Същност и характеристики на комплемента. Комплементът е един от важните фактори на хуморалния имунитет, играещ роля в защитата на организма от антигени. Комплементът е сложен комплекс от кръвни серумни протеини, който обикновено е в неактивно състояние и се активира, когато антигенът се комбинира с антитяло или когато антигенът се агрегира. Комплементът се състои от 20 взаимодействащи протеина, девет от които са основните компоненти на комплемента; те са обозначени с номера: C1, C2, SZ, C4... C9. Факторите B, D и P (пропердин) също играят важна роля. Белтъците на комплемента принадлежат към глобулините и се различават един от друг по редица физикохимични свойства. По-специално, те се различават значително по молекулно тегло и също така имат сложен състав на субединици: Cl-Clq, Clr, Cls; NW-NZZA, NW; C5-C5a, C5b и др. Компонентите на комплемента се синтезират в големи количества(съставляват 5-10% от всички кръвни протеини), някои от тях образуват фагоцити.
Функции на комплементаразнообразни: а) участва в лизиране на микробни и други клетки (цитотоксичен ефект); б) притежава хемотаксична активност; в) участва в анафилаксия; г) участва във фагоцитозата. Следователно, комплементът е компонент на много имунологични реакции, насочени към освобождаване на тялото от микроби и други чужди клетки и антигени (например туморни клетки, трансплантация).
Механизъм на активиране на комплементае много сложен и представлява каскада от ензимни протеолитични реакции, които водят до образуването на активен цитолитичен комплекс, който разрушава стената на бактериите и други клетки. Има три известни пътя на активиране на комплемента: класически, алтернативен и лектин.
По класическата пътекакомплементът се активира от комплекса антиген-антитяло. За да направите това, е достатъчно една молекула IgM или две молекули IgG да участват в свързването на антигена. Процесът започва с добавянето на компонент C1 към комплекса AG + AT, който се разпада на субединици Clq, Clr и C Is. След това реакцията включва последователно активирани "ранни" компоненти на комплемента в следната последователност: С4, С2, С3. Тази реакция има характер на усилваща се каскада, т.е. когато една молекула от предишния компонент активира няколко молекули от следващия. „Ранният” компонент на комплемента С3 активира компонента С5, който има свойството да се прикрепя към клетъчната мембрана. На компонента C5 чрез последователно добавяне на „късните“ компоненти C6, C7, C8, C9 се образува литичен или мембранно-атакуващ комплекс, който нарушава целостта на мембраната (образува дупка в нея) и клетката умира в резултат на осмотичен лизис.
Алтернативен пътактивирането на комплемента става без участието на антитела. Този път е характерен за защита срещу грам-отрицателни микроби. Каскада верижна реакцияв алтернативния път започва с взаимодействието на антиген (например полизахарид) с протеини B, D и пропердин (P), последвано от активиране на S3 компонента. Освен това реакцията протича по същия начин, както при класическия начин - образува се мембранен атакуващ комплекс.
Лектинов пътактивирането на комплемента става и без участието на антитела. Той се инициира от специален маноза-свързващ протеин в кръвния серум, който след взаимодействие с манозни остатъци на повърхността на микробните клетки катализира С4. По-нататъшната каскада от реакции е подобна на класическия път.
При активирането на комплемента се образуват продукти на протеолизата на неговите компоненти - субединици С3 и С3b, С5а и С5b и други, които имат висока биологична активност. Например, C3 и C5a участват в анафилактични реакции и са хемоатрактанти, C3b играе роля в опсонизацията на обекти на фагоцитоза и т.н. Сложна каскадна реакция на комплемента протича с участието на Ca 2+ и Mg 2+ йони.
Московска държавна ветеринарна академия
Медицина и биотехнология на името на. К.И.Скрябина
Резюме по имунология по темата:"система за комплименти"
Завърши работата
Котлярова А. Д.
6 група 3 FVM
Проверих работата
Москва 2008 г
Система на комплемента- сложен комплекс от протеини, представен главно в β-глобулиновата фракция, наброяващ, включително регулаторни, около 20 компонента, които представляват 10% от протеините в кръвния серум. Комплементът е описан за първи път от Бюхнер през 1889 г. под името "алексин" - термолабилен фактор, в присъствието на който се наблюдава лизис на микроби. Комплементът получава името си (Ehrlich, 1895) поради факта, че допълва (допълва) и засилва действието на антителата и фагоцитите, предпазвайки организма на човека и животните от повечето бактериални инфекции.
Комплементът е система от каскадно действащи пептидни хидролази, обозначени като С1 до С9. Установено е, че повечетокомпонентите на комплемента се синтезират от хепатоцити и други чернодробни клетки (около 90%, С3, С6, С8, фактор В и др.), както и моноцити/макрофаги (С1, С2, С3, С4, С5).
Компонентът C1 е представен в кръвната плазма от три протеина (Clq, Clr , С Is).
Най-сложната от тях е молекулата Clq (фиг. 1), състояща се от 18 полипептидни вериги от три типа (по 6 вериги от A-, B- и C-типове). Всичките 18 вериги с техните колагенови N-терминални краища (78 аминокиселинни остатъци) образуват подобна на въже спирално усукана структура, от която С-крайните участъци на веригите (103-108 аминокиселинни остатъци) се отклоняват в различни посоки, завършващи с глобуларни глави, които могат да взаимодействат с комплемент-свързващи региони Sn-домени на антитела (като част от имунния комплекс AG-AT).
Обикновено всички компоненти на комплемента са неактивни или неактивни съединения, но могат да бъдат последователно активирани поради разцепване или прикрепване на пептидни фактори (например C2a, C2b, C4a, C4b и т.н.) и фактори на активиране (фактори B и D, липополизахариди , гликолипиди, антитела и др.) - продуктът от една реакция катализира следващата. Катаболизмът на компонентите на комплемента е най-висок в сравнение с други серумни протеини, като до 50% от протеините на системата на комплемента се обновяват през деня.
ориз.1 . МолекулаClq- комплементарна компонента (електронна микроскопия)
Молекулата се състои от шест крайни субединици, свързани с централна единица (от Schaechter M., Medoff G., Eisenstein B. Mechanisms of microbial disease, 2nd ed, Williams & Wilkins, 1993)
Различните компоненти на комплемента и техните фрагменти, образувани в процеса на активиране, могат да причинят възпалителни процеси, клетъчен лизис и да стимулират фагоцитозата. Крайният резултат от активирането може да бъде сглобяването на комплекс от C5, C6, C7, C8 и C9 компоненти, атакуващи мембраната с образуване на канали в нея и повишаване на пропускливостта на мембраната за вода и йони, което причинява клетъчна смърт .
Активирането на комплемента може да стане по два основни начина: алтернативен – без участието на антитела и класически – с участието на антитела (фиг. 2).
Алтернативният път е по-древен. Основава се на способността на някои микроорганизми да активират С3-конвертазата (C3bb) чрез свързването й с въглехидратните области на тяхната повърхностна мембрана с последващо стабилизиране на С3-конвертазата от протеина пропердин (P). Пропердин е в състояние да се свърже с повърхността на бактериалната клетка и да инициира фиксирането на C3 конвертаза върху нея и прикрепването на допълнителни C3b молекули към комплемента. C3b е в състояние да се прикрепи както към повърхността на микроорганизма, така и към рецепторите на фагоцитите (неутрофили и макрофаги), действайки като опсонин, който подобрява фагоцитозата на различни бактерии. Полученият комплекс C3BLP има функцията на C3 конвертаза. Образуването на C3/C5 конвертази по време на алтернативния път на активиране на комплемента става с участието на фактори B, D, P в присъствието на Mg 2+ йони и се регулира от определени фактори на инактивиране (H, I и др.).
Активна конвертаза, стабилизирана върху мембраната, разцепва С3, един от компонентите на системата на комплемента, съдържащ се в кръвта в най-висока концентрация, което води до верижна реакция на активиране на други компоненти на комплемента.
В резултат на действието на С3/С5-конвертазата, първо, с участието на С3-конвертазата, С3-компонентът, съдържащ се в кръвта в най-висока концентрация, се разделя, което води до верижна реакция на активиране на други компоненти на комплемента. и последващото образуване на C5-конвертаза води до разцепване на C5-компонента на по-големи (C5b) и по-малки (C5a) фрагменти. C5b се свързва с комплекса от компоненти на комплемента върху клетъчната мембрана, а C5a остава в течната фаза, притежавайки хемотаксична и анафилактогенна активност.
Фрагментът C5b има способността да свързва компонента C6, за да образува комплекса C5b - C6, към който C7 и след това C8 бързо се присъединяват. Комплексът C5b - C6, 7, 8 прониква в липидния бислой на мембраната. На последния етап 12-20 молекули C9 се добавят към C8, което завършва образуването на високо активен литичен комплекс (A. A. Yarilin, 1999), образувайки трансмембранен канал, през който водородните, натриевите и водните йони навлизат в клетката, което води до подуване и лизис на клетките. С9 протеинът, хомоложен на перфорин, способен на полимеризация при контакт с мембранни фосфолипиди, е отговорен за образуването на цилиндричен трансмембранен канал, чиято външна повърхност е оформена от хидрофобни области, а вътрешната повърхност (обърната към кухината на канала) от хидрофилни области.
Класическият път на активиране на комплемента възниква, за да засили фагоцитозата срещу микроорганизми, които не задействат алтернативния път, т.е. нямат полизахаридно свързващо място за С3-конвертаза върху мембраната. Основната характеристика на този път е взаимодействието на антиген и антитяло с образуването на имунен комплекс (AG-AT), който активира компонентите на комплемента (C1, C2, C4), които от своя страна образуват C3 конвертаза (C4b2a), който разцепва С3 компонента.
Домените CH4 на IgM и домените CH2 на IgG съдържат области с афинитет към Clq (само като част от имунни комплекси). Clq се свързва с най-малко два CH4 домена на една и съща IgM молекула и с CH2 домените на две IgG молекули едновременно и следователно активиращата комплемента активност на IgG е по-ниска от тази на IgM. Терминалните (глобуларни) участъци на Clq взаимодействат с комплемент-фиксиращите участъци на антителата (IgM, IgGl, IgG3 и IgG2), което води до активиране на Clq молекулата, която придобива свойствата на серин пептидна хидролаза. Clq пептидната хидролаза активира Clr, който участва в активирането на Cls. В резултат на това Clr- и Cls-фрагментите, образувани по време на активиране и разцепване, се интегрират в Clq, разположен между неговите глобуларни секции (глави). В този случай се образува комплекс Clqrs, който има активността на трипсин пептидна хидролаза, катализираща разцепването на С4 (на С4а и С4b фрагменти) и С2 (на С2а и С2b фрагменти). Последицата от взаимодействието на Clqrs, C4b и C2a в присъствието на Ca 2+ йони е образуването на C4b2a комплекс, който има свойствата и активността на C3 конвертаза, която разцепва C3 и участва в образуването на C5 конвертаза (C4b2a3b). По-нататъшното активиране на комплемента по класическия път напълно съвпада с алтернативния път и завършва с образуването на мембранно атакуващ комплекс C5b-6789 и клетъчен лизис.
ориз. 3. Подобни етапи на активиране на комплемента според класическия, лектиновия и алтернативния механизми:
Както класическият, така и алтернативният път на активиране на комплемента водят до появата на C3 конвертаза: C4b2a и C3bBb, съответно. Класическият път започва с активиране от комплекса антиген-антитяло и последващо разцепване на С4 и С2 компонентите от активирани CI. По-малките фрагменти C4a и C2b се освобождават, а по-големите образуват C4b2a. Компонентите C4 и C2 могат също да бъдат активирани от MASP (манан-свързваща лектин-асоциирана серинова протеиназа), протеин на пътя на лектина, подобен на CIs, и MBL (серумен манан-свързващ лектин). В първите етапи на алтернативния път протеинът C3b, който възниква в резултат на активиране на „празен ход“ и се свързва с повърхността, се комбинира с фактор B, от който фактор D отцепва по-малък фрагмент, Ba. По-големият фрагмент, т.е. Bb, остава свързан с C3b, образувайки C3b-C3 конвертаза, която разгражда допълнителен брой C3 молекули (механизъм на положителна обратна връзка). Повърхността, активираща комплемента (например микроорганизми) стабилизира C3b, осигурявайки неговото свързване с фактор B. Това насърчава по-нататъшното алтернативно активиране на комплемента. C3 конвертазите на класическия и алтернативния път могат допълнително да прикрепят C3b, образувайки ензимни комплекси, наречени C5 конвертази (C4b2a3b и C3b3b, съответно), които активират следващия компонент на системите на комплемента - C5 (A. Royt et al., 2000)
По този начин по същество няма фундаментални биохимични разлики между класическия и алтернативния път на активиране на комплемента, особено след като факторите B и C2, участващи в активирането на S3 по алтернативния и класическия път, са подобни един на друг (по размер, структура, фрагменти на разцепване , действия на механизма). Има мнение, че може би факторите B и C2 са възникнали в резултат на дублиране на един ген (V.V. Chirkin et al., 1999). Въпреки това, по отношение на клиничните прояви, разликите между тези пътища са доста значителни. С алтернативния път значително се увеличава съдържанието на фрагменти от протеинови молекули с висока биологична активност в кръвообращението, за да се неутрализират сложните механизми, които се активират, което увеличава възможността за развитие на бавен, често генерализиран възпалителен процес. Класическият начин е най-безвреден за тялото. При него микроорганизмите се влияят едновременно както от фагоцити, така и от антитела, които специфично свързват антигенните детерминанти на микроорганизмите и активират системата на комплемента, като по този начин насърчават активирането на фагоцитозата. В този случай унищожаването на атакуваната клетка става едновременно с участието на антитела, комплемент и фагоцити, което може да не се прояви външно по никакъв начин. В това отношение класическият път на активиране на комплемента се счита за по-физиологичен начин за неутрализиране и обезвреждане на антигени, отколкото алтернативата.
В допълнение към двата основни пътя са възможни и други механизми на активиране на комплемента. По-специално, има вариант на класическо активиране на комплемента - пътят на активиране на лектин (фиг. 3), който също може да се тълкува като независим (A. A. Yarilin et al., 1999; A. Royt et al., 2000). Както знаете, лектините са протеини, които могат специфично да се свързват с определени групи въглехидрати. Стартирането на лектиновия път на активиране на комплемента е свързано с един от лектините - маноза-свързващ протеин (MBP, открит в кръвния серум в концентрация 0,1 - 5,0 μg/ml). SME има много подобна структура на Clq, въпреки че не е хомоложен с него; е Ca-зависим, има афинитет към манозата, която присъства в свободна форма върху микробните клетки, но не и върху клетките на макроорганизма. Чрез контакт с клетка, съдържаща маноза, MBP придобива способността, подобно на Clqrs, да активира C4 и C2.
Освен това лектинът и класическият път на активиране съвпадат (A. A. Yarilin, 1999). Възможно е лектиновият път на активиране на комплемента да се е появил във филогенезата по-късно от алтернативния, но по-рано от класическия. За разлика от алтернативата, лектиновият път, подобно на класическия, включва активиране на С4 и С2, но без участието на антитела, а с участието само на един MBP. Възможно е появата в процеса на еволюция на Clq, подобен на маноза-свързващия протеин, но способен да придобие активността на пептидна хидролаза, която инициира каскада от реакции на активиране на комплемента само след взаимодействие с антигени, да доведе до появата на по-ефективен класически път на активиране на комплемента, което значително разширява възможностите за активиране на комплемента при гръбначни животни.
Класическият път на активиране на комплемента може също да бъде задействан от С-реактивен протеин, хепарин-протамин комплекс, някои гликолипиди, пептидни хидролази при някои форми на остър възпалителен отговор (пепсин, трипсин, каликреин, лизозомни и бактериални ензими) на всеки етап от C1 до C5.
препратки:
- Разликите между класическия път на активиране на системата на комплемента (схема 1) и алтернативата са предимно както следва:
- За активиране на системата на комплемента по класическия път е необходимо образуването на специфични имуноглобулини (IgG или IgM) и имунни комплекси, което изисква известно време;
Воронин Е.С., Петров А.М., Серих М.М., Девришов Д.А. – Имунология /Изд. Е.С. Воронин.
– М.: Колос-Прес, 2002. – 408 с. Кулберг А.Я. /Урок
– Молекулярна имунология – М.: Vyssh. шк., 1985. – 287 с.
Класическият път на активиране на системата на комплемента започва с първите, така наречените ранни компоненти на комплемента: C1, който се състои от три подкомпонента (Clq, Cl g, C Is), и след това C4, C2 и C3.
Класически път на активиране на комплемента
Както бе споменато, системата на комплемента се активира по каскаден начин. Това означава, че когато предишният компонент на комплемента е активиран, той се разделя. Един от компонентите остава на повърхността на клетката, която участва в образуването на имунния комплекс, а вторият компонент е разтворим и „отива“ в течна фаза, т.е. в кръвния серум. Компонентът, който остава в имунния комплекс, придобива свойствата на ензим и способността да влияе върху следващите компоненти на комплемента, като ги активира.
И така, активирането на комплемента по класическия път (вижте Схема 1) започва с първия субкомпонент на комплемента (Clq), който е фиксиран към Fc фрагментите на имуноглобулините. Освен това в молекулата
Clq, настъпват информационни промени, което прави възможно прикрепването на Cls към него, което от своя страна придобива способността да фиксира и активира Cls. В резултат на това от съставните части на С1 се образува активен комплекс, който придобива способността да активира С4.
Образуването на активен С1 се предотвратява от С1 инхибитор. Неговата роля е много важна за контролиране на активността, с която комплементът се активира по класическия път. При вроден дефицит (количество или функция) на Cl-инхибитора се развива заболяване, наречено ангиоедем (вижте специалния раздел).
Образуването на активиран С1 води до активиране на С4, който се разпада на два фрагмента - С4а, който преминава в разтворено състояние и С4b, който остава на повърхността на клетъчната мембрана, която е част от имунния комплекс и придобива свойствата на ензима естераза, способен да активира С2. Полученият активиран C4b, в присъствието на магнезиеви йони, разделя C2 на два фрагмента - C2a и C2b. В този случай C2a се присъединява към C4b и се образува ново вещество с ензимни свойства - конвертаза на 3-тия компонент на комплемента от класическия път на активиране. Получената C3 конвертаза (C4b2a) разделя C3 на C3 и C3b. C3 преминава в разтворено състояние, а C3b е ключът както за класическия, така и за алтернативния път на активиране на комплемента, т.е. инактиватор (C3b) също действа -инактиватор), който също се нарича фактор I. Той предотвратява прекомерното активиране на C3 комплемента. В този случай C3b се разделя на неактивни фрагменти - C3c и C3d.
Активираният C3b, свързвайки се с комплекса C4b и 2a, се превръща в нов ензим - конвертаза на 5-ия компонент на комплемента. От този момент започва сглобяването на крайните (крайни) компоненти на системата на комплемента C5 - C9, които в крайна сметка се образуват в мембранно атакуващ комплекс (MAC). Под влияние на C5 конвертазата (C4b2a3), C5 се разделя на C5a, малък фрагмент, и C5b, по-голям фрагмент. C5a се разтваря и C5b е първият компонент на комплекса за атака на мембраната, който има рецептори за C6 и C7. Започвайки от C6, протеините в системата на комплемента не се разцепват допълнително, придобиват способността да се прикрепят към мембраната на целевата клетка, след което C8 се прикрепя към активирания комплекс C5b67, прикрепен към мембраната. в този случай (т.е. дори в отсъствието на С9) началото на лизис на стената вече е възможно.
прицелни клетки. Прикрепването на C9 към комплекса C5b678 значително подобрява цитолизата на стената на целевата клетка. Полученият комплекс C5L6789 индуцира появата в липидния протеин на клетъчната мембрана на цилиндрични пори с дължина около 15 mm и диаметър 8-12 mm, което позволява на електролитите и водата да преминат през увредената мембрана в клетката и да причинят осмотичен лизис на клетка.
Комплементът е един от важните фактори на хуморалния имунитет, играещ роля в защитата на организма от антигени. Комплементът е сложен комплекс от кръвни серумни протеини, който обикновено е в неактивно състояние и се активира, когато антигенът се комбинира с антитяло или когато антигенът се агрегира.
1. Девет протеина, които изграждат самия комплемент и следователно са обозначени с буквата C: C1...C9, като C1 компонентът се състои от три протеинови субединици (C1q, C1r, C1s), всички останали са единични протеинови молекули. Молекулата съдържа рецептор за свързване с Pc фрагмента на молекулата на антитялото. Антитела, принадлежащи към имуноглобулини от различни класове, взаимодействат с комплементи с различна степен на активност. Протеините C5, C6, C7, C8 и C9 участват в организацията на мембранния атакуващ комплекс.
2. Регулаторни протеини: C1E1, C4bp, фактор H, фактор I (инактиватор C3b/C4b), протеин S.
3. Фактори, участващи в алтернативния път на активиране на системата на комплемента: фактор В (протеиназа), фактор В (гликопротеин), фактор Р (пропердин) - γ-глобулин, открит през 1954 г. от L. Pillemer. Този протеин, образувайки комплекс с ендотоксин, разрушава C3 в присъствието на Mg йони и затова се нарича пропердин. Пропердин стабилизира алтернативния път C3 конвертаза.
Функциите на комплемента са разнообразни: а) участва в лизиране на микробни и други клетки (цитотоксичен ефект); б) притежава хемотаксична активност; в) участва в анафилаксия; г) участва във фагоцитозата. Следователно, комплементът е компонент на много имунологични реакции, насочени към освобождаване на тялото от микроби и други чужди клетки и антигени (например туморни клетки, трансплантация).
Механизмът на активиране на комплемента е каскада от ензимни протеолитични реакции, което води до образуването на активен цитолитичен комплекс, който разрушава стената на бактериите и други клетки. Има три известни пътя на активиране на комплемента: класически, алтернативен и лектин.
По класическата пътекакомплементът се активира от комплекса антиген-антитяло. За да направите това, е достатъчно една молекула IgM или две молекули IgG да участват в свързването на антигена. Процесът започва с добавянето на компонент C1 към комплекса AG+AT, който се разпада на субединици Clq, Clr и Cls. След това реакцията включва последователно активирани "ранни" компоненти на комплемента в следната последователност: С4, С2, С3. Тази реакция има характер на усилваща се каскада, т.е. когато една молекула от предишния компонент активира няколко молекули от следващия. „Ранният” компонент на комплемента С3 активира компонента С5, който има свойството да се прикрепя към клетъчната мембрана. На компонента C5 чрез последователно добавяне на „късните“ компоненти C6, C7, C8, C9 се образува литичен или мембранно-атакуващ комплекс, който нарушава целостта на мембраната (образува дупка в нея) и клетката умира в резултат на осмотичен лизис.
Алтернативен пътактивирането на комплемента става без участието на антитела. Този път е характерен за защита срещу грам-отрицателни микроби. Верижната каскадна реакция в алтернативния път започва с взаимодействието на антиген (например полизахарид) с протеини B, D и пропердин (P), последвано от активиране на S3 компонента. Освен това реакцията протича по същия начин, както при класическия начин - образува се мембранен атакуващ комплекс.
Лектинов пътактивирането на комплемента става и без участието на антитела. Той се инициира от специален маноза-свързващ протеин в кръвния серум, който след взаимодействие с манозни остатъци на повърхността на микробните клетки катализира С4. По-нататъшната каскада от реакции е подобна на класическия път.
При активирането на комплемента се образуват продукти на протеолизата на неговите компоненти - субединици С3 и С3b, С5а и С5b и други, които имат висока биологична активност. Например, C3 и C5a участват в анафилактични реакции и са хемоатрактанти, C3b играе роля в опсонизацията на обекти на фагоцитоза и т.н. Сложна каскадна реакция на комплемента протича с участието на Ca 2+ и Mg 2+ йони.
1) способността да се свързва с комплекса антиген + антитяло;
2) лизис на червени кръвни клетки, използвани за получаване на хемолитичен серум.
RSK се провежда на два етапа, като в него участват съответно две системи - експериментална, или диагностична, и индикаторна. Диагностичната система се състои от тестов (или диагностичен) серум, който се нагрява при 56 °C в продължение на 30 минути преди извършване на реакцията за инактивиране на комплемента и антигена, присъстващи в него. Към тази система се добавя стандартно допълнение. Неговият източник е прясна или изсушена суроватка от морско свинче. Сместа се инкубира при 37 °C за един час. Ако има антитела в изследвания серум, те ще взаимодействат с добавения антиген и получените комплекси антиген + антитяло ще свържат добавения комплемент. Ако няма антитела в серум, няма да настъпи образуването на комплекс антиген + антитяло и комплементът обикновено няма видими прояви на свързване на комплемента на този етап от реакцията, за да се изясни дали е настъпило свързване на комплемента не се добавя втора индикаторна система (инактивиран хемолитичен серум + овчи еритроцити) и сместа от всички RSC компоненти отново се инкубира за 30-60 минути, след което се оценяват резултатите от реакцията при свързване на комплемента първият етап, в диагностичната система, т.е. има антитела в серума на пациента и комплементът е свързан от комплекса антитяло + антиген, няма да настъпи лизис на еритроцитите - RSC е положителен: течността е безцветна, има a утайка от еритроцити на дъното на епруветката. Ако в серума няма специфични антитела и в диагностичната система не настъпи свързване на комплемента, т.е. RSC е отрицателен, тогава неизразходваният в диагностичната система комплемент се свързва с комплекса от червени кръвни клетки + антитела на индикаторната система и настъпва хемолиза. : в епруветка „лакирана кръв“, утайка от червени кръвни клетки №. Интензитетът на RSC се оценява с помощта на четири кръстосана система в зависимост от степента на забавяне на хемолизата и наличието на еритроцитна утайка. Реакцията е придружена от подходящи контроли: серумен контрол (без антиген) и антигенен контрол (без серум), тъй като някои серуми и някои антигени имат антикомплементарно действие. Преди извършване на RSC всички компоненти, участващи в него, с изключение на тестовия серум или антиген, подлежат на внимателно титруване. Особено важно е да се въведе точната доза комплемент в реакцията, тъй като неговата липса или излишък може да доведе до фалшиви резултати. Титърът на комплемента е минималното количество, което в присъствието на работна доза хемолитичен серум осигурява пълно разтваряне на червените кръвни клетки. За да извършите основния експеримент, вземете доза комплемент, увеличена с 20-25% в сравнение с установения титър. Титърът на хемолитичния серум е неговото максимално разреждане, което, когато се смеси с равен обем от 10% разтвор на комплемента, напълно хемолизира съответната доза червени кръвни клетки в рамките на 1 час при температура 37 ° C. Основният експеримент включва вземане на серум, разреден до 1/3 от неговия титър.
Придобит имунитет. Значението на антителата при формирането на имунитет. Ролята на различни класове имуноглобулини в имунологичните реакции (аглутинация, RSC, неутрализиране на токсини и вируси, развитие на локален имунитет).
Придобитият имунитет се различава от видовия имунитет по следните начини.
Първо, не се предава по наследство. По наследство се предава само информация за имунния орган, а самият имунитет се формира в процеса на индивидуален живот в резултат на взаимодействие със съответните патогени или техните антигени.
Второ, придобитият имунитет е строго специфичен, тоест винаги е насочен срещу определен патоген или антиген.
Формирането на придобит специфичен имунитет се дължи на кооперативното взаимодействие на макрофагите (и други антиген-представящи клетки), В- и Т-лимфоцитите и активно участиевсички други имунни системи.
Един от характерните признаци на придобит имунитет е появата в кръвния серум и тъканните сокове на специфични защитни вещества - антитела, насочени срещу чужди вещества.
Антителата са уникални серумни протеини - глобулини, които се произвеждат в отговор на навлизането на антиген в тялото и са в състояние специфично да взаимодействат с него. Колекцията от серумни протеини, които имат свойствата на антитела, се нарича имуноглобулини и се обозначава със символа Ig.
Има пет различни класа имуноглобулини: IgG, IgM, IgA, IgE, IgD Те се различават по молекулно тегло, съдържание на въглехидрати, състав на полипептидни вериги, коефициенти на утаяване и др.
Високата неутрализираща активност на антителата, принадлежащи към IgG, показва тяхната важна роля в антитоксичния имунитет. IgM антителата са особено активни в реакциите на фагоцитоза с корпускулярни антигени и следователно играят важна роля в антимикробния имунитет, IgA антителата са особено активни, следователно те играят голяма роля в антивирусния имунитет. В допълнение, секреторните IgA определят локалния имунитет на лигавиците. И накрая, IgE антителата, които са хомоцитотропни, медиират реакциите на незабавна свръхчувствителност.
Реакция на фиксиране на комплемента.
Уникалната способност на комплемента да се свързва специфично с комплекси антиген + антитяло от различно естество намери широко приложение в реакцията на свързване на комплемента (CFR). Специално предимство на RSC е, че естеството на антигена, включен в него (корпускуларен или разтворим), няма значение, тъй като комплементът се свързва с Fc фрагмента на всяко антитяло, свързано с IgG и IgM, независимо от неговата специфичност на антитялото. В допълнение, RSA е много чувствителен: той ви позволява да откриете количеството антитела 10 пъти по-малко, отколкото, например, в реакцията на утаяване. RSC е предложен през 1901 г. от J. Bordet и O. Zhang. Основава се на две свойства на комплемента:
3) способността да се свързва с комплекса антиген + антитяло;
4) лизиране на еритроцити, използвани за получаване на хемолитичен серум.
RSK се провежда на два етапа, като в него участват съответно две системи - експериментална, или диагностична, и индикаторна. Диагностичната система се състои от тестов (или диагностичен) серум, който се нагрява при 56 °C в продължение на 30 минути преди извършване на реакцията за инактивиране на комплемента и антигена, присъстващи в него. Към тази система се добавя стандартно допълнение. Неговият източник е прясна или изсушена суроватка от морско свинче. Сместа се инкубира при 37°С за един час. Ако тестовият серум съдържа антитела, те ще взаимодействат с добавения антиген и получените комплекси антиген + антитяло ще свържат добавения комплемент. Ако в серума няма антитела, няма да се образува комплекс антиген + антитяло и комплементът ще остане свободен. На този етап от реакцията обикновено няма видими прояви на фиксация на комплемента. Следователно, за да се изясни въпросът дали е настъпила фиксация на комплемента или не, се добавя втора индикаторна система (инактивиран хемолитичен серум + овчи еритроцити) и сместа от всички RSC компоненти отново се инкубира при 37°С за 30-60 минути, след което резултатите от реакцията се оценяват. Ако комплементът е свързан на първия етап в диагностичната система, т.е. има антитела в серума на пациента и комплементът е свързан от комплекса антитяло + + антиген, няма да има лизис на еритроцитите - RBC е положителен: течността е безцветен, на дъното на епруветката има утайка от еритроцити. Ако в серума няма специфични антитела и в диагностичната система не настъпи свързване на комплемента, т.е. RSC е отрицателен, тогава неизразходваният в диагностичната система комплемент се свързва с комплекса от червени кръвни клетки + антитела на индикаторната система и настъпва хемолиза. : в епруветка „лакирана кръв“, утайка от червени кръвни клетки №. Интензитетът на RSC се оценява с помощта на четири кръстосана система в зависимост от степента на забавяне на хемолизата и наличието на еритроцитна утайка. Реакцията е придружена от подходящи контроли: серумен контрол (без антиген) и антигенен контрол (без серум), тъй като някои серуми и някои антигени имат антикомплементарно действие. Преди извършване на RSC всички компоненти, участващи в него, с изключение на тестовия серум или антиген, подлежат на внимателно титруване. Особено важно е да се въведе точната доза комплемент в реакцията, тъй като неговата липса или излишък може да доведе до фалшиви резултати. Титърът на комплемента е минималното количество, което в присъствието на работна доза хемолитичен серум осигурява пълно разтваряне на червените кръвни клетки. За да извършите основния експеримент, вземете доза комплемент, увеличена с 20-25% в сравнение с установения титър. Титърът на хемолитичния серум е неговото максимално разреждане, което, когато се смеси с равен обем от 10% разтвор на комплемента, напълно хемолизира съответната доза червени кръвни клетки в рамките на 1 час при температура 37 ° C. Основният експеримент включва вземане на серум, разреден до 1/3 от неговия титър.
Реакцията на индиректна хемолиза се използва като ускорен метод за откриване на специфични антитела. Червените кръвни клетки се използват като носител на антигени. Ако има специфични антитела в серума на пациента, сенсибилизираните червени кръвни клетки се лизират в присъствието на комплемент.
Антигени. Определение на понятието, свойства, химическа природа. Специфични антигени. Детерминантна група (епитоп), шлепер. Пълни и по-ниски антигени. Хаптени и полухаптени. Фактори, определящи антигенността на протеина и неговата специфичност.
Антигени са всички вещества, съдържащи се в микроорганизми и други клетки или секретирани от тях, които носят признаци на генетично чужда информация и при въвеждане в организма предизвикват развитие на специфични имунни реакции.
Осъществяването на антигенност зависи от способността на антигена да се метаболизира в организма, т.е. да бъде обект на разрушителното действие на макрофагите и да взаимодейства с други клетки на имунната система. Благодарение на това взаимодействие се осъществява разпознаването на антигенната специфичност. Всички антигени имат специфичност, тоест определени характеристики, които са генетично обусловени и свързани с тяхната структура, поради което се различават един от друг.
За характеризирането на микроорганизмите, в допълнение към генеричната, видовата и груповата антигенна специфичност, е много важно определянето на типовата специфичност на антигените. Специфичността на типа е характеристика на антигенната структура, която причинява различия между индивидите от една група подобни организми от даден вид и позволява да се разграничат сред тях серотипове или серовари (серовари). Идентифицирането на серовари прави възможно извършването на много фина диференциация в рамките на видовете микроорганизми.
Изследване на антигенни свойства на различни комплекси химични съединения- протеини, полизахариди, липиди, нуклеинови киселинии др.- показаха, че има два вида антигени – пълни и долни.
Пълноценните антигени имат и двете функции на антиген: способността да индуцират образуването на антитела и специфично да взаимодействат с тях.
Низшите антигени сами по себе си нямат способността да индуцират образуването на антитела; те придобиват това свойство само след комбиниране с протеини или други пълноценни антигени. Такива по-ниски антигени се наричат хаптени или полу-хаптени.
Непълните антигени имат само едно свойство на антиген: те са способни да взаимодействат специфично с онези антитела, в индукцията на синтеза на които са участвали (след прикрепване към протеин и трансформиране в пълноценни антигени).
Ако взаимодействието на дефектен антиген с антитяло е придружено от нормални имунологични реакции, то се нарича хаптен. Ако дефектен антиген има много малко молекулно теглои взаимодействието му с антителата не е придружено от обичайните видими реакции, то се нарича хемихаптен. Наличието на хемихаптен в този случай се оценява от факта, че антителата, свързани с хемихаптена, вече не се проявяват в обичайната реакция с пълноценен антиген (забавена реакция на Ландщайнер).
Антигенна структура микробна клетка. Основни групи антигени. Химическа природаантигенна специфичност. Значението на изследването на антигените в серологичната класификация на микроорганизмите.
За медицинската микробиология най-голям интерес представляват антигенните свойства на бактериите, токсините и вирусите. Резултатите от тяхното изследване се използват в практиката за получаване на високоефективни имуногенни лекарства, както и за подобряване на методите за идентифициране на патогени.
Антигенна структура на микробна клетка. Н-, О- и К-антигени, токсини и ензими на бактерии като антигени. Кръстосано реагиращи антигени. Принципи за определяне на антигенния състав на бактериите, диференциране на общи (групови) типоспецифични антигени.
Антигенна структура на микробна клетка. Притежаване на комплекс химическа структура, бактериалната клетка е цял комплекс от антигени. Камшичета, капсула, клетъчна стена, цитоплазмена мембрана, рибозоми и други компоненти на цитоплазмата, както и различни протеинови продукти, отделяни от бактерии във външната среда, включително токсини и ензими. В тази връзка се разграничават следните основни видове микробни антигени: соматични или О-антигени; флагеларни или Н-антигени; повърхностни или капсулни К-антигени.
Видова специфичност - антигенни особености, присъщи на представителите на даден вид. Много макромолекули имат отпечатък на видова специфичност на даден организъм. Определянето на видови антигени може да се използва за разграничаване на индивиди от един вид от друг.
Групова специфичност - характеристики на антигенната структура, характерни за определена група индивиди в рамките на даден тип организъм. Груповите антигени, които правят възможно разграничаването на индивиди или групи от индивиди в рамките на един и същи вид, се наричат изоантигени.
Хетероспецифичност - антигенна специфичност поради наличието на общи за представителите различни видовеантигени. Хетероантигените причиняват кръстосани имунологични реакции.
Специфичността на типа е характеристика на антигенната структура, която причинява различия между индивидите от една група подобни организми от даден вид и позволява да се разграничат сред тях серотипове или серовари (серовари). Идентифицирането на серовари прави възможно извършването на много фина диференциация в рамките на видовете микроорганизми.
мнозинство съвременни класификациипатогенните микроорганизми са изградени, като се вземат предвид тези видове антигенна специфичност.
Комплементът е сложен набор от протеини, които действат заедно, за да отстранят извънклетъчните форми на патогена; системата се активира спонтанно от определени патогени или от комплекса антиген:антитяло. Активираните протеини или директно унищожават патогена (убийствен ефект), или осигуряват по-доброто им усвояване от фагоцитите (опсонизиращ ефект); или изпълняват функцията на хемотаксични фактори, привличайки възпалителни клетки в зоната на проникване на патогена.
Протеиновият комплекс на комплемента образува каскадни системи, открити в кръвната плазма. Тези системи се характеризират с формирането на бърз, многократно усилен отговор на първичния сигнал, дължащ се на каскаден процес. В този случай продуктът от една реакция служи като катализатор за следващата, което в крайна сметка води до лизиране на клетката или микроорганизма.
Има два основни пътя (механизма) за активиране на комплемента – класически и алтернативен.
Класическият път на активиране на комплемента се инициира от взаимодействието на компонента на комплемента C1q с имунни комплекси (антитела, свързани с повърхностни антигени бактериална клетка); в резултат на последващото развитие на каскада от реакции се образуват протеини с цитолитична (убийствена) активност, опсонини и хемоатрактанти. Този механизъм свързва придобития имунитет (антитела) с вродения имунитет (комплемент).
Алтернативният път на активиране на комплемента се инициира от взаимодействието на компонента на комплемента C3b с повърхността на бактериалната клетка; активирането става без участието на антитела. Този път на активиране на комплемента принадлежи към факторите на вродения имунитет.
Като цяло системата на комплемента се отнася до основните системи на вродения имунитет, чиято функция е да разграничава „себе си“ от „не-себе си“. Тази диференциация в системата на комплемента се извършва поради наличието в собствените клетки на тялото на регулаторни молекули, които потискат активирането на комплемента.
Резюме.Допълнение [лат. комплементум- допълнение]:
1) в имунологията, група протеини (обикновено от 9 до 20), нормално присъстващи в кръвния серум на гръбначни животни, които се активират в резултат на имунния отговор на организма под въздействието на двете антитела, принадлежащи към имуноглобулините от класове IgG и IgM и бактериални липозахариди или други съединения; протеинов комплекс от кръвен серум, един от компонентите на вродения имунитет. Комплементът участва в регулирането на възпалителните процеси, активирането на фагоцитозата и литичното действие върху клетъчните мембрани и се активира при взаимодействие с имунния комплекс. Sa системата се счита, заедно с макрофагите, за предната линия на имунната защита на организма. По време на активирането на комплемента възниква каскада от последователни реакции на специфична ограничена ензимна протеолиза, при която компонентите на комплемента са неактивни. преминават в активно състояние в резултат на разцепване на пептидни фрагменти. Последните имат различни физиологични активности и могат да бъдат анафилатоксини (предизвикват контракции на гладката мускулатура, повишават съдовата пропускливост и др.), хемотаксисни фактори (осигуряват насочено движение на клетките) и левкоцитоза, медиатори на реакциите на имунния отговор, участват в активирането на макрофагите и лимфоцитите, в регулирането на производството на антитела, а също така изпълняват някои други функции. Фрагменти от активирани компоненти на комплемента също контролират биосинтезата и освобождаването на интерлевкини, простагландини и левкотриени. Комплементът причинява смущения в имунните реакции (може да причини автоимунни заболявания) и освобождаването на хистамин при незабавни алергични реакции. Терминът "комплемент" е въведен от P. Ehrlich и J. Morgenroth през 1900 г.;
2) в генетиката, група хромозоми, произведени от специфично ядро на гамета или зигота и състояща се от една, две или повече хромозомни набори(Х. Дарлингтън, 1932 г.).