Комплемент — система сывороточных белков и нескольких белков клеточных мембран, выполняющих три важных функции — опсонизацию микроорганизмов для дальнейшего их фагоцитоза, инициацию сосудистых реакций воспаления и перфорацию мембран бактериальных клеток. Компоненты комплемента (табл. 3.2 и 3.3) обозначают буквами латинского алфавита C, B и D с добавлением арабской цифры (номер компонента) и дополнительных строчных букв. Компоненты классического пути обозначают латинской буквой «С» и арабскими цифрами (C1, C2…C9), для субкомпонентов комплемента и продуктов расщепления к соответствующему обозначению добавляют строчные латинские буквы (C1q, C3b и т.д.). Активированные компоненты выделяют чертой над литерой, инактивированные компоненты — буквой «i» (например, iC3b).
• Активация комплемента (рис. 3.2). В норме, когда внутренняя среда организма «стерильна» и нет патологического распада собственных тканей, уровень активности системы комплемента невысок. При появлении во внутренней среде микробных продуктов происходит ряд событий, называемый активацией комплемента. Она может происходить по трём путям: альтернативному, классическому и лектиновому.
Таблица 3.2. Компоненты системы комплемента
Таблица 3.3. Основные эффекты белков системы комплемента и фрагментов их расщепления
♦ Альтернативный путь активации. Его инициируют непосредственно клетки микроорганизмов [факторы альтернативного пути имеют буквенное обозначение: P (пропердин), B и D (ферменты системы комплемента)].
— Из всех белков системы комплемента в сыворотке крови больше всего C3: его концентрация в норме составляет 1,2 мг/мл. При этом всегда имеется небольшой, но значимый уровень спонтанного расщепления C3 с образованием C3b и C3a. Компонент C3b является опсонином, т.е. он способен ковалентно связываться одним «концом» с поверхностными молекулами некоторых микроорганизмов, а другим — с Рц на фагоцитах. Кроме того, «осев» на поверхности микробных клеток, C3b связывает фактор В. Тот, в свою очередь, становится
Рис. 3.2. Активация системы комплемента и образование мембраноповреждающего комплекса. Пояснения в тексте и в таблицах 3.2 и 3.3. Активированные компоненты, согласно международному соглашению, надчёркнуты.
субстратом для сывороточной сериновой протеазы — фактора D, который расщепляет его на фрагменты Ва и Bb. C3b и Bb образуют на поверхности микроба активный комплекс, стабилизируемый пропердином, или фактором Р. о Комплекс C3b/Bb является C3-конвертазой и значительно повышает уровень расщепления C3 по сравнению со спонтанным. Кроме того, он расщепляет C5 до фрагментов C5a и C5b. Малые фрагменты C5a (самый сильный) и C3a — анафилатоксины комплемента, т.е. медиаторы воспалительной реакции. Они создают условия для миграции фагоцитов в очаг воспаления, вызывают дегрануляцию тучных клеток,
сокращение гладких мышц. C5a также вызывает повышение экспрессии на фагоцитах CR1 и CR3. — С C5b начинается формирование «мембраноатакующего комплекса», вызывающего перфорацию мембраны микробных клеток и их лизис. Вначале образуется комплекс C5b/C6/C7, который встраивается в мембрану микробной клетки. Одна из субъединиц компонента C8 — C8β — присоединяется к C5b, а C8αγ тоже встраивается в мембрану и катализирует полимеризацию 10-16 молекул C9. Этот полимер и формирует неспадающуюся пору в мембране диаметром около 10 нм.
♦ Классический и лектиновый пути отличаются от альтернативного способом активации C3. Главной C3-конвертазой классического и лектинового пути является комплекс C4b/C2b, в котором протеазной активностью обладает C2b, а C4b ковалентно связывается с поверхностью микробных клеток. Примечательно, что белок C2 гомологичен фактору В, даже их гены локализованы рядом в области MHC-III.
• — При активации по лектиновому пути один из белков острой фазы — связывающий маннозу лектин (СМЛ) — взаимодействует с маннозой на поверхности микробных клеток, а СМЛ-ассоциированная сериновая протеаза катализирует активационное расщепление C4 и C2. — Сериновой протеазой классического пути является C1s, одна из 8 субъединиц молекулы C1. Она активируется, когда две из шести других — C1q — вступают в связь с комплексом Аг-АТ. Таким образом, классический путь активации комплемента связывает доиммунные механизмы резистентности с лимфоцитарным иммунитетом. Рецепторы компонентов комплемента. Известно 5 типов Рц для компонентов комплемента (CR — Complement Receptors) на различных клетках организма — фагоцитах, лимфоцитах, ФДК.
♦ CR1 экспрессирован на макрофагах, нейтрофилах и эритроцитах. Он связывает C3b и C4b и при наличии других стимулов к фагоцитозу (связывания комплексов Аг-АТ через FcγR или стимуляции ИФНγ — продукта иммунных T-лимфоцитов) оказывает пермиссивное действие на фагоциты. CR1 эритроцитов через C4b и C3b связывает растворимые иммунные комплексы и доставляет их к макрофагам селезёнки и печени, обеспечивая тем самым клиренс крови от иммунных комплексов. При нарушении этого механизма иммунные комплексы выпадают в
осадок — прежде всего в базальных мембранах сосудов клубочков почек (CR1 есть и на подоцитах клубочков почек), приводя к развитию гломерулонефрита.
♦ CR2 B-лимфоцитов связывает продукты деградации C3b — C3dg и C3bi. Это в 10-100 тыс. раз увеличивает восприимчивость B-лимфоцита к своему Аг. К сожалению, эту же мембранную молекулу — CR2 — «выбрал» в качестве своего Рц вирус Эпштей- на-Барр (EBV) — возбудитель инфекционного мононуклеоза.
♦ CR3 и CR4 также связывают C3bi, который, как и активная форма C3b, является опсонином. Однако связывание C3bi с CR3 само по себе достаточно для стимуляции фагоцитоза.
♦ C5aR состоит из 7 доменов, пенетрирующих мембрану клетки. Такая структура Рц характерна для Рц, связанных с G-белками (белки, способные связывать гуаниновые нуклеотиды).
• Защита собственных клеток. Собственные клетки организма защищены от деструктивных воздействий активного комплемента благодаря так называемым регуляторным белкам системы комплемента. К этим регуляторным белкам относятся:
♦ d-ингибитор (dinh) отрывает C1s от C1q, тем самым ограничивая время, в течение которого C1s катализирует активационное расщепление C4 и C2. Кроме того, Clinh ограничивает спонтанную активацию C1 в плазме крови. При генетическом дефекте dinh возникает наследственный ангионевротический отёк. Его патогенез состоит в хронически повышенной спонтанной активации системы комплемента и избыточном накоплении производных C2a, вызывающих отёки. Заболевание лечат заместительной терапией препаратом C1inh.
♦ C4-связывающий белок — C4BP (C4-Binding Protein) и мембранный белок DAF (Decay-Accelerating Factor — фактор, ускоряющий деградацию) инактивируют C2b, вытесняя его из комплекса с C4b.
♦ Фактор H и мембранный CR1 вытесняют C2b из комплекса с
C3b.
♦ Мембранный белок MCP связывает C3b и делает его доступным для фактора I.
♦ Фактор I (сывороточная протеаза) расщепляет C3b на C3dg и
C3bi, а C4b — на C4c и C4d.
♦ CD59 и DAF. Активность белков комплекса атаки на мембрану сдерживается мембранными белками CD59 и DAF. При наследственном дефекте их связи с клеточной мембраной разви-
вается пароксизмальная ночная гемоглобинурия. У таких больных эпизодически возникают приступы внутрисосудистого лизиса собственных эритроцитов активированным комплементом и происходит экскреция гемоглобина почками.