第三章补体系统

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第三章补体系统
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第三章补体系统
▪ 2、C反应蛋白的激活
▪ C反应蛋白与C1q结合使之活化,然后完成 与经典途径基本相同的激活过程。
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三种途径的比较
经典途径 MBL途径
旁路途径
激活物质 Ag-Ab复合物 MBL,CRP LPS, 葡聚糖,酵母多糖
参与的 C1~C9
C2~C9
补体:存在于人和动物新鲜血清中一种不耐热可 辅助特异性抗体使细菌溶解的蛋白质。
补体系统:存在于人或脊椎动物血清和组织液中一组 不耐热、经活化后具有酶活性的蛋白质。
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▪ 补体系统包括30多种可溶性蛋白和膜蛋白
▪ 产生:主要由肝细胞和巨噬细胞 ▪ 含量:约占血清蛋白总量的10%,以C3含
量最高。 ▪ 补体含量相对稳定,在某些疾病情况下可
第二节 补体系统的激活与调节
一、补体系统的激活 补体的激活:是指在某些活化物作用下或吸 附在某特定物质表面才能被激活,补体激活 后,会按一定次序发生连锁反应,并产生多 种生物学效应。 激活途径有:经典途径、旁路途径、MBL途 径
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第二节 补体系统的激活与调节
▪ 三条途径: ▪ 经典激活途径又称传统激活途径:由抗
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▪ 几个特点: 1、它是非特异性的,无须通过特异免疫反
应产生的抗原-抗体复合物来激活。
2、具有一个利用C3b的正向反馈调节。
在旁路激活途径中,C3b既是C3的裂解 产物,也是C3转化酶(C3bBb)的组成成 分,加速了C3的活化,也提高了溶细胞的 效应。
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(三)MBL(甘露聚糖结合凝集素)激活途径 甘露聚糖结合凝集素(MBL)途径从MBL激活 MBL相关的丝氨酸蛋白酶(MASP)开始,经 C4、C2、C3依次激活过程,最终形成C5转化 酶。 无C1的参与. 激活物:病原微生物表面的甘露糖、葡聚糖或 半乳糖等糖基。
在病原微生物感染早期,机体发生急性期反应, 此时肝细胞合成并分泌急性期蛋白,其中参与 补体激活的有MBL和C反应蛋白。
▪ C3转化酶形成:C4b2b
▪ C5转化酶形成:C4b2b3b
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3. 攻膜阶段 --- 膜攻击复合体(MAC)
(C5b6789n)形成
C5a C4b2b3b C5 C5b + C6 + C7 C5b67+C8 C5b678 + C9 C5b6789n (攻膜复合体)细胞溶解
有波动。
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一、补体系统的组成
补补体系统
▪ 1.补体固有成分:存在于体液中参与补体激活 过程的补体成分。
▪ 包括: ▪ 1)参与经典激活途径的成分: C1、 C4 、C2. ▪ 2)参与甘露聚糖结合凝集素激活途径的成分: ▪ MBL 、MASP(MBL-相关的丝氨酸蛋白酶) 。 ▪ 3)参与旁路激活途径的成分: P 因子、 D 因
经典途径mbl途径旁路途径参与的c1c9c2c9c3c5c9b因子补体成分c1c9因子所需离子cac3转化酶c4b2bc4b2bc3bbb作用参与特异性体液免疫应答的效应阶段参与非特异性免疫在感染早期发挥作用参与非特异性免疫在感染早期发挥作用激活物质agab复合物mblcrplps葡聚糖酵母多糖c5转化酶c4b2b3bc4b2b3bc3bbb3bmbl途径活化抗原抗体复合物感染时补体发挥作用的顺序依次旁路途径mblmbl途径活化时通过c3径也可活化旁路途径可见三者以c3补体系统的激活必需在适度调节的情况下进行才能发挥正常的生理学作用
原-抗体复合物结合C1q启动激活的途径。 ▪ MBL途径:由MBL结合至细菌启动激
活的途径。 ▪ 旁路激活途径又称替代激活途径:由病
原微生物等提供接触表面,而从C3开始激 活的途径。 ▪
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(一)、经典(传统、C1)激活途径:
主要激活物: Ag-Ab免疫复合物( IgG、IgM )
核酸,粘多糖、肝素、鱼精蛋白以及某些RNA 肿瘤病毒胞膜蛋白等可与C1q结合,产生激活 补体效应;纤溶酶及组织蛋白酶可激活相当数 量的C1r和C1s,然后沿经典途径激活补体其 他成分。
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(二)补体系统的命名:
固有成分:按期发现的顺序分别称为C1、C2、
C3….C9.C1由C1q C1r C1s三个亚单位组成。
其他成分:用英文大写字母表示, 如:B因子、D因子、P因子、 H因子等; 补体调节蛋白:多以功能命名,如C1抑制物、C4结合
蛋白、促衰变因子等。 酶活性成分:符号上划一横线,如: C3bBb。 裂解片段:小片段用a表示 --- 如:C3a;
性质不稳定:加热56℃, 30min 失活。室温下补体活 性也可减弱甚至消失,许多理化因素如机械震荡、紫 外线照射、强酸、强碱、乙醇及蛋白酶,均可使补体
失活。室温下很快失去活性,0-10℃时活性只能保 持3-4天,灭活可消除补体对检测结果的影响。
临床检测时须用新鲜血清。补体应保存在-20℃以
下。
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▪ 当经典途径和MBL途径活化时,通过C3放大 途径也可活化旁路途径,可见三者以C3活化 为中心密切相连。
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二、 补体系统激活的调节
▪ 补体系统的激活必需在适度调节的情况下 进行,才能发挥正常的生理学作用。补体 激活失控,则大量补体无益消耗,导致机 体抗感染能力下降,而且会使机体发生剧 烈炎症反应或造成自身组织细胞的损伤。
大片段用b表示 --- 如:C3b。 失去活性的补体片段:符号前加 i 表示,如:iC3b。
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三、补体的理化性质
化学成分:糖蛋白,多数为β球蛋白,少数为α或γ球蛋 白。
含量:占血清球蛋白总量的10%,血清中各成分含量不等, C3含量最多,D因子最少;
存在形式:正常生理情况下,以非活化形式存在;
C3,C5~C9,B因子,
补体成分
C1-C9(CRP) D因子, P因子
所需离子 Ca2+, Mg2+
C3转化酶 C5转化酶
C4b2b C4b2b3b
作用
参与特异性体 液免疫应答的 效应阶段
Ca2+ , Mg2+
C4b2b C4b2b3b
参与非特异性 免疫,在感染 第三早章期补体发系统挥作用
Mg2+
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▪ 激活条件: ▪ 1. C1与IgM的CH3区或IgG某些亚型的
CH2区结合才能活化。 ▪ 2.每一个C1分子须与两个以上Ig分子的
Fc段结合。 ▪ 3.只有结合抗原或细胞的抗体的Fc段才
能与C1q结合。
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▪ 参与成分:C1~C9 ▪ 几个特点:
1、抗原抗体特异结合后活化补体 2、反应顺序为C1qrs-C4-C2-C3-C5C6-C7-C8-C9 3、产生3个转化酶:C1酯酶, C3转 化酶,C5转化酶 4、产生3个过敏毒素:C3a,C4a,C5a
▪ 补体的生物学活性
▪ 熟悉经典途径、MBL途径与旁路途 径的激活过程
▪ 了解补体系统的命名;补体活化的
调节
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第一节 概述
补体的定义 ▪ 1895 Bordet 发现绵羊
抗霍乱血清能够溶解霍乱 弧菌,加热56℃ 30 min 阻止其活性;加入新鲜非 免疫血清可恢复其活性。 ▪ Ehrlich 在同时独立发现 了类似现象,将其命名为 补体(Complement)
C3bBb
C3bBb3b
参与非特异性免 疫,在感染早期 发挥作用
▪ 旁路途径和MBL途径活化不需抗原抗体复合 物参与,侵入机体的病原微生物的细胞壁成 分或炎症早期产生的急性期蛋白即可激活补 体。因此,在感染早期即能发挥抗感染作用。
▪ 病原微生物感染时补体发挥作用的顺序依次 是旁路途径,MBL途径,最后是经典途径。
子、 B因子。 ▪ 4)补体激活的共有成分: C3、 C5~ C9 。 ▪
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▪ 2. 补体调节蛋白:存在于血浆中或细胞膜表面能够 调控补体活化强度的补体成分。
▪ ⑴可溶性调节蛋白(存在于血浆中):
▪ C1 抑制物(C1INH)、C3b灭活因子(I因子)、 C3b灭活促进因子( H 因子)、C4 结合蛋白 (C4bp) 、攻膜复合体抑制物(S蛋白)。
一、细胞溶解作用 补体系统活化 攻膜复合体 溶解靶细胞 细胞毒作用:攻膜复合体对靶细胞的溶解、杀伤 作用。 通常革兰阴性菌、支原体、包膜病毒、寄生虫、 异型红细胞、血小板等对补体敏感。革兰阳性 菌不敏感。
▪ 这些调节因子主要通过抑制补体激活途径中 心环节C3的活化及抑制攻膜复合体的形成进 行调控,以防止补体活化过程中对宿主自身 正常细胞的损伤。
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▪ C1抑制物缺陷引起血管神经性水肿
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产生的C2a为补体激肽,可增强血管通透性,而发生血管性水肿
第三节 补体的生物学功能
主要包括:MAC的生物效应; 活化补体片段的生物效应。
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▪ 1、 MBL的激活
▪ 在病原微生物感染早期,肝细胞合成分泌 的MBL增加,MBL是一种糖蛋白,可与多 种病原微生物表面的表面的半乳糖或甘露 糖残基结合,激活丝氨酸蛋白酶形成MBL 相关的丝氨酸蛋白酶(MASP)
▪ MASP具有与活化的C1s相同的生物学活性 相似,可裂解C4和C2,形成C3转化酶, 其后的反应过程与经典激活途径相同。
▪ ⑵细胞膜上的调节蛋白 :
▪ 衰变加速因子(DAF) 、膜辅助蛋白 (MCP) 、同源 限制因子( HRF )、膜反应性溶解抑制物 ( MIRL )等。
▪ 3.补体受体(CR):
▪ 存在于细胞膜表面,能与补体活性片段或调节蛋白 结合,介导多种生物学效应的补体成分,包括CR1CR5、C3aR、C4aR、 C5aR等。
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暴露的 C1q结 合位点
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C1q有6个部位可与抗体结合,但只需有2个部位与抗体分子 结合即足以活化C1。因此第三Ig章M补体只系需统 1个分子,而IgG需2个以 上的分子--- IgM对补体的活化能力比IgG强。
2.活化阶段
C1酯酶依次裂解C4和C2,分别形成C3 转化酶和C5转化酶。
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(二) 旁路(替代)激活途径
替代途径从C3激活开始,然后完成C5-C9的激 活过程。
激活物:主要是细菌、真菌的胞壁成分, 如酵母多糖、脂多糖、肽聚糖、磷壁酸, 凝聚的 IgA、IgG4等。
参与成分:B、 D、 P因子、C3、C5~C9
▪ 激活过程(三个阶段): ▪ 识别阶段 活化阶段 攻膜阶段
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1. 识别阶段
Ag-Ab复合物 C1q C1r活化 C1s 活化
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IgG分子结合抗原前后的构象变化
结合抗原之前
结合抗原之后
Fc段
CH1
C1q 结合
CH2
位点被屏

IgM CH3区,IgG CH2区
激活过程: 准备阶段(C3激活) 活化阶段(C3转化酶(C3bBb)形成 、
C5转化酶(C3bnBb)形成) 攻膜阶段
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1、准备阶段
▪ 机体在生理情况下,血清C3可自发缓慢地水 解产生少量C3b,在镁离子存在下与B因子结 合。血清D因子可裂解与C3b结合的B因子形 成Ba和Bb。 Bb与C3b形成的C3bBb,为补 体活化做准备。
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1895年 Bordet首次 报道补体的溶 菌效应
羊抗血清 +霍乱弧菌 细菌裂解
加热的羊抗血清+霍乱弧菌
destroyed 细菌裂解
无抗体的新鲜血清
+
restored
unable
细菌裂解
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对热不敏感的 特异性抗体
热敏感 的成分
将其命名为补体 , 即补充抗体活性的血清成分.
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二、 补体系统激活的调节
包括两个方面: 自身衰变调节 调节因子作用
(一) 补体的自身调节 某些补体成分的裂解产物极不稳定,易于 衰变失活。 C3b、 C4b、 C5b、C3转化酶、C5转化酶 均易衰变失去活性,从而限制了后续补体成 分的连锁反应。
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(二)调节因子的调节
▪ 体液中或细胞膜上存在多种补体调节因子 (C1抑制物、C4结合蛋白、促衰变因子等), 在不同环节上调控补体激活的级联反应,使 补体的激活有效且适度。
▪ 通常大部分游离的C3b和C3bBb可被血清中 的I因子、H因子等补体调节蛋白灭活。
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2、活化阶段
▪ C3转化酶和C5转化酶的形成 ▪ 1)C3转化酶形成:当细菌脂多糖、酵母多糖等出
现时,为C3b和C3bBb提供了可结合的表面,使之 不易被灭活。血清中P因子与C3bBb结合后,形成 稳定的C3转化酶( C3bBbP) ▪ 2) C5转化酶的形成: C3转化酶裂解C3产生的 C3b可再与C3转化酶( C3bBb、 C3bBbP)结合, 形成C3bBb3b、 C3bnBbP,此即旁路途径的C5转化 酶。 ▪ 3、攻膜阶段: C5转化酶裂解C5后形成攻膜复合体。
第三章补体系统
教学内容
▪ 第一节 概述 ▪ 定义 ▪ 组成 ▪ 命名 ▪ 补体的理化性质 ▪ 第二节 补体系统的激活与调节 ▪ 一、补体系统的激活 ▪ 二、补体激活的调节 ▪ 第三节 补体系统的生物学活性
第三章补体系统
▪ 教学目标
▪ 掌握补体系统的概念及组成
▪ 补体活化的经典途径、MBL途径与 旁路途径的异同
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