бактерии. Фагоцитоз незавершенный. Тип иммунного ответа - Th2 и Th1. Появление IgM, по-видимому, также может являться ведущим фактором образования гранулем. Действия цитокинов Thl-набора недостаточно для завершенности фагоцитоза, что приводит к появлению в гранулеме эпителио-идных клеток. Ни один из вариантов активации комплемента в саногенезе не играет существенной роли .

Заключение

Комплемент (система комплемента) является одним из первых гуморальных факторов, с которым сталкивается патоген при его попадании во внутреннюю среду макроорганизма. Механизмы активации компонентов комплемента позволяют использовать его как для лизиса патогенов, так и для усиления фагоцитоза. Не при всех бактериальных инфекционных заболеваниях содержание и уровень комплемента в крови можно использовать как прогностический тест.

Литература

1. Одинцов Ю.Н., Перельмутер В.М., Климентьева Т.К. Тафтсин: роль в развитии негранулематозных и гранулематозных бактериозов // Бюл. сиб. медицины. 2002. Т. 1. № 3. С. 98-102.

2. Перельмутер В.М., Одинцов Ю.Н. Основная функция иммуноглобулинов класса M (IgM) - регуляция проницаемости гема-тотканевого барьера для бактерий и их антигенов // Бюл. сиб. медицины. 2005. Т. 4. № 3. С. 38-42.

3. Ройт А. Основы иммунологии. Пер. с англ. М.: Мир, 1991. 328 с.

4. Ройт А, Бростофф Дж, Мейл Д. Иммунология. Пер. с англ. М.: Мир, 2000. 581 с.

5. Хаитов Р.М., Игнатьева Г.А., Сидорович И.Г. Иммунология. М.: Медицина, 2000. 432 с.

6.Ярилин АА Основы иммунологии. М.: Медицина, 1999. 607 с.

7. Alban S., Classen B., Brunner G., Blaschek W. Differentiation between the complement modulating effects of an arabinogalactan-protein from Echinacea purpurea and heparin // Planta Med. 2002. V. 68 (12). P. 1118-1124.

8. Ambrosio A.R., De Messias-Reason I.J. Leishmania (Viannia) braziliensis: interaction of mannose-binding lectin with surface gly-coconjugates and complement activation. An antibody-independent defence mechanism // Parasite Immunol. 2005. V. 27. P. 333-340.

9. Andersson J., Larsson R, RichterR. et al. Binding of a model regulator of complement activation (RCA) to a biomaterial surface: surface-bound factor H inhibits complement activation // Biomaterials. 2001. V. 22. P. 2435-2443.

10. Bohana-Kashtan O., Ziporen L, Donin N. et al. Cell signals transduced by complement // Mol. Immunol. 2004. V. 41. P. 583-597.

11. Bohlson S.S., Strasser J.A., Bower J.J., Schorey J.S. Role of complement in Mycobacterium avium pathogenesis: in vivo and in vitro analyses of the host response to infection in the absence of complement component C3 // Infect. Immunol. 2001. V. 69. P. 7729- 7735.

12. Brown J.S., Hussell T, Gilliland S.M. et al. The classical pathway is the dominant complement pathway required for innate immunity to Streptococcus pneumoniae infection in mice // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2002. V. 99. P. 16969-16974.

13. Caragine T.A., Okada N., Frey A.B., Tomlinson S. A tumor-expressed inhibitor of the early but not late complement lytic pathway enhances tumor growth in a rat model of human breast cancer // Cancer Res. 2002. V. 62. P. 1110-1115.

14. Celik I., Stover C, Botto M. et al. Role of the classical pathway of complement activation in experimentally induced polymicrobial peritonitis // Infect. Immun. 2001. V. 69. P. 7304-7309.

15. Donin N, Jurianz K., Ziporen L. et al. Complement resistance of human carcinoma cells depends on membrane regulatory proteins, protein kinases and sialic acid // Clin. Exp. Immunol. 2003. V. 131. P. 254-263.

16. Fernie-King B.A., Seilly D.J., Willers Ch. et al. Streptococcal inhibitor of complement (SIC) inhibits the membrane attack complex by preventing uptake of c567 onto cell membranes // Immunology. 2001. V. 103. Issue 3. P. 390-408.

17. Frumeaux-Bacchi V., Dragon-Durey M.A., Blouin J. et al. Investigation of the complement system in clinical practice // Ann. Med. Interne (Paris). 2003. V. 154. P. 529-540.

18. Imai M., Ohta R., Okada N, Tomlinson S. Inhibition of a complement regulator in vivo enhances antibody therapy in a model of mammary adenocarcinoma // Int. J. Cancer. 2004. V. 110. P. 875- 881.

19. Jiang H, WagnerE, Zhang H, Frank M.M. Complement 1 inhibitor is a regulator of the alternative complement pathway // J. Exp. Med.

2001. V. 194. № 11. P. 1609-1616.

20. Langeggen H, Berge K.E., Johnson E, Hetland G. Human umbilical vein endothelial cells express complement receptor 1 (CD35) and complement receptor 4 (CD11c/CD18) in vitro // Inflammation.

2002. V. 26. № 3. P. 103 - 110.

21. Laufer J., Katz Y, Passwell J.H. Extrahepatic synthesis of complement proteins in inflammation // Mol. Immunol. 2001. V. 38. P. 221 -229.

22. Leslie R.G.Q., Nielsen C.H. The classical and alternative pathways of complement activation play distinct roles in spontaneous C3 fragment deposition and membrane attack complex (MAC) formation on human B lymphocytes // Immunology. 2004. V. 111. Issue 1. P. 86-98.

23. Lukas T.J., MunozH., Erickson B.W. Inhibition of C1-mediated immune hemolysis by monomeric and dimeric peptides from the second constant domain of human immunoglobulin G // J. Immunology. 1981. V. 127. № 6. P. 2555-2560.

24. Nauta A.J., Daha M.R., Tijsma O. et al. The membrane attack complex of complement induces caspase activation and apoptosis // Europ. J. of Immun. 2002. V. 32. Issue 3. P. 783-792.

25. Nielsen C.H., Marquait H.V., Prodinger W.M., Leslie R.G. CR2-medi-ated activation of the complement alternative pathway results in formation of membrane attack complexes on human B lymphocytes // Immunol. 2001. V. 104. P. 418-422.

26. Nielsen C.H., Pedersen M.L., Marquart H.V. et al. The role of complement receptors type 1 (CR1, CD35) and 2 (CR2, CD21) in promoting C3 fragment deposition and membrane attack complex formation on normal peripheral human B cells // Eur. J. Immunol. 2002. V. 32. P. 1359-1367.

27. Ren B., McCrory M.A., Pass C. et al. The virulence function of Streptococcus pneumoniae surface protein A involves inhibition of complement activation and impairment of complement receptor-mediated protection // J. Immunol. 2004. V. 173. P. 7506-7512.

28. Roos A., Ramwadhdoebe T.H., Nauta A.J. et al. Therapeutic inhibition of the early phase of complement activation // Immunobiology. 2002. V. 205. P. 595-609.

29. Roos A., Bouwman L.H., Munoz J. et al. Functional characterization of the lectin pathway of complement in human serum // Mol. Immunol. 2003. V. 39. P. 655-668.

30. Song H, He C., Knaak C. et al. Complement receptor 2-mediated targeting of complement inhibitors to sites of complement activation // J. Clin. Invest. 2003. V. 111. P. 1875-1885.

31. Thiel S, Petersen S.V., Vorup-Jensen T. et al. Interaction of C1q and mannan-binding lectin (MBL) with C1r, C1s, MBL-associated serine proteases 1 and 2, and the MBL-associated protein MAp19 // J. Immunol. 2000. V. 165. P. 878-887.

32. Windbichler M., Echtenacher B., Hehlgans T. et al. Involvement of the lectin pathway of complement activation in antimicrobial immune defense during experimental septic peritonitis // Infection and Immunity. 2004. V. 72. № 9. P. 5247-5252.

Комплемент представляет собой одну из важнейших полифункцио- нальных систем организма. С одной стороны, его можно расценить как принципиальный эффектор антителозависимых реакций. Он участвует не только в литических и бактерицидных реакциях, но и в других антителозависимых эффектах, среди которых повышение фагоцитоза является одной из его важнейших функций in vivo. С другой стороны, комплемент выступает как основная система - амплифика- тор воспалительных реакций. Возможно, что в эволюционном аспекте это его главная (первичная) функция, и совсем не обязательно связывать ее с антителами и другими иммунологическими механизмами.
Центральным событием в процессе активации комплемента является расщепление СЗ-компонента по классическому (названному так только потому, что он был открыт первым, а не в силу его исключительной значимости) и альтернативному пути. Вторым принципиальным моментом является возможная глубина процесса: останавливается
ли он на стадии расщепления СЗ, обеспечивая при этом ряд биологических эффектов, или углубляется далее (от С5 до С9). Последний этап активации часто называют терминальным, заключительным (мембраноатакующим), он является общим, идентичным для классического и альтернативного пути и с ним связана литическая функция комплемента.
В настоящее время насчитывают не менее 20 протеинов плазмы, объединяемых в систему комплемента. Принципиально они делятся на 3 группы. Компоненты, участвующие в классическом пути активации и в заключительном (мембраноатакующем) этапе, обозначены как Clq, Clr, С1„ С4, С2, СЗ, С5, С6, С7, С8 и С9. Белки, участвующие в альтернативном пути активации, называются факторами и обозначены как В, Д, Р. Наконец, выделяется группа белков, регулирующих интенсивность реакции, или группа белков-контролеров: к ним относятся С1-ингибитор (C1INH), СЗЬ-инактиватор (C3bINa), pIH-фактор - С4 - ВР, ингибитор анафилотоксина. Фрагменты, получающиеся при энзиматическом расщеплении основных компонентов, обозначаются малыми буквами (например, СЗа, СЗь, C3d, С5а и т. д.). Для обозначения компонентов или фрагментов, обладающих энзиматической активностью, над их символами ставится черта, например Cl, С42, СЗьВь.
Ниже приводится содержание отдельных компонентов комплемента в сыворотке крови :
Компонент Концентрация, мкг/мл
Классический путь
С1 70
С1 34
С1 31
С4 600
С2 25
СЗ 1200
Альтернативный путь
Пропердин 25
Фактор В 200
Фактор Д 1
Мембраноатакующий комплекс
С5 85
С6 75
С7 55
С8 55
С9 60
Регуляторные белки
С1-ингибитор 180
Фактор Н 500
Фактор I 34
Система комплемента относится к числу «триггерных» энзимати
ческих систем, как и система свертывания крови, фибринолиз, образование кининов. Она характеризуется быстрым и стремительно усиливающимся ответом на стимуляцию. Эта амплификация (усиление) вызывается каскадным феноменом, для которого характерно, что продукты одной реакции являются катализаторами для следующей. Такой каскад может быть линейным, однонаправленным (например, классический путь активации комплемента), или вовлекает петли обратной связи (альтернативный путь). Таким образом, в системе комплемента имеют место оба варианта (схема 1).
Классический путь активируется иммунными комплексами

антиген - антитело, в состав которых в качестве антигенов входят IgM, IgG (субклассов 3, 1, 2; они расположены по убывающей активности). Кроме того, классический путь могут активировать агрегаты IgG, СРБ, ДНК, плазмин. Процесс начинается с активации С1, который состоит из 3 компонентов Clq, Clr, Cls. Clq (относительная молекулярная масса 400), имеет своеобразную структуру: 6 субъединиц с коллагеновым стержнем и неколлагеновой головкой, 6 стержней объединены на конце молекулы, противоположном головке. На головках находятся участки для присоединения к молекулам антител, участки же для присоединения С1Г и Cls расположены на коллагеновых стержнях. После присоединения Clq к АТ С1г путем конформативных преобразований становится С1г, активной протеазой. расщепляет Cls, превращая весь комплекс в серинэстеразу С1. Последняя расщепляет С4 на 2 фрагмента - С4а и С4ь и С2 на С2а и С2ь. Образующийся комплекс С4Ь2Ь(а) представляет собой активный фермент, расщепляющий СЗ-компонент (СЗ-конвертаза классического пути); иногда он обозначается С42.
Регулятором классического пути является С1-ингибитор (C1INH), подавляющий активность С1г и Cls путем необратимого связывания с этими ферментами. Установлено, что C1INH также уменьшает активность калликреина, плазмина и фактора Хагемана. Врожденный дефицит этого ингибитора приводит к неконтролируемой активации С4 и С2, проявляющейся в виде врожденного антиоотека.
Альтернативный (пропердиновый) путь состоит из ряда последовательных реакций, не включающих Cl, С4 и С2-компо- ненты и тем не менее приводящих к активации СЗ. К тому же эти реакции приводят к активации заключительного мембраноатакующего механизма. Активация этого пути инициируется эндотоксином грам- отрицательных бактерий, некоторыми полисахаридами типа инулина и зимозана, иммунными комплексами (ИК), содержащими IgA или IgG, и некоторыми бактериями и грибками (например, Staf. epidermis, Candida albicans). В реакции участвуют 4 компонента: факторы Д и В, СЗ и пропер дин (Р). При этом фактор Д (фермент) подобен Cls классического пути, СЗ и фактор В соответственно аналогичны С4- и С2-компонентам. В результате образуется конвертаза альтернативного пути СЗьВь. Образовавшийся комплекс крайне нестойкий, и для выполнения своей функции он стабилизируется пропердином, образуя более сложный комплекс СЗьВьР. Регуляторными белками альтернативного пути являются piH и СЗь-инактиватор (C3JNA). Первый связывается с СЗь и формирует участок связывания для инактиватора (C3bINA). Искусственное удаление этих факторов или их генетический дефицит, существование которого недавно установлено у людей, приводит к безудержной активации альтернативного пути, которая потенциально может завершиться полным истощением СЗ или фактора В.
Терминальный мембраноатакующий механизм. Как уже было сказано, оба пути сходятся на СЗ-компоненте, который активируется любой из образовавшихся конвертаз С42 или СЗьВь. Для
формирования С5-конвертазы необходимо расщепление дополнительного количества СЗ. СЗь, связанный на поверхности клетки, и свободные В, Р или р1Н формируют участок для связывания С5 и придают последнему чувствительность к протеолизу любой из конвертаз СЗ. При этом от С5 отщепляется небольшой пептид С5а, а остающийся крупный С5ь присоединяется к клеточной мембране и имеет участок для прикрепления Сб. Далее последовательно присоединяются компоненты С7, С8, С9. В результате формируется стабильный трансмембранный канал, обеспечивающий через билипидный слой клетки двустороннее движение ионов и воды. Мембрана повреждается, и клетка гибнет. Так, в частности, осуществляется киллинг чужеродных микроорганизмов.
В ходе активации комплемента образуется ряд фрагментов, пептидов, играющих важную роль в процессах воспаления, фагоцитоза и аллергических реакциях.
Так, расщепление С4 и С2 с помощью Cls ведет к повышению проницаемости сосудов и лежит в основе патогенеза врожденного антиоотека, связанного с дефицитом С1-ингибитора. Пептиды СЗа и С5а обладают свойствами анафилотоксина. Присоединяясь к тучным клеткам и базофилам, они индуцируют выделение гистамина. Связываясь с тромбоцитами, СЗа вызывает секрецию серотонина. Анафило- токсическая активность СЗа и С5а легко разрушается под воздействием карбоксипептидазы В, которая отщепляет от этих пептидов аргинин. Образующиеся продукты приобретают свойства хемоаттрактантов в отношении полиморфно-ядерных клеток, эозинофилов и моноцитов. Комплекс C5i67, не обладающий гемолитическими свойствами, и Вь- фрагмент вызывают хемотаксис только у полиморфно-ядерных лейкоцитов. В нормальной человеческой сыворотке имеется фактор CFi, который подавляет активность С5а в отношении полиморфно-ядерных клеток, устраняя способность его стимулировать освобождение лизо- сомальных ферментов. У больных саркоидозом и болезнью Ходжкина имеется избыток CFi. Этим можно объяснить дефект функционирования указанных клеток. Другой пептид СЗь является сильным опсонином для полиморфно-ядерных клеток (ПМЯ) и макрофагов. Рецепторы к этому пептиду обнаружены и на других клетках (моноцитах и В-лим- фоцитах), однако их значение для функционирования этих клеток пока неясно. Связывание лимфоцитами комплемента, находящегося в составе иммунного комплекса, может играть роль в формировании первичного иммунного ответа.
Исследование системы комплемента в клинической практике может быть использовано для диагноза заболевания, определения активности процесса и оценки эффективности терапии. Уровень сывороточного комплемента в каждый данный момент зависит от баланса синтеза, катаболизма и потребления его компонентов.
Низкие значения гемолитической активности комплемента могут отражать недостаточность отдельных компонентов или нахождение продуктов его расщепления в циркуляции. Следует также иметь в виду,
что интенсивное локальное потребление комплемента в таких участках, как плевра, полости суставов, может не сочетаться с изменением уровня комплемента й сыворотке крови. Например, у некоторых больных ревматоидным артритом уровень сывороточного комплемента может быть нормальным, тогда как в синовиальной жидкости он может быть резко понижен из-за активного его потребления. Определение комплемента в синовиальной жидкости очень важно для диагностики.
Врожденные дефициты комплемента. Наследование дефицитов комплемента - аутосомное рецессивное или кодоминант- ное, поэтому гетерозиготы имеют около 50% нормального уровня компонентов комплемента. В большинстве случаев врожденные дефициты ранних инициирующих компонентов (С1, С4, С2) ассоциированы с системной красной волчанкой. Лица с дефицитом С-компонента подвержены возвратным пиогенным инфекциям. Дефициты терминальных компонентов сопровождаются повышением восприимчивости к гонококковой и менингококковой инфекциям. При этих дефицитах комплемента также встречается системная красная волчанка, но реже. Наиболее часто наблюдается врожденный дефицит С2. Гомозиготный дефицит по этому признаку обнаруживается при некоторых аутоиммунных нарушениях, включающих волчаночноподобные заболевания, болезнь Шенлейна - Геноха, при гломерулонефритах и дерматомиозитах. Гомозиготные по этому признаку индивидуумы не обнаруживают повышенной чувствительности к инфекции, если альтернативный путь активации функционирует нормально. Гомозиготы, имеющие дефицит С2, обнаружены среди практически здоровых людей.
Гетерозиготный дефицит С2 может быть ассоциирован с ювенильным ревматоидным артритом и системной красной волчанкой. Семейные исследования позволили обнаружить, что дефицит С2 и С4 ассоциируется с определенными HLA-гаплотипами.
Дефицит регуляторных протеинов системы комплемента также может иметь клинические проявления. Так, при врожденном дефиците C3INA наблюдается клиническая картина, аналогичная таковой при дефиците СЗ, потому что потребление последнего по альтернативному пути становится неконтролируемым.

Комплементом называют большую группу взаимодействующих между собой белков и гликопротеинов крови, имеющихся у всех позвоночных. Эти белки участвуют в воспалительных процессах, опсонизируют чужеродные материалы для их последующего фаго­цитоза и опосредуют непосредственное уничтожение клеток и микроорганизмов.

Комплемент - одна из важнейших полифункциональных си­стем организма. С одной стороны, его можно расценить как прин­ципиальный эффектор антителозависимых реакций, а с другой - комплемент выступает как основная система - амплификатор воспалительных реакций.

Ферментативная система комплемента состоит по меньшей мере из 12 видов белков - проэнзимов плазмы крови, присутствующих в различных концентрациях в нормальной плазме. Белки системы комплемента составляют около 10 % глобулиновой фракции сыво­ротки крови. Система комплемента включает 9 компонентов клас­сического пути активации и 3 - дополнительных, альтернативного пути. По данным работы У. Герберта (1974), все четыре основных компонента комплемента имеются в сыворотке крови, но не у каж­дого вида животных. Так, у собак и кошек нет С2 компонента, из-за чего их комплемент не является литическим.

Общепринятый взгляд на комплемент как каскад молекуляр­
ных реакций базируется на достаточно глубоком изучении меха­
низмов его действия. Процесс активации комплемента основан на
принципе ограниченного протеолиза. В несколько последователь­
ных стадий происходит активация предшественника, или зимоге-
на, в протеазу, которая расщепляет субстрат - белок плазмы. При
этом высвобождается активирующий пептид; генерируется новая
или изменяется специфичность уже активированной протеазы.
Этот вновь образованный протеолитический фермент, в свою оче­
редь, расщепляет еще один белок плазмы, давая начало следую­
щей протеолитической активности, и т. д. Для процесса протеоли­
за свойственно лавинообразное усиление, когда одна молекула ак­
тивированного фермента воздействует на большое число молекул j
субстрата, что и обеспечивает самоактивацию процесса с момента 1
поступления первичного сигнала. Основные биологические функ- I
ции комплемента присущи его субкомпонентам. 1

Одной из наиболее изученной функций комплемента является 1 его участие в иммунных реакциях. Компонент комплемента СЗ 1 способствует прочной фиксации антитела на антигене (но не уве- j личивает сродства антигена с антителом), вызывает хемотаксис \ лейкоцитов, активирует фагоцитоз и клетки иммунной памяти. ] Комплемент участвует в процессе цитолиза: двойной слой липи- 1 дов клеточной мембраны является мишенью для цитотоксическо- ; го действия комплемента. Терминальные протеины из системы комплемента С5в, С9, последовательно реагируя один с другим, внедряются в двойной слой липидов, повреждая клеточную мем­брану, образуя трансмембранные каналы, обеспечивая через би- j липидный слой клетки двустороннее движение ионов воды. Мем- ! брана повреждается, и клетка гибнет. Так, в частности, осущест­вляется киллинг чужеродных микроорганизмов (рис. 4.11).

В ходе активации комплемента образуется ряд фрагментов, пептидов, играющих важную роль в процессах воспаления, фаго-

^ Классический путь Альтернативный путь

активации активации

Узнавание комплекса Распознавание бактерий и других

АГ+АТ активирующих поверхностей их

^ Рис. 4.11. Система комплемента

Цитоза и аллергических реакциях. Так, пептиды СЗа и С5а облада­ют свойствами анафилотоксина. Присоединяясь к тучным клет­кам и базофилам, они индуцируют выделение гистамина. Связы­ваясь с тромбоцитами, СЗа вызывает секрецию серотонина. Ана-филотоксическая активность СЗа и С5а легко разрушается под воздействием карбоксипептидазы В, которая отщепляет от этих пептидов аргинин. Образующиеся продукты приобретают свой­ства хемоаттрактантов в отношении полиморфноядерных клеток, эозинофилов и моноцитов. Другой пептид - СЗв является сильным опсонином для полиморфноядерных клеток и макрофагов. Рецеп­торы к этому пептиду обнаружены и на других клетках: В-лимфо-цитах и моноцитах. Наличие на В-лимфоцитах рецепторов для СЗ используется в качестве одного из основных маркеров этой попу­ляции. Взаимодействие СЗ и его субкомпонентов (СЗв, СЗс, C3d) с В-лимфоцитами играет определенную роль в индукции специ-

Источником комплемента являются клетки нескольких типов, включая тканевые макрофаги, гепатоциты, кератиноциты, клетки слизистой оболочки толстой кишки, эндотелиальные клетки, по-лиморфноядерные лейкоциты. Печень является источником более чем 90 % плазменных белков, а макрофаги - основным источни­ком тканевого комплемента, особенно в условиях воспаления. Интенсивность биосинтеза этих компонентов может существенно меняться в зависимости от количества и типа ИК, находящихся в циркуляции. На синтез компонентов комплемента помимо ИК влияют системно действующие гормоны, интерлейкины и биоло­гически активные соединения.

фического иммунного ответа и в регенерации В-клеток памяти. Установлено также участие СЗ в продукции антител к Т-зависи-мым антигенам и во взаимодействии Т- и В-клеток, а также мак­рофагов, Т- и В-клеток. Известно, что С5 участвует в антителоза-висимой цитотоксичности лимфоцитов, осуществляя на поверх­ности лимфоцитов сборку комплементарного мембранолитичес-кого комплекса.

Связанная с мембраной макрофагов С1 компонента играет роль в фиксации комплекса антиген-антитело. Система ком­племента имеет большое значение для диссоциации и элимина­ции иммунных комплексов (ИК). Такое участие обеспечивается связыванием СЗв, который, соединяясь с антителом, снижает спо­собность связывания антигена с Fab-фрагментом. В данном про­цессе задействован также С4в. Эти факторы комплемента не только препятствуют образованию иммунных комплексов, но так­же участвуют в разрушении уже сформировавшихся. Уменьше­ние или увеличение содержания комплемента наблюдается при многих заболеваниях (воспалительные процессы, аутоиммунные болезни, опухоли).

У собак породы британский спаниель встречается врожденный дефицит СЗ фрагмента комплемента. Дефицит СЗ компонента на­следуется по аутосомно-рецессивному типу и клинически прояв­ляется часто повторяющимися бактериальными инфекциями у го­мозиготных индивидуумов. В результате дефицита комплемента, уровень которого составляет лишь 10 % от нормального, снижают­ся опсонизация, хемотаксис и иммуноприлипание, что проявляет­ся повышенной чувствительностью к инфекциям. Гуморальный и клеточный иммунитет у пораженных британских спаниелей оста­ется в норме.

Одним из основных действий ИК является активация плазмен­ных компонентов системы комплемента и иммунокомпетентных клеток. Комплемент играет важную роль в выведении ИК из орга­низма, поэтому способность ИК взаимодействовать с компонен­тами классического либо альтернативного пути системы компле­мента в конечном итоге определяет характер воспаления и ткане­вого повреждения в организме.

Источником комплемента являются клетки нескольких типов, включая тканевые макрофаги, гепатоциты, кератиноциты, клетки слизистой оболочки толстой кишки, эндотелиальные клетки, по-лиморфноядерные лейкоциты. Печень является источником более чем 90 % плазменных белков, а макрофаги - основным источни­ком тканевого комплемента, особенно в условиях воспаления. Интенсивность биосинтеза этих компонентов может существенно менять

Меняться в зависимости от количества и типа ИК, находящихся в циркуляции. На синтез компонентов комплемента помимо ИК влияют системно действующие гормоны, интерлейкины и биоло­гически активные соединения.

Система комплемента играет важную роль в процессе растворе­ния ИК. Взаимодействие циркулирующего иммунного комплекса (ЦИК) с системой комплемента обеспечивает растворение круп­ных нерастворимых ИК до мелких. В опытах in vitro показано, что нерастворимые ИК становятся растворимыми при добавлении свежей сыворотки при 37 °С.

Инициируемая комплементом солюбилизация ИК является след­ствием связывания этих комплексов с СЗв таким образом, что процесс солюбилизации ИК является СЗ-зависимыми. Частичное растворение ИК происходит и в СЗ, С4-дефицитной сыворотке, но не в сыворотке при поврежденном альтернативном пути активации комплемента.

Компоненты альтернативного пути активации комплемента пропердин и фактор D наряду с факторами В, СЗ и Mg 2+ также играют важную роль в растворении ИК. Классический путь сам по себе не обеспечивает растворения, однако его активизация приво­дит к значительному повышению в крови количества СЗв и увели­чению вероятности связывания с комплексами антиген - антитело. Таким образом, компоненты классического пути повышают эффективность активации компонентов альтернативного пути в процессе растворения И К.

Важнейшим аспектом взаимодействия ЦИК и системы ком­племента является изменение физико-химических свойств само­го комплекса в процессе присоединения к нему различных ком­понентов комплемента, что приводит к увеличению степени ди­сперсности и уменьшению агрегации комплексов.

Взаимодействие ИК и системы комплемента является ключе­вым моментом в судьбе ЦИК, поскольку помимо активации си­стемы комплемента это взаимодействие ведет к возможности при­соединения ИК через Fc- и С-рецепторы к большинству иммуно­компетентных клеток, что влияет на Т-В-взаимодействия, изме­няет фагоцитарную активность клеток. Активация фагоцитарной системы приводит либо к удалению комплекса из кровотока, либо способствует длительной циркуляции, дальнейшему отложению ИК в органах и тканях и развитию васкулитов.

Взаимодействие ИК и системы комплемента приводит к двум основным следствиям: образованию фрагментов компонентов ком­племента, обладающих разносторонней биологической активнос­тью, и ингибированию преципитации ИК при активации по клас­сическому пути либо растворению сформировавшихся уже комп­лексов при определяющем участии компонентов альтернативно­го пути активации. В нормальной сыворотке крови компоненты классического пути поддерживают ИК в растворимом состоянии в течение времени, достаточного для их элиминации мононуклеар-ными фагоцитами. Компоненты альтернативного пути не спо­собны ингибировать преципитацию ИК, но могут солюбилизиро-вать агрегаты антиген - антитело. Взаимодействие ЦИК с систе­мой комплемента не только приводит к связыванию ИК с ретикулоэндотелиоцитами, но и обеспечивает переход нерастворим мых ИК в растворимые или их полный распад. В процессе paci рения ИК определяющая роль принадлежит компонентам
Растворенные ИК не могут фиксировать комплемент и пс полностью лишены сродства к поверхностным рецепторам ра личных клеток. Комплемент ускоряет клиренс растворимых И] осуществляемый фагоцитами.

На растворение ИК существенно влияет свойство комплекс
фиксировать комплемент. ИК с некоторым избытком антигена под
влиянием свежей сыворотки растворяются не полностью, а ИК
большим избытком антигена не растворяются компонентами н
альтернативного, ни классического пути активации системы ко\»-,|
племента; ИК с избытком антигена растворяются компонентами!
только альтернативного пути (Ganin G et al., 1983). ИК, образов!
ванные вне сосудистых пространств, удаляются значительно мед?
леннее и могут провоцировать местные воспаления. j

В заключение можно сказать, что аномалии в системе комплещ
мента способствуют развитию иммунокомплексных болезней.^
Дефицит в системе комплемента приводит к нарушению связи!
ИК - комплемент-дендритная клетка лимфатического узла, что,!
в свою очередь, влияет на иммунный ответ в целом. ц

Пропердин (лат. perdere - разрушать) - белок, с помощью ко-»| торого обнаружен альтернативный механизм активации компле-j мента. Он представляет собой гамма-глобулин с молекулярно! массой 220000 и состоит из четырех практически идентичны* субъединиц, соединенных друг с другом нековалентными свя-s зями. Его концентрация в сыворотке составляет около 25 мкг/мл^ Пропердин существует в двух формах: нативной и активирован?» ной, различающихся между собой, по всей видимости, неболь-ч шими конформационными изменениями. Нативный

Проперли»! может связываться с образовавшей комплекс СЗ/С5-конвертазой| альтернативного механизма (СЗвВв), но не с одиночными моле-: кулами СЗв. Его роль заключается в уменьшении скорости рас« пада конвертазы и тем самым усилении активации по альтерна­тивному механизму.

Пропердин действует, таким образом, не сам по себе, а совмест­но с другими факторами, содержащимися в крови животных, в том числе и с комплементом. Сама же система комплемента со­стоит из трех основных частей: пропердина, ионов Mg +2 , компле­мента. Активация пропердина осуществляется СЗ-компонентом комплемента. Пропердиновая система обладает антибактериаль­ным действием в отношении многих патогенных и условно пато­генных микроорганизмов. Под действием пропердина инактиви-руются вирусы герпеса и гриппа. Показатель уровня пропердина в крови в определенной мере отражает чувствительность живот­ных к инфекций. Установлено, что происходит снижение со­держания пропердина при туберкулезе, стрептококковой ин­фекции, ионизирующем облучении. Изъятие из сыворотки кро­ви пропердина резко снижает ее нейтрализующую активность. Полная инактивация пропердина происходит при нагревании до 60 °С в течение 30 мин.

3.4. ЛИЗОЦИМ

Лизоцим - фермент, относящийся к классу гидролаз, избира­тельно гидролизующий гликозидные связи в муреине - сложном биополимере, из которого построены стенки бактерий. Молеку­лярная масса лизоцима 14000... 15 000. Это стойкий белок, не теря­ющий литической способности при нагревании до 100 "С. Спо­собность лизоцима лизировать микроорганизмы столь высока, что это свойство сохраняется в разведении 1:1 000 000. Его моле­кула состоит из 129 аминокислотных остатков, представлена одной полипептидной цепью, содержащей 8 половинок цистита, попар­ное соединение которых образует четыре дисульфидные связи. Они замыкают спиральные участки полипептидной цепи лизоцима. Молекула лизоцима окружена гидрофобными группами боковых цепей остатков аминокислот. Главная роль в образовании активно­го центра принадлежит, по-видимому, триптофану.

Ферментативная активность лизоцима проявляется в гидролизе 1,4-гликозидной связи полиаминосахаров клеточной стенки пре* имущественно грамположительных микроорганизмов. Абсорби­руясь мукопептидом клеточной стенки, лизоцим расщепляет его с освобождением N-ацетилмурамовой кислоты и N-ацетилглю-козамина. Искажение структуры субстрата, поляризация гликозид-ной связи, образование водородной связи с кислородом последней приводят совместно к разрыву глюкозидной связи, а окружающая вода завершает акт гидролиза. Скорость реакции расщепления суб­страта у разных лизоцимов различна, что, вероятно, связано с раз­личием первичной структуры разных лизоцимов.

Лизоцим обнаружен в различных тканях и секретах: в сыворот­ке крови, слезах, слюне, молоке. Его максимальное количество содержится в лейкоцитах, затем в слюне и слезах, минимальное - в сыворотке крови. Почки денатурируют и разрушают плазмен­ный лизоцим. В плазму крови лизоцим поступает при распаде лейкоцитов и тканей. Концентрация его зависит от соотношения между основными продуцентами - нейтрофилами и моноцитами и функции почек. Макрофаги высвобождают лизоцим постоянно, гранулоциты - только при дегрануляции, поэтому сывороточный лизоцим может служить индикатором макрофагальной функции организма. Основываясь на антибактериальных свойствах лизоцима, большинство исследователей склонно рассматривать ег как фактор неспецифического иммунитета. Кроме ochobhoi антибактериального действия лизоцим стимулирует естестве! ную резистентность организма животного, что играет большу роль в предупреждении заболеваний и в благоприятном исход: инфекционного процесса.

3.5. ИНТЕРФЕРОНЫ

Интерфероны - антивирусные агенты. Существует по крайне! мере 14 альфа-интерферонов, которые продуцируются лимфоци^ тами, а бета-интерферон-фибробластами.

При вирусной инфекции клетки синтезируют интерферон секретируют его в межклеточное пространство, где он связывается! с рецепторами соседних незаряженных клеток. Связанный с клет-1 кой интерферон дерепрессирует по меньшей мере два гена. Начи->| нается синтез двух ферментов:

Первый - протеинкиназа значительно снижает в конечном! итоге трансляцию мРНК;

Второй - катализирует образование короткого полимера аде-!;] ниловой кислоты, активирующего латентную эндонуклеазу, чщ| приводит к деградации мРНК как вируса, так и хозяина.

В целом конечный результат действия интерферона заключа­ется в образовании барьера из неинфицированных клеток вокруг! очага вирусной инфекции, чтобы ограничить ее распространение.! Интерфероны играют большую роль в борьбе с вирусами, но не: предотвращении вирусных инфекций.

Система нормальных киллеров. К лимфоидным клеткам| способным оказывать цитотоксическое действие без сенсибилизации, относ NK-клетки (естественные киллеры), которые в отличие от К-клеток могут.. являть цитотоксическое действие и в отсутствие специфических антител. Бис,.«-гическое действие NK-клетки связано с контролем раннего опухолевого

развития.. NK-клетки обладают цитотоксической активностью по отношению к различным! опухолевым клеткам, а также к клеткам, инфицированным вирусными или мик-I ровными агентами. Благодаря этому NK могут играть важную роль в устойчивости организма ко многим заболеваниям.

детерминантами. политональным.

агглю­ тинация - преципи­ тация - агрегация частиц с образованием нерастворимых комп­лексов; лизис цитотоксичность - плбелъ нейтрализация - обезврежи­вание токсинов белковой природы; опсонизация

^

3.6. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ АНТИГЕН-АНТИТЕЛО

Комплементарные, т. е. взаимно соответствующие друг другу антиген и антитела образуют иммунный комплекс антиген - ан­титело. Прочность таких структур определяют высокая избира­тельность и большая площадь взаимодействия на уровне атомных группировок или зарядов по принципу «ключ - замок». Взаимо­действие осуществляется благодаря гидрофобным водородным электростатическим связям и силам Ван-дер-Ваальса. Антиген

При этом соединяется своей антигенной детерминантой, антите­ло - своим активным центром. При избытке антигенов или анти­тел образуются растворимые комплексы, при эквивалентном со­отношении - нерастворимый преципитат.

Антиген, как правило, крупнее молекулы антитела, поэтому последняя может распознавать только отдельные участки антиге­на, которые называют детерминантами. Большинство антигенов имеет на поверхности целый набор различных антигенных детер­минант, каждая из которых стимулирует иммунный ответ. Не все они одинаковы по активности: одни более иммуногенны и реак­ция на них доминирует в общем ответе. Даже одиночная детерми­нанта активирует, как правило, разные клоны клеток с поверх­ностными рецепторами (антителами), которые обладают разным сродством к данной детерминанте. Следовательно, иммунный от­вет на большинство антигенов является поликлональным. Вместе с тем образовавшиеся антитела могут вступать в реакцию не только с гомологичным антигеном, но и с родственными ему гетероло-гичными антигенами.

Реакции неспецифического взаимодействия антител сыворот­ки крови с антигенами проявляются в следующих формах: агглю­ тинация - склеивание антигенных частиц между собой; преципи­ тация - агрегация частиц с образованием нерастворимых комп­лексов; лизис - растворение клеток под влиянием антител в при­сутствии комплемента; цитотоксичность - тибелъ клеток под влиянием антител - цитотоксинов; нейтрализация - обезврежи­вание токсинов белковой природы; опсонизация - усиление фаго­цитарной активности нейтрофилов и макрофагов под влиянием антител или комплемента.

Обычный иммунный ответ выявляется через несколько суток после связывания антигена с В-лимфоцитом. Он представляет со­бой интегральную реакцию организма на антиген вследствие сложных взаимодействий между клетками разных типов.