Układ dopełniacza, klasyczne i alternatywne drogi aktywacji dopełniacza. Metody oznaczania dopełniacza. System uzupełniający. Drogi aktywacji Mikrobiologia układu dopełniacza

Moskiewska Państwowa Akademia Weterynaryjna

Medycyna i biotechnologia nazwana na cześć. K.I.Skryabina

Streszczenie na temat immunologii na temat:„System komplementów”

Praca skończona

Kotlyarova A. D.

6 grupa 3 FVM

Sprawdziłem pracę

Moskwa 2008

System uzupełniający- złożony kompleks białek, występujący głównie we frakcji β-globulin, liczący, łącznie z regulatorowymi, około 20 składników, które stanowią 10% białek surowicy krwi. Dopełniacz został po raz pierwszy opisany przez Buchnera w 1889 roku pod nazwą „aleksyna” – czynnik termolabilny, w obecności którego obserwuje się lizę drobnoustrojów. Dopełniacz otrzymał swoją nazwę (Ehrlich, 1895) ze względu na fakt, że uzupełnia (uzupełnia) i wzmacnia działanie przeciwciał i fagocytów, chroniąc organizm ludzki i zwierzęcy przed większością infekcji bakteryjnych.

Dopełniacz to układ kaskadowo działających hydrolaz peptydowych, oznaczonych od C1 do C9. Ustalono, że większość składników dopełniacza jest syntetyzowana przez hepatocyty i inne komórki wątroby (około 90%, C3, C6, C8, czynnik B itp.), a także monocyty/makrofagi (C1, C2, C3, C4 , C5).

Składnik C1 jest reprezentowany w osoczu krwi przez trzy białka (Clq, Clr , z Jest).

Najbardziej złożoną z nich jest cząsteczka Clq (ryc. 1), składająca się z 18 łańcuchów polipeptydowych trzech typów (po 6 łańcuchów typu A, B i C). Wszystkie 18 łańcuchów z kolagenopodobnymi końcami N (78 reszt aminokwasowych) tworzy spiralnie skręconą strukturę przypominającą linę, z której C-końcowe odcinki łańcuchów (103-108 reszt aminokwasowych) rozchodzą się w różnych kierunkach, kończąc na kulistych głowach, które mogą oddziaływać z regionami wiążącymi dopełniacz, domenami Sn przeciwciał (jako część kompleksu immunologicznego AG-AT).

Zwykle wszystkie składniki dopełniacza są związkami nieaktywnymi lub nieaktywnymi, ale mogą zostać aktywowane sekwencyjnie w wyniku rozszczepienia lub przyłączenia czynników peptydowych (na przykład C2a, C2b, C4a, C4b itp.) i czynników aktywacyjnych (czynniki B i D, lipopolisacharydy , glikolipidy, przeciwciała itp.) – produkt jednej reakcji katalizuje następną. Katabolizm składników dopełniacza jest najwyższy w porównaniu z innymi białkami surowicy, przy czym w ciągu dnia odnawia się nawet 50% białek układu dopełniacza.

Ryż.1 . Cząsteczkakl-składnik dopełniacza (mikroskopia elektronowa)

Cząsteczka składa się z sześciu końcowych podjednostek połączonych jednostką centralną (z Schaechter M., Medoff G., Eisenstein B. Mechanisms of microbial Disease, wyd. 2, Williams & Wilkins, 1993)

Powstające w procesie aktywacji różne składniki dopełniacza i ich fragmenty mogą powodować procesy zapalne, lizę komórek i stymulować fagocytozę. Końcowym efektem aktywacji może być złożenie kompleksu składników C5, C6, C7, C8 i C9, atakując błonę tworząc w niej kanały i zwiększając przepuszczalność błony dla wody i jonów, co powoduje śmierć komórki .

Aktywacja dopełniacza może przebiegać na dwa główne sposoby: alternatywny – bez udziału przeciwciał i klasyczny – z udziałem przeciwciał (ryc. 2).

Ryż. 2. Aktywacja układy dopełniacza (z Schaechter M., MedoffG., Eisenstein B. Mechanizmy chorób drobnoustrojowych, wyd. 2, Williams & Wilkins, 1993)

Alternatywna ścieżka jest starsza. Opiera się na zdolności niektórych mikroorganizmów do aktywacji konwertazy C3 (C3bb) poprzez wiązanie jej z regionami węglowodanowymi ich błony powierzchniowej, a następnie stabilizuje konwertazę C3 przez właściwą proteinę (P). Properdyna ma zdolność wiązania się z powierzchnią komórki bakteryjnej i inicjowania wiązania na niej konwertazy C3 oraz przyłączania dodatkowych cząsteczek C3b w celu uzupełnienia. C3b potrafi przyłączać się zarówno do powierzchni mikroorganizmu, jak i do receptorów fagocytów (neutrofili i makrofagów), działając jako opsonina, która wzmaga fagocytozę różnych bakterii. Powstały kompleks C3BLP pełni funkcję konwertazy C3. Tworzenie konwertaz C3/C5 na alternatywnej drodze aktywacji dopełniacza zachodzi przy udziale czynników B, D, P w obecności jonów Mg 2+ i jest regulowane przez określone czynniki inaktywujące (H, I itp.).

Aktywna konwertaza stabilizowana na błonie rozszczepia C3, jeden ze składników układu dopełniacza zawarty we krwi w najwyższym stężeniu, co prowadzi do reakcji łańcuchowej aktywacji pozostałych składników dopełniacza.

W wyniku działania konwertaz C3/C5 najpierw przy udziale konwertazy C3 następuje rozszczepienie składnika C3 zawartego we krwi w największym stężeniu, co prowadzi do reakcji łańcuchowej aktywacji pozostałych składników dopełniacza , a późniejsze tworzenie konwertazy C5 prowadzi do rozszczepienia składnika C5 na większe (C5b) i mniejsze (C5a) fragmenty. C5b wiąże się z kompleksem składników dopełniacza na błonie komórkowej, a C5a pozostaje w fazie ciekłej, wykazując działanie chemotaktyczne i anafilaktogenne.

Fragment C5b ma zdolność wiązania składnika C6 tworząc kompleks C5b - C6, do którego szybko przyłączają się C7, a następnie C8. Kompleks C5b - C6, 7, 8 przenika do dwuwarstwy lipidowej błony. W końcowym etapie do C8 dodaje się 12-20 cząsteczek C9, co kończy tworzenie wysoce aktywnego kompleksu litycznego (A. A. Yarilin, 1999), tworząc kanał transbłonowy, przez który jony wodoru, sodu i wody przedostają się do komórki, co prowadzi do obrzęku i lizy komórek. Białko C9 homologiczne do perforyny, zdolne do polimeryzacji w kontakcie z fosfolipidami błonowymi, odpowiada za utworzenie cylindrycznego kanału transbłonowego, którego zewnętrzną powierzchnię tworzą obszary hydrofobowe, a wewnętrzną (zwróconą w stronę wnęki kanału) hydrofilową obszary.

Klasyczny szlak aktywacji dopełniacza powstał w celu wzmocnienia fagocytozy wobec mikroorganizmów, które nie wyzwalają szlaku alternatywnego, tj. nie mają miejsca wiązania polisacharydu dla konwertazy C3 na błonie. Główną cechą tego szlaku jest oddziaływanie antygenu i przeciwciała z utworzeniem kompleksu immunologicznego (AG-AT), który aktywuje składniki dopełniacza (C1, C2, C4), które z kolei tworzą konwertazę C3 (C4b2a), który rozszczepia składnik C3.

Domeny CH4 IgM i domeny CH2 IgG zawierają regiony o powinowactwie do Clq (tylko jako część kompleksów immunologicznych). Clq wiąże się jednocześnie z co najmniej dwiema domenami CH4 tej samej cząsteczki IgM i domenami CH2 dwóch cząsteczek IgG, w związku z czym aktywność IgG aktywująca dopełniacz jest niższa niż IgM. Końcowe (kuliste) regiony Clq oddziałują z regionami wiążącymi dopełniacz przeciwciał (IgM, IgG1, IgG3 i IgG2), co prowadzi do aktywacji cząsteczki Clq, która nabywa właściwości hydrolazy peptydu serynowego. Hydrolaza peptydowa Clq aktywuje Clr, który bierze udział w aktywacji Cls. W rezultacie fragmenty Clr i Cls powstałe podczas aktywacji i rozszczepienia integrują się z Clq, znajdującym się pomiędzy jego kulistymi sekcjami (głowami). W tym przypadku powstaje kompleks Clqrs, który wykazuje działanie hydrolazy peptydu trypsyny, katalizując rozszczepienie C4 (na fragmenty C4a i C4b) oraz C2 (na fragmenty C2a i C2b). Konsekwencją oddziaływania Clqrs, C4b i C2a w obecności jonów Ca 2+ jest utworzenie kompleksu C4b2a, który ma właściwości i aktywność konwertazy C3, która rozszczepia C3 i bierze udział w tworzeniu konwertazy C5 (C4b2a3b). Dalsza aktywacja dopełniacza szlakiem klasycznym całkowicie pokrywa się ze szlakiem alternatywnym i kończy się utworzeniem kompleksu atakującego błonę C5b-6789 i lizą komórek.

Ryż. 3. Podobne etapy aktywacji dopełniacza w ujęciu klasycznym, lektynowym i alternatywnym mechanizmy:

Zarówno klasyczna, jak i alternatywna droga aktywacji dopełniacza prowadzi do pojawienia się konwertazy C3: odpowiednio C4b2a i C3bBb. Szlak klasyczny rozpoczyna się od aktywacji przez kompleks antygen-przeciwciało, a następnie rozszczepienia składników C4 i C2 przez aktywowane CI. Uwalniane są mniejsze fragmenty C4a i C2b, a większe tworzą C4b2a. Składniki C4 i C2 mogą być także aktywowane przez MASP (proteinazę serynową związaną z lektyną wiążącą mannan), białko szlaku lektynowego podobne do CI i MBL (lektynę wiążącą mannan w surowicy). Na pierwszych etapach szlaku alternatywnego białko C3b, które powstaje w wyniku „jałowej” aktywacji i wiąże się z powierzchnią, łączy się z czynnikiem B, z którego Czynnik D odcina mniejszy fragment Ba. Większy fragment, czyli Bb, pozostaje związany z C3b, tworząc konwertazę C3b-C3, która rozkłada dodatkową liczbę cząsteczek C3 (mechanizm dodatniego sprzężenia zwrotnego). Powierzchnia aktywująca dopełniacz (na przykład mikroorganizmy) stabilizuje C3b, zapewniając jego wiązanie z czynnikiem B. Sprzyja to dalszej alternatywnej aktywacji dopełniacza. Konwertazy C3 szlaku klasycznego i alternatywnego mogą dodatkowo przyłączać C3b, tworząc kompleksy enzymatyczne zwane konwertazami C5 (odpowiednio C4b2a3b i C3b3b), które aktywują kolejny składnik układów dopełniacza – C5 (A. Royt i in., 2000).

Zatem zasadniczo nie ma zasadniczych różnic biochemicznych pomiędzy klasycznym i alternatywnym szlakiem aktywacji dopełniacza, zwłaszcza że czynniki B i C2 zaangażowane w aktywację S3 na szlaku alternatywnym i klasycznym są do siebie podobne (pod względem wielkości, struktury, fragmentów rozszczepiania) , działanie mechanizmu). Istnieje opinia, że być może czynniki B i C2 powstały w wyniku duplikacji jednego genu (V.V. Chirkin i in., 1999). Jednakże pod względem objawów klinicznych różnice między tymi szlakami są dość znaczące. Dzięki szlakowi alternatywnemu znacznie wzrasta zawartość w układzie krążenia fragmentów cząsteczek białek o wysokiej aktywności biologicznej, które neutralizują aktywowane złożone mechanizmy, co zwiększa możliwość rozwoju powolnego, często uogólnionego procesu zapalnego. Klasyczny sposób jest najbardziej nieszkodliwy dla organizmu. Dzięki niemu na mikroorganizmy wpływają jednocześnie zarówno fagocyty, jak i przeciwciała, które specyficznie wiążą determinanty antygenowe mikroorganizmów i aktywują układ dopełniacza, promując w ten sposób aktywację fagocytozy. W tym przypadku zniszczenie zaatakowanej komórki następuje jednocześnie z udziałem przeciwciał, dopełniacza i fagocytów, co nie może objawiać się w żaden sposób na zewnątrz. W związku z tym klasyczną ścieżkę aktywacji dopełniacza uważa się za bardziej fizjologiczną metodę neutralizacji i usuwania antygenów niż alternatywa.

Oprócz dwóch głównych szlaków możliwe są inne mechanizmy aktywacji dopełniacza. W szczególności istnieje wariant klasycznej aktywacji dopełniacza – droga aktywacji lektyny (ryc. 3), którą można również interpretować jako niezależną (A. A. Yarilin i in., 1999; A. Royt i in., 2000). Jak wiadomo, lektyny to białka, które mogą specyficznie wiązać się z określonymi grupami węglowodanów. Uruchomienie lektynowego szlaku aktywacji dopełniacza jest związane z jedną z lektyn – białkiem wiążącym mannozę (MBP, występującym w surowicy krwi w stężeniu 0,1 – 5,0 µg/ml). SME ma bardzo podobną strukturę do Clq, choć nie jest z nią homologiczna; jest zależny od Ca, ma powinowactwo do mannozy, która występuje w postaci wolnej na komórkach drobnoustrojów, ale nie na komórkach makroorganizmu. Kontaktując się z komórką zawierającą mannozę, MBP nabywa, podobnie jak Clqrs, zdolność do aktywacji C4 i C2.

Co więcej, szlaki aktywacji lektynowej i klasycznej pokrywają się (A. A. Yarilin, 1999). Możliwe, że lektynowy szlak aktywacji dopełniacza pojawił się w filogenezie później niż alternatywny, ale wcześniej niż klasyczny. W odróżnieniu od alternatywy, szlak lektynowy, podobnie jak klasyczny, obejmuje aktywację C4 i C2, ale bez udziału przeciwciał, za to z udziałem tylko jednego MBP. Możliwe, że pojawienie się w procesie ewolucji Clq, podobnego do białka wiążącego mannozę, ale zdolnego do nabycia aktywności hydrolazy peptydowej, która inicjuje kaskadę reakcji aktywacji dopełniacza dopiero po interakcji z antygenami, doprowadziło do pojawienia się skuteczniejszej klasycznej ścieżki aktywacji dopełniacza, która znacznie rozszerzyła możliwości aktywacji dopełniacza u kręgowców.

Klasyczny szlak aktywacji dopełniacza może być również wyzwalany przez białko C-reaktywne, kompleks heparyno-protaminowy, niektóre glikolipidy, hydrolazy peptydowe w niektórych postaciach ostrej odpowiedzi zapalnej (pepsyna, trypsyna, kalikreina, enzymy lizosomalne i bakteryjne) na dowolnym etapie od C1 do C5.

Bibliografia:

Voronin E.S., Petrov A.M., Serykh M.M., Devrishov D.A. – Immunologia /wyd. E.S. Woronin. – M.: Kolos-Press, 2002. – 408 s.

Kulberg A.Ya. / Instruktaż– Immunologia molekularna – M.: Wyższa. Shk., 1985. – 287 s.

Można go przeprowadzić trasą klasyczną i alternatywną.

Gdy klasyczny sposób powstają swoiste (IgG lub IgM) i kompleksy immunologiczne. Proces aktywacji rozpoczyna się od wczesnych składników dopełniacza: C1, następnie w proces zaangażowane są składniki C4, C2 i C3.

Tworzenie następuje poprzez agregację cząsteczek immunoglobulin lub poprzez wiązanie immunoglobulin z antygenem.

Najważniejszym warunkiem w procesie aktywacji jest konfiguracja immunoglobuliny. Domena CH2 fragmentu Fc cząsteczki immunoglobuliny jest bezpośrednio zaangażowana w aktywację układu dopełniacza. Ponadto w cząsteczce IgM łańcuchy H są usytuowane w optymalnej odległości od siebie ze względu na własną konfigurację cząsteczki, a w reakcjach aktywacji z immunoglobuliną G takie wzajemne ułożenie zachodzi z częstotliwością około 1 na 800, w efekcie z czego zdolność immunoglobuliny G do wiązania białek dopełniacza jest znacznie niższa.

Na poziomie molekularnym etapy aktywacji układu dopełniacza są następujące:
1. W obecności jonów Ca z białka C1, które wiąże się z jedną cząsteczką C1q, tworzy się tetramer C1r2-Ca2+-C1s2. Kompleks ten ma aktywność proteazy, a jego substratami są C2 i C4. Inhibitor tego enzymu (C1-Inh) występuje w osoczu.
2. W procesie bierze udział C4, rozkładając się na dwa fragmenty - C4a i C4b, które nabywa właściwości esterazy zdolnej do aktywacji C2. C4b w obecności jonów magnezu dzieli C2 na C2a i C2b. W tym przypadku C2a łączy się z C4b i powstaje jedna z kluczowych substancji w procesie aktywacji dopełniacza – konwertaza trzeciego składnika dopełniacza.
3. Powstała konwertaza C3 (C4b2a) rozszczepia C3 na C3. Jednocześnie C3b jest kluczowym fragmentem zarówno dla klasycznej, jak i alternatywnej ścieżki aktywacji; w tym miejscu obie ścieżki aktywacji zbiegają się i wówczas proces w obu przypadkach przebiega w ten sam sposób. Regulatorem aktywacji dopełniacza C3 jest czynnik I (inaktywator C3b). Rozbija C3b na nieaktywne fragmenty - C3c i C3d oraz zapobiega nadmiernej aktywacji C3.
4. Aktywny C3b – fragment wiąże się z kompleksem C4b i 2a i powstaje konwertaza składnika 5-go dopełniacza. Od tego momentu rozpoczyna się tworzenie ostatecznej struktury – kompleksu atakującego błonę (MAC), oznaczonego jako C5L6789. Inicjuje pojawienie się porów w białku lipidowym błony komórkowej, w wyniku czego możliwa jest liza komórek.

Układ właściwa bierze czynny udział w pierwszych reakcjach alternatywnego szlaku aktywacji. Składa się z białek zwanych czynnikami D i B. Czynnik D występuje w surowicy krwi jako aktywny enzym, którego substratem jest czynnik B.

Białko to ulega rozszczepieniu pod wpływem czynnika D, w wyniku czego powstaje aktywny fragment - czynnik Bb, w kompleksie z C3b, tworząc konwertazę 3 składnika dopełniacza alternatywnego szlaku aktywacji. Różni się nieco od konwertazy szlaku klasycznego.

C3B, stabilizowany przez właściwą białko, aktywuje C3 z utworzeniem konwertazy C5, a następnie rozpoczyna się składanie kompleksu atakującego błonę (MAC).

System uzupełniający

Kompleks atakujący błonę, który powoduje lizę komórek.

System uzupełniający- kompleks złożonych białek, które są stale obecne we krwi. Jest to kaskadowy układ enzymów proteolitycznych, którego zadaniem jest humoralna ochrona organizmu przed działaniem czynników obcych, bierze udział w realizacji odpowiedzi immunologicznej organizmu. Jest ważnym składnikiem odporności wrodzonej i nabytej.

Historia koncepcji

W koniec XIX wieku ustalono, że surowica krwi zawiera pewien „czynnik” mający właściwości bakteriobójcze. W 1896 roku młody belgijski naukowiec Jules Bordet pracujący w Instytucie Pasteura w Paryżu wykazał, że serwatka zawiera dwa różne substancje, których łączne działanie prowadzi do lizy bakterii: czynnika termostabilnego i czynnika termolabilnego (tracącego swoje właściwości po podgrzaniu serum). Jak się okazało, czynnik termostabilny mógł działać tylko przeciwko niektórym mikroorganizmom, natomiast czynnik termostabilny miał niespecyficzne działanie przeciwbakteryjne. Później nazwano czynnik termolabilny komplement. Termin „uzupełnienie” został ukuty przez Paula Ehrlicha pod koniec lat 90. XIX wieku. Ehrlich był autorem humoralnej teorii odporności i wprowadził do immunologii wiele terminów, które później stały się powszechnie akceptowane. Według jego teorii komórki odpowiedzialne za reakcje immunologiczne mają na swojej powierzchni receptory, które służą do rozpoznawania antygenów. Receptory te nazywamy obecnie „przeciwciałami” (podstawą receptora zmiennego limfocytów jest przyłączone do błony przeciwciało klasy IgD, rzadziej IgM. Przeciwciała innych klas w przypadku braku odpowiedniego antygenu nie przyłączają się do komórek ). Receptory wiążą się ze specyficznym antygenem, a także z termolabilnym, przeciwbakteryjnym składnikiem surowicy krwi. Ehrlich nazwał czynnik termolabilny „dopełniaczem”, ponieważ ten składnik krwi „służy jako uzupełnienie” komórek układu odpornościowego.

Ehrlich uważał, że istnieje wiele dopełniaczy, z których każdy wiąże się ze swoim własnym receptorem, tak jak receptor wiąże się z określonym antygenem. Z kolei Bordet argumentował, że istnieje tylko jeden rodzaj „uzupełnienia”. Na początku XX wieku spór został rozstrzygnięty na korzyść Borde; Okazało się, że dopełniacz można aktywować przy udziale swoistych przeciwciał lub samodzielnie, w sposób nieswoisty.

Przegląd ogólny

Składniki układu dopełniacza

Dopełniacz to układ białkowy, który obejmuje około 20 oddziałujących ze sobą składników: C1 (kompleks trzech białek), C2, C3,…, C9, czynnik B, czynnik D oraz szereg białek regulatorowych. Wszystkie te składniki są rozpuszczalnymi białkami o masie molowej. ważący od 24 000 do 400 000, krążący we krwi i płynie tkankowym. Białka dopełniacza są syntetyzowane głównie w wątrobie i stanowią około 5% całkowitej frakcji globulinowej osocza krwi. Większość z nich jest nieaktywna do czasu aktywacji przez odpowiedź immunologiczną (z udziałem przeciwciał) lub bezpośrednio przez atakujący mikroorganizm (patrz poniżej). Jednym z możliwych rezultatów aktywacji dopełniacza jest sekwencyjne połączenie tak zwanych późnych składników (C5, C6, C7, C8 i C9) w duży kompleks białkowy, który powoduje lizę komórek (kompleks lityczny lub atak na błonę). Agregacja składników późnych następuje w wyniku szeregu następujących po sobie reakcji aktywacji proteolitycznej z udziałem składników wczesnych (C1, C2, C3, C4, czynnik B i czynnik D). Większość tych wczesnych składników to proenzymy, aktywowane sekwencyjnie przez proteolizę. Kiedy którykolwiek z tych proenzymów zostanie rozszczepiony w specyficzny sposób, staje się aktywnym enzymem proteolitycznym i rozszczepia następny proenzym itp. Ponieważ wiele aktywowanych składników ściśle wiąże się z błonami, większość tych zdarzeń zachodzi na powierzchni komórek. Centralnym składnikiem tej kaskady proteolitycznej jest C3. Jego aktywacja poprzez rozszczepienie jest główną reakcją całego łańcucha aktywacji dopełniacza. C3 można aktywować dwiema głównymi drogami – klasyczną i alternatywną. W obu przypadkach C3 jest rozkładany przez kompleks enzymatyczny zwany konwertazą C3. Dwie różne ścieżki prowadzą do powstania różnych konwertaz C3, przy czym obie powstają w wyniku spontanicznego połączenia dwóch składników dopełniacza, aktywowanych wcześniej w łańcuchu kaskady proteolitycznej. Konwertaza C3 rozszczepia C3 na dwa fragmenty, z których większy (C3b) wiąże się z błoną komórki docelowej obok konwertazy C3; w efekcie powstaje jeszcze większy kompleks enzymatyczny o zmienionej specyficzności – konwertaza C5. Konwertaza C5 następnie rozszczepia C5 i w ten sposób inicjuje spontaniczne składanie kompleksu litycznego z późnych składników, C5 do C9. Ponieważ każdy aktywowany enzym rozszczepia wiele cząsteczek kolejnego proenzymu, kaskada aktywacji wczesnych składników działa jak wzmacniacz: każda cząsteczka aktywowana na początku całego łańcucha prowadzi do powstania wielu kompleksów litycznych.

Główne etapy aktywacji układu dopełniacza.

Klasyczne i alternatywne drogi aktywacji układu dopełniacza.

Układ dopełniacza działa jak biochemiczna kaskada reakcji. Dopełniacz jest aktywowany trzema szlakami biochemicznymi: klasycznym, alternatywnym i lektynowym. Wszystkie trzy szlaki aktywacji wytwarzają różne warianty konwertazy C3 (białka rozkładającego C3). Klasyczny sposób(została odkryta jako pierwsza, ale jest ewolucyjnie nowa) do aktywacji wymaga przeciwciał (swoista odpowiedź immunologiczna, odporność nabyta). alternatywny I lektyna szlaki te mogą być aktywowane przez antygeny bez obecności przeciwciał (nieswoista odpowiedź immunologiczna, odporność wrodzona). Wynik aktywacji dopełniacza we wszystkich trzech przypadkach jest taki sam: konwertaza C3 hydrolizuje C3, tworząc C3a i C3b i powodując kaskadę dalszej hydrolizy elementów układu dopełniacza i zdarzeń aktywacji. W szlaku klasycznym aktywacja konwertazy C3 wymaga utworzenia kompleksu C4bC2a. Kompleks ten powstaje w wyniku rozszczepienia C2 i C4 przez kompleks C1. Z kolei kompleks C1 do aktywacji musi związać się z immunoglobulinami klasy M lub G. C3b wiąże się z powierzchnią drobnoustrojów chorobotwórczych, co prowadzi do większego „zainteresowania” fagocytów komórkami związanymi z C3b (opsonizacja). C5a jest ważnym chemoatraktantem, który pomaga przyciągać nowe komórki do obszaru aktywacji układu dopełniacza. komórki odpornościowe. Zarówno C3a, jak i C5a wykazują działanie anafilotoksyczne, powodując bezpośrednio degranulację komórek tucznych (a w konsekwencji uwolnienie mediatorów stanu zapalnego). C5b rozpoczyna tworzenie kompleksów atakujących błonę (MAC), składających się z C5b, C6, C7, C8 i polimerycznego C9. MAC jest cytolitycznym produktem końcowym aktywacji układu dopełniacza. MAC tworzy kanał przezbłonowy, który powoduje lizę osmotyczną komórki docelowej. Makrofagi pochłaniają patogeny oznaczone dopełniaczem.

Funkcje biologiczne

Obecnie wyróżnia się następujące funkcje:

Funkcja opsonizująca. Natychmiast po aktywacji układu dopełniacza tworzą się składniki opsonizujące, które pokrywają organizmy chorobotwórcze lub kompleksy immunologiczne, przyciągając fagocyty. Obecność receptora dla C3b na powierzchni komórek fagocytarnych zwiększa ich przyczepność do opsonizowanych bakterii i aktywuje proces wchłaniania. Nazywa się to bliższym przyłączeniem komórek związanych z C3b lub kompleksów immunologicznych do komórek fagocytarnych zjawisko przywiązania immunologicznego.
Solubilizacja (czyli rozpuszczenie) kompleksów immunologicznych (z cząsteczką C3b). W przypadku niedoboru dopełniacza rozwija się patologia kompleksów immunologicznych (stany podobne do SLE). [SLE = toczeń rumieniowaty układowy]
Udział w reakcjach zapalnych. Aktywacja układu dopełniacza powoduje uwolnienie substancji biologicznie czynnych (histaminy, serotoniny, bradykininy) z bazofilów tkankowych (komórek tucznych) i granulocytów zasadochłonnych we krwi, które stymulują odpowiedź zapalną (mediatory stanu zapalnego). Biologicznie aktywne składniki powstające podczas rozkładu C3 I C5, prowadzą do uwalniania amin wazoaktywnych, takich jak histamina, z bazofilów tkankowych (komórek tucznych) i granulocytów zasadochłonnych we krwi. Towarzyszy temu z kolei rozluźnienie mięśni gładkich i skurcz komórek śródbłonka naczyń włosowatych, zwiększając przepuszczalność naczyń. Fragment C5a i inne produkty aktywacji dopełniacza promują chemotaksję, agregację i degranulację neutrofili oraz tworzenie wolnych rodników tlenowych. Podawanie C5a zwierzętom powodowało niedociśnienie tętnicze, zwężenie naczyń płucnych i zwiększoną przepuszczalność naczyń z powodu uszkodzenia śródbłonka.
Funkcje C3a:
- działać jako czynnik chemotaktyczny, powodując migrację neutrofili w kierunku miejsca ich uwolnienia;
- indukować przyłączanie neutrofili do śródbłonka naczyń i do siebie nawzajem;
- aktywować neutrofile, powodując u nich wybuch oddechowy i degranulację;
- stymulują produkcję leukotrienów przez neutrofile.
Funkcja cytotoksyczna lub lityczna. W końcowym etapie aktywacji układu dopełniacza z późnych składników dopełniacza tworzy się kompleks atakujący błonę (MAC), który atakuje błonę bakterii lub dowolnej innej komórki i niszczy ją.

szpik kostny

Aktywacja układu dopełniacza

Klasyczny sposób

Szlak klasyczny jest wyzwalany przez aktywację kompleksu C1(zawiera jedną cząsteczkę C1q i po jednej cząsteczce C1r i C1s). Kompleks C1 wiąże się poprzez C1q z immunoglobulinami klas M i G związanymi z antygenami. Heksameryczny C1q ma kształt bukietu nieotwartych tulipanów, których „pąki” mogą wiązać się z miejscem przeciwciała. Do zainicjowania tego szlaku wystarczy pojedyncza cząsteczka IgM; aktywacja przez cząsteczki IgG jest mniej skuteczna i wymaga więcej cząsteczek IgG.

С1q wiąże się bezpośrednio z powierzchnią patogenu, prowadzi to do zmian konformacyjnych w cząsteczce C1q i powoduje aktywację dwóch cząsteczek proteaz serynowych C1r. Rozszczepiają C1 (również proteazę serynową). Kompleks C1 następnie wiąże się z C4 i C2, a następnie rozszczepia je, tworząc C2a i C4b. C4b i C2a wiążą się ze sobą na powierzchni patogenu i tworzą konwertazę C3 szlaku klasycznego, C4b2a. Pojawienie się konwertazy C3 prowadzi do rozszczepienia C3 na C3a i C3b. C3b tworzy wraz z C2a i C4b konwertazę C5 szlaku klasycznego. C5 ulega rozszczepieniu na C5a i C5b, C5b pozostaje na membranie i łączy się z kompleksem C4b2a3b, następnie C6, C7, C8 i C9 łączą się, co powoduje polimeryzację i wewnątrz membrany pojawia się rurka. Zaburza to równowagę osmotyczną i w wyniku turgoru bakteria pęka. Klasyczny sposób działa dokładniej, ponieważ niszczy każdą obcą komórkę.

Alternatywna ścieżka

Alternatywny szlak jest inicjowany przez hydrolizę C3 bezpośrednio na powierzchni patogenu. W szlaku alternatywnym biorą udział czynniki B i D. Za ich pomocą powstaje enzym C3bBb. Stabilizuje ją i zapewnia jej długotrwałe funkcjonowanie białko P. Następnie PC3bBb aktywuje C3, w wyniku czego powstaje konwertaza C5 i inicjuje powstawanie kompleksu atakującego błonę. Dalsza aktywacja końcowych składników dopełniacza następuje w taki sam sposób, jak na klasycznej drodze aktywacji dopełniacza. W cieczy w kompleksie C3bBb B zostaje zastąpione czynnikiem H i pod wpływem związku dezaktywującego (H) zamienia się w C3bi.Po przedostaniu się drobnoustrojów do organizmu kompleks C3bBb zaczyna gromadzić się na błonie. Wiąże się z C5, który dzieli się na C5a i C5b. C5b pozostaje na membranie. Następnie łączy się C6, C7, C8 i C9.Po połączeniu C9 z C8 następuje polimeryzacja C9 (do 18 cząsteczek zostaje ze sobą usieciowanych) i powstaje rurka, która przenika przez błonę bakterii, pompowana jest woda i bakteria wybucha.

Droga alternatywna różni się od klasycznej tym, że w przypadku aktywacji układu dopełniacza tworzenie kompleksów immunologicznych nie jest konieczne, zachodzi bez udziału pierwszych składników dopełniacza – C1, C2, C4. Wyróżnia się także tym, że zostaje wywołany natychmiast po pojawieniu się antygenów – jego aktywatorami mogą być polisacharydy i lipopolisacharydy bakteryjne (będące mitogenami), cząstki wirusowe i komórki nowotworowe.

Lektynowy (mannozowy) szlak aktywacji układu dopełniacza

Szlak lektynowy jest homologiczny do klasycznej ścieżki aktywacji dopełniacza. Wykorzystuje lektynę wiążącą mannozę (MBL), białko podobne do C1q o klasycznej ścieżce aktywacji, które wiąże się z resztami mannozy i innymi cukrami na błonie, umożliwiając rozpoznawanie różnych patogenów. MBL to białko serwatkowe należące do grupy białek kolektynowych, które jest syntetyzowane przede wszystkim w wątrobie i może aktywować kaskadę dopełniacza poprzez bezpośrednie wiązanie się z powierzchnią patogenu.

W surowicy krwi MBL tworzy kompleks z MASP-I i MASP-II (proteaza serynowa wiążąca mannan z lektyną związaną z proteazami serynowymi wiążącymi MBL). MASP-I i MASP-II są bardzo podobne do C1r i C1 klasycznej ścieżki aktywacji i mogą mieć wspólnego ewolucyjnego przodka. Kiedy wiele miejsc aktywnych MBL wiąże się ze specyficznie zorientowanymi resztami mannozy na dwuwarstwie fosfolipidowej patogenu, MASP-I i MASP-II ulegają aktywacji i rozszczepiają białko C4 na C4a i C4b oraz białko C2 na C2a i C2b. Następnie C4b i C2a łączą się na powierzchni patogenu, tworząc konwertazę C3, a C4a i C2b działają jako chemoatraktanty dla komórek układu odpornościowego.

Regulacja układu dopełniacza

Układ dopełniacza może być bardzo szkodliwy dla tkanek gospodarza, dlatego jego aktywacja musi być dobrze regulowana. Większość składników jest aktywna jedynie jako część kompleksu, a ich aktywne formy mogą istnieć przez bardzo krótki czas. Jeśli w tym czasie nie spotkają się z kolejnym składnikiem kompleksu, wówczas aktywne formy tracą kontakt z kompleksem i stają się nieaktywne. Jeżeli stężenie któregokolwiek ze składników będzie poniżej progu (krytycznego), wówczas działanie układu dopełniacza nie będzie prowadzić do konsekwencji fizjologicznych. Układ dopełniacza jest regulowany przez specjalne białka, które występują w osoczu krwi w jeszcze wyższych stężeniach niż same białka układu dopełniacza. Te same białka są obecne na błonach własnych komórek organizmu, chroniąc je przed atakiem białek układu dopełniacza.

Mechanizmy regulacyjne działają głównie w trzech punktach.

C1. Inhibitor C1 kontroluje szlaki aktywacji klasycznej i lektynowej. Działa dwojako: ogranicza działanie C4 i C2 poprzez wiązanie proteaz C1r i C1s oraz podobnie wyłącza szlak lektynowy poprzez usuwanie enzymów MASP z kompleksu MBP.
Konwertaza C3. Czas życia konwertazy C3 skracają czynniki przyspieszające rozpad. Niektóre z nich znajdują się na powierzchni własnych ogniw (na przykład DAF i CR1). Działają na konwertazy C3 zarówno w klasycznym, jak i alternatywnym szlaku aktywacji. DAF przyspiesza degradację konwertazy C3 szlaku alternatywnego. CR1 (receptor C3b/C4b) zlokalizowany jest głównie na powierzchni erytrocytów i odpowiada za usuwanie opsonizowanych kompleksów immunologicznych z osocza krwi. Inne białka regulatorowe są wytwarzane przez wątrobę i są rozpuszczane w osoczu krwi w stanie nieaktywnym. Czynnik I jest proteazą serynową, która rozszczepia C3b i C4b. Białko wiążące C4 (C4BP) rozkłada C4 i pomaga czynnikowi I rozkładać C4b.Czynnik H wiąże się z glikozaminoglikanami, które znajdują się na komórkach własnych, ale nie na komórkach patogenu. Białko to jest kofaktorem czynnika I, a także hamuje aktywność C3bBb.
C9. CD59 i homologiczny czynnik restrykcyjny hamują polimeryzację C9 podczas tworzenia kompleksu atakującego błonę, zapobiegając jego tworzeniu.

Rola układu dopełniacza w chorobach

Układ dopełniacza odgrywa dużą rolę w wielu chorobach o podłożu immunologicznym.

System uzupełniający- kompleks złożonych białek, które są stale obecne we krwi. Jest to system kaskadowy proteolityczne enzymy, przeznaczony humorystyczny chroniąc organizm przed działaniem obcych czynników, uczestniczy w realizacji odpowiedź immunologiczna ciało. Jest ważnym składnikiem odporności wrodzonej i nabytej.

Historia koncepcji

Pod koniec XIX wieku odkryto, że surowica krwi zawiera pewien „czynnik” mający właściwości bakteriobójcze. W 1896 roku młody belgijski naukowiec Jules Bordet, który pracował w Instytucie Pasteura w Paryżu, wykazał, że w surowicy występują dwie różne substancje, których wspólne działanie prowadzi do Liza bakterie: czynnik termostabilny i czynnik termolabilny (traci swoje właściwości pod wpływem ogrzewania serwatki). Jak się okazało, czynnik termostabilny mógł działać tylko przeciwko niektórym mikroorganizmom, natomiast czynnik termostabilny miał niespecyficzne działanie przeciwbakteryjne. Później nazwano czynnik termolabilny komplement. Termin „uzupełnienie” wprowadził: Pawła Ehrlicha pod koniec lat 90. XIX wieku. Ehrlich był autorem humoralnej teorii odporności i wprowadził do immunologii wiele terminów, które później stały się powszechnie akceptowane. Według jego teorii na swojej powierzchni znajdują się komórki odpowiedzialne za reakcje immunologiczne receptory, które służą rozpoznaniu antygeny. Teraz nazywamy te receptory „ przeciwciała» (podstawa receptora zmiennego limfocyty jest dołączony do membrana przeciwciało klasy IgD, rzadziej IgM. Przeciwciała innych klas nie przyłączają się do komórek w przypadku braku odpowiedniego antygenu). Receptory wiążą się ze specyficznym antygenem, a także z termolabilnym, przeciwbakteryjnym składnikiem surowicy krwi. Ehrlich nazwał czynnik termolabilny „dopełniaczem”, ponieważ ten składnik krwi „służy jako uzupełnienie” komórek układu odpornościowego.

Przegląd ogólny

Składniki układu dopełniacza

Dopełniacz to układ białkowy, który obejmuje około 20 oddziałujących ze sobą składników: C1 (kompleks trzech białek), C2, C3,…, C9, czynnik B, czynnik D oraz szereg białek regulatorowych. Wszystkie te składniki są rozpuszczalnymi białkami o masie molowej. ważący od 24 000 do 400 000, krążący we krwi i płynie tkankowym. Białka dopełniacza syntetyzowane są głównie w wątroba i stanowią około 5% całości globulina frakcje osocze krwi. Większość z nich jest nieaktywna do czasu aktywacji przez odpowiedź immunologiczną (z udziałem przeciwciał) lub bezpośrednio przez atakujący mikroorganizm (patrz poniżej). Jednym z możliwych rezultatów aktywacji dopełniacza jest sekwencyjne połączenie tak zwanych późnych składników (C5, C6, C7, C8 i C9) w duży kompleks białkowy, który powoduje lizę komórek (kompleks lityczny lub atak na błonę). Agregacja składników późnych następuje w wyniku szeregu następujących po sobie reakcji aktywacji proteolitycznej z udziałem składników wczesnych (C1, C2, C3, C4, czynnik B i czynnik D). Większość tych wczesnych składników to proenzymy, aktywowane sekwencyjnie przez proteoliza. Kiedy którykolwiek z tych proenzymów zostanie rozszczepiony w specyficzny sposób, staje się aktywnym enzymem proteolitycznym i rozszczepia następny proenzym itp. Ponieważ wiele aktywowanych składników ściśle wiąże się z błonami, większość tych zdarzeń zachodzi na powierzchni komórek. Centralnym składnikiem tej kaskady proteolitycznej jest C3. Jego aktywacja poprzez rozszczepienie jest główną reakcją całego łańcucha aktywacji dopełniacza. C3 można aktywować dwiema głównymi drogami – klasyczną i alternatywną. W obu przypadkach C3 jest rozkładany przez kompleks enzymatyczny zwany konwertazą C3. Dwie różne ścieżki prowadzą do powstania różnych konwertaz C3, przy czym obie powstają w wyniku spontanicznego połączenia dwóch składników dopełniacza, aktywowanych wcześniej w łańcuchu kaskady proteolitycznej. Konwertaza C3 rozszczepia C3 na dwa fragmenty, z których większy (C3b) wiąże się z błoną komórki docelowej obok konwertazy C3; w efekcie powstaje jeszcze większy kompleks enzymatyczny o zmienionej specyficzności – konwertaza C5. Konwertaza C5 następnie rozszczepia C5 i w ten sposób inicjuje spontaniczne składanie kompleksu litycznego z późnych składników, C5 do C9. Ponieważ każdy aktywowany enzym rozszczepia wiele cząsteczek kolejnego proenzymu, kaskada aktywacji wczesnych składników działa jak wzmacniacz: każda cząsteczka aktywowana na początku całego łańcucha prowadzi do powstania wielu kompleksów litycznych.

Główne etapy aktywacji układu dopełniacza.

Układ dopełniacza działa jak biochemiczna kaskada reakcji. Dopełniacz jest aktywowany trzema szlakami biochemicznymi: klasycznym, alternatywnym i lektynowym. Wszystkie trzy szlaki aktywacji wytwarzają różne warianty konwertazy C3 (białka rozkładającego C3). Klasyczny sposób(został odkryty jako pierwszy, ale jest ewolucyjnie nowy) wymaga przeciwciała do aktywacji (swoista odpowiedź immunologiczna, odporność nabyta), chwila alternatywny I lektyna szlaki te mogą być aktywowane przez antygeny bez obecności przeciwciał (nieswoista odpowiedź immunologiczna, odporność wrodzona). Wynik aktywacji dopełniacza we wszystkich trzech przypadkach jest taki sam: konwertaza C3 hydrolizuje C3, tworząc C3a i C3b i powodując kaskadę dalszej hydrolizy elementów układu dopełniacza i zdarzeń aktywacji. W szlaku klasycznym aktywacja konwertazy C3 wymaga utworzenia kompleksu C4bC2a. Kompleks ten powstaje w wyniku rozszczepienia C2 i C4 przez kompleks C1. Kompleks C1 z kolei w celu aktywacji musi związać się z immunoglobulinami klasy M lub G. C3b wiąże się z powierzchnią drobnoustrojów chorobotwórczych, co prowadzi do większego „zainteresowania” fagocytów komórkami związanymi z C3b ( opsonizacja). C5a jest ważnym chemoatraktantem, który pomaga przyciągnąć nowe komórki odpornościowe do obszaru aktywacji dopełniacza. Zarówno C3a, jak i C5a mają anafilotoksyczne aktywność, bezpośrednio powodując degranulację komórki tuczne(w konsekwencji - uwolnienie mediatorów stanu zapalnego). Zaczyna tworzyć się C5b kompleksy atakujące błonę(MAC), składający się z C5b, C6, C7, C8 i polimerowego C9. MAC jest cytolitycznym produktem końcowym aktywacji układu dopełniacza. MAC tworzy kanał przezbłonowy, który powoduje osmotyczny liza komórki docelowej. Makrofagi absorbują patogeny oznaczone przez układ dopełniacza.

Funkcje biologiczne

Obecnie wyróżnia się następujące funkcje:

Opsonizacja funkcjonować. Natychmiast po aktywacji układu dopełniacza tworzą się składniki opsonizujące, które pokrywają organizmy chorobotwórcze lub kompleksy immunologiczne, przyciągając fagocyty. Obecność receptora dla C3b na powierzchni komórek fagocytarnych zwiększa ich przyczepność do opsonizowanych bakterii i aktywuje proces wchłaniania. Nazywa się to bliższym przyłączeniem komórek związanych z C3b lub kompleksów immunologicznych do komórek fagocytarnych zjawisko przywiązania immunologicznego.
Solubilizacja (tj. rozpuszczenie) kompleksów immunologicznych (przez cząsteczkę C3b). W przypadku niedoboru dopełniacza rozwija się patologia kompleksów immunologicznych (stany podobne do SLE). [SCV = toczeń rumieniowaty układowy ]
Udział w reakcjach zapalnych. Aktywacja układu dopełniacza powoduje uwolnienie substancji biologicznie czynnych (histaminy, serotoniny, bradykininy) z bazofilów tkankowych (komórek tucznych) i granulocytów zasadochłonnych we krwi, które stymulują odpowiedź zapalną (mediatory stanu zapalnego). Biologicznie aktywne składniki powstające podczas rozkładu C3 I C5, prowadzą do uwalniania amin wazoaktywnych, takich jak histamina, z tkaniny bazofile(komórki tuczne) i granulocyty zasadochłonne we krwi. Towarzyszy temu z kolei rozluźnienie mięśni gładkich i skurcz komórek śródbłonka naczyń włosowatych, zwiększając przepuszczalność naczyń. Fragment C5a i inne produkty aktywacji dopełniacza przyczyniają się chemotaksja, agregację i degranulację neutrofile i powstawanie wolnych rodników tlenowych. Podawanie C5a zwierzętom powodowało niedociśnienie tętnicze, zwężenie naczyń płucnych i zwiększoną przepuszczalność naczyń z powodu uszkodzenia śródbłonka.
Funkcje C3a:
- działają jako czynnik chemotaktyczny, powodując migrację neutrofile w kierunku miejsca jego wydania;
- indukować przyłączanie neutrofili do śródbłonka naczyń i do siebie nawzajem;
- aktywować neutrofile, powodując u nich wybuch oddechowy i degranulację;
- stymulują produkcję leukotrienów przez neutrofile.
Funkcja cytotoksyczna lub lityczna. Na końcowym etapie aktywacji układu dopełniacza z późnych składników dopełniacza tworzy się kompleks atakujący błonę (MAC), który atakuje błonę bakterii lub dowolnej innej komórki i niszczy ją.

leukocytoza

Aktywacja układu dopełniacza

Klasyczny sposób

Szlak klasyczny jest wyzwalany przez aktywację kompleksu C1(zawiera jedną cząsteczkę C1q i dwie cząsteczki C1r i C1s). Kompleks C1 wiąże się poprzez C1q z immunoglobuliny klasy M i G związane z antygenami. Heksameryczny C1q ma kształt bukietu nieotwartych tulipanów, których „pąki” mogą wiązać się z miejscem -przeciwciał. Do zainicjowania tego szlaku wystarczy pojedyncza cząsteczka. IgM, aktywacja przez cząsteczki IgG mniej skuteczne i wymaga większej liczby cząsteczek IgG.

С1q wiąże się bezpośrednio z powierzchnią patogenu, prowadzi to do zmian konformacyjnych w cząsteczce C1q i powoduje aktywację dwóch cząsteczek seryny proteazy C1r. Rozszczepiają C1 (również proteazę serynową). Kompleks C1 następnie wiąże się z C4 i C2, a następnie rozszczepia je, tworząc C2a i C4b. C4b i C2a wiążą się ze sobą na powierzchni patogenu i tworzą konwertazę C3 szlaku klasycznego, C4b2a. Pojawienie się konwertazy C3 prowadzi do rozszczepienia C3 na C3a i C3b. C3b tworzy wraz z C2a i C4b konwertazę C5 szlaku klasycznego. C5 dzieli się na C5a i C5b. C5b pozostaje na błonie i wiąże się z kompleksem C4b2a3b. Następnie łączą się C6, C7, C8 i C9, które ulegają polimeryzacji i wewnątrz membrany pojawia się rurka. Zaburza to równowagę osmotyczną i w wyniku turgoru bakteria pęka. Klasyczny sposób działa dokładniej, ponieważ niszczy każdą obcą komórkę.

Alternatywna ścieżka

Alternatywny szlak jest inicjowany przez hydrolizę C3 bezpośrednio na powierzchni patogenu. W szlaku alternatywnym biorą udział czynniki B i D. Za ich pomocą powstaje enzym C3bBb. Stabilizuje ją i zapewnia jej długotrwałe funkcjonowanie białko P. Następnie PC3bBb aktywuje C3, w wyniku czego powstaje konwertaza C5 i inicjuje powstawanie kompleksu atakującego błonę. Dalsza aktywacja końcowych składników dopełniacza następuje w taki sam sposób, jak na klasycznej drodze aktywacji dopełniacza. W cieczy kompleksu C3bBb B zostaje zastąpione przez czynnik H i pod wpływem związku dezaktywującego (H) zostaje przekształcone w C3bi. Kiedy drobnoustroje dostają się do organizmu, kompleks C3bBb zaczyna gromadzić się na błonie, katalizując reakcję rozszczepienia C3 na C3b i C3a, znacznie zwiększając stężenie C3b. Do kompleksu właściwa+C3bBb dodawana jest kolejna cząsteczka C3b. Powstały kompleks dzieli C5 na C5a i C5b. C5b pozostaje na membranie. Dalszy montaż MAC następuje poprzez naprzemienne dodawanie czynników C6, C7, C8 i C9. Po połączeniu C9 z C8 następuje polimeryzacja C9 (do 18 cząsteczek zostaje ze sobą usieciowanych) i powstaje rurka, która przenika przez błonę bakterii, wpompowuje się wodę i bakteria pęka.

Droga alternatywna różni się od klasycznej tym, że w przypadku aktywacji układu dopełniacza tworzenie kompleksów immunologicznych nie jest konieczne, zachodzi bez udziału pierwszych składników dopełniacza – C1, C2, C4. Wyróżnia się także tym, że zostaje wywołany natychmiast po pojawieniu się antygenów – jego aktywatorami mogą być polisacharydy i lipopolisacharydy bakteryjne (są mitogenami), cząstki wirusowe i komórki nowotworowe.

Lektynowy (mannozowy) szlak aktywacji układu dopełniacza

W surowicy krwi MBL tworzy kompleks z MASP-I i MASP-II (proteaza serynowa wiążąca mannan z lektyną związaną z proteazami serynowymi wiążącymi MBL). MASP-I i MASP-II są bardzo podobne do C1r i C1 klasycznej ścieżki aktywacji i mogą mieć wspólnego ewolucyjnego przodka. Kiedy wiele miejsc aktywnych MBL wiąże się w specyficzny sposób ze zorientowanymi resztami mannozy na dwuwarstwie fosfolipidowej patogenu, MASP-I i MASP-II ulegają aktywacji i rozszczepiają białko C4 na C4a i C4b oraz białko C2 na C2a i C2b. Następnie C4b i C2a łączą się na powierzchni patogenu, tworząc konwertazę C3, a C4a i C2b działają jako chemoatraktanty dla komórek układu odpornościowego.

Regulacja układu dopełniacza

Mechanizmy regulacyjne działają głównie w trzech punktach.

C1. Inhibitor C1 kontroluje szlaki aktywacji klasycznej i lektynowej. Działa dwojako: ogranicza działanie C4 i C2 poprzez wiązanie proteaz C1r i C1s oraz podobnie wyłącza szlak lektynowy poprzez usuwanie enzymów MASP z kompleksu MBP.
Konwertaza C3. Czas życia konwertazy C3 skracają czynniki przyspieszające rozpad. Niektóre z nich znajdują się na powierzchni własnych komórek (np. DAF i CR1). Działają na konwertazy C3 zarówno w klasycznym, jak i alternatywnym szlaku aktywacji. DAF przyspiesza degradację konwertazy C3 szlaku alternatywnego. CR1 (receptor C3b/C4b) zlokalizowany jest głównie na powierzchni erytrocytów i odpowiada za usuwanie opsonizowanych kompleksów immunologicznych z osocza krwi. Inne białka regulatorowe są wytwarzane przez wątrobę i są rozpuszczane w osoczu krwi w stanie nieaktywnym. Czynnik I jest proteazą serynową, która rozszczepia C3b i C4b. Białko wiążące C4 (C4BP) rozkłada C4 i pomaga czynnikowi I rozkładać C4b.Czynnik H wiąże się z glikozaminoglikanami, które znajdują się na komórkach własnych, ale nie na komórkach patogenu. Białko to jest kofaktorem czynnika I, a także hamuje aktywność C3bBb.
C9.