Комплемент — система сывороточных белков и нескольких белков клеточных мембран, выполняющая 3 важных функции: опсонизацию микроорганизмов для дальнейшего их фагоцитоза, инициацию сосудистых реакций воспаления и перфорацию мембран бактериальных и других клеток. Компоненты комплемента (табл. 3-2, 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 (С1q, 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 патологического распада собственных тканей не происходит, уровень активности си-
Таблица 3-2. Компоненты системы комплемента
Таблица 3-3. Основные эффекты белков системы комплемента и фрагментов их расщепления
Рис. 3-2. Активация системы комплемента и образование мембраноатакующего комплекса. Пояснения в тексте, а также в табл. 3-2, 3-3. Активированные компоненты, согласно международному соглашению, надчёркнуты
стемы комплемента невысок. При появлении во внутренней среде микробных продуктов происходит активация системы комплемента. Она может происходить по трём путям: альтернативному, классическому и лектиновому. ◊ Альтернативный путь активации. Его инициируют непосредственно поверхностные молекулы клеток микроорганизмов [факторы альтернативного пути имеют буквенное обозначение: P (пропердин), В 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 C3a и C3b. Компонент C3b — опсонин, т.е. он способен ковалентно связываться как с поверхностными молекулами микроорганизмов, так и с рецепторами на фагоцитах. Кроме того, «осев» на поверхности клеток, C3b связывает фактор В. Тот, в свою очередь, становится субстратом для сывороточной сериновой протеазы — фактора D, который расщепляет его на фрагменты Ва и Bb. C3b и Bb образуют на поверхности микроорганизма активный комплекс, стабилизируемый пропердином (фактор Р).
♦ Комплекс C3b/Bb служит C3-конвертазой и значительно повышает уровень расщепления C3 по сравнению со спонтанным. Кроме того, после связывания с C3 он расщепляет C5 до фрагментов C5a и C5b. Малые фрагменты C5a (наиболее 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 клеток микроорганизмов и их лизис. Сначала образуется комплекс C5b/C6/C7, встраивающийся в мембрану клетки. Одна из субъединиц компонента C8 — C8b — присоединяется к комплексу и катализирует полимери-
зацию 10-16 молекул C9. Этот полимер и формирует неспадающуюся пору в мембране диаметром около 10 нм. В результате клетки становятся неспособными поддерживать осмотический баланс и лизируются. ◊ Классический и лектиновый пути сходны друг с другом и отличаются от альтернативного способом активации C3. Главной C3-конвертазой классического и лектинового пути служит комплекс C4b/C2a, в котором протеазной активностью обладает C2a, а C4b ковалентно связывается с поверхностью клеток микроорганизмов. Примечательно, что белок C2 гомологичен фактору В, даже их гены расположены рядом в локусе MHC-III.
♦ При активации по лектиновому пути один из белков острой фазы — МСЛ — взаимодействует с маннозой на поверхности клеток микроорганизмов, а МСЛассоциированная сериновая протеаза катализирует активационное расщепление C4 и C2.
♦ Сериновой протеазой классического пути служит C1s, одна из субъединиц комплекса C1qr2s2. Она активируется, когда, по крайней мере, 2 субъединицы C1q связываются с комплексом антиген-антитело. Таким образом, классический путь активации комплемента связывает врождённый и адаптивный иммунитет.
• Рецепторы компонентов комплемента. Известно 5 типов рецепторов для компонентов комплемента (CR — Complement Receptor) на различных клетках организма. ◊ CR1 экспрессирован на макрофагах, нейтрофилах и эритроцитах. Он связывает C3b и C4b и при наличии других стимулов к фагоцитозу (связывания комплексов антиген- антитело через FcyR или при воздействии ИФНу — продукта активированных 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 C3 — C3d и iC3b. Это в 10-100 тыс. раз увеличивает восприимчивость B-лимфоцита к своему антигену. К сожалению, эту же мембранную молекулу — CR2 — использует в качестве своего рецептора вирус Эпштейна-Барр — возбудитель инфекционного мононуклеоза.
◊ CR3 и CR4 также связывают iC3b, который, как и активная форма C3b, служит опсонином. Однако связывания iC3b с CR3 само по себе достаточно для стимуляции фагоцитоза.
◊ C5aR состоит из 7 доменов, пенетрирующих мембрану клетки. Такая структура характерна для рецепторов, связанных с G-белками (белки, способные связывать гуаниновые нуклеотиды — GTP).
• Защита собственных клеток. Собственные клетки организма защищены от деструктивных воздействий активного комплемента благодаря так называемым регуляторным белкам системы комплемента.
◊ С1-ингибитор (С1inh) разрушает связь C1q с C1r2s2, тем самым ограничивая время, в течение которого C1s катализирует активационное расщепление C4 и C2. Кроме того, С1inh ограничивает спонтанную активацию C1 в плазме крови. При генетическом дефекте С1inh возникает наследственный ангионевротический отёк (АО). Его патогенез состоит в хронически повышенной спонтанной активации системы комплемента и избыточном накоплении анафилактинов (C3a и С5а), вызывающих отёки. Заболевание лечат заместительной терапией препаратом dinh.
◊ C4-связывающий белок — C4BP (C4-Binding Protein) связывает C4b, предотвращая взаимодействие C4b и С2a.
◊ DAF (Decay-Accelerating Factor — фактор, ускоряющий деградацию, CD55) ингибирует конвертазы классического и альтернативного путей активации комплемента, блокируя формирование мембраноатакующего комплекса.
◊ Фактор H (растворимый) вытесняет фактор В из комплекса с C3b.
◊ Фактор I (сывороточная протеаза) расщепляет C3b на C3dg и iC3b, а C4b — на C4c и C4d.
◊ Мембранный белок MCP связывает C3b и делает его доступным для фактора I.
◊ CD59 и DAF (CD55). Активность белков комплекса атаки на мембрану сдерживается мембранными белками CD59 и DAF. Они защищают собственные клетки организма от лизиса комплементом. При наследственном дефекте их связи с клеточной мембраной развивается пароксизмальная ночная гемоглобинурия. У таких больных эпизодически возникают приступы внутрисосудистого лизиса собственных эритроцитов активированным комплементом и происходит экскреция гемоглобина почками.