Биохимия и патобиохимия комплемента, его значение в биологии и медицине

БИОХИМИЯ И ПАТОБИОХИМИЯ КОМПЛЕМЕНТА, ЕГО ЗНАЧЕНИЕ В БИОЛОГИИ И МЕДИЦИНЕ.

Содержание:

1.  Введение.

2.  Классификация комплемента. Физико-химические свойства белков комплемента.

3.  Классический путь активации комплемента.

4.  Альтернативный путь активации комплемента.

5.  Регуляторные белки системы комплемента.

6.  Анафилатоксины.

7.  Взаимодействие комплемента с бактериальными клетками.

8.  Комплемент и иммунорегуляция.

9.  Клиническое значение системы комплемента.

10.  Влияние лекарственных препаратов на систему комплемента.

11.  Методы тестирования комплемента

Введение.

Комплементом называют многокомпонентную самособирающуюся систему белков крови, которая играет одну из ключевых ролей в поддержании иммунного гомеостаза.

               Со времени открытия комплемента как антимикробного фактора прошло 100 лет. Однако только в последние два десятилетия достижения в области биохимии, молекулярной биологии и биотехнологии позволили охарактеризовать белок и ферменты комплемента, определить их физико-химические свойства, показать биологическую и клиническую значимость комплементарной системы.

               Согласно современным представлениям комплемент является многокомпонентной системой белков (более 20), ферментов, регуляторов, содержащихся в плазме крови в форме проферментов (эстеразы, протеиназы) или белков, не обладающих ферментативной активностью, и ингибиторов системы комплемента с ферментативной активностью и без таковой.

               Комплемент, как физиологическая составная часть плазмы, определяется уже в эмбриональной стадии развития плода, в отличие от антител, которые в дееспособных количествах появляются только после иммунизации. Учитывая тот факт, что комплементарные белки не проникают через плацентарный барьер, наличие шести его компонентов (С1q – C5 , C1h) в сыворотке крови эмбриона в первом триместре беременности доказывает наличие синтеза белков комплемента внутриутробно.

               Биологическое значение комплемента очень велико. Основными функциями его являются распознавание, лизис и элиминация генетически чужеродного материала из организма. Мембраны многих подвижных и неподвижных клеток организма имеют рецепторы к соответствующим компонентам комплемента, что определяет комплемент как важный гуморальный фактор воспалительных реакций и как посредник между специфическими и неспецифическими звеньями иммунореактивности организма, а также между иммунной, кининовой и свертывающей системами.

               В последние годы показано взаимодействие комплемента с бактериальными, вирусинфицированными и опухолевыми клетками. Изучение молекулярных механизмов такого рода взаимодействий ведет к пониманию причин устойчивости чужеродных клеток, а в перспективе позволит подойти к решению вопросов о создании антибактериальных, антивирусных, противоопухолевых препаратов.

               Установлено патогенетическое значение комплемента при аутоиммунных заболеваниях.

               Расширение знаний о комплементе и его функции в организме обусловливает интерес клиницистов к данному фактору иммунитета.

               Классификация комплемента. Физико-химические свойства белков комплемента.

               Согласно принятой номенклатуры, комплемент обозначают латинской буквой С, индивидуальные компоненты классического пути – соответствующими арабскими цифрами: С1, С2, С3…, для субкомпонентов комплемента и продуктов расщепления к соответствующему обозначению добавляются малые латинские буквы: С1q, C2a, C3a и т.д. Нумерация компонентов соответствует хронологии их открытия и не всегда совпадает с последовательностью их активации. Активированный компонент выделяется в тексте чертой над литерой, обозначающей тот или иной компонент: `С2, `С3 и т.д. Факторы альтернативного пути имеют буквенное обозначение: P,B,D.

               Процесс активации комплемента носит характер гетерофазного катализа, т.е. каждый новый фермент каскада функционирует после спонтанного связывания с клеточной поверхностью. Последняя защищает фермент от инактивации.

               Для осуществления всего каскада реакций не требуется внешних (вне системы комплемента) источников ферментов. В силу крайне малой продолжительности жизни компонентов в активированной форме образующиеся при активации комплемента протеиназы или эстеразы не оказывают определяемого влияния на другие субстраты, присутствующие в крови (например, другие сывороточные белки). Следовательно, ферменты системы комплемента «настроены» для работы только на компоненты системы.

               В ходе каждой протеолитической реакции образуется два пептида: один с большой молекулярной массой, другой с меньшей.  Крупный пептид представляет собой новую протеазу и, в свою очередь, способен расщеплять следующий белок сыворотки. Пептид с меньшей молекулярной массой, образующийся в результате реакции, относят к продуктам расщепления, многие из которых в качестве гуморальных медиаторов выполняют важные биологические функции.

               Существуют два параллельных и независимых механизма активации комплемента: классический и альтернативный.