Komplement (C)

• 
  lat.complementum (C) - doplnok (Jules Bordet, koniec 19. stor.)
  
• 
  mechanizmus vrodenej imunity
  
• 
  sústava ∼ 30 proteínov – sú prítomné v neaktívnom stave
  

• 
  výskyt:
  

• 
  termolabilná zložka séra
  

• 
  syntéza:
  

- menej v mononukleárnych fagocytoch: slezina, KD, pľúca, črevná sliznica

• 
  biologické účinky odvodené z aktivovaného komplementu zahŕňajú elimináciu patogénov,
  

• 
  úloha komplementu v obrane hostiteľa voči infekcii sa vzťahuje na kapacitu komplementových proteínov opsonizovať mikroorganizmy, lyzovať cieľové bunky a indukovať uvoľnenie mediátorov zápalovej reakcie z leukocytov
  
• 
  nevhodná aktivácia komplementového systému spojená s uvoľnenými mediátormi zápalu prispieva k poškodeniu tkanív a je pozorovaná pri ochoreniach s produkciou autoprotilátok a sprostredkovaná imunnými komplexami
  

- nomenklatúra: zložky označené písmenom „C“ a číslom: C1, C2...

• 
  hlavné zložky komplementu: C1 – C9
  
• 
  faktory B, D, H, I, properdín (P)
  
• 
  zložky C4, C2, C3, C5 majú enzýmovú aktivitu
  
• 
  centrálne postavenie: C3 zložka
  
• 
  jednotlivé zložky pôsobia v kaskáde ® prvá aktivovaná zložka aktivuje nasledujúcu a efektorovú funkciu vykonáva MAC komplex
  

• 
  komplementová kaskáda môže byť aktivovaná prostredníctvom protilátok alebo láktami neimunoglobulínovej povahy
  

• 
  KLASICKÁ CESTA (objavená skôr)
  

• 
  ALTERNATÍVNA CESTA (evolučne staršia)
  

= PROPERDÍNOVÁ

• 
  LEKTÍNOVÁ CESTA
  

• 
  všetky cesty navodia tvorbu C3 konvertázy, ktorá štiepi C3 zložku
  
• 
  aktivácia C3 zložky je centrálnym procesom v C kaskáde – ďalej prebiehajú všetky dráhy rovnako ® lytická dráha
  
• 
  tvorba komplexu atakujúceho membránu (MAC) ® lýza cieľovej b.
  

• 
  je množstvo molekúl a buniek schopných spúšťať klasickú cestu: imúnne komplexy (obsahujúcich IgG alebo IgM), na protilátkach nezávislé aktivátory ako sú Gram-negatívne baktérie, alebo glykoproteínové obaly retrovírusov.
  
• 
  G+ bakt. – hrubá bb. stena – C ich nedokáže priamo lyzovať ® ale fragmenty C3b, C5b ich opsonizujú ® uľahčená fagocytóza
  
• 
  G- bakt. – môžu byť priamo usmrtené cytolytickým MAC komplexom
  

• 
  opsoníny (C3b, C4b, C5b) – imúnna fagocytóza
  
• 
  mediátory zápalu (C3a, C5a) – účinky: vazodilatačné, chemotaktické, ovplyvňujú množstvo a zloženie buniek zápalu
  
• 
  membránolytický komplex (C5b – C9) – priamy bakteriocídny účinok na G- baktérie
  
• 
  C3a – konstrikčný účinok na hladké svaly – alergické reakcie – anafylaktický šok
  

C1 zložka má podjednotky: C1q, C1r, C1s

• 
  na C1q sú miesta pre väzbu Fc konca IgM / IgG = Fc binding globules
  
• 
  aktivácia C klasickou cestou sa zahajuje interakciou C1q podjednotky s imunokomplexom – nutná prítomnosť Ca2+
  

Obr1. ( Fc binding globules )

Obr2. ( klasická cesta )

Obr3. ( klasická a alternatívna cesta aktivácie )

Obr4. ( komplement cascade )

Lektínová cesta

• 
  aktivovaná okamžite bez tvorby špecifických protilátok
  
• 
  aktivátor – LEKTÍN = MBP (manózu viažúci proteín)
  
• 
  na MBP sa viaže enzým MASP (MBP – asociovaná serínová proteináza) ® nahrádza C1s – proteázu a ďalej postupuje rovnako ako klasická cesta aktivácie jednotlivých zložiek komplementu
  

Obr5. ( MASP )

• 
  iniciácia vyžaduje prítomnosť C3b zložky – väzba na polysacharidy na povrchu mikroorganizmov
  
• 
  faktory B a D
  
• 
  properdín – stabilizuje C3 konvertázu (C3bBb) alternatívnej cesty
  
• 
  faktory H a I – kontrolná úloha
  
• 
  komponenty C3, C5, C6 – C9 rovnako ako v klasickej ceste
  

Obr6. (MAC komplex )

• 
  prejavujú sa zníženou obranyschopnosťou organizmu
  
• 
  zvýšený sklon k recidivujúcim infekciám pyogénnymi baktériami
  
• 
  sklon k imunokomplexovému ochoreniu
  

• 
  je fylogeneticky aj ontogeneticky najstarší obranný mechanizmus – súčasť vrodenej imunity (možno sa s ním stretnúť už u najprimitívnejších živočíchov)
  
• 
  obranná odpoveď organizmu s miestnymi i celkovými prejavmi rôznej intenzity, ktorú vyvoláva infekcia alebo poškodenie tkaniva ® mobilizácia efektorových bb. v krvi a ich presun do ohrozeného tkaniva
  

Cieľ zápalu: lokalizovať a odstrániť jeho príčinu (mikróby, iné cudzorodé škodliviny) a potom regenerovať postihnuté miesto

- Okrem pozitívnej úlohy môže však zápal plniť úlohu významného patogenetického činiteľa
- pri zápale súčasne reagujú nervové, vaskulárne, celulárne a humorálne zložky hostiteľa

ZÁPAL

• 
  je výsledkom koordinovaného účinku buniek a humorálnych faktorov
  
• 
  bb. zúčastňujúce sa zápalu: PMN
  

mastocyty

trombocyty

cievny endotel

• 
  humorálne faktory: mediátory zápalu
  

cytokíny

priebeh (akútny, subakútny a chronický zápal)

morfologický obraz (nešpecifický a špecifický zápal)
AKÚTNY ZÁPAL

• 
  krátkodobý – niekoľko dní, max. týždne
  
• 
  končí elimináciou pôvodcu a zahojením tkaniva
  
• 
  prebieha na 2 úrovniach: lokálne (miestne)
  

• 
  rubor = sčervenanie
  
• 
  tumor = opuch, edém
  
• 
  calor = zvýšená teplota
  
• 
  dolor = bolesť
  
• 
  functio laesa = zhoršenie funkcie
  

• 
  prebieha v poškodenom tkanive a jeho blízkom okolí
  
• 
  po likvidácii ohniska zápalu nasleduje fáza hojenia
  
• 
  sprievodné znaky:
  
  • 
    zvýšený prietok krvi – zmeny mikrocirkulácie (histamín, bradykinín, PGE2 ® rubor
    
  • 
    vazodilátacia – zmeny v štruktúre endotelu – histamín a serotonín; C5a, prostaglandíny, leukotriény, kiníny
    
  • 
    akumulácia tekutín – zväčšenie medzier v stenách ciev ® zvýšená permeabilita ® zápalový exudát (tekutina bohatá na bielkoviny) ® edém ® tlak ® bolesť
    

• 
  migrácia leukocytov
  
• 
  fagocytóza (spoluúčasť komplementu)
  

• 
  migrácia leukocytov
  

• 
  z poškodeného tkaniva sa uvoľňujú mediátory zápalu (histamín, trombín) prozápalové cytokíny (TNF, IL-1), bakteriový endotoxín LPS ® ich účinkom sa v priľahlom endoteli exprimujú adhezívne molekuly ® prestup Leu do tkaniva
  
• 
  adhezívne molekuly ® cirkulujúce Leu (monocyty, granulocyty) sa začnú pohybovyť k okraju ciev = marginácia ® kontakt s endotelom interakciou selektínov (E-selektín, P-selektín) na endoteli a proteoglykánovými ligandami na Leu ® spomalenie pohybu Leu = naviazanie – začnú sa kotúľať po povrchu endotelu = „rolling“ – TNF, IL-1 a chemokíny ® zvýšená expresia integrínov na Leu ® pevné prichytenie Leu na aktivovaný endotel = adhézia ® Leu sa prešmyknú pomedzi endotelové bb. = extravazácia a vniknú do poškodeného tkaniva a pozdĺž gradientu chemotaktických faktorov (IL-8, C5a) do miesta zápalu = transmigrácia
  
• 
  Leu sú v mieste zápalu aktivované a produkujú vlastné cytokíny(IL-1, IL-4, TNF, IFN-g) a mediátory zápalu ® prílev bb.
  

• 
  migrácia leukocytov
  

• 
  prílev bb. je kontrolovaný proces ® populácie Leu prichádzajú do miesta zápalu v určitom poradí:
  

b) chronický zápal – 1. sú makrofágy

c) alergický zápal a parazitárne infekcie – ako 1. Eozinofily

• 
  fagocytóza
  

• 
  profesionálne fagocyty ® pohltenie, usmrtenie mikróbov
  
• 
  chemoatraktívne látky uvoľnené z mikróbov v mieste zápalu lákajú PMN alebo makrofágy – tieto uvoľňujú enzýmy, ktoré ničia a inaktivujú mnohé typy baktérií, ktoré sa dostanú do rany.
  
• 
  keď zápalová reakcia pokračuje, veľké množstvo makrofágov sa akumuluje, pohlcujú nielen baktérie ale aj debris z poškodených bb. ® môže vznikať aj hnis = žltkastá látka zložená zo zhlukov makrofágov, PMN, tkanivových bb., mŕtvych bb., usmrtených baktérií a extracelulárnej tekutiny.
  

• 
  2 základné pochody: 1. tvorba spojivového tkaniva
  

• 
  riadené cytokínmi a adhezívnymi molekulami
  

• 
  systémové prejavy zápalu ® zvýšenie celkového metabolizmu – koordinácia s neuroendokrinným systémom
  
• 
  typické prejavy: zvýšená teplota - horúčka
  

tvorba proteínov akútnej fázy

• 
  poplachové cytokíny: IL-1, IL-6, IL-3, TNF, IFNg, PGE2
  
• 
  terč: kostná dreň, CNS, hypotalamus, pečeň
  
• 
  účel: mobilizácia všetkých síl organizmu na obnovu narušenej fyziologickej rovnováhy
  

• 
  dlhodobý proces – mesiace až roky
  
• 
  pôvodcu zápalu sa počas akútnej fázy nepodarilo odstrániť
  
• 
  agens pretrváva v tele – perzistentná infekcia (TBC, hepatitída), exogénny fyzikálny alebo chemický podnet (inhalácia Si, azbest), alergické reakcie
  
• 
  nižšia intenzita zápalovej reakcie vyvoláva však dlhodobé poškodzovanie
  
• 
  tvorba granulómov – izolácia pôvodcu infekcie od okolitého tkaniva - „obal“
  

Zápalová reakcia sa začína rozšírením miestnych arteriol a kapilár, z ktorých uniká plazma. V úseku poškodenia sa hromadí edémová tekutina, tvorí sa fibrínová sieť a prietok cez lymfatické cievy je sťažený, čím sa zabraňuje šíreniu mikróbov. Leukocyty prilipnú k stenám kapilár a potom vycestujú k miestu iritácie. Migráciu leukocytov stimulujú látky, ktoré vznikajú v mieste zápalu. Leukocyty fagocytujú mikroorganizmy a usmrcujú ich. V prvej etape sú zaangažované hlavne PMN leukocyty, kým neskôr nastupujú makrofágy schopné fagocytovať nielen mikróby ale i fragmenty z usmrtených a rozpadnutých buniek. Zápalové ložisko má nižšie pH. Z rozpadnutých buniek sa uvoľňujú látky s antibakteriálnym účinkom a s účinnosťou na cievy a iné bunky.

• 
  systémový
  
• 
  lokálny
  

Obr8. ( akútny zápal )

Poškodenie tkaniva spúšťa produkciu mediátorov, ktoré navodia dilatáciu ciev (histamín, PGE2),zvýšenú priepustnosť ciev (PAF, C5a) atým dôjde k preniknutiu tekutiny a sérových bielkovín z krvi do poškodeného tkaniva. Poplachové cytokíny (IL-1, TNF, IL-8) navodia expresiu aktivovaných adhezívnych molekúl na cievnom endoteli a leukocytoch, ktoré umožnia prechod leukocytov z krvi do priľahlého tkaniva. Chemotaktické faktory (chemokíny, C5a, LTB4) uvoľňované z infikovaného tkaniva a aktivovaného endotelu pritiahnu do miesta poškodenia fagocyty. Účinok fagocytózy zvyšujú opsoníny (C3b, C4b, C5b, protilátky), ktoré obalia poškodzujúci agens.

Poškodené tkanivo uvoľňuje mediátory zápalu a cytokíny, ktoré aktivujú priľahlý cievny endotel a cirkulujúce leukocyty. Aktivované bb. exprimujú adhezívne molekuly (selektíny a ich ligandy, integríny a ICAM), ktoré navodia adherenciu krvných leukocytov k endotelu a PECAM-1 umožní ich prechod do ohrozeného tkaniva. Chemokíny aktivujú prichádzajúce leukocyty a usmernia ich postup do miesta zápalu.

Na úrovni organizmu navodia lokálne priodukované cytokíny zvýšenie telesnej teploty (účinkom na hypotalamus) a tvorbu ACTH. ACTH navodí v nadobličkách produkciu kortikosteroidov, ktoré inhibujú účinok zápalových cytokínov a stimulujú v pečeni tvorbu proteínov akútnej fázy. Proteíny akútnej fázy z prozápalové cytokíny zvyšujú celkovú obranyschopnosť organizmu. Hemopoetické rastové faktory stimulujú uvoľnenie leukocytov (hlavne neutrofilov) z kostnej drene do krvného obehu.