A komplement rendszer Akutfzis reakci Buzs Edit Genetikai
A komplement rendszer Akutfázis reakció Buzás Edit Genetikai, Sejt- és Immunbiológiai Intézet
A komplement rendszer • Ősi puhatestűektől kezdve • Több, mint 30 keringő illetőleg membránkötött fehérjéből áll • Mindenütt megtalálhatók a szervezetben • egymással kölcsönhatásban biológiailag aktív mediátorokat hoznak létre. • Elsősorban a májban termelődnek, (de immunsejtek és hámsejtek is termelik) • Kaszkádszerű működés
Nevezéktan • Az első komplement komponens C 1, a következő a C 2…. C 9, B faktor, properdin • A hasítási termékeket kis betűvel jelöljük (pl. C 3 a és C 3 b). • Többnyire a b-vel jelzett a nagyobb és enzimatikusan aktív fragmentum (kivéve: C 2 a)
C 3 a C 3 b B faktor H faktor I faktor Ba + Bb
Proenzim Aktiváció Enzimatikusan aktív szerin proteáz
A komplement aktiváció Klasszikus út Lektin út C 3 konvertáz C 3 a C 5 a C 3 b C 5 b-C 9 (membrane attack complex) sejtkárosodás Alternatív út
C 1 q Bizonyos retrovirális felszínekhez, LPS-hez és Gram-negatív bakteriális felszínekhez. Vincent Racaniello, http: //www. virology. ws/2009/10/01/c 1 q-and-the-collectins/
Ig. G (Ig. G 3, 1, or 2) Ig. M Ig. G 3
Ch. 7
Ch. 7
Ch. 7
Ch. 7
Ch. 7
= klasszikus C 3 konvertáz
Ch. 7
Ch. 7
Ch. 7
Classical pathway (animation) http: //student. ccbcmd. edu/courses/bio 141/lecguide/unit 4/innate/c 3 case. html
Classical pathway (animation) http: //student. ccbcmd. edu/courses/bio 141/lecguide/unit 4/innate/c 3 case. html
Klasszikus aktivációs út C 1 qrs C 2 C 4 antitest C 3 C 5 C 4 b C 4 a baktérium
Klasszikus út C 1 qrs C 2 C 4 antitest C 3 C 5 C 4 b baktérium C 2 a C 4 a C 2 b
Klasszikus út C 1 qrs C 2 C 4 antitest C 3 C 5 C 4 b C 2 b C 3 b baktérium C 4 a C 2 a C 3 a
Klasszikus út C 1 qrs C 2 C 4 antitest C 3 C 5 C 4 b C 2 a C 4 a C 3 b C 5 b baktérium C 2 b C 3 a C 5 a Animation complete
Klasszikus út C 1 qrs antitest C 4 b C 6 C 2 a C 7 C 3 b C 5 b baktérium C 8 C 6 C 7 C 8 C 9 C 9
A komplement aktiváció Klasszikus út Lektin út C 3 konvertáz C 3 a C 5 a C 3 b C 5 b-C 9 (membrane attack complex) sejtkárosodás Alternatív út
Lektin út MBL
Lectin pathway (animation) http: //student. ccbcmd. edu/courses/bio 141/lecguide/unit 4/innate/c 3 case. html
Lektin út MBP C 2 C 4 C 3 C 5 C 4 b C 4 a baktérium
Lektin út MBP C 2 C 4 C 3 C 5 C 4 b baktérium C 2 a C 4 a C 2 b
Lektin út MBP C 2 C 4 C 3 C 5 C 4 b C 2 a C 3 b baktérium C 4 a C 2 b C 3 a
Lektin út MBP C 2 C 4 C 3 C 5 C 4 b C 2 a C 4 a C 3 b C 5 b baktérium C 2 b C 3 a C 5 a Animation complete
Lektin út MBP C 4 b C 6 C 2 a C 7 C 3 b C 5 b baktérium C 8 C 6 C 7 C 8 C 9 C 9
A komplement aktiváció Klasszikus út Lektin út C 3 konvertáz C 3 a C 5 a C 3 b C 5 b-C 9 (membrane attack complex) sejtkárosodás Alternatív út
Alternative pathway
Alternatív út C 3 B C 5 C 3 b C 3 a baktérium
Alternatív út C 3 B C 5 C 3 b Bb C 3 a baktérium
Alternatív út C 3 B C 5 C 3 b Bb C 5 b baktérium C 3 a C 5 a
Alternatív út C 6 C 3 b C 7 Bb C 8 C 5 b C 6 baktérium C 7 C 8 C 9 C 9
Amplifikáció A C 3 konvertáz egyidejűleg számos molekulát köt és hasít C 3 b +C 3 a fragmentumokra - klasszikus: C 4 b 2 b - alternatív: C 3 b. Bb C 3
Biológiai funkció • Gyulladáskeltés: anaphylatoxinok (C 3 a és C 5 a): hízósejt degranuláció – Simaizom összehúzódás – hízósejt degranuláció mediátor felszabadulás (hisztamin, leukotriének) – Vasculáris változások: dilatáció, fokozott permeabilitás (ödema) – C 5 a leukocita adhézió és chemotaxis • Opszonizáció: C 3 b, C 3 bi, C 3 d: (komplement receptorokhoz kötődve fokozza a fagocitózist) • Keringő immunkomplexek eltávolítása • Sejtlízis. membrán attack complex: C 5 b-C 9
Membrane attack complex (MAC) Source: www. wikimedia. org
p. 175 Ch. 7
A komplement aktiváció Klasszikus út C 1 q Alternatív út Lektin út MBP [C 4 b 2 b] C 3 [C 3 b. Bb. P] C 3 konvertáz C 3 a C 3 b anafilatoxinok C 5 a C 5 b-C 9 (membrane attack complex) sejtkárosodás C 3 b, C 3 bi (opszonlzáció)
Blood vessel Secretion mast cell degranulation tissue Exogenic: infection, burn Endogenic: intensive local immunreaction Gene expression www. ag. uidaho. edu/mmbb/kgustin/mmbb 409509/Lectures/Chapter 15. pdf
Immunkomplexek eliminációja C 3 b sterically blocks Fc. Fc interactions Transport by erythrocytes (CR 1)
p. 186 Ch. 7
Komplement receptorok CR 2 (CD 21): a C 3 dg-vel opszonizált antigént köti a CR 2 -höz B sejteken: erős kostimulációs hatás. CR 3, CR 4: integrin receptorok i. C 3 b-t kötnek és hozzájárulnak a fagocitózishoz, míg a CR 3 tegyéb hatásokkal is rendelkezik.
Reguláció • A klasszikus út gátlása. – C 1 inhibitor (C 1 INA): plazmafehérje • A C 3 konvertáz gátlása: – Plazmafehérjék: I faktor – Sejtmembrán proteinek: - decay accelerating factor (DAF): - membrane co-factor protein (MCP):
Reguláció • Anafilatoxinok inaktiválása: a C 3 a és a C 5 a hasítása révén – szérum karboxipeptidáz N (SCPN): • A MAC gátlása: – Protectin (CD 59): sejtasszociált fehérje
C 1 inhibitor C 4 BP, I faktor, MCP CR 1, H faktor, MCP C 4 BP, CR 1, H faktor, MCP S protein HRF, CD 59
Szabályozó fehérjék
KORAI ESEMÉNYEK ÖSSZEFOGLALÁSA KLASSZIKUS ÚT MBL ÚT ALTERNATÍV ÚT Antigén-antitest komplex MBL köt a mannózhoz Patogén felszín C 1 q, C 1 r, C 1 s C 4 C 2 MBL, MASP 1 -2 C 4 C 2 C 3 B D C 3 konvertáz
Komplement deficienciák A korai komponensek hiányában nincs megfelelő opszonizáció: Az immunkomplexek nem eliminálódnak Immunkomplex megbetegedések, pl. SLE
C 5 konvertáz KÉSŐI ESEMÉNYEK C 5 b C 5 konvertáz
Komplement deficienciák A korai komponensek hiányában nincs megfelelő opszonizáció: Az immunkomplexek nem eliminálódnak Immunkomplex megbetegedések Nincs késői komponens Gyenge fagocitózis bakteriális fertőzések nincs MAC Rekurrens Neisseria fertőzések
Komplementhiányos állapotok • Korai komponensek: autoimmun betegségek • Késői komponensek: pyogén bakteriális és Neisseria fertőzések • A leggyakoribb veleszületett hiány: C 2 • C 1 Inh deficiencia: herediter angioneuroticus oedema • DAF deficiencia: paroxysmalis nocturnalis hemoglobinuria
Eset: A 23 éves férfibeteg: két napja fennálló láz, fejfájás, nyaki merevség és elesettség 2 napon át. A lumbalpunctio fokozott liquor nyomást és zavaros liquort mutat (benne sok neutrofil, fokozott fehérjetartalom, csökkent glukóz, Gram neg diplococcus. A laboratóriumi vizsgálata a normál C 5 szint 18%-át mutatja normál C 2, C 3 és C 7 szint mellett. Intravénás antibiotikumra a beteg gyógyul.
Mi miatt lehet a beteg fokozottan érzékeny bakteriális meningitisre? Mi a kapcsolat a 3 komplement aktivációs út és a bakteriális clearance közt? A C 2 hiány önmagában elegendő a bakteriális meningitisre való fokozott hajlam kialakítására? Miért?
Eset: A 14 éves lány esetében enyhe sérülést követően hosszú ideje fennálló duzzanat mutatkozik. Az elmúlt 2 évben 7 x fordult elő, hogy intermittáló hasi fájdalma jelentkezett néha híg hasmenés kíséretében. A laboratóriumi vizsgálatok csökkent C 4 szintet és normál C 3 szintet igazoltak, míg a C 1 inhibitor szintje a normál érték 20%-a volt.
Mi magyarázza a beteg tüneteit? Mi a C 1 észteráz hatása a komplement rendszer szabályozásában? Milyen további gyulladásos rendszereket érint a C 1észteráz inhibitor? Miért nincs a beteg fokozottan kitéve bakteriális fertőzéseknek?
MHC III génrégió: C 3 konvertázok C 4 b C 4 a B-faktor C 2
Akutfázis reakció
Összehasonlítás Gyulladás APR Azonnali Későbbi Lokális v. szisztémás Szisztémás Általános Küszöb felett A sérült, fertőzött szövet elhatárolása, A pathogének és sejttörmelék felszámolása, regeneráció beindítása. Homeosztázis helyreállítása, (gyulladás gátlása) ©Fülöp AK 70
Progresszió (6 -12 h*) Szisztémás akutfázis-reakció (APR) Célsejtek: Endothel, Makrofág, Fibroblast, Keratinocyta, T H 2 Gyulladás Második hullám mediátorok: TNF , IL-1, IL-6, IL-8 Máj Akutfázis fehérjék Csontvelő Leukocytosis Zsírszövet Lipid mobilizáció CNS Hypothalamus ©Fülöp AK
A központi idegrendszer -reakciója akutfázis • Gyulladásos citokinek hypothalamus – – Láz Étvágytalanság Aluszékonyság Hipofízis -mellékvese • Glukokortikoid szekréció ©Fülöp AK 72
A HPA tengely aktiválódás és a glukokortikoidok hatása IL-6 Gátolja a citokintermelést (pl IL 6), de fokozza a citokinreceptor expressziót gyulladásgátlás IL-6 ©Fülöp AK 73
Kortikoszteroid terápia Molekuláris hatás Élettani hatás ©Fülöp AK 74
A máj akutfázis reakciója (AFR) ©Fülöp AK 75
Akutfázis proteinek • Olyan fehérjék, melyek plazma koncentrációja hirtelen nő vagy csökken fertőzés avgy taruma esetén. • Fertőzés/sérülés esetén a helyi gyulladásos sejtek (neutrofilek, granulociták és makrofágok) citokineket termelnek, melyek a keringésbe jutnak. • A máj válaszképpen számos akutfázis proteineket termel.
Nature Reviews Immunology 10, 1123 (January 2010)
Génexpressziós változások a hepatocitákban: Akutfázis plazmaproteinek (APP) • Pozitív • Negatív – 1, 5 -2 x – 40 -60% • cöruloplazmin, B-faktor, C 3 • transzferrin, albumin, fibronektin – 2 -4 x • haptoglobin, fibrinogén, AAT – 6 -8 x • C 1 -inh. – 100 -1000 x • CRP, SAA ©Fülöp AK 80
Az APP-k funkciói • véralvadás: fibrinogén • opszonizáció: CRP (c-reaktív protein) – Autoantigének – Bakt. fertőzés (Streptoc. pneu. Cpolisz. ) – A magas CRP szint = 2 -3 x koleszterin ©Fülöp AK 81
Az APP-k funkciói • Proteáz gátlók: A 2 M ( 2 -makroglobulin) (pánproteáz inhibitor), AGP ( 1 -savas glikoprotein), AAT ( 1 -antitripszin) Jobbra: AMG által bezárt humán plazmin. ©Fülöp AK 82
Az APP-k funkciói • Gyökfogó: pl. Coeruloplasmin (ferroxidáz) ©Fülöp AK 83
Az APP-k funkciói • Komplement komponesek – C 3, C 1 -inh. • Egyéb immunmodulátorok – haptoglobin (M aktiválást gátolja), AMG (IL-1 kötés) • Szállítófehérjék – haptoglobin: hemoglobin (Fe) – SAA: lipoprotein, koleszterin (HDL része) • Összefoglava – a szignálok lecsendesítése, a gyulladás csökkentése. ©Fülöp AK 84
Az APP-k mérése • Módszerek – Vérsüllyedés (~ fibrinogén koncentráció) – Serum protein elektroforézis – CRP, SAA ELISA • Jelentőség – – Fertőzés kimutatása Autoimmunitás Terápia követése Hemolitikus anemia (haptoglobin) • Használhatóság – A gyulladásos citokinek gyorsabban változnak. – A APP-k az általános állapotot jobban tükrözik. ©Fülöp AK 85
- Slides: 86