Komplement

1
Komplement
J. Ochotná
2
Komplement

• humorální složka nespecifické imunity
• pomáhá odstranit mikroorganismy a vlastní
  pozmenené bunky (apoptotické bunky)
• proteiny komplementu jsou syntetizovány v
  játrech, v menší míre také tkánovými makrofágy a
  fibroblasty

3
Komplement

• systém asi 30 sérových a membránových proteinu
• složky komplementu jsou v séru prítomny v
  inaktivní forme
• aktivace komplementu má kaskádovitý charakter

4
Složky komplementu

• hlavní složky komplementu C1-C9 (ústrední složka
  C3)
• další složky komplementu faktor B, faktor D,
  faktor P
• regulacní proteiny C1-inhibitor, faktor I,
  faktor H, DAF, MCP, CR1, C4bp, inaktivátor
  anafylatoxinu, protein S, CD59 (protektin)

5
Funkce komplementu

• opsonizace (C3b, C4b)
• chemotaxe (C3a, C5a)
• osmotická lýza (MAC C5b-C9)
• produkce anafylatoxinu (C3a, C4a, C5a)

6
Aktivace komplementu

• alternativní cesta
• klasická cesta
• lektinová cesta

7
Riedemann N.C.
8
Alternativní cesta aktivace komplementu

• C3 složka se samovolne štepí na C3b a C3a
• C3b se kovalentne váže na povrch bunky (vlastní
  bunku, mikroorganismus) nebo reaguje s vodou a
  tím se inaktivuje

9
Alternativní cesta aktivace komplementu

• k navázanému C3b se pripojí faktor B, který je
  štepen faktorem D na Ba a Bb, vzniklý komplex
  C3bBb je stabilizován faktorem P (properdin) a
  funguje jako alternativní C3 konvertáza

10
Alternativní cesta aktivace komplementu

• C3 konvertáza štepí C3 na C3a (chemotaxe) a C3b,
  který se dále váže na povrch cástice
  (opsonizace), nebo dává vznik dalším C3
  konvertázám

11
Alternativní cesta aktivace komplementu

• z nekterých C3 konvertáz vznikají komplexy
  C3bBbC3b, které fungují jako alternativní C5
  konvertáza, která štepí C5 na C5a (chemotaxe) a
  C5b

12
Alternativní cesta aktivace komplementu

• C5b zahajuje terminální lytickou fázi

13
Klasická cesta aktivace komplementu

• muže být zahájena protilátkami IgG ( krome IgG4 )
  a IgM nebo tzv. pentraxiny (CRP, SAP proteiny
  akutní fáze)
• po vazbe protilátky napr. na povrch bakterie,
  dojde ke zmene její konformace a odhalení
  vazebného místa pro protein C1(q podjednotku)

14
Klasická cesta aktivace komplementu

• C1 (C1q, C1r, C1s) po vazbe na 2 molekuly
  protilátky zmení svoji konformaci a získá
  proteolytickou aktivitu, zacne štepit proteiny C4
  a C2

15
Klasická cesta aktivace komplementu

• fragmenty C4b a C2a se naváží na povrch
  napadeného mikroorganismu a vytvorí klasickou C3
  konvertázu (C4bC2a), která štepí C3 na C3a a C3b

Pozn. Pojmenování C3 konvertázy se zmenilo na
C4bC2a
16
Klasická cesta aktivace komplementu

• poté se vytvárí klasická C5 konvertáza
  (C4bC2aC3b), která štepí C5 na C5a a C5b

17
Klasická cesta aktivace komplementu

• C5b zahajuje terminální lytickou fázi

18
Lektinová cesta aktivace komplementu

• je zahajována sérovým lektinem vážícím manosu
  (MBL)
• MBL se váže na sacharidové struktury na povrchu
  nekterých mikrobu, po této vazbe štepí C4 a C2
• tato cesta je podobná klasické ceste

19
Aktivace lektinové cesty komplementu
20
Terminální (lytická) fáze komplementové kaskády

• Fragmenty C5b vytvorí komplex s C6, C7 a C8,
  tento komplex (MAC - membrane attack complex) se
  zanorí do lipidové membrány napadené bunky a
  pripojí se k nemu 13-18 molekul C9, tak vzniknou
  v membráne póry a bunka muže zlyzovat (G-
  baktérie, Protozoa, nekteré viry)
• Vetšina mikroorganismu je chránena pred MAC
  bunecnou stenou

21
Terminální fáze komplementové kaskády
22
Regulace komplementu a ochrana vlastních bb. pred
jeho pusobením

• Aktivace komplementové kaskády je
  kontrolována plazmatickými a membránovými
  inhibitory

Inaktivátor anafylatoxinu
Protectin
DAF
MCP
23
Regulace komplementu

• C1 inhibitor (C1-INH inhibuje C1, pri jeho
  deficitu ? HAE)
• faktor I za spolupusobení kofaktoru MCP, CR1,
  faktoru H a C4bp inaktivuje C3b (C4b)
• DAF (decay-accelerating factor) degradace C3 a
  C5 konvertázy

24
Regulace komplementu

• factor S (vitronectin) inhibuje komplex C5bC6
• CD 59 (protectin) brání polymeraci C9 ?
  vytvorení lytického póru
• inaktivátor anafylatoxinu (CPN) - inaktivuje
  anafylatoxiny (C3a, C4a, C5a)

25
(No Transcript)
26
Komplementové receptory

• váží fragmenty složek komplementu (prevážne C3b)
• CR1 - na ruzných bb. (erytrocytech,
  granulocytech, monocytech a B lymfocytech)
  - odstranování IK
• CR2 - na B lymfocytech a FDC - aktivace
  B lymfocytu

27
Komplementové receptory

• CR3, CR4 - na fagocytech -
  úcast v opsonizaci, adheze
• C3aR, C5aR receptory pro anafylatoxiny
  - aktivace mastocytu a bazofilu

28
4 základní funkce komplementu

• opsonizace (C3b, C4b)
• chemotaxe (C3a, C5a)
• osmotická lýza (MAC C5b-C9)
• anafylatoxiny (C3a, C4a, C5a)

29
Funkce komplementu
30
Antigeny
31
Antigen (imunogen)

• látka, která vyvolává imunitní odpoved a
  reaguje s produkty této odpovedi (protilátkami
  nebo receptory na T lymfocytech)
• proteiny nebo polysacharidy (lipidy a nukleové
  kyseliny pouze v kombinaci s proteiny nebo
  polysacharidy)
• molekuly gt 5 kDa (optimální velikost cca 40 kDa)

32
Hapten

• malá molekula, která je schopna vyvolat
  specifickou imunitní odpoved pouze po navázání na
  makromolekulový nosic
• samostatný hapten není imunogenní
• Nekteré léky (napr.penicilinová ATB, hydralazin)

33
Epitop

• cást antigenu, která je rozpoznávána imunitním
  systémem (lymfocyty- BCR, TCR Ig)
• lineární (sekvencní) epitop rozhodující je
  složení AK
• konformacní epitop rozhodující je terciární
  struktura

34
Epitop

• nekteré epitopy se nacházejí na povrchu antigenu
  (povrchové), nekteré uvnitr (interní)
• zkrížene reagující antigeny sdílí jeden a více
  stejných nebo podobných epitopu

35
Interakce antigen - protilátka

• Vazebná místa protilátek (paratop) tvorí
  nekovalentní komplexys odpovídajícími místy na
  molekulách antigenu (epitop)
• Uplatnují se vodíkové vazby, elektrostatické a
  hydrofobní interakce,van der Waalsovy síly
• Komplex antigen-protilátka je reverzibilní

36
Antigeny

• endogenní - autoantigen (Ag pocházející z
  vlastního organismu)
  - arteficiální Ag (pozmenené
  vlastní Ag)
• exogenní - cizorodá látka z vnejšího prostredí
• alergen exoantigen, který u vnímavého jedince
  muže vyvolat
  patologickou (alergickou) imunitní reakci

37
Vlastnosti antigenu

• Imunogennost proteiny gt polysacharidy gt
  komplexy makromolekul (glykoproteiny, 
  nukleoproteiny,  glykolipidy) gt lipidy
• specificnost

38
Faktory ovlivnující imunogennost

•  
• Fyzikální
• rozpustnost nerozpustné více imunogenní
• molekulová hmotnost ideální 5-40 kDa
• el. náboj Ag vyvolá tvorbu Ab- a naopak
• Chemické
• struktura pocet determinant
• degradovatelnost snadnost  odkrytí
  determinant v antigen prezentujících bunkách (APC
  bunky)

39
Faktory ovlivnující imunogennost

• Biologické
• biologická cizorodost
• genetické a fyziologické dispozice organismu

40
Antigeny podle biologické cizorodosti

• Autologní antigeny stejného jedince
• Syngenní antigeny geneticky identických jedincu
  
• Allogenní (alloantigeny) antigeny geneticky
  odlišných
  jedincu téhož živocišného druhu
• Xenogenní (heterogenní) antigeny pocházející od
  jedincu
  ruzného živocišného druhu

41
Vliv biologického systému na imunogenitu

• Geny pro MHC (HLA), MHC glykoproteiny se
  uplatnují pri prezentaci antigenu T bunkám
• Imunitní odpoved je ovlivnována geny kódujícími T
  a B receptory a geny kódujícími ruzné regulacní
  proteiny

42
Typy antigenu z hlediska prezentace antigenu

• thymus dependentní antigeny
• thymus independentní antigeny

43
Thymus dependentní antigeny

• Castejší, jde o vetšinu proteinových Ag
• Specifická humorální imunitní odpoved na antigen
  vyžaduje spolupráci s  TH lymfocyty, jinak není
  efektivní
• Pomoc realizována ve forme cytokinu secernovaných
  TH lymfocyty a prímým mezibunecným kontaktem

44
Thymus independentní antigeny

• Malá skupina antigenu, které indukují tvorbu
  protilátek prímo bez spoluúcasti T-lymfocytu
• Jedná se zvlášte o bakteriální polysacharidy,
  lipopolysacharidy a polymerní formy proteinu
  (napr.Haemophilus, Str.pneumoniae)

45
(No Transcript)
46
Superantigeny

• stimulují polyklonálne a masivne
• masivní aktivací T lymfocytu mohou zpusobit
  šokové stavy
• napr.bakteriální toxiny (Staph.aureus,
  Str.pyogenes,Pseud.aeruginosa)

47
Superantigeny

• proteiny (mikrobiální produkty), které mají 2
  vazebná místa jedním interagují s epitopem
  prítomným na všech MHCgpII, druhým interagují se
  strukturami prítomnými na mnoha ruzných
  molekulách TCR( propojení T lymfocytu s APC)

48
Rozdíl mezi vazbou antigenu a superantigenu
49
Sekvestrované antigeny

• autoantigeny, které jsou za normálních okolností
  pred imunitním systémem ukryty a tudíž je nezná
  (napr.ocní cocka, testes)
• Jsou-li pri poškození odkryty, muže na ne
  imunitní systém zareagovat (jedna z teorií vzniku
  autoimunitních procesu)

50
Imunologicky privilegovaná místa

• mozek, oko, gonády
• jsou chránena pred potencionálne poškozující
  zánetlivou imunitní reakcí
• toto privilegované postavení však neplatí
  absolutne (viz RS)
• tyto tkáne bývají pri allogenní transplantaci
  odhojovány mnohem méne (rohovka)

51
Imunologicky privilegovaná místa Mechanismy
ochrany pred imunitním systémem

• izolace od imunitního systému (hematoencefalická
  bariéra)
• preference Th2 a suprese Th1 reakcí
• aktivní ochrana proti efektorovým T lymfocytum
  (nižší exprese klasických MHCgpI)
• exprese neklasických MHCgpI
• produkce imunosupresivních cytokinu (TGFß)
• exprese FasL
• vyšší exprese membránových inhibitiru komplementu

52
Dekuji za Vaši pozornost