کمپلمان عنصر ضروری سیستم ایمنی مهره داران و انسان است که نقش کلیدی در مکانیسم هومورال دفاع بدن در برابر عوامل بیماری زا ایفا می کند. این اصطلاح اولین بار توسط Erlich برای اشاره به جزء سرم خون معرفی شد که بدون آن خاصیت باکتری کشی آن از بین می رود. متعاقباً مشخص شد که این عامل عملکردی مجموعه ای از پروتئین ها و گلیکوپروتئین ها است که هنگام تعامل با یکدیگر و با یک سلول خارجی باعث لیز آن می شوند.
مکمل به معنای واقعی کلمه "مکمل" ترجمه می شود. در ابتدا، تنها عنصر دیگری در نظر گرفته شد که خاصیت ضد باکتریایی سرم زنده را فراهم می کند. ایده های مدرن در مورد این عامل بسیار گسترده تر است. ثابت شده است که کمپلمان یک سیستم بسیار پیچیده و منظم است که با عوامل هومورال و سلولی پاسخ ایمنی در تعامل است و تأثیر قدرتمندی بر توسعه پاسخ التهابی دارد.
ویژگی های کلی
در ایمونولوژی، سیستم کمپلمان گروهی است که خاصیت باکتری کشی از خود نشان می دهد.در تعامل با یکدیگر پروتئین های سرم خون مهره داران، که یک مکانیسم ذاتی دفاع هومورال بدن در برابر عوامل بیماری زا است، که می تواند به طور مستقل و در ترکیب با ایمونوگلوبولین ها عمل کند. در مورد دوم، کمپلمان به یکی از اهرم‌های یک پاسخ خاص (یا اکتسابی) تبدیل می‌شود، زیرا آنتی‌بادی‌ها به خودی خود نمی‌توانند سلولهای خارجی را از بین ببرند، اما به طور غیرمستقیم عمل می‌کنند.
اثر لیز به دلیل تشکیل منافذ در غشای یک سلول خارجی حاصل می شود. ممکن است چنین سوراخ‌هایی زیاد باشد. کمپلکس سوراخ کننده غشاء سیستم کمپلمان MAC نامیده می شود. در نتیجه عمل آن، سطح سلول خارجی سوراخ می شود که منجر به آزاد شدن سیتوپلاسم به خارج می شود.
مکمل حدود 10٪ از کل پروتئین های سرم را تشکیل می دهد. اجزای آن همیشه در خون وجود دارد، بدون هیچ اثری تا لحظه فعال شدن. تمام اثرات کمپلمان نتیجه واکنش های متوالی است - یا پروتئین های آن را تقسیم می کند یا منجر به تشکیل کمپلکس های عملکردی آنها می شود.
هر مرحله از چنین آبشاری مشمول مقررات معکوس شدیدی است که در صورت لزوم می تواند روند را متوقف کند. اجزای مکمل فعال طیف وسیعی از خواص ایمنی را نشان می دهند. در عین حال، این اثرات می تواند اثرات مثبت و منفی بر بدن داشته باشد.
عملکردها و اثرات اصلی مکمل
عملکرد سیستم مکمل فعال شامل:
- لیز سلولهای خارجی با ماهیت باکتریایی و غیر باکتریایی. به دلیل تشکیل کمپلکس خاصی که در غشاء تعبیه شده و سوراخی در آن ایجاد می کند (سوراخ می شود) انجام می شود.
- فعال کردن حذف کمپلکس ایمنی.
- opsonization. اتصال به سطوح اهداف، اجزای مکمل آنها را برای فاگوسیت ها و ماکروفاژها جذاب می کند.
- فعال شدن و جذب کموتاکتیک لکوسیت ها به کانون التهاب.
- تشکیل آنافیلوتوکسین.
- تسهیل برهمکنش آنتی ژن ارائه کننده و سلول های B با آنتی ژن ها.
بنابراین، مکمل یک اثر تحریک کننده پیچیده بر کل سیستم ایمنی بدن دارد. با این حال، فعالیت بیش از حد این مکانیسم می تواند بر وضعیت بدن تأثیر منفی بگذارد. اثرات منفی سیستم مکمل عبارتند از:
- دوره بدتر بیماری های خودایمنی.
- فرایندهای سپتیک (موضوع فعالسازی انبوه).
- تاثیر منفی بر روی بافت‌های در کانون نکروز.
نقص در سیستم کمپلمان می تواند منجر به واکنش های خود ایمنی شود، به عنوان مثال. آسیب به بافت های سالم بدن توسط سیستم ایمنی خود. به همین دلیل است که کنترل چند مرحله‌ای دقیقی برای فعالسازی این مکانیسم وجود دارد.
پروتئین های مکمل
از نظر عملکردی، پروتئین های سیستم مکمل به اجزای تقسیم می شوند:
- روش کلاسیک (C1-C4).
- مسیر جایگزین (عوامل D، B، C3b و properdin).
- مجتمع حمله غشایی (C5-C9).
- فراکسیون نظارتی.
اعداد پروتئین C با توالی تشخیص آنها مطابقت دارد، اما ترتیب فعال سازی آنها را منعکس نمی کند.
پروتئین های تنظیم کننده سیستم مکمل عبارتند از:
- Factor H.
- C4 پروتئین اتصال دهنده.
- غذا.
- پروتئین کوفاکتور غشایی.
- گیرنده های مکمل نوع 1 و 2.
C3 یک عنصر عملکردی کلیدی است، زیرا پس از تجزیه آن است که یک قطعه (C3b) تشکیل می شود که به غشای سلول هدف متصل می شود و فرآیند تشکیل کمپلکس لیتیک را آغاز می کند و باعث تحریک آن می شود. حلقه تقویت نامیده می شود (مکانیسم بازخورد مثبت).
فعالسازی سیستم مکمل
فعال سازی مکمل یک واکنش آبشاری است که در آن هر آنزیم فعال شدن آنزیم بعدی را کاتالیز می کند. این فرآیند می تواند هم با مشارکت اجزای ایمنی اکتسابی (ایمونوگلوبولین ها) و هم بدون آنها رخ دهد.
راه های مختلفی برای فعال کردن کمپلمان وجود دارد که در توالی واکنش ها و مجموعه پروتئین های دخیل در آن متفاوت است. با این حال، تمام این آبشارها منجر به یک نتیجه می شود - تشکیل یک کانورتاز که پروتئین C3 را به C3a و C3b می شکند.
سه راه برای فعال کردن سیستم مکمل وجود دارد:
- کلاسیک.
- جایگزین.
- لکتین.
در میان آنها، تنها اولین مورد با سیستم پاسخ ایمنی اکتسابی مرتبط است، در حالی که بقیه دارای یک عملکرد غیر اختصاصی هستند.
در همه مسیرهای فعالسازی، 2 مرحله قابل تشخیص است:
- شروع (یا در واقع فعالسازی) - کل آبشار واکنش‌ها را تا تشکیل C3/C5-convertase روشن می‌کند.
- Cytolytic - به معنای تشکیل کمپلکس حمله غشایی (MCF) است.
بخش دوم فرآیند در تمام مراحل مشابه است و شامل پروتئین های C5، C6، C7، C8، C9 است. در این مورد، تنها C5 تحت هیدرولیز قرار می گیرد، در حالی که بقیه به سادگی متصل می شوند و یک کمپلکس آبگریز تشکیل می دهند که می تواند غشاء را یکپارچه و سوراخ کند.
مرحله اول بر اساس راه اندازی متوالی فعالیت آنزیمی پروتئین های C1، C2، C3 و C4 توسط برش هیدرولیتیک به قطعات بزرگ (سنگین) و کوچک (سبک) است. واحدهای حاصل با حروف کوچک a و b نشان داده می شوند. برخی از آنها انتقال به مرحله سیتولیتیک را انجام می دهند، در حالی که برخی دیگر به عنوان عوامل هومورال پاسخ ایمنی عمل می کنند.
روش کلاسیک
مسیر کلاسیک فعالسازی کمپلمان با برهمکنش کمپلکس آنزیمی C1 با گروه آنتی ژن-آنتی بادی آغاز می شود. C1 کسری از 5 مولکول است:
- C1q (1).
- C1r (2).
- C1s (2).
در اولین مرحله آبشار، C1q به ایمونوگلوبولین متصل می شود. این امر باعث بازآرایی ساختاری کل کمپلکس C1 می شود که منجر به خود فعال سازی خودکار آن و تشکیل آنزیم فعال C1qrs می شود که پروتئین C4 را به C4a و C4b می شکافد. در این حالت، همه چیز به ایمونوگلوبولین و در نتیجه به غشاء متصل می ماندپاتوژن.
پس از اجرای اثر پروتئولیتیک، گروه آنتی ژن - C1qrs قطعه C4b را به خود متصل می کند. چنین کمپلکسی برای اتصال به C2 مناسب می شود، که بلافاصله توسط C1s به C2a و C2b تقسیم می شود. در نتیجه، C3-convertase C1qrs4b2a ایجاد می شود، که عمل آن C5-convertase را تشکیل می دهد، که باعث تشکیل MAC می شود.
مسیر جایگزین
این فعالسازی غیرفعال نامیده می‌شود، زیرا هیدرولیز C3 خود به خود (بدون مشارکت واسطه‌ها) اتفاق می‌افتد، که منجر به تشکیل دوره‌ای بدون علت C3-convertase می‌شود. یک مسیر جایگزین زمانی انجام می شود که ایمنی خاصی نسبت به پاتوژن هنوز ایجاد نشده باشد. آبشار از واکنش های زیر تشکیل شده است:
- هیدرولیز سفید C3 برای تشکیل قطعه C3i.
- C3i به فاکتور B متصل می شود تا کمپلکس C3iB را تشکیل دهد.
- فاکتور B باند برای برش توسط پروتئین D در دسترس می شود.
- قطعه Ba برداشته می شود و کمپلکس C3iBb باقی می ماند که همان C3 کانورتاز است.
ماهیت فعال سازی بلانک این است که در فاز مایع C3-convertase ناپایدار است و به سرعت هیدرولیز می شود. با این حال، پس از برخورد با غشای پاتوژن، تثبیت می شود و با تشکیل MAC، مرحله سیتولیتیک را شروع می کند.
مسیر لکتین
مسیر لکتین بسیار شبیه به مسیر کلاسیک است. تفاوت اصلی در مورد اول نهفته استمرحله فعالسازی، که نه از طریق تعامل با ایمونوگلوبولین، بلکه از طریق اتصال C1q به گروه‌های مانان انتهایی موجود در سطح سلولهای باکتریایی انجام می‌شود. فعالسازی بیشتر کاملاً مشابه مسیر کلاسیک است.
