SISTEMUL COMPLEMENT (COMPLEMENTUL SERIC)

Definitie

« Complementul seric reprezinta un grup de proteine si glicoproteine serice care se activeaza secvential, interactioneaza unele cu altele, cu anticorpi din complexele imune si cu receptorii de suprafata ai celulelor fagocitare producand multe semnale chimice si un raspuns distinctiv cu rol de protectie nespecifica fata de diversi patogeni ».

Principalele roluri ale complementului seric sunt:

a) liza microorganismelor patogene;

b) opsonizarea bacteriilor;

c) chemotactism pentru celule;

d) clearance-ul complexelor imune.

Pana in prezent se cunosc trei cai de activare a complementului seric:

calea clasica - ce necesita prezenta complexelor  Ag - Ac. Aceasta este calea imunitatii specifice.

calea alternativa - ce este actionata prin toxine;

calea lectinica (prin lectine legate pe suprafata microorganismelor), cum este MBP (mannose binding protein) - o apoproteina serica, ce leaga manoza de la componentii glucidici din invelisul bacterian sau viral.

1. Calea clasica de activare a complementului

Activarea complementului seric pe calea clasica se realizeaza dupa fixarea anticorpilor pe Ag.Cele 11 componente care participa la activarea complementului pe calea clasica sunt organizate in trei unitati functionale:

unitatea de recunoastere - C1a (C1q, C1r, C1s);

unitatea de activare (C4 C2 C3);

unitatea de atac (C5b6789);

Activarea complementului pe cale clasica (fig. 21, 22) incepe prin legarea complexelor Ag-Ac de membrana celulara, ceea ce duce la modificari in structura conformationala a moleculei de Ig, modificari care sunt recunoscute de C1q in prima faza, iar apoi si de C1r si C1s ceea ce duce la formarea C1qrs care se mai numeste si C1 - esteraza si care are activitate enzimatica in prezenta ionilor de calciu.

C1-esteraza cliveaza C4 in doua fragmente inegale C4a si C4b, dar si pe C2 in C2a si C2b.

C4b se leaga pe membrana celulara langa complexul Ag-Ac.

C2a, in prezenta ionilor de Mg, se combina cu C4b de pe membrana celulara si formeaza C4bC2a, care se numeste C3 - convertaza, enzima ce scindeaza C3 (componentul central al complement seric) in C3a (solubil) - cu rol in declansarea inflamatiei si C3b - care se leaga pe de-o parte de suprafata (cu rol in aderenta si opsonizare, in inactivare) si pe de alta parte de C4bC2a, cu care formeaza C4bC2aC3b numit C5 - convertaza.

Acesta scindeaza C5 in C5a si C5b.

C5b leaga C6 si C7 si formeaza C5b67 cu rol chemotactic pentru neutrofile si monocite. Acest complex se leaga de membrana celulara, si de el se leaga apoi C8 si C9 si se formeaza complexul C5b6789 numit complex membranar de atac (MAC).

Complexul membranar de atac este imaginat ca un canal transmembranar foarte permeabil pentru apa si electroliti care permite traversarea apei si electrolitilor cu modificarea gradientului protonic (H+). Ca urmare are loc lizarea celulei, adica un soc osmotic.

Activarea complementului seric pe calea clasica este controlata de doua proteine serice:

inactivatorul lui C1q care blocheaza activitatea enzimatica a C1-esterazei;

inactivatorul lui C3b care scindeaza C3b in 2 componente inactive: C3c si C3d.

2. Activarea complementului pe calea alternativa

Activarea pe cale alternativa a complementului este realizata de:

polizaharide (din bacterii, fungi);

lipopolizaharide (endotoxinele bacteriilor Gram-negative);

un factor din veninul cobrei (VCF);

IgA agregata;

de complexe Ag-Anticorp care nu activeaza calea clasica.

Cele doua cai de activare au in comun componentul C3b care se leaga pe membrana celulara de C4bC2a - denumit C5-convertaza caii clasice.

C3b, sub influenta ionilor de Mg2+ si a unor activatori, se combina cu factorul B (care este echivalentul lui C2) si formeaza C3bB, care in prezenta factorului D (o proteaza plasmatica activata de Mg2+), se poate transforma in C3bBb (dupa ce factorul B a fost scindat in Ba si Bb). C3bBb, numit si C3-convertaza caii alternative, are o activitate enzimatica importanta: descompune moleculele de C3.

Clivarea C3 este foarte importanta in procesele de aparare anti-microbiana.

Un numar mare de microorganisme pot activa C3Bb si pot produce cantitati mari de produsi de clivare ai C3, cu producerea mai multor molecule de C3b si fixarea lor pe suprafata microorganismelor, antrenand activarea urmatorului component - C5, clivarea lui in C5a si C5b (fixat pe membrana).

Urmeaza apoi activarea celorlalte componente C6,C7,C8,C9 cu formarea MAC (la fel ca si in cazul caii clasice).

Importanta caii alternative consta in faptul ca prin aceasta se realizeaza activarea complementului seric prin produsele bacteriene, inaintea sintezei de Ig specifice.

3. Componentele reglatorii ale complementului

Fragmentele cheie ale activarii complementului sunt rapid inactivate daca ele raman in stare libera.

Proteinele reglatoare ale activarii complementului sunt :

C1 - inhibitor care se leaga covalent de C1rC1s ceea ce va duce la disocierea C1rC1s de C1q care ramane legata de anticorp fapt ce duce la limitarea timpului in care C1qrs poate cliva C4. Absenta C1 - INH duce la aparitia angioedemului ereditar;

La nivelul caii clasice C4aC2b este un compus foarte labil fiind inactivat spontan prin desprinderea componentei C2b;

C4BP (C4-bingding protein) se leaga de C4b ceea ce permite :

clivarea C4b de catre factorul I cu formare de C4c si C4d - care ramane atasat de membrana bacteriana si impiedica legarea C2b de aceasta;

favorizeaza disocierea C2b din C4b2b;

DAF (Decay Accelerating Factor) amplifica disocierea C2b din C4b2b;

Factorul S (vitronectina) impiedica formarea si insertia MAC.

4. Evaluarea complementului

Metodele de determinare sunt:

Cantitative - imunodifuzia radiala simpla Mancini (IDRS), turbimetrica,

nefelometrica, imunoenzimatica, radioimunologica.

Semicantitative - imunoelectroforeza in "racheta"

Analiza cantitativa

Proteinele sistemului complement pentru investigarea caii clasice sunt:

C1q - 10-25 mg%;

C1r - 5mg%;

C1s -  5mg%;

C4 - 20-50mg%;

C2 - 2,5mg%.

Proteinele sistemului complement pentru investigarea caii alternative sunt:

C3 - 55-120mg%;

C3a - 120mg%:

Factorul D;

Factorul B.

Proteinele sistemului complement pentru investigarea secventei terminale sunt:

C5, C5a - 7 mg%;

C6 - 6 mg%;

C7 - 5 mg%;

C8 - 5,5 mg%;

C9 - 6 mg%.

Determinarea activitatii hemolitice a serului

Dozarea activitatii hemolitice a complementului

Complement hemolitic total: CH50 = 45-55 u/ml = calea clasica;.

Complement hemolitic: APH50 sau AP50= 15-20u /ml calea alternativa.

Dozarea componentilor complementului

Dozarea proteinelor inhibitorii.

5. Importanta sistemului complement in imunopatologie

Deficienta uneia sau mai multor componente ale sistemului complement duce la aparitia pe plan clinic a:

cresterii susceptibilitatii la infectii;

bolilor de colagen;

angioedemului.

Astfel deficitul factorilor C1, C2, C4, C3 determina o susceptibilitate crescuta fata de infectiile cu bacterii incapsulate (Pneumococ, Haemophilus I. etc) datorita faptului ca nu se mai produce opsonizarea acestor bacterii care este esentiala pentru fagocitoza.

Deficitul de C5-9 (MAC) duce la infectii sistemice cu Neisseria.

Deficientele componentelor C1, C2, C4, C3 determina si aparitia unor boli de colagen cum ar fi: lupusul eritematos sistemic, dermatomiozita, dar si a unor vasculite, glomeulonefrite membranoproliferative, purpura anafilactoida.

Deficitul de C1q:

se transmite autosomal recesiv;

poate fi de doua tipuri:

absenta completa a componentei C1q;

C1q prezenta, dar nefunctionala.

Clinic apare:

sindrom lupus-like cu: febra, rush, artrita, glomerulonefrita;

cresterea susceptibilitatii la infectii.

Deficitul de C1q/C1r

determina aparitia unui sindrom lupus-like.

Deficitul C4:

poate fi un deficit complet a componentei C4 care determina:

imposibilitatea activarii complementului pe cale directa;

pastrarea posibilitatii activarii pe cale alternativa, dar mai redusa.

clinic se manifesta ca un sindrom lupus-like sau printr-o crestere a susceptibilitatii la infectii;

poate exista deficienta unui izotip C4a sau C4b;

deficitul de C4a determina incapacitatea de procesare eficienta a complexelor imune ce contin proteine proprii, ceea ce duce la cresterea riscului pentru aparitia lupusului eritematos diseminat;

deficitul de C4b duce la incapacitatea de activare a complementului pe cale directa in prezenta unor suprafete bacteriene bogate in carbohidrati, ceea ce determina o crestere a predispozitiei spre septicemii si meningite.

Deficitul de C2:

este rar 1:10.000 indivizi;

clinic apare:

crestere a susceptibilitatii la infectii mai ales cu bacterii piogene incapsulate (pneumococ, H.Influentzae, meningococ);

cresterea prevalentei bolilor reumatice.

Deficitul de C3:

se transmite autosomal recesiv;

determina scaderea marcata a capacitati de opsonizare si a activarii MAC;

clinic apare:

cresterea susceptibilitatii la infectii cu bacterii piogene incapsulate (pneumococ, meningococ);

afectiuni reumatice: artralgii, rush cutanat, sindrom lupus-like, glomerulonefrita membranoproliferativa.

Deficitul de C5:

transmitere autosomal recesiva;

determina infectii sistemice cu Neisseria si mai rar lupus eritematos diseminat.

Deficitul de C6:

transmitere autosomal recesiva;

manifestari clinice identice cu deficitul de C5.

Deficitul de C7:

transmitere autosomal recesiva;

manifestari clinice de tip lupus eritematos sistemic, artrita reumatoida, sclerodermie.

Deficitul de C8:

transmitere autosomal recesiva;

clinic apar manifestari similare cu C8.

Deficitul C9:

transmitere autosomal recesiva;

susceptibilitate la infectii sistemice cu Neisseria.

Deficitul factorului I:

determina lipsa de inactivare a C3 - convertaza ceea ce duce la o clivare spontana si continua a complementului cu o scadere marcata a C3 in ser;

clinic apar manifestari similare cu deficitul de C3.

Deficitul factorului H:

foarte rar;

clinic apare o crestere a susceptibilitatii la infectii, afectiuni reumatice sau pacientii pot fi asimptomatici.

Deficitul properdinei:

transmitere X-linkata;

determina deficit de C3 - convertaza caii alternative care clinic se manifesta cu aparitia infectiilor meningococice sistemice.

Deficitul de C1-INH.

transmitere autosomal dominanta;

clinic apar episoade recurente de edem subcutanat sau submucos;

localizarea poare fi la nivel:

cutanat: extremitati, fata, zone genitale. Zonele afectate sunt edematiate dar nu prezinta prurit sau eritem;

gastrointestinal, cu aparitia anorexiei, varsaturilor, durerilor abdominale, a diareei. Imagistic se deceleaza edemul mucoasei intestinale cu ingustarea sau obstructia lumenuluui intestinal;

respirator, la nivelul mucoasei bucale, linguale, orofaringiene, laringiene.

DE RETINUT: nu este afectata niciodata mucoasa respiratorie sub laringe astfel ca traheostomia este totdeauna eficienta;