Komplement on selgroogsete ja inimeste immuunsüsteemi oluline element, mis mängib võtmerolli keha humoraalses kaitsemehhanismis patogeenide vastu. Selle mõiste võttis esmakordselt kasutusele Erlich, viidates vereseerumi komponendile, ilma milleta kadusid selle bakteritsiidsed omadused. Seejärel leiti, et see funktsionaalne tegur on valkude ja glükoproteiinide kogum, mis üksteisega ja võõrrakuga suheldes põhjustavad selle lüüsi.
Komplement tähendab sõna-sõn alt "täiendus". Algselt peeti seda lihts alt üheks elemendiks, mis tagab elusseerumi bakteritsiidsed omadused. Kaasaegsed ideed selle teguri kohta on palju laiemad. On kindlaks tehtud, et komplement on väga keeruline, peenelt reguleeritud süsteem, mis interakteerub nii immuunvastuse humoraalsete kui ka rakuliste teguritega ning millel on võimas mõju põletikulise vastuse kujunemisele.
Üldomadused
Imunoloogias on komplemendisüsteem rühm, millel on bakteritsiidsed omadusedüksteisega interakteeruvad selgroogsete vereseerumi valgud, mis on organismi humoraalse kaitse patogeenide vastu kaasasündinud mehhanism, mis on võimeline toimima nii iseseisv alt kui ka koos immunoglobuliinidega. Viimasel juhul saab komplemendist üks spetsiifilise (või omandatud) vastuse hoobadest, kuna antikehad ei saa iseenesest võõraid rakke hävitada, vaid toimivad kaudselt.
Lüüsi mõju saavutatakse tänu pooride tekkele võõrraku membraanis. Selliseid auke võib olla palju. Komplemendisüsteemi membraani perforeerivat kompleksi nimetatakse MAC-ks. Selle toime tulemusena muutub võõrraku pind perforatsiooniks, mis viib tsütoplasma vabanemiseni väljapoole.
Komplement moodustab umbes 10% kõigist seerumi valkudest. Selle komponendid on alati veres olemas, ilma igasuguse mõjuta kuni aktiveerimise hetkeni. Kõik komplemendi mõjud on järjestikuste reaktsioonide tulemus – kas selle valkude lõhenemine või nende funktsionaalsete komplekside moodustumine.
Sellise kaskaadi iga etapp allub rangele vastupidisele reguleerimisele, mis vajadusel võib protsessi peatada. Aktiveeritud komplemendi komponentidel on lai valik immunoloogilisi omadusi. Samal ajal võib mõju avaldada kehale nii positiivset kui ka negatiivset mõju.
Komplemendi põhifunktsioonid ja efektid
Aktiveeritud komplemendisüsteemi tegevus hõlmab:
- Bakteriaalse ja mittebakteriaalse iseloomuga võõrrakkude lüüs. See viiakse läbi spetsiaalse kompleksi moodustumise tõttu, mis on membraani sisse ehitatud ja teeb sellesse augu (perforeerub).
- Immuunkompleksi eemaldamise aktiveerimine.
- Opsoniseerimine. Sihtmärkide pinnale kinnitumine muudab komplemendi komponendid fagotsüütide ja makrofaagide jaoks atraktiivseks.
- Leukotsüütide aktiveerimine ja kemotaktiline tõmbamine põletikukolde poole.
- Anafülotoksiinide teke.
- Antigeeni esitlevate ja B-rakkude interaktsiooni hõlbustamine antigeenidega.
Seega on komplemendil kompleksne stimuleeriv toime kogu immuunsüsteemile. Selle mehhanismi liigne aktiivsus võib aga keha seisundit negatiivselt mõjutada. Komplemendisüsteemi negatiivsed mõjud on järgmised:
- Autoimmuunhaiguste hullem kulg.
- Septilised protsessid (oleneb massilisest aktiveerimisest).
- Negatiivne mõju nekroosi keskmes olevatele kudedele.
Defektid komplemendi süsteemis võivad põhjustada autoimmuunreaktsioone, s.t. keha tervete kudede kahjustamine tema enda immuunsüsteemi poolt. Sellepärast on selle mehhanismi aktiveerimise üle nii range mitmeastmeline kontroll.
Täiendavad valgud
Funktsionaalselt jagunevad komplemendisüsteemi valgud komponentideks:
- Klassikaline viis (C1-C4).
- Alternatiivne tee (tegurid D, B, C3b ja propertydin).
- Membraan Attack Complex (C5-C9).
- Regulatiivfraktsioon.
C-valgu numbrid vastavad nende tuvastamise järjestusele, kuid ei kajasta nende aktiveerimise järjekorda.
Komplemendisüsteemi reguleerivad valgud on järgmised:
- Tegur H.
- C4 siduv valk.
- TOIT.
- Membraani kofaktori valk.
- Komplementeerivad 1. ja 2. tüüpi retseptoreid.
C3 on võtmetähtsusega funktsionaalne element, kuna pärast selle lagunemist moodustub fragment (C3b), mis kinnitub sihtraku membraanile, käivitades lüütilise kompleksi moodustumise protsessi ja käivitades nii. - nimetatakse võimendusahelaks (positiivse tagasiside mehhanism).
Komplemendisüsteemi aktiveerimine
Komplemendi aktiveerimine on kaskaadreaktsioon, milles iga ensüüm katalüüsib järgmise ensüümi aktiveerimist. See protsess võib toimuda nii omandatud immuunsuse komponentide (immunoglobuliinide) osalusel kui ka ilma nendeta.
Komplemendi aktiveerimiseks on mitu võimalust, mis erinevad reaktsioonide järjestuse ja selles osalevate valkude komplekti poolest. Kõik need kaskaadid viivad aga ühe tulemuseni – konvertaasi moodustumise, mis lõikab C3 valgu C3a ja C3b.
Komplemendisüsteemi aktiveerimiseks on kolm võimalust:
- Klassika.
- Alternatiiv.
- Lectin.
Neist ainult esimene on seotud omandatud immuunvastuse süsteemiga, ülejäänud aga mittespetsiifiline toime.
Kõigi aktiveerimisviiside puhul saab eristada 2 etappi:
- Käivitamine (või tegelikult aktiveerimine) – lülitab sisse kogu reaktsioonikaskaadi kuni C3/C5-konvertaasi moodustumiseni.
- Tsütolüütiline – tähendab membraanirünnakukompleksi (MCF) moodustumist.
Protsessi teine osa on kõigis etappides sarnane ja hõlmab valke C5, C6, C7, C8, C9. Sel juhul hüdrolüüsib ainult C5, ülejäänud lihts alt kinnituvad, moodustades hüdrofoobse kompleksi, mis suudab membraani integreerida ja perforeerida.
Esimene etapp põhineb valkude C1, C2, C3 ja C4 ensümaatilise aktiivsuse järjestikusel käivitamisel hüdrolüütilise lõhustamise teel suurteks (rasketeks) ja väikesteks (kergeteks) fragmentideks. Saadud ühikuid tähistatakse väikeste tähtedega a ja b. Mõned neist viivad läbi ülemineku tsütolüütilisse staadiumisse, teised aga toimivad immuunvastuse humoraalsete teguritena.
Klassikaline viis
Klassikaline komplemendi aktiveerimise rada algab ensüümi C1 kompleksi interaktsioonist antigeen-antikeha rühmaga. C1 on osa 5 molekulist:
- C1q (1).
- C1r (2).
- C1s (2).
Kaskaadi esimeses etapis seondub C1q immunoglobuliiniga. See põhjustab kogu C1 kompleksi konformatsioonilise ümberkorraldamise, mis viib selle autokatalüütilise iseaktiveerumiseni ja aktiivse ensüümi C1qrs moodustumiseni, mis lõikab C4 valgu C4a ja C4b osadeks. Sel juhul jääb kõik kinni immunoglobuliini ja seega ka membraani külgepatogeen.
Pärast proteolüütilise efekti rakendamist seob antigeenirühm - C1qrs C4b fragmendi enda külge. Selline kompleks muutub sobivaks seondumiseks C2-ga, mille C1s lõikavad kohe C2a ja C2b. Selle tulemusena tekib C3-konvertaas C1qrs4b2a, mille toimel moodustub C5-konvertaas, mis käivitab MAC moodustumise.
Alternatiivne tee
Seda aktiveerimist nimetatakse muidu tühikäiguks, kuna C3 hüdrolüüs toimub spontaanselt (ilma vahendajate osaluseta), mis viib perioodilise põhjuseta C3-konvertaasi moodustumiseni. Kui spetsiifilist immuunsust patogeeni suhtes ei ole veel moodustunud, kasutatakse alternatiivset viisi. Kaskaad koosneb järgmistest reaktsioonidest:
- C3 tühi hüdrolüüs, et moodustada C3i fragment.
- C3i seostub faktoriga B, moodustades C3iB kompleksi.
- Seotud tegur B muutub kättesaadavaks D-valgu poolt lõhustamiseks.
- Ba fragment eemaldatakse ja alles jääb C3iBb kompleks, mis on C3 konvertaas.
Tühja aktiveerimise olemus seisneb selles, et vedelas faasis on C3-konvertaas ebastabiilne ja hüdrolüüsib kiiresti. Kokkupõrkel patogeeni membraaniga see aga stabiliseerub ja alustab tsütolüütilist staadiumit MAC moodustumisega.
Lektiini rada
Lektiini rada on väga sarnane klassikalisele. Peamine erinevus seisneb esimesesaktiveerimisetapp, mis ei toimu interaktsiooni kaudu immunoglobuliiniga, vaid C1q seondumise kaudu bakterirakkude pinnal olevate terminaalsete mannaanirühmadega. Edasine aktiveerimine on täiesti identne klassikalise teega.
