补体系统

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1、有关概念 概念:MBL——甘露聚糖结合凝集素 来源:属于急性期蛋白 特性:正常血清中含量极低;与C1q结构类似。 2、参与MBL途径的补体固有成分 C4、C2、C3、C5~C9 3、激活过程 * MBL—细菌甘露糖残基 MBL-associated serine + → protease, 丝氨酸蛋白酶 MASP-1、MASP-2 * MASP具有C1酯酶同样的活性,可以裂解C4、C2,其后 反应同经典途径。
不同因素 经典途径 MBL途径 替代途径
激活物
IgM.IgG1.2.3
与抗原形成的
MBL与微生物
表面甘露糖结合
LPS,凝聚的IgA等
参与成分
所需离 C3转化酶
复合物 C1~C9 Ca2+、Mg2+ C4b2b
C2~C4、C5~C9
Ca2+、Mg2+ C4b2b
C3、C5~C9 B. D .P
Mg2+ C3bBb
C5转化酶
C4b2b3b
C4b2b3b
非特异性免疫 发挥作用居中
C3bBb3b
非特异性免疫 感染早期
抗感染作用 特免效应阶段 感染中晚期
第三节 补体活化的调控
一、补体自身调控 1、自身衰变调控 2、补体必须结合在固相表面,才能激活补体 二、补体调节因子的作用 • 主要围绕酶及MAC进行调节。 • 主要有调节级联反应、调节补体活性片段功能。 • 按其作用特点分为三类: • *防止或限制补体在液相中自发激活的抑制剂; • *抑制或增强补体对底物正常作用的调节剂; • *保护组织细胞免遭补体破坏作用的抑制剂。
C1分子结构模式图
C1q : 有 6 个 亚 单 位 N 端 束状平行排列,C端卷 曲成球形头部,放射 状排列酷似一束花蕾 。
C1r 、 C1s : 分 子 构 型 呈 哑 铃 状 , 以 C1s-C1rC1r-C1s顺序缠绕在C1q 头部中间。
经 典 途 径 识 别 阶 段
(二)固有成分及激活顺序
(三)补体受体
组分: C1q-R C3R——CR1、CR2、CR3、CR4、CR5 C3a-R、C5a-R FH-R(H因子受体)
分布:膜结合形式 功能:介导补体活化片段或调节蛋白生物效应。
(二)补体系统的命名
1、补体固有成分 参与经典途径和共同末端通路——按发现的先 后顺序用C命名 如 C1(q、r、s)、C2、C3、…… C9。 其余成分——用英文大写字母命名 如 B因子、D因子。 2、调节蛋白 用英文大写字母命名:如I因子、H因子等。 以功能命名:如C1抑制物、C4结合蛋白等。
攻 膜 复 合 体
三、条激活途径的比较 (一)共同点 1、均需要激活物质激活,激活物质不同, 作用不同。 2、均为级联反应,每一步都产生扩大效应— ——“滚雪球”。 3、激活过程产生活性裂解片段,介导重要 的生物学功能。 4、有共同的末端效应——靶细胞溶解;某 些共同的调节机制。
(二)补体三条激活途径的不同点比较
三、旁路途径alternative pathway
激活物质 为非抗原抗体复合物:提供补体成分结合的表面。 1、某些多糖——如革兰阴性菌脂多糖;酵母多糖; 植物多糖、葡聚糖。 2、其他哺乳动物细胞——兔红细胞、 病毒感染的同种细胞。 3、凝聚的IgA
(三)旁路途径alternative pathway
(二)补体系统的命名
3、补体裂解产物 英文小写字母命名:小片段为a,大片段为b。 激活及具有酶活性的用横线表示:如C4b2b。 灭活的补体片段在名称前加I表示:如iC3b。 4、补体受体 用相应补体成分加R表示,如
C1q-R、 C3R(CR1、CR2、CR3、CR4、CR5)等
补体的理化性质
1、化学特性 化学性质:均为蛋白质(或糖蛋白),多是β球蛋白。 分子量:悬殊。 2、血清含量 总含量:占血清球蛋白总量的10 %。相对稳定。 各补体含量:悬殊 3、补体活性的稳定性 很不稳定,很多理化因素均可使之灭活。 保存条件:冷冻干燥后长期保存;或保存在—20℃以下。 4、存在形式 C1q 无酶活性,识别抗体上补体结合点; 其余均以无活性(酶原)形式存在。
• •
红细胞是清除循环IC的主要细胞,可以不受损伤; 中性粒细胞、单核细胞也具有清除IC的功能。
(二)清除凋亡细胞
• 凋亡细胞(表达自身Ag) C3b、iC3b C1q、
被吞噬细胞清除
三、参与适应性免疫 • 补体还参与适应性免疫应答的启动、效应和维持。 (一)补体参与免疫应答的诱导 • C3:参与对抗原的网罗、固定,使抗原易于被提呈; • C3d:参与BCR共受体的组成,促进B活化; • 补体调节蛋白CD55、46、59: 介导细胞活化信号,参与T活化。 (二)补体参与免疫细胞的增殖分化 • 调节细胞增殖分化: C3b—CR1(B):B增殖分化为浆细胞; • C3d、iC3b、C3dg—CR2(B):助B活化。
1、参与经典途径的补体固有成分 * 识别单位:C1(C1q、C1r、C1s)、 活化单位:C4、C2、C3 膜攻击单位:C5~C9 * C1复合体(C1qr2s2,借Ca2+连接而成) 2、激活顺序 C1q → C1r → C1s → C4 → C2 → C3 → C5 → C6 → C7 → C8 → C9
(二)调理作用 补体最重要的功能(机体抗全身性细菌/ 真菌感染的主要天然防御机制) 具有调理作用的调理素: C3b及其降解产物、C4b、C5a。 C3b 共价结合 C3b
补体激活 → 产生 → 大量结合在靶细胞————吞噬细胞 大量C3b 或微生物表面 C3bR
C4b C5a
具类似调理作用,但量极少,重要性不大。 尤其在破坏补体和IgM覆盖的病原微生物中更重要。
参与的补体成分 C3: 生理情况下,可以被血清中蛋白酶裂解, 产生C3b。 B因子(C3激活剂前体): 结构和功能均与C2同源。 D因子(C3激活剂前体转化酶): 体液中同时存在活性、无活性形式。 P因子(备解素): 特性同D因子。稳定转化酶, 30℃ 时半衰期从4′→30′。
(三)激活过程 1、激活过程 (1)自发产生C3b,与血清中B因子结合——C3Bb。 (2)结合的B因子对D因子敏感。 (3)P因子稳定C3bBb。 (4)当激活物质出现时,旁路途径即被激活。
补体系统
complement system
补体系统
学习要求: • 掌握:补体系统的概念及组成;三条补体 活化途径的异同;补体的生物学效应。 • 熟悉:三条补体活化途径激活过程。 • 了解:补体系统的命名;补体活化的调控。
第一Leabharlann Baidu 概述
• 补体系统 complement system,C 存在于血清、组织液、和细胞膜表面的一 组经活化后具有酶活性的蛋白质,包括30多 种可溶性蛋白和膜结合蛋白,故被称为补体 系统。广泛参与机体抗微生物防御反应以及 免疫调节,也介导免疫损伤,是体内具有重 要生物学作用的效应系统和效应放大系统。

中间产物结合在激活物质表面,不被灭活,级联得以进 行下去。 • C3bBb大量裂解C3,产生大量C3b,形成C3bBb3b(C5转化 酶)
2、旁路途径的重要特点 (1)识别自己与非己 • *自己细胞表面结合有调节蛋白,自发产生的C3b随 机结合上后可被迅速灭活,并终止级联反应; • *激活物质表面缺乏调节蛋白,因而能激活旁路途径。 (2)补体激活的放大机制 • *不论自发、经典途径或(替代途径)产生的C3b, 均可与B因子结合启动替代途径扩大补体效应。
共价结合 抗原:抗体Fc段——————C3、C4——改变Ig空间构象: 抑制其结合新的抗原表位, 继而抑制新的IC形成;
补体借此插入IC的网络结构,在空间上干扰Fc段相 互作用,从而溶解已沉积的IC。
二、维护机体内环境稳定 (一) 清除免疫复合物
2、清除循环IC (免疫粘附)
• 抗原:抗体—————活化的C3b、C4b——-红细胞→ 共价结合 CR1 ——→肝、脾 → 巨噬细胞除去IC并降解之
(三)引起炎症反应
具有加速吞噬细胞对病原体破坏的协同作用。 小肽片段——炎症介质,主要有三种: 1、补体激肽——C2a:
进一步裂解后具有激肽样作用; 引起血管通透性↑,炎症性充血,甚至广泛性水肿,气管 肿胀可致窒息。 2、 过敏毒素——C3a/C4a、C5a: C3a/C4a、—肥大细胞 活化、脱颗粒、 C5a—嗜碱性粒细胞上R 释放血管活性胺—— 小血管扩张;毛细血管通透性增加;平滑肌收缩。 作用强度:C5a > C3a > C4a
4、 旁路途径医学意义 (1)在感染早期发挥重要抗感染作用。 (2)为无免疫力(无Ab)的个体提供一个 高效能抗感染能力。
(四)共同末端效应
三条途径形成的C5转化酶,均可裂解C5,产生共同末端 效应 形成两类末端产物: 脂质双层上补体激活——C5b~9(MAC) 血清中补体激活——结合S蛋白形成SC5b~7、 SC5b~8、SC5b~9 1、参与的补体成分:C5~C9 2、末端通路激活 :又称膜攻击阶段。 MAC的效应机制 * MAC形成10nm穿膜孔道,—— 导致胞内渗透压降低, 细胞溶解。 *末端补体成分插入胞膜,—— 致死量钙离子被动向胞 内弥散,导致细胞死亡。
激活过程 三个阶段、五个步骤。 1、识别阶段 从C1q识别到C1酯酶形成。 步骤一:C1酯酶形成 2、活化阶段 从激活C4到C5转化酶形成。 步骤二:C3转化酶形成 步骤三:C5转化酶形成 3、膜攻击阶段 从C5裂解到靶细胞溶解。(共同末端效应) 步骤四:C5b67形成 步骤五:膜攻击复合物形成
二、补体活化的MBL途径
一、经典途径(classical pathway)
(一)激活物与激活条件 1、免疫复合物(IC) 触发C1活化的条件: ① C1仅与IgM或IgG1、2、3结合才能活化 ② 每个C1分子须同时与2个以上Ig的Fc段结合。 Ag:多价Ag; Ab:IgM:理论上,单个分子即可激活补体。 IgG1、2、3:至少两个IgG分子以上。 ③游离或可溶性Ab不能激活补体。 2、非免疫物质 某些多聚分子也能激活补体。
(四) 产生部位
尚未完全清楚,许多组织细胞能合成补体成分。 同一成分可由不同部位产生;同一部位可产生不同成分。 来源: 血浆中大部分补体成分—— 主要来自肝细胞 不同组织,尤其炎症病灶中——主要来自巨噬细胞。 分解代谢: 补体代谢率快,血浆中补体每天有一半被更新。
第二节 补体的激活
补体的激活的三条途径 • 补体活化的经典途径 • 补体活化的MBL途径 • 补体活化旁路途径
第四节 补体的生物学作用
生物学功能包括: • 攻膜复合体介导的细胞毒作用; • 补体活性片段介导的各种生物学功能。 调理作用: C3b ,C4b, iC3b 引起炎症反应: C3ba,C4a, C5a 清除免疫复合物: 免疫调节作用:
一 参与宿主早期抗感染免疫 (一)溶解细胞、细菌和病毒 杀菌及细胞毒作用 • 补体系统激活最终在靶细胞上形成MAC——靶细 胞溶解。 参与的补体成分: C1~C9、B、D、MBL 主要的靶细胞:革兰阴性菌;寄生虫。 免疫效应: 杀菌及细胞毒作用—— 抗菌、抗其他微生物、抗寄生虫 免疫病理:C1~C9缺陷:对奈瑟菌属易感性↑ 溶解宿主细胞:某些自身免疫性疾病 1. C3↓:抗G-菌能力↓
(三)引起炎症反应 3、 趋化因子——C5a、C3a、C567: 能吸引炎症细胞(巨噬细胞、中性粒细胞)游 走到补体的激活部位;
C5a增强吞噬细胞对血管壁的粘附与渗出;吞噬 功能↑;表面CR1、2 表达↑。
二、维护机体内环境稳定
(一) 清除免疫复合物(C3、C4、C3b/C4b) • 体内IC持续少生成是正常现象;但中分子IC可以致病; 1、抑制致病性IC形成
一、补体系统的组成和理化性质
(一)补体系统固有成分 组分: 经典途径——C1(q、r、s)、C4、C2 MBL途径——MBL、MASP 旁路途径——B因子、D因子 共同末端通路——C3、C5、C6、C7、C8、C9 分布:可溶性,存在于体液中。 功能:参与补体激活的级联反应。
(二)补体调节蛋
组分: 多种成分:备解素、C1抑制物(C1TNH)、 C4结合蛋白(C4bp)、促衰变因子(DAP)、 膜辅因子蛋白(MCP)、 H因子、 I因子、蛋白S(PS)、血清羧肽酶、S蛋白等 分布:可溶性或膜结合性存在。 功能:调节与控制补体系统活化。
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