SISTEMA D'EL COMPLEMENT: VIA CLÀSSICA I ALTERNATIVA, FUNCIONS, MALALTIES - BIOLOGIA - 2025

El sistema de complement és un grup integrat per més de trenta proteïnes plasmàtiques susceptibles a la calor, que incrementen l'efecte destructiu de microorganismes patògens.

Rep el nom de "complement" ja que s'ha demostrat que complementa l'acció dels anticossos en la destrucció de patògens. No obstant això, aquest és capaç també de dur a terme les seves funcions en absència d'anticossos. Per tant, pot ser considerat com a part dels components de sistema immune innat.

Resum de la via d'activació de la cascada de l'complement. By Perhelion, from Wikimedia Commons.

La seva acció depèn de l'activació en sèrie ("cascada") de les proteïnes que l'integren, per així garantir la ruptura de patògens per mitjà de formació de porus en la seva membrana, l'etiquetatge (opsonització) per a la seva destrucció per cèl·lules fagocítiques i la neutralització de virus.

El sistema immune: Immunitat adaptativa i immunitat innata

El sistema immunitari és el sistema de defensa que té l'organisme per defensar-se de l'atac de microorganismes capaços causar malalties.

Es troba compost per un conjunt de cèl·lules, òrgans i proteïnes citoquines que romanen alerta davant l'arribada dels patògens. Una vegada que els detecten, realitzen l'atac contra aquests per tal de garantir la seva eliminació. La seva metodologia seria tal com la farien els soldats d'una caserna, els quals surten a la defensa sempre que es presentin situacions d'atac o emergència.

Com en tot sistema de defensa, l'atac que realitzen requereix de tàctiques, habilitats, destreses i cooperació dels seus components. Tot això s'engrana en una sèrie de passos estratègics que es coneixen en conjunt com a resposta immune.

La resposta immune es dóna en dues grans fases separades temporalment: la resposta immune innata i la resposta immune adaptativa.

Resposta Immune innata

La resposta immune innata és la primera línia de defensa davant una infecció provocada per l'arribada d'un organisme estrany.

Aquest tipus de resposta inicial implica, d'una banda, l'acció de línies de contenció (la pell i les mucoses) que actuen com a barreres impedint l'entrada de patògens. De l'altra, l'acció de cèl·lules que romanen vigilants a les capes més internes de la pell davant l'entrada dels patògens. Aquests microorganismes poden 'colar-se' com a conseqüència d'una falla en les primeres barreres, com per exemple, un orifici o tall que existeixi en elles.

Les cèl·lules que actuen a aquest nivell són conegudes com fagòcits, els quals s'encarreguen de reconèixer els microorganismes invasors, de fagocitarlos (devorar) i finalment destruir-los en el seu citoplasma.

A part d'això, aquestes cèl·lules s'encarreguen d'enviar senyals a les cèl·lules que participen en la segona branca de resposta per tal d'eliminar eficientment qualsevol patogen que aconsegueixi superar la primera línia de resposta.

Finalment, els components cel·lulars i no cel·lulars que participen en aquest tipus de resposta es troben presents des del naixement de l'organisme. És a dir, no depenen de la presència d'antígens (patògens o substàncies tòxiques estranyes).

Resposta immune adaptativa

Aquest tipus de resposta, que esdevé després que s'han desencadenat els mecanismes efectors de la immunitat innata, són portades a terme per altres cèl·lules conegudes com limfòcits.

Els limfòcits reforcen els mecanismes de defensa de la immunitat innata, a el mateix temps que fan que el sistema recordi als organismes invasors, per si de cas tornen.

És a dir, que davant d'una segona invasió per un organisme estrany, aquestes últimes ho reconeixen ràpidament facilitant la seva ràpida eliminació. Aquestes respostes solen ser més ràpides que les primeres precisament per la seva característica memòria immunològica.

Finalment, cal esmentar que la immunitat adaptativa es va desenvolupant al llarg de tota la vida d'un organisme. D'acord aquest es va enfrontant a diferents agents infecciosos. És a dir, s'adquireix.

Quan aquestes cèl·lules detecten un organisme per segona vegada desencadenen una línia d'atac mòbil i un humoral. La segona involucra l'alliberament d'anticossos, unes proteïnes que neutralitzen toxines i marquen als patògens per ser esborrat.

Els anticossos, al seu torn, poden activar a un grup de proteïnes que formen el sistema de complement. Aquest últim ajuda a destruir veloçment gèrmens i cèl·lules ja infectades.

Sistema d'el complement

El sistema de complement és un conjunt de proteïnes plasmàtiques que s'activen per la presència d'organismes patògens.

Tot i que aquesta activació depèn en molts casos dels anticossos (components de les respostes adaptatives), també pot activar-se en absència d'ells. Per tal raó, és considerat un component important de les respostes innates.

Les proteïnes que integren aquest sistema són més de 30. Interactuen entre si per complementar l'acció dels anticossos i les cèl·lules fagocítiques en l'eliminació de patògens.

Aquestes proteïnes s'han identificat amb la lletra "C" de complement, i es formen per combinació de 9 proteïnes (C1 a C9). Totes elles són proteases i es mantenen circulant vigilants i inactives pel cos.

Una vegada que es detecta la presència d'un microorganisme estrany, aquestes són activades per l'acció d'altres proteases, per tal que surtin a l'atac en defensa de l'organisme.

Ara bé, aquesta activació pot dur-se a terme mitjançant tres vies diferents: la via clàssica, l'alternativa i la de les lectines. Encara que, aquestes es diferencien en com es dóna l'activació, totes coincideixen en la formació d'un complex d'atac a la membrana de l'patogen (MAC).

Aquest complex es forma per l'associació de moltes proteïnes a la cara externa de la membrana de l'patogen que culmina amb la formació de porus o buits en aquesta.

Com passa l'activació de sistema de complement?

L'activació ocorre en els llocs on passa la infecció i és provocada per la presència dels microorganismes invasors.

Durant la mateixa, totes les proteïnes de l'complement que es troben inicialment inactives són activades en una reacció en cadena. És a dir, una vegada que s'ha activat una, aquesta última activa a la següent i així successivament.

Les proteases actives són generades pel tall de la proteïna precursora o zimógeno (forma inactiva). Aquesta última talla en dos a la següent activant-.

Llavors, l'activació d'un grup petit de proteïnes a el principi de la cascada causa un increment enorme en l'activació dels zimògens successius (amplificació).

Aquesta amplificació, ajuda a que el complex d'atac a la membrana de l'patogen es formi ràpidament. Això promou l'obertura de porus que acabaran per trencar a paràsits, bacteris i altres organismes capaços de provocar infecció.

El complement pot ser activat per tres vies independents

Encara que l'objectiu final que es busca amb l'activació de l'complement és sempre la formació de l'complex d'atac a la membrana de patògens, hi ha tres vies mitjançant les quals es pot aconseguir aquesta comesa. L'inici de cadascuna d'elles depèn de l'acció de molècules diferents.

No obstant això, Totes convergeixen en l'activació de la C3 convertasa, una proteïna que fragmenta la proteïna C3 en C3a i C3b. Aquesta última s'uneix a la membrana de l'patogen i fractura a C5 en C5a i C5b. C5b s'uneix també a la membrana i recluta a la resta de proteïnes que s'acoblaran per donar origen a l'porus (C6, C7, C8 i C9).

via clàssica

Rep aquest nom per ser la primera via a ser descrita. Constitueix un punt d'enllaç entre els mecanismes de les respostes innates i les adaptatives ja que és activada per complexos d'anticossos que s'han unit prèviament a la superfície de l'patogen.

Aquesta comença amb la unió de C1q (la primera proteïna de la cascada de l'complement) a la membrana de l'microorganisme invasor. Aquesta unió es pot donar de tres formes diferents:

- Directament amb components proteics i no proteics de la superfície de bacteris, com per exemple, l'àcid lipoteicoico present en bacteris grampositius.

- A la proteïna C reactiva, una proteïna plasmàtica que s'uneix als residus de fosfocolina presents en polisacàrids de superfície bacteriana.

- A immunocomplexos, formats per dos o més anticossos dels isotips IgG o IgM que s'han unit prèviament a l'patogen.

Via de les lectines

L'activació per aquesta via depèn de el reconeixement de carbohidrats específics exposats en la superfície de l'patogen per proteïnes anomenades lectines.

Les lectines, són proteïnes que només interactuen amb carbohidrats. Alguns exemples d'aquestes són: la proteïna MLB que s'uneix específicament a polisacàrids que contenen el sucre manosa present a la superfície de virus i bacteris, i les que reconeixen només residus de N-acetilglucosamina present a la paret bacteriana.

via alternativa

Aquesta via s'activa directament per la unió de la proteïna C3 (que genera C3b) ja activa a la superfície de l'patogen.

És important saber que en absència d'infeccions C3b es produeix per aquesta via en valors molt baixos. Aquestes limitades quantitats de C3b es mantenen inactives per l'acció d'una proteïna coneguda com a factor H.

Només quan hi ha infecció i C3 s'uneix a l'patogen, s'evadeix l'efecte regulador de l'factor H i aquesta s'uneix a un segon factor conegut com a factor B. Aquest últim s'escindeix per l'acció de l'factor D i els productes s'uneixen a la C3 present ja en la membrana formant la C3 convertasa.

A partir d'aquí se segueixen els passos d'activació comuns a les tres vies.

funcions

Permet provocar la ràpida destrucció de les cèl·lules patògenes per mitjà de la formació de porus que destrueixen veloçment la membrana d'aquestes.

Mitjançant la unió de proteïnes d'el complement activades marca als patògens perquè siguin reconeguts i ingerits per cèl·lules fagocítiques per a la seva destrucció. Aquest procés es coneix com opsonización.

Els fragments petits que es produeixen de la ruptura dels zimògens actuen com quimioatrayentes que recluten més fagòcits a el lloc d'infecció.

Permet neutralitzar virus invasors. És a dir, que els inactiva perquè després siguin fagocitats i eliminats.

malalties relacionades

Radiografia de peus amb Artritis reumatoide, una malaltia causada per deficiències en el sistema de complement. By Lariob, from Wikimedia Commons.

Deficiències en la síntesi de proteïnes de l'complement així com factors que produeixin una activació no regulada d'aquestes proteïnes poden donar lloc a nombroses malalties.

Les deficiències són ocasionades generalment per errors genètics que donen lloc a esdeveniments d'activació erronis. Això acaba en insuficiència en un increment en la susceptibilitat a infeccions, malalties reumàtiques i angioedema (edema en pell i mucoses).

L'absència de regulació com per exemple, l'absència de l'Factor H, poden ocasionar un excés d'activació. Això, acaba en una inflamació descontrolada, produïda per la lisi de cèl·lules pròpies.

referències

1. Alberts B, Johnson A, Lewis J, Raff M, Roberts K, Walter P . 2002. Molecular Biology of the Cell, 4th edition. New York: Garland Science.
2. McCulloch J, Martin SJ. Assays of cellular activity. 1994. Cellular Immunology, pp.95-113.
3. Rich R, Fleisher T, Shearer W, Schroeder H, Frew A, Weyand C. 2012. Clinical Immunology, 4th edition. Canada: Elsevier.
4. Sarma JV, Ward PA. The complement system. Cell and tissue research. 2011; 343 (1), 227-235.
5. Thomas J, Kindt Richard A. Goldsby Amherst College Barbara A. Osborne. Javier de Lleó Fraga (Ed.). 2006. En Immunologia de Kuby sisena edició. pp. 37, 94-95.
6. Trascasa L. Deficiències de l'complement. Diagnòstic de laboratori. Presentació de l'registre espanyol de deficiències de l'complement. Registre espanyol de deficiències de l'complement. 2000; 19: 41-48.