Система комплемента как плазменно-белковый медиатор воспаления
Ряд событий при воспалительном ответе опосредуется действием белков плазмы крови, которые принадлежат к трем взаимосвязанным системам: системе комплемента, системе коагуляции и системе кининов.
Система комплемента состоит более чем из 20 белков, некоторые из них пронумерованы от С1 до С9. Эта система участвует в реакциях и врожденного, и приобретенного иммунитета для защиты от патогенных микробов.
В процессе активации системы комплемента образуются несколько продуктов расщепления белков, которые вызывают повышение сосудистой проницаемости, хемотаксис и опсонизацию. Активация и функционирование системы комплемента показаны на рисунке ниже.
Белки системы комплемента существуют в плазме крови в неактивной форме. Многие из них активируются, чтобы стать протеолитическими ферментами, разрушающими другие белки системы комплемента. Так формируется ферментный каскад, приводящий к диссеминации инфекции.
Критической точкой активации системы комплемента является протеолиз С3 — наиболее распространенного компонента. К расщеплению С3 приводит активация системы комплемента по одному из трех путей:
(1) классическому пути, который запускается при фиксации С1 к антителу (IgM или IgG), связанному с антигеном;
(2) альтернативному пути, который запускается поверхностными молекулами микробов (например, эндотоксином), комплексными полисахаридами, ядом кобры и другими веществами в отсутствие антител;
(3) лектиновому пути, в котором маннозосвязывающий лектин плазмы крови взаимодействует с углеводами микробов и напрямую активирует С1. Какой бы путь ни был запущен на ранней стадии активации системы комплемента, они все приводят к формированию активного фермента С3-конвертазы, которая расщепляет С3 на два функционально разных фрагмента — С3а и С3b.
С3а высвобождается, а С3b ковалентно связывается с клеткой или молекулой, где был активирован системой комплемента. Затем С3b соединяется с ранее сгенерированными фрагментами для формирования С5-конвертазы, которая расщепляет С5 для высвобождения С5a и оставляет С5b прилипшим к клеточной поверхности. С5b соединяется с последними компонентами каскада (С6-С9), завершая формирование мембраноатакующего комплекса, состоящего из множества молекул С9.
Активация системы комплемента различными путями ведет к расщеплению белка С3.
Эффекты системы комплемента опосредованы продуктами распада С3 и других белков системы комплемента, а также мембраноатакующим комплексом (MAC).
Биологические эффекты системы комплемента делятся на три категории:
- воспаление. С3a, С5а и в меньшей степени С4а являются продуктами расщепления соответствующих компонентов системы комплемента, которые стимулируют высвобождение гистамина из тучных клеток и таким образом повышают сосудистую проницаемость и вызывают вазодилатацию.
Их называют анафилатоксинами, потому что они оказывают эффекты, схожие с эффектами медиаторов тучных клеток, участвующих в развитии анафилаксии. С5а еще и мощный хемотаксический стимул для нейтрофилов, моноцитов, эозинофилов и базофилов. Кроме того, С5а активирует липоксигеназный путь метаболизма арахидоновой кислоты в нейтрофилах и моноцитах, что приводит к высвобождению медиаторов воспаления;
- фагоцитоз. С3b и продукт его расщепления iC3b (неактивный С3b) при фиксации к стенке микробной клетки выступают в качестве опсонина и запускают фагоцитоз нейтрофилами и макрофагами, которые имеют на поверхности клетки рецепторы для фрагментов компонентов системы комплемента;
- лизис. Отложение мембраноатакующего комплекса на микробных клетках делает их проницаемыми для воды и ионов, что приводит к их смерти.
Среди компонентов системы комплемента самыми важными медиаторами воспаления являются С3а и С5а. Помимо уже описанных механизмов С3 и С5 могут расщепляться некоторыми протеолитическими ферментами воспалительного экссудата: плазмином и лизосомными ферментами, высвобожденными из нейтрофилов.
Таким образом, хемотаксические эффекты системы комплемента и действия нейтрофилов, активированных системой комплемента, могут запускать непрерывный цикл мобилизации нейтрофилов.
Активация системы комплемента строго контролируется связанными с клетками и циркулирующими регуляторными белками. Различные регуляторные белки ингибируют продукцию активных фрагментов компонентов системы комплемента или удаляют те фрагменты, которые откладываются на клетках.
Эти регуляторные белки экспрессируются на нормальных клетках организма и должны оберегать здоровые ткани от повреждения в очагах активации системы комплемента. Регуляторные белки могут подавляться в случае отложения больших количеств компонентов системы комплемента на клетках и в тканях организма, как происходит при аутоиммунных заболеваниях, при которых организм пациентов продуцирует комплемент-фиксирующие антитела к собственным тканевым антигенам.
Тромбин индуцирует воспаление через связывание рецепторов, активируемых протеазами (в основном рецепторов типа 1),
тромбоцитов, эндотелиальных клеток, клеток гладких мышц и других клеток.
- Рекомендуем ознакомиться со следующей статьей "Участие системы коагуляции и кининов как медиаторов воспаления"
Оглавление темы "Патогенез воспаления":- Цитокины участвующие в воспалении
- Хемокины участвующие в воспалении
- Типы ферментов лизосом лейкоцитов и их функции
- Образование нейропептидов и их функции при воспалении
- Система комплемента как плазменно-белковый медиатор воспаления
- Участие системы коагуляции и кининов как медиаторов воспаления
- Исходы острого воспаления
- Фазы острого воспаления и их морфология
- Причины хронического воспаления и его определение
- Морфология (гистология) хронического воспаления